一种新型砂浆外加剂——SS型高效砂浆超速化粉

一、砂浆外加剂的现状

自微沫剂研制成功至今的近二十年时间里，砂浆外加剂的研制工作从未停息，产品的种类发展虽然很快，但一直没有研制出一种性能全面、适应性强、操作简便、质量可靠和经济性好的产品。目前市场上销售和使用的砂浆外加剂按产品状态可大体分为两类：一类是胶体浓缩为凝胶状与胶体稀释为溶胶状，如微沫剂、KF微孔塑化剂、增塑剂等；另一类是固体粉粒状，如起泡粉、强力粉、石灰精、MT高效砂浆外加剂等。这些产品通过工程实践验证证明：在实际工程中使用都有一定的好的效果，但也存在着明显的不足。凝胶状外加剂在使用时需事先用水(有的用开水)比例稀释为溶胶后方可使用，施工操作相当麻烦；而溶胶状外加剂因浓度低，在包装、运输、保管、使用上相当不方便；同时，有的外加剂(如微沫剂)还存在降低砂浆强度的不良性能。固体粉粒状外加剂中，石灰精、强力粉的用量都偏大，用户的经济效益偏低；而MT高效砂浆外加剂的主要成份是纸厂煮浆废液，煮浆废液作为纸厂的排弃物，纸厂是无法也是不需要进行质量控制的，其中的碱、木素、泥土、硫酸盐等含量随时都在变化，成份很不稳定，尤其是在炎热夏季或放置时间过长，废液中的有机物氧化变质或腐败发臭，直接用它生产砂浆外加剂质量无法得到有效控制，因废液中含有糖、木素和泥土等杂质将导致砂浆凝结时间延长，尤其是在抹灰工程中不便操作而影响施工进度，另外，该产品的溶胶本身易产生凝析现象，对砂浆的强度极其不利。

在目前已知的砂浆外加剂中，普遍存在着下列特点：

1.在砂浆中掺人外加剂后，砂浆和易性获得了较大地改善，砂浆的工作性能得到提高，砂浆的施工操作性能得到改善；但部分外加剂却是以降低砂浆强度，通过牺牲砂浆的强度而获得的砂浆工作性能的改善。如微沫剂砂浆。

2.有的砂浆外加剂因受其材料成份的化学性能影响，使用范围和使用条件被严格限定，极大地制约了这些外加剂的推广使用。如过去成都地区推广使用的激发剂砂浆，就只能用于要进行抹面施工的砌筑工程。

3.近年来，在混凝土外加剂的技术领域中，出现了许多技术性能优良、产品质量优越、使用范围广泛、适应性强、经济效益明显的高效外加剂，对提高混凝土工程的施工质量及经济技术水平起到了极大的推进作用；而截止目前，在砂浆外加剂技术领域中，那种通过掺加外加剂来改善和提高砂浆的和易性以便于施工操作的产品很多，但同时具备技术先进、质量性能保证，特别是经济效益显著的产品尚不多见。

SS型高效砂浆塑化粉(以下简称高塑粉)是针对上述各类砂浆外加剂的不足之处，由湖南省湘潭市芙蓉建材化工有限公司研制成功的。在研制过程中根据胶体特性，从成份、胶体亲水基与增水基的组成、电荷的作用人手，进行了两年多时间的全方位探索，使高塑粉的性能获得极大提高；与国内同类产品相比，具有砂浆工作性能优良、施工操作方便、砂浆抗压强度明显提高、砂浆凝结不受影响、砂浆质量保证，尤其是经济效益显著的明显优点。经工程实际使用表明：其技术质量性能以及经济效益是目前已知砂浆外加剂中最好的。

二、高塑粉的技术原理

采用载体材料吸附母液的方法，控制母液中Na离子的含量及复合多种胺盐；在载体材料中选用成份较佳、吸附力强、在水中释放快的材料；在载体材料与母液的组合上，地蚝了合理的搭配组合，使高塑粉的性能指标提高，其泡沫高度可达70ram、稳泡时间不小于4h，砂浆的抗压强度7d提高15％～40％、28d提高10％～30％，砂浆泌水率比不大于50％、抗剪强度比可达81％；同时，高塑粉在水中不产生盐析与凝析，砂浆凝结不受影响，生产与使用不污染环境。

三、高塑粉的组成材料与作用机理

高塑粉系载体材料吸附母液而成，载体材料是一种天然的具有层链状结构的富镁硅酸盐矿物土，其有效物含量为25％～40％、水份≤6％、细度80u～45u、Si0₂含量为59％、MgO含量为17％。母液的主要材料组成为松香、纯碱和多种有机胺盐等。负离子胶体物质(即负离子界面活性剂)在溶胶液中，增水基与亲水基将会在界面上整齐定向排列，产生的界面浓度比内部浓度高，从而使界面张力降低；松香酸钠的溶胶液的界面张力只有水的界面张力的1/2，这种溶胶液有较强的分散、乳化、发泡等性能。

1.分散性

主要是吸附与静电作用。吸附作用是指砂浆在停止搅拌后，水泥颗粒处不静止状态并会凝聚起来；当水泥颗粒吸附界面张力低的溶胶液时，水泥颗粒的界面张力将大大降低，它们之间的凝聚力也相应降低，对水泥颗粒起到分散作用。静电作用是因水泥颗粒界面带有负离子溶胶后呈负电荷，根据同电荷相斥的原理，分散了水泥颗粒。

2.发泡性

由于溶胶在搅拌中乳化空气产生大量气泡，这些气泡起到三方面的作用：

(1)气泡在砂浆体系中各种颗粒之间起到类似“滚珠”的润滑作用，使砂浆流动性提高；

(2)气泡在砂浆体系中可托浮各种颗粒，使颗粒沉降速度减缓，砂浆分层度降低；

(3)气泡破坏砂浆中析水毛细通道，提高砂浆保水性。

砂浆外加剂都具有以上这些作用，但是这些作用有有益的一面，也会带来有害的一面；如在发泡性上，发泡量越大、泡径越小、越不均匀，稳泡时间越长，对砂浆的稠度和分层度越有益，而对砂浆强度越有害；在静电作用方面，载体与母液的电荷极性不同，发生电荷中和，产生载体凝析现象，凝析成团的土类对砂浆的强度是有害的等等。高塑粉在研制过程中，从胶体的成份、胶体亲水与增水基以及电荷的特性人手，就发挥其有益的一面、减少或消除有害的一面进行了充分的探索。高塑粉的母液原材料中不含有糖类、木素、泥土类等物质，以避免这些物质对水泥凝结时间及强度的不利影响；同时严格控制Na 含量，提高松香酸钠的纯度，在发泡量提高的情况下，泡径变得均匀细微化，这样就有利于在提高和改善砂浆稠度和分层度的基础上，又减小对砂浆强度的不利影响。并且在母液中复合含有一OH和一NH2的亲水基的胺盐，以起到保护胶体的盐析作用，从而提高松香酸钠的溶水性，可直接掺入砂浆中搅拌使用。因胺盐本身具有塑化砂浆和催化水泥水化的作用，对砂浆稠度、分层度和强度的提高及改善均有益处。最后对载体材料的选择，经过多种载体材料试验对比，选择了一种负离子胶体矿物土，其比表面积大，可达800- 900m²／g(内表面积最大可达500m²／g，外表面积最大可达400m²／g)，内部孔隙和孔道贯穿整个结构，具有很大的吸附载物能力，而且在水中又能沿着贯穿的孔隙与孔道迅速释放所吸附的载物。对于载体材料本身的电荷也是一个十分重要的问题，如果载体与母液的电荷相同，可防止胶体产生凝析现象；如果载体与母液的电荷相反，电荷相互中和，胶体粒子失去分散稳定状态产生凝析，凝析成团状的土类在砂浆结构中对强度相当有害；高塑粉母液与载体都是呈负电荷的合理组成，使载体不会凝析沉淀。此外高塑粉的稳泡时间控制在4h，主要是为了满足《砌体工程施工及验收规范》GB5O203—98中规定的水泥砂浆和水泥混合砂浆必须分别在拌成后3h和4h内使用完毕的要求；如施工期间最高气温超过30℃，则必须分别在拌成后2h和3h内使用完毕。稳泡时间在4h内既能保证砂浆在使用时有良好的稠度和分层度，又可保证砂浆凝固后强度不降低。通过以上作用机理的反复探索，高塑粉在其组成材料、皂化反应材料与载体材料的配合上进行了综合改进，使其性能指标获得了明显提高，达到了国内同类产品的先进水平。

四、高塑粉的主要技术性能指标

高塑粉以及掺加高塑粉拌制而成的高塑粉砂浆，其技术性能指标见下表：

五、使用注意事项

1.水泥应按品种、级别、出厂日期等分别进行堆放和保管，并保持干燥，经进场检验合格后方可投入使用；当使用中对水泥质量有怀疑或水泥出厂超过三个月(快硬硅酸盐水泥超过一个月)时，应进行复验，并按复验结果使用。不同品种的水泥不得混合使用。

2.砂浆用砂宜采用中砂，并应过筛，且不能有草根等杂物，砂子的含泥量不得超过5％。

3.拌制水泥混合砂浆用的石灰膏、电石膏、粉煤灰和磨细生石灰粉等无机掺合料应符合下列要求：

(1)块状生石灰熟化成石灰膏时，应采用孔径不大于3mm×3mm 的网过滤，熟化时间不得少于7d；对不磨细生石灰粉，其熟化时间不得小于2d；沉淀池中贮存的石灰膏，应防止干燥、冻结和污染；严禁使用脱水硬化的石灰膏，生石灰粉不得直接使用于砂浆中；

(2)采用粘土或亚粘土制备粘土膏，宜采用孔径不大于3mm×3mm的网过滤，并应采用搅拌机加水搅拌；

(3)粉煤灰的品质指标应符合现行行业标准《粉煤灰在混凝土及砂浆中应用技术规程)(JGJ28)的有关规定；

(4)生石灰及磨细生石灰粉应符合现行行业标准《建筑生石灰》SC／r479及《建筑生石灰粉》(SC／r480)的有关规定。

4.掺用高塑粉的砂浆配合比应经试配确定，如使用过程中的砂浆的组成材料有变更，其配合比应重新确定。

5.对于砌筑用水泥混合砂浆，当掺入高塑粉时，应按《砌筑砂浆配合比设计规程》(SGS／r98)的规定，石灰膏的减少量不应超过50％。

6.对于原设计砌筑用水泥混合砂浆，如果考虑砂浆中掺入高塑粉后，因砂浆和易性能提高而不再掺加石灰膏的话，则砌筑砂浆的性质由水泥混合砂浆演变为了水泥砂浆；对此，首先应由设计将水泥混合砂浆的强度等级换算为相应的水泥砂的强度等级，再按新的水泥砂浆强度等级进行砂浆配合比设计及施工和技术质量管理控制。

7.对于抹灰用水泥混合砂浆。因高塑粉的掺加对砂浆和易性的改善明显，可以全部取代石灰膏，其经济节约价值将更好、施工操作将更简便。

8.掺入高塑粉的砂浆应采用机械拌制，搅拌时间自投料完算起为3分钟～5分钟。水泥和高塑粉的配料准确度控制在1.5％ ～2.0％以内。

9.砂浆应随拌随用，水泥砂浆和水泥混合砂浆应在拌成后3h和4h内使用完毕；当施工期间气温超过30℃时，必须分别在拌成后2h和3h内使用完毕。

10.根据气候条件，砖应提前1d～2d浇水湿润，严禁干砖上墙或砌筑前临时浇水的施工方法。

11.抹灰施工前，混凝土表面的油污、油漆、隔离剂等应清除干净，光滑的混凝土表面要凿毛或用界面剂进行处置。

12.抹灰前墙面应浇水，一般隔夜进行。

13.雨季施工时，应采取覆盖和遮挡等措施，以防砂浆被雨水冲淋而影响其强度。

14.使用高塑粉应做到专人操作、专人配比，严格控制各种不同材料的配合比及外加剂掺量。工地技术负责人、质检人员和施工管理人员应对砂浆的配制和施工操作实施技术监督和指导。

六、技术经济效益对比分析

1.高塑粉的掺量为水泥重量的1.5‰～2‰ 。

2.高塑粉能改善砂浆的物理性能，与同等级、同配比的砂浆对比，R7可提高15％～40％，R2R可提高10％～40％，并可节约10％～20％的水泥用量。

3.高塑粉能显著改善砂浆拌合物的和易性，其减水率达10％～30％，且砂浆拌合物的保水性、流动性良好，施工操作非常方便。

4.高塑粉砂浆在砌筑工程中使用，能在砖石表面铺成均匀的薄层，提高砂浆的饱满度；在抹灰工程中使用，因高塑粉砂浆的粘附能力强和砂浆硬比收缩小的特性，可有效地减少或克服砂浆层易起壳、易开裂、易空鼓的质量通病；同时砂浆的抗压强度、粘结力、抗冻性、抗渗性及耐久性指标均有所提高。

5.高塑粉砂浆富有弹性、塑性性能优良、和易性高，不仅减轻了工人的操作劳动强度，而且极大地提高了工效和工程质量，深受施工操作人员的欢迎。

6.由于高塑粉砂浆有粘附能力强、富有弹性、塑性性能优良、和易性高的特点，在工程实践中，特别是抹灰工程的操作过程中，不仅施工操作方便，提高工效和抹灰工程质量；而且落地灰极少，稍加注意可基本杜绝落地灰的发生。

7.高塑粉砂浆的技术经济效益主要体现在工程质量提高、施工操作简便、提高劳动效率以及降低材料消耗，并最终实现节约工程施工成本等方面。据大量的工程实践证明：一万平方米的建筑物，使用高塑粉砂浆用于砌筑和抹灰工程，投入使用的高塑粉用量约为lO00kg左右，其实现的经济节约价值约为8万元～12万元左右，节约的主要来源是因实现了水泥和厂膏的投入使用量减少所致。

8.对于砌筑砂浆而言，高塑粉砂浆的水泥用量较普通砂浆相比可减少10％～20％左右，石灰膏可减少50％。

9.对于抹灰砂浆而言，高塑粉砂浆的水泥用量较普通砂浆相比可减少30％～50％左右，石灰膏则可全部不用。

l0.高塑粉目前的市场销售价格约为每吨1.3万元左右，按水泥用量的1.5‰ ～2‰掺入砂浆中使用，则每m³砂浆中掺入的高塑粉用量仅为0.2kg-O.4kg左右，高塑粉在每m3砂浆中的掺用量价值仅为2.6元～5.2元，完全实现了投入少、效果好、见效快、回报大的技术经济发展策略。

七.结束语

目前，砂浆外加剂的使用技术已在我国的工程建设实践中呈现出了极好地发展势头和可喜的局面，在国家建设部发布的2002年科技成果推广项目中，就包含了两项有关砂浆外加剂的应用技术项目。笔者坚信在未来的数年内，我国的工程建设实践中长期存在的落后、低效、高消耗的砂浆技术领域，将迎来一轮技术革新和技术革命的新技术时期的可喜局面，而这次技术发展的基本标志，将是以砂浆高效外加剂的有效使用和砂浆技术性能以及经济效益等综合水平的提高为发展方向。

成都市乃至整个四川地区的建筑领域，使用砂浆外加剂的历史不长，仅有部分工程于去年下半年开始尝试使用，绝大部分工程取得了较好的应用效果，而极小部分工程的实践效果不佳。这种局面的产生，应该从砂浆外加剂的品牌选用人手进行分析，就市场销售的砂浆外加剂而言，据笔者不完全统计，大约有7～8种之多，部分砂浆外加剂产品未取得建设行政主管部门的许可，有些砂浆外加剂产品则夸大其实，误导使用者，产生了极其恶劣的负面影响。在成都市场上销售和使用的已知砂浆外加剂产品中，就其质量、性能、价格、经济效益等综合性价比指标而言，湖南省湘潭市芙蓉建材化工有限公司生产的SS型高效砂浆塑化粉是最好的产品，主要体现在质量好、性能高、稳定性高、用量少、消耗小、回报大等方面，其综合性价比最高；虽然产品的销售价格高挺，但产品的品质性能优越，使用量仅为水泥用量的1.5‰ ～2‰ ，其实际投入砂浆中的掺用量价值最低，实现的经济节约价值和工程质量效果最好，大量的工程对比实践和试验比较分析，充分证明了SS型高效砂浆塑化粉是值得广泛推广使用的优质砂浆外加剂产品。