ALC板用薄層砌筑砂漿性能研究與應(yīng)用

徐 鵬 孔金鳴 田曉航 周天正 柯偉席 蔡良飛

（1.武漢源錦建材科技有限公司，湖北 武漢 430070；2.武漢三源特種建材有限責(zé)任公司，湖北 武漢 430083）

0 引言

蒸壓加氣混凝土（ALC）輕質(zhì)隔墻板是一種用途廣泛、性能優(yōu)越的新型建筑材料，具有輕質(zhì)、保溫、防火、可定制化等特點(diǎn)，目前廣泛應(yīng)用于建筑的非承重填充墻，替代傳統(tǒng)的磚砌[1-2]。采用ALC板材，較傳統(tǒng)的加氣混凝土砌塊、空心磚，使整體建筑物的基礎(chǔ)受力減小，從而更加有利于控制建筑物的沉降問(wèn)題[3]。

ALC 板是以水泥、石灰、硅砂等主要材料，經(jīng)過(guò)高壓蒸氣養(yǎng)護(hù)而成的多孔混凝土成型材料[4]。其孔隙率高達(dá)80%以上，具有較強(qiáng)的毛細(xì)吸水現(xiàn)象[5-6]，對(duì)薄層砌筑砂漿吸水性較強(qiáng)，砂漿在塑性階段收縮變大，導(dǎo)致砂漿與ALC 板接觸處產(chǎn)生裂縫。呂常勝等[7]認(rèn)為控制黏結(jié)砂漿的收縮率小于0.093%時(shí)，能減少裂縫。

針對(duì)ALC板用薄層砌筑砂漿施工后容易開裂的情況，設(shè)計(jì)試驗(yàn)，通過(guò)研究不同摻量的6mm聚酯纖維和可再分散乳膠粉對(duì)ALC 板用薄層砌筑砂漿性能的影響，研制出符合指標(biāo)要求的ALC 板用薄層砌筑砂漿，并進(jìn)行工程試應(yīng)用，尋找最佳的聚酯纖維和可分散乳膠粉摻量，最終達(dá)到控制裂縫的目的。

1 試驗(yàn)

1.1 原材料

所用原材料包括：華新水泥股份有限公司生產(chǎn)的P·O42.5 水泥、武漢荊隆化工有限公司生產(chǎn)的200 目雙飛粉、湖北黃岡產(chǎn)連續(xù)級(jí)配的40～70 目白色機(jī)制砂、細(xì)度模數(shù)為0.8 瓦克化學(xué)（中國(guó)）有限公司生產(chǎn)的328 可分散乳膠粉。上海英杉新材料有限公司生產(chǎn)的10w 黏度纖維素醚、上海錢申實(shí)業(yè)有限公司生產(chǎn)的6mm 聚酯纖維。水泥和雙飛粉的化學(xué)成分見表1，水泥的物理力學(xué)性能見表2，聚酯纖維的技術(shù)參數(shù)及物理力學(xué)性能見表3。

表1 水泥、雙飛粉的化學(xué)成分（單位：%）

表2 水泥的物理力學(xué)性能

表3 聚酯纖維的技術(shù)參數(shù)及物理力學(xué)性能

1.2 試驗(yàn)方法

ALC板用薄層砌筑砂漿稠度試驗(yàn)、抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)均按《建筑砂漿基本性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》（JGJ/T 70-2009）的規(guī)定進(jìn)行；拉伸黏結(jié)強(qiáng)度試驗(yàn)按《蒸壓加氣混凝土墻體專用砂漿》（JC/T 890-2017）附錄A的規(guī)定進(jìn)行；收縮率試驗(yàn)按《建筑砂漿基本性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》（JGJ/T 70-2009）的規(guī)定進(jìn)行。ALC 板用薄層砌筑砂漿需滿足《蒸壓加氣混凝土墻體專用砂漿》（JC/T 890-2017）中薄層砌筑砂漿M5的要求，具體的性能指標(biāo)見表4。

表4 薄層砌筑砂漿M5性能指標(biāo)

通過(guò)大量探究性試驗(yàn)及相關(guān)工程實(shí)踐，初步確定ALC板用薄層砌筑砂漿的基準(zhǔn)配合比，如表5所示。薄層砌筑砂漿具有較好的保水性能，保證一定纖維素醚摻入量后，其保水率都大于99%[8-9]，通過(guò)調(diào)整水料比，控制ALC板用薄層砌筑砂漿的稠度為75±5mm時(shí)，進(jìn)行抗壓強(qiáng)度、拉伸黏結(jié)強(qiáng)度和收縮率的檢測(cè)。

表5 ALC板用薄層砌筑砂漿基準(zhǔn)配合比（單位：%）

2 結(jié)果與討論

2.1 6mm 聚酯纖維對(duì)ALC 板用薄層砌筑砂漿性能的影響

不同摻量的6mm聚酯纖維對(duì)ALC板用薄層砌筑砂漿性能的影響，見表6。

表6 6mm聚酯纖維摻量對(duì)ALC板用薄層砌筑砂漿性能的影響

由表6可見：

（1）隨著6mm聚酯纖維摻量的增加，ALC板用薄層砌筑砂漿的28d 抗壓強(qiáng)度先增加后降低，都符合指標(biāo)規(guī)定的≥5.0MPa 的要求。ALC 板用薄層砌筑砂漿28d抗壓強(qiáng)度先增加后降低，主要是由于隨著聚酯纖維增加到0.10%以后，砂漿的和易性變差，當(dāng)達(dá)到規(guī)定的稠度要求時(shí)，需增加用水量，導(dǎo)致砂漿的強(qiáng)度降低。

（2）隨著6mm聚酯纖維摻量的增加，ALC板用薄層砌筑砂漿的收縮率降低，當(dāng)摻入量不小于0.05%時(shí)，能夠滿足指標(biāo)規(guī)定收縮率≤0.20%的要求。ALC板用薄層砌筑砂漿收縮率隨聚酯纖維摻量的增加而降低，主要是由于聚酯纖維具有優(yōu)良的抗收縮性能，能夠抵抗水泥水化導(dǎo)致的化學(xué)收縮和砂漿的干燥收縮[10]。

（3）隨著6mm聚酯纖維摻量的增加，ALC板用薄層砌筑砂漿的拉伸黏結(jié)強(qiáng)度都不符合指標(biāo)規(guī)定的≥0.30MPa 的要求。聚酯纖維對(duì)砂漿的拉伸黏結(jié)強(qiáng)度無(wú)明顯影響。

2.2 可再分散乳膠粉對(duì)ALC 板用薄層砌筑砂漿性能的影響

不同摻量可再分散乳膠粉對(duì)ALC板用薄層砌筑砂漿性能的影響，見表7。

表7 可再分散乳膠粉摻量對(duì)ALC板用薄層砌筑砂漿性能的影響

由表7可見：

（1）隨著可再分散乳膠粉摻量的增加，ALC 板用薄層砌筑砂漿的28d抗壓強(qiáng)度降低，當(dāng)摻量為1.5%時(shí)，抗壓強(qiáng)度不滿足指標(biāo)要求。抗壓強(qiáng)度的降低，可能是由于可再分散乳膠粉含有一定量具有引氣作用的表面活性劑組分，導(dǎo)致砂漿內(nèi)部孔隙率增大，從而導(dǎo)致砂漿的抗壓強(qiáng)度降低。

（2）隨著可再分散乳膠粉摻量的增加，ALC 板用薄層砌筑砂漿的28d 收縮率均大于0.2%，可再分散乳膠粉對(duì)砂漿的收縮率沒(méi)有明顯影響。

（3）隨著可再分散乳膠粉摻量的增加，ALC 板用薄層砌筑砂漿的拉伸黏結(jié)強(qiáng)度變大，當(dāng)摻量為0.5%時(shí)，已滿足指標(biāo)中對(duì)拉伸黏結(jié)強(qiáng)度的要求。拉伸黏結(jié)強(qiáng)度的提高可能是由于可分散乳膠粉在ALC板用薄層砌筑砂漿與底試塊接觸面的空隙及毛細(xì)管內(nèi)成膜，從而增加漿料與底試塊之間的黏結(jié)力[11]。

2.3 聚酯纖維和可再分散乳膠粉復(fù)摻對(duì)ALC 板用薄層砌筑砂漿性能的影響

聚酯纖維和可再分散乳膠粉復(fù)摻對(duì)ALC板用薄層砌筑砂漿的性能的影響，見表8。

表8 聚酯纖維和可再分散乳膠粉復(fù)摻對(duì)ALC板用薄層砌筑砂漿性能的影響

由表8可見：

聚酯纖維和可再分散乳膠粉復(fù)摻，抗壓強(qiáng)度、收縮率、拉伸黏結(jié)強(qiáng)度均能滿足指標(biāo)要求。這是由于聚酯纖維可降低ALC 板用薄層砌筑砂漿的收縮，可分散乳膠粉可提高拉伸黏結(jié)強(qiáng)度，兩者共同作用于砂漿中，使得砂漿的性能滿足要求。

3 工程試應(yīng)用

采用表8配方配制5組ALC板用薄層砌筑砂漿，每組50kg，在武漢某工地進(jìn)行工程試應(yīng)用。環(huán)境溫度為28℃，濕度為52%，環(huán)境溫度高，水分蒸發(fā)越快，砂漿開裂特征更明顯[12]。每組配方砌筑5塊ALC板，ALC板的尺寸為0.7m×0.2m×2.7m，控制水料比均為0.2。圖1為ALC板用薄層砌筑砂漿砌筑后的砂漿硬化后整體圖片，圖2為施工完1d后砂漿開裂的照片。

圖1 砌筑完成后的照片

圖2 砂漿開裂照片

對(duì)砂漿施工狀態(tài)和裂縫數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，見表9。對(duì)施工狀態(tài)表述分別為抹面順滑度一般、抹面順滑度較好，抹面順滑度優(yōu)秀。裂縫數(shù)量在砂漿施工完1d后進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

表9 ALC板用薄層砌筑砂漿施工狀態(tài)與裂縫數(shù)量

由表9可見：

（1）聚酯纖維和可再分散乳膠粉復(fù)摻能夠明顯減少裂縫，跟空白組8 條裂縫數(shù)量對(duì)比，摻入0.05%聚酯纖維和0.5%的可再分散乳膠粉能將裂縫數(shù)量降至3 條。

（2）控制聚酯纖維0.05%摻入量不變，隨著可再分散乳膠粉的摻量從0.5%提高到1.0%，施工涂抹順滑度能夠從較好提升為優(yōu)秀，這主要是由于可再分散乳膠粉有一定引氣組分，能夠提升砂漿的和易性。裂縫數(shù)量從3條變成了1條，這主要是由于可再分散乳膠粉可以提高砂漿與ALC板的黏結(jié)強(qiáng)度，降低砂漿開裂。

（3）控制可再分散乳膠粉0.5%摻入量不變，隨著聚酯纖維的摻量從0.05%提高到0.10%，施工涂抹順滑度從較好降低為一般，這主要是由于聚酯纖維摻量的增加，砂漿黏度增加，稠度降低，降低了砂漿的和易性。裂縫數(shù)量從3條變成了2條，這主要是由于聚酯纖維可降低砂漿的塑性收縮。

（4）控制可再分散乳膠粉1.0%摻量不變，隨著聚酯纖維的摻量從0.05%提高到0.10%，施工涂抹順滑度從優(yōu)秀降為一般，裂縫數(shù)量都為1。最優(yōu)的聚酯纖維和可再分散乳膠粉摻量為：0.05%的聚酯纖維和1.0%的可再分散乳膠粉。

4 結(jié)束語(yǔ)

（1）聚酯纖維可降低ALC 板用薄層砌筑砂漿的收縮率，當(dāng)摻量為0.05%時(shí)，砂漿收縮率為0.18%；

（2）可再分散乳膠粉可增加ALC 板用薄層砌筑砂漿的拉伸黏結(jié)強(qiáng)度，當(dāng)摻量為0.5%時(shí)，拉伸黏結(jié)強(qiáng)度為0.42MPa；

（3）復(fù)摻聚酯纖維和可再分散乳膠粉，能夠研發(fā)出符合標(biāo)準(zhǔn)要求的ALC板用薄層砌筑砂漿；

（4）在工程應(yīng)用中，復(fù)摻聚酯纖維和可再分散乳膠粉，能夠降低砂漿的開裂，減少裂縫。當(dāng)復(fù)摻0.05%聚酯纖維和1.0%可再分散乳膠粉時(shí)，ALC 板用薄層砌筑砂漿的施工順滑度最優(yōu)，砂漿硬化后裂縫數(shù)量最少。