广州市新盈建筑材料有限公司
摘要：引气剂作为砂浆常用添加剂，适量地添加可以提高砂浆的抗渗性和抗冻性。本文通过比较两组相同组份制备的干混砂浆，对天然河砂对含气量的影响。结果表明河砂比机制砂高出4%的含气量。另外发现掺加量的增加，如果使用SDS的砂浆含气量是先下降后增加，而采用AOS的砂浆含气量则稳定，最后基本都是恒定。以下通过试验对干混砂浆和引气剂进行论述，供同行借鉴参考。
关键词：砂浆；引气剂；含气量
一、试验材料与方法
（一）原材料广东清远水泥有限公司的 P•O42.5R水泥，其物理与化学分析结果见表1。
二、结果讨论
（一）不同细骨料的比较
使用河砂与机制砂两种细骨料干混砂浆的含气量见图1。从图中可以看出两者相差近4%，然而根据表3中的试验配比可以看出F1与F2两组砂浆的组份数完全相同，各组份的掺加量也一致，只是使用了机制砂代替了河砂作为干混砂浆的细集料。分析比较表2河砂与机制砂的颗粒级配的差别，可以看出河砂的颗粒分布主要集中在0.6~0.3mm和0.3~0.15mm两个区间，两者占据河砂总量的80%，而机制砂的颗粒主要集中在2..36~1.18mm和1.18~0.63mm两个区间，两者占机制砂总质量的69.48%。两种细骨料的颗粒分布都比较集中，呈现两端少中间多的纺锤形，但是河砂的细度模数仅为1.38，相反机制砂颗粒较粗，细度模数为2.9。在河砂制备的干混砂浆体系内没有足够数量的细粉进行有效地填充，同时河砂f较细的粒径也降低了其他物料填充的机会。机制砂内含有约5%的石粉，较粗颗粒产生的空隙被砂浆中的细粉填充，降低了原始空隙存在的空间，因此砂浆含气量比较低。实际应用中偶尔出现采用机制砂的砂浆和易性差，柔和度不够，砂浆容易泌水，表现为轻微振动即产生“扒底”现象，含气量的检测可以对此类质量缺陷进行有效监控，虽然这只是一方面的表征。适当增加引气剂掺加量，提高砂浆孔隙率，从而提高砂浆含气量是改善机制砂预拌砂浆和易性的可能应对措施。
（二）机制砂的石粉含量
机制砂中含有一定量的石粉与其生产工艺密不可分。岩石在破碎过程中产生的粉料可以通过风力或者水力剔除，但是无论何种处理方式都会带来一定的残留量。如果要求较低的残留量必然会损失一定细沙，因此机制砂内石粉残留量的多少与企业的生产方式、控制水平、控制目标值、处理方式等因素有关，但是过多的石粉含量容易造成建筑砂浆的离析，增加质量控制的难度。
不同石粉含量下砂浆的含气量见图 2，从图中可以看出随着石粉含量的增加，砂浆含气量在逐步降低，当外掺达到砂浆总质量的8%以上时砂浆含气量基本保持不变，甚至略有升高。石粉含量的增加，意味着填充机制砂粗颗粒间隙的机会增加。随着有限空隙的逐步减少，砂浆的含气量将会逐步降低，直到砂浆中所有物料体系的孔隙率达到最低值，此时进一步增加砂浆中的粉料量并不能再次降低孔隙率，相反多余的粉含量可能产生新的空隙。颗粒物料的堆积程度以及是否能够达到最紧密堆积与初始的砂浆空隙量密切相关，孔隙数量的升高是物料疏松堆叠的结果，只有物料间的空隙允许其他颗粒的填充才能表明孔隙率上升与含气量正相关，否则较多的封闭孔、半封闭孔对引入含气量并没有关系，此时即使孔隙率上升，含气量也不会增加。
图2 石粉含量对预拌砂浆含气量的影响
颗粒间的堆积往往是一个联通空隙，细颗粒的存在恰好完全填充的几率较小，而更多机会是细化空隙，随着水溶性引气剂的加入，空隙细化阻碍了气固液界面处气泡进一步生长，毛细化的空隙很难让有限的空气在界面处存在，无法产生足够多的气泡，这也是石粉降低砂浆含气量的又一个原因。石粉的存在需要消耗大量的水浸润其表面，增加的用水量也导致引气剂使用量的提升，因此采用机制砂的干混砂浆必须提升砂浆应用时搅拌的剧烈程度，保证粉料颗粒界面有足够的机会接触新鲜空气，打破固有的颗粒堆积体系，才能有效发挥引气剂的作用。
（三）引气剂
1.引气剂A
烷基类和烷基芳香烃磺酸盐类引气剂是继松香树脂类引气剂后应用最为广泛的一类阴离子型表面活性剂。在不同掺量下的砂浆含气量见图 3，从图中可看出随着十二烷基硫酸钠（简称K12或者SDS）掺量的增加，砂浆含气量先降低后增加。在机制砂干混砂浆内，引气剂在水中产生泡沫时，形成气-液分散体系，引气剂吸附在气-液界面上并降低其表面张力。随着引气剂掺加量的增加，水溶液内 Na＋的数量随着增加，而不能溶于水的烷基长链憎水基朝向气泡内部。离子的扩散传质过程与次表面与表面的吸附和脱附构成整个过程，这两个过程的分界面是假想的距表面几个分子长度的次表面，对于SDS的动态表面扩散过程，表面电荷的存在形成了双电子层，形成 5.5 k J•mol-1的吸附势垒（Ea），显著降低离子型表面活性剂的有效扩散系数（Deff），使得 SDS 在吸附初期为混合动力控制吸附机制。 只有加入足够量的 Na＋屏蔽表面电荷的影响，SDS 才能表现出与非离子型表面活性剂相同的扩散控制吸附机制。引气剂在非平衡状态的扩散/吸附系数影响到引气剂产出的效率，因此只有引气剂掺量达到足以越过吸附势垒才能取得预期效果。吸附势垒的存在与物料体系有关，不同的砂浆存在显著的差异，所以对某种确定的砂浆来说，需要进行试验来确定其使用该引气剂的合适掺量。
2.引气剂B
AOS 是 α- 烯烃磺酸盐（ Alpha Olefine Sulfo⁃nates）的简称，是由 α-烯烃 SO3磺化、中和、水解制得的一种阴离子混合物。通常 AOS 以钠盐的形式供应市场，其活性物含量一般大于 90%，含有 14～16 个碳原子为佳，是一种常见的阴离子表面活性剂。干混砂浆中使用该引气剂发现其起泡能力强，气泡体积大，气泡的稳定性较好，并且在硬水中的发泡能力高于K12和LAS（十二烷基苯磺酸钠）。
掺加不同 AOS 干混砂浆的含气量见图 4，从图中可以看出随着AOS掺量的增加，砂浆含气量波动在 32.5%±2%的范围内，这表明 AOS 的发泡能力几乎不随掺加量的变化而变化。以用 CaCl2的溶液滴定表面活性剂溶液，将溶液是否浑浊作为判定终点，得到几种表面活性剂抗硬水能力（以 CaCO3计）由弱到强的次序为: K12 ＜LAS＜MES ＜AOS14～18＜ AOS14～ 16＜ AES（EO= 3），实验表明了AOS对硬水中的Ca2+几乎不发生反应。引气剂对水泥水化后产生的Ca2+的抵抗能力反应其对干混砂浆水化环境的适应能力，大部分的引气剂分子与液相中的 Ca2+发生络合反应生成难溶性物质，逐步沉积在水泥水化产物表面。随着时间的推移，熟料逐步水化的产物覆盖了上层沉淀物质。砂浆水化反应的液相中丰富的 Ca2+降低了引气剂的有效数量，这是其他引气剂使用效果较差的原因。与此相反在有限的水溶液内 AOS 的不受到 Ca2+的束缚，其憎水基深入气泡内部，保证气泡的强度可以抵制颗粒空隙的毛细作用而形成稳固的砂浆大气泡。砂浆剧烈的搅拌产生的气泡，因为重力的作用而缓慢上升，气泡表面产生的压力差使溶液向稳定的方向流动，气泡的厚度呈现上部薄弱化，而最终溶液从膜内排出，气泡破裂，因此长时间的堆放已经搅拌好的砂浆，不利于掺加AOS 的砂浆和易性的改善，AOS 气泡的破裂使砂浆呈现干燥多孔，从而快速导致砂浆失去塑性。
3.引气剂C
松香类引气剂是国内外最早大规模应用的引气剂，由于松香以松树松脂为原料，其来源广泛，价格低廉，通过不同的加工方式得到的非挥发性天然树脂。天然树脂呈现酸性，加入适量的碱性物质（Na OH 或者Na2CO3）加热共融可得到松香酸钠或者松香热聚物。松香类引气剂一般呈现深棕色，大多呈膏状或者液体。对于干混砂浆而言，液体材料无法使用，因此目前的松香引气剂是掺加了其他物质的化学改性松香酸钠，呈现黄褐色粉末。改性松香酸钠是一种憎水性表面活性剂，在气-液界面上有较大表面活性，能够明显降低表面张力。当对掺有松香酸钠的砂浆进行搅拌时，松香酸钠产生的气泡膜厚度稳定，液相粘度较高，体积细小。这些因素导致所产生的气泡具有较高的稳定性。
图5 不同掺量引气剂C的砂浆含气量
掺加不同改性松香酸钠的干混砂浆含气量检测结果见图 5，从图中可以看出随着改性松香酸钠掺加量的增加 ，砂浆含气量先降低后升高 ，达到0.025%的掺加量后基本不再发生变化。改性松香酸钠同样属于阴离子表面活性剂，大量带电离子的存在依然会形成双电子层的吸附势垒，阻碍引气剂效果的发挥，只有足够量的钠离子存在才能越过势垒，因此掺加量的
5.3.3 预制楼梯安装
预制楼梯在吊装施工前，应保证吊装所用绳索的长度能够满足施工要求，吊装过程中应合理控制楼梯的摆动位置，在安装完成后，将平台预留钢板焊接即可。
5.4灌浆施工
本工程中的灌浆施工部位主要位于预制剪力墙和叠合板连接部位，也就是将墙预留钢筋套筒和上层顶板上露出的钢筋连接。首先对预制墙板在装配过程中产生的缝进行封堵，本工程采用PE棒对灌浆套筒进行封堵，从本质上改善了在灌浆过程中浆料外流而使结构接缝承载力不够的状况。另外，我项目部设立了专职实验员，针对灌浆的整体过程， 全面负责灌浆套筒接头连接试验，坚持先试验合格后再现场施工的原则。最后，我们还实行了一系列措施来保证灌浆的质量，比如现场监督、控制灌浆料的配合比、对灌浆人员进行专业培训等。
5.5现浇部分施工
本工程中现浇部分的施工主要包括叠合板的浇筑和剪 力墙墙体的浇筑。在现场施工过程中，采用了新型铝框木模板，不仅实现了墙和顶板一起浇筑的效果，而且保证了混凝土表面的平整度，为后期墙面的免抹灰施工创造了基础。在现浇部位施工时，通过调整铝框木模中的C槽和预先留置的对拉螺栓孔，有效控制模板的平整度和垂直度。在预制和现浇位置处粘贴密封条，保证现浇过程中不漏浆。
6.结语
综上所述，装配式剪力墙施工质量的好坏直接关系到建筑整体的性能及寿命，并与人们的日常生活环境质量息息相关。因此，在装配式高层建筑剪力墙施工时，施工人员要充分掌握装配式剪力墙的结构特点及其关键施工技术，做好施工质量的控制工作，从而确保建筑整体施工质量及效益，促进装配式建筑的发展。
参考文献
[1]预制装配式建筑设计实践及相关问题的探讨[J].范桂清.低碳世界.2016(20)
[2]某工程全装配式混凝土剪力墙结构施工技术[J].赵秋萍,胡延红,刘涛,张海松,陈杭.施工技术.2016(04)
论文作者:蔡文杰
论文发表刊物:《基层建设》2017年第36期
论文发表时间:2018/3/28
标签：砂浆论文; 气量论文; 松香论文; 气泡论文; 机制论文; 颗粒论文; 空隙论文; 《基层建设》2017年第36期论文;