机喷轻质抹灰石膏砂浆的研制及应用

刘 震

兰州新区圣厦建材有限公司 甘肃 兰州 730300

随着建筑建材业的高速发展，抹灰找平砂浆主要向着机械化、高质量的产品发展。

机喷轻质抹灰石膏，是以半水石膏和水泥作为胶凝物质材料，经过增添玻化微珠、添加剂复合而成的新型内墙找平材料，采用机械喷涂的施工工艺，具有轻质、保温、隔热、防火、隔声、不空鼓、不开裂、收缩性小的优势，同时还可以一次成形，涂布率是普通水泥抹灰砂浆的5倍，有助于节约工期，降低施工成本，提高施工效率，是水泥抹灰砂浆的替代产品。

基于以上优势，机喷轻质抹灰石膏砂浆也成为现阶段研究和应用的热点[1-2]，但西北地区机喷轻质抹灰石膏发展滞后，市场应用少。因此本文结合当地原材料，对机喷轻质抹灰石膏砂浆的配方进行研究，并在西宁万科城项目上使用。

1 研究目的

机喷轻质抹灰石膏作为一种新型绿色环保墙体抹面材料，具备固化处理后微膨胀、防断口开裂、黏结作用力强等优势，与此同时，搭配特殊专用喷涂机器设备，可以充分提高墙体建设施工的办公效率。

机喷轻质抹灰石膏的研制开发，在以传统石灰砂浆和水泥砂浆为主的建筑装饰装修抹面中具有重大理论意义和现实意义。

西宁万科城项目在西北地区率先使用机喷轻质抹灰石膏，我司依托该项目，对机喷轻质抹灰石膏进行了研究，填补了西北地区机喷轻质抹灰石膏的市场，引领西北地区建材行业高质量发展。

2 研究内容

机喷轻质抹灰石膏相较于传统抹灰石膏具有其自身特点，需要配合机械设备进行喷涂施工，所以需要较好的力学性能、流挂性能、施工性能。

为了能研发出满足市场需要的机喷轻质抹灰石膏，本课题在分析原材料特点的基础上展开机喷轻质抹灰石膏的分析研究，其主要内容包括3个方面。

1）机喷轻质抹灰石膏配合比设计研究：进行原材料性质分析，对原材料的技术指标进行描述。在此分析的基础上，确定机喷轻质抹灰石膏的基本配合比，找到机喷轻质抹灰上最优性能的配合比组合。

2）机喷轻质抹灰石膏施工性能和物理性能研究：利用水泥、重钙、玻化微珠和外加剂改善机喷轻质抹灰石膏的施工性能和物理性能，得出水泥、重钙、玻化微珠和外加剂的掺量。施工性能主要是可操作性和流挂性，物理性能主要为抗折抗压强度。

3）机喷轻质抹灰石膏的强度研究：在最佳配合比的基础上对选择轻集料品种配制而成的混凝土强度及强度发展规律进行试验分析。

3 研究过程

3.1 原材料的选用

根据机喷轻质抹灰石膏要求的质轻、流挂性强、体积密度小以及其他结构特征，可以确定机喷轻质抹灰石膏主要以石膏为骨料，轻骨料采用Ⅰ型玻化微珠，骨料与骨料间的填充料选用重钙。为了增加其稠度，防止涂料流挂，可加入胶粉，延长缓凝时间，增加可操作性，可选用缓凝剂、纤维素和淀粉醚这几种添加剂。

石膏性能：初凝时间8 min，终凝时间16 min，2 h抗折强度为2.4 MPa，2 h抗压强度为3.7 MPa。

重钙采用325钼，淡黄色的重质碳酸钙。重质碳酸钙作为一种无机非金属矿物材料，因原料来源丰富，价格便宜，具有无味、无毒、白度较高的特性，一般用作涂料的填充物质材料。

玻化微珠是一类酸性玻璃质溶岩天然矿物质，通过特种专业技术全面处理与生产加工制造工艺，生产加工产生内部多孔、表层玻化完全封闭的颗粒，具备轻质、抗老化等优势，是一类具备高功能的全新无机轻质绝热物质材料。本次研究课题里，应用Ⅰ型玻化微珠作为轻质物质骨料，能够大力提升砂浆的总和易流通性与自抗作用强度，减少降低材性自由收缩比例，提升产品的综合整体性能，减少综合生产加工成本。

玻化微珠符合GB/T 20473—2006《建筑保温砂浆》标准技术要求，性能指标：干密度为268 kg/m，抗压强度0.32 MPa，导热系数为0.065 W/（m·K），线收缩率为0.26%，压剪黏结强度为65 MPa。

水泥采用寿鹿山水泥股份有限责任公司生产加工的P·O 42.5级水泥，对物理力学作用功能展开测试，水泥的每一项标准满足GB 175—2007《普通硅酸盐水泥》的综合质量需求。作用功能标准：初凝时间为135 min，终凝时间为255 min，抗折强度3 d为5.0 MPa、28 d为7.5 MPa，抗压强度3 d为27.5 MPa、28 d为45.6 MPa。

纤维素采用北京柏诺有限公司生产的纤维素BNE-1196，可以提高其与基体的附着性。

缓凝剂采用北京柏诺有限公司生产的缓凝剂BNE-7604，缓凝剂可以很好地控制石膏的缓凝时间，减少浪费，提高施工效率。

3.2 配合比确定

材料的性质具备代表性，研究才具有借鉴意义，因此本课题针对选用的石膏、水泥、重钙、细骨料、玻化微珠、外加剂等原材料进行性质分析，在此基础上初步确定了配合比，如表1所示。

表1 基础配合比单位：kg/t

3.3 试配过程

为了更好地满足机喷轻质抹灰石膏的施工要求，分别从加入机制砂、改变玻化微珠掺量、改变添加剂掺量3个方面对基础配合比进行优化调整，经过反复多次试验得出最优配合比。8次典型试配比见表2。

表2 试配配合比汇总单位：kg/t

3.4 检测方法

3.4.1 细度测定方法

从密封容器设备里取出500 g的试验试样，放入到电热鼓风干燥箱设备里，在（40±2）℃下烘干处理到恒量（烘干处理时间相隔1 h的综合质量差，不大于1 g即为恒量），并且在干燥器中冷却处理至室温。把试验试样按照如下操作应用步骤持续进行2次评定：

1）准确称量（50±0.1）g试验试样，倒入带有底筛的1.0 mm的方孔筛里，盖上筛盖，按照GB/T 17669.5—1999《建筑石膏 粉料物理性能的测定》要求展开测试试验。

2）准确称量（50±0.1）g试验试样，倒入带有底筛的0.2 mm的方孔筛里，盖上筛盖，按照GB/T 17669.5—1999《建筑石膏 粉料物理性能的测定》要求进行试验。

3.4.2 凝结时间的测定

凝结时间的调试过程都根据GB/T 17669.4—1999《建筑石膏 净浆物理性能的测定》要求展开，制造抹灰石膏的时候，根据GB/T 28627—2012《抹灰石膏》要求来展开。

3.4.3 强度的测定

机喷轻质抹灰石膏的作用强度主要包含：抗折作用强度与抗压作用强度，作用强度的评定根据GB/T 28627—2012《抹灰石膏》要求展开，试件有效尺寸是40 mm×40 mm×160 mm，测试在养护室下7 d的强度。

干燥养护条件为温度（20±2）℃，湿度（50±2）%的养护室。干燥强度的测定方法：试件在成形24 h后进行拆模，拆模后放置于养护室养护7 d，然后将试件放入温度（40±2）℃的电热鼓风干燥箱中干燥至恒重，干燥的试件在实验室条件下冷却至室温，再进行抗折强度与抗压强度测定。

3.4.4 保水率的测定

机喷轻质抹灰石膏保水率指的是新拌浆体在可吸收的基底上，经过毛细作用后所能保住的水量百分比。其测试方法按照GB/T 28627—2012《抹灰石膏》要求进行。

3.5 检测结果

不同配合比主要性能检测如表3所示。

表3 不同配合比主要性能检测

3.6 试验结果分析

1）在控制玻化微珠、水泥、添加剂不变的情况下，分别加入掺量20%、30%的机制砂（0～0.6 mm）。从表3可以看出机喷轻质抹灰石膏的抗折、抗压强度明显增强，但体积密度也随之增加。

2）从表3可以看出，随着玻化微珠量的增加，机喷轻质抹灰石膏的抗折、抗压强度在降低，体积密度也随之相应减小。

3）减少纤维素和缓凝剂用量时，机喷轻质抹灰石膏的抗折、抗压和拉伸黏结强度变化不大，保水性稍微增加，施工性能改善。

4）综合分析得出加入少量机制砂，玻化微珠掺量控制在8%左右，纤维素增至0.002%、淀粉醚为0.001%时，其主要物理性能良好，可操作性强。得出最优配合比为试配8。

3.7 工程应用

根据试验数据，采用玻化微珠掺量为8%，机制砂为5%的机喷轻质抹灰石膏砂浆配方，配制1 t机喷轻质抹灰石膏砂浆，经检测，砂浆的抗压强度、拉伸黏结强度等指标均符合标准GB/T 28627—2012《抹灰石膏》的要求。试制的轻质抹灰石膏砂浆在西宁万科城二期项目商品房内墙进行喷涂施工，效果良好。

施工专业工艺操作流程：基层全面处理→加网格布处理→设立灰饼→冲筋处理→复筋修筋处理→机械设备喷涂轻质石膏抹灰处理→扁靠尺收平处理→修补处理→清洁处理。采用该工艺可以有效修复线槽，减少返工，施工便捷、节省工时和材料，施工效率高。

4 结语

1）通过在机喷轻质抹灰石膏里加入少量的细砂（0～0.6 mm），在不改变机喷轻质抹灰石膏的物理性能下，有效地提高了机喷轻质抹灰石膏的施工性能。

2）机喷轻质抹灰石膏里改变添加剂掺量，可以提高机喷轻质抹灰石膏的抗流挂性，有利于用机械喷涂技术的可操作性。

3）机喷轻质抹灰石膏利用机械喷涂方式，可以有效提高施工效率，减少施工成本，促进西北地区绿色建材高质量发展。