ALC板用薄层砌筑砂浆性能研究与应用

徐 鹏 孔金鸣 田晓航 周天正 柯伟席 蔡良飞

（1.武汉源锦建材科技有限公司，湖北 武汉 430070；2.武汉三源特种建材有限责任公司，湖北 武汉 430083）

0 引言

蒸压加气混凝土（ALC）轻质隔墙板是一种用途广泛、性能优越的新型建筑材料，具有轻质、保温、防火、可定制化等特点，目前广泛应用于建筑的非承重填充墙，替代传统的砖砌[1-2]。采用ALC板材，较传统的加气混凝土砌块、空心砖，使整体建筑物的基础受力减小，从而更加有利于控制建筑物的沉降问题[3]。

ALC 板是以水泥、石灰、硅砂等主要材料，经过高压蒸气养护而成的多孔混凝土成型材料[4]。其孔隙率高达80%以上，具有较强的毛细吸水现象[5-6]，对薄层砌筑砂浆吸水性较强，砂浆在塑性阶段收缩变大，导致砂浆与ALC 板接触处产生裂缝。吕常胜等[7]认为控制黏结砂浆的收缩率小于0.093%时，能减少裂缝。

针对ALC板用薄层砌筑砂浆施工后容易开裂的情况，设计试验，通过研究不同掺量的6mm聚酯纤维和可再分散乳胶粉对ALC 板用薄层砌筑砂浆性能的影响，研制出符合指标要求的ALC 板用薄层砌筑砂浆，并进行工程试应用，寻找最佳的聚酯纤维和可分散乳胶粉掺量，最终达到控制裂缝的目的。

1 试验

1.1 原材料

所用原材料包括：华新水泥股份有限公司生产的P·O42.5 水泥、武汉荆隆化工有限公司生产的200 目双飞粉、湖北黄冈产连续级配的40～70 目白色机制砂、细度模数为0.8 瓦克化学（中国）有限公司生产的328 可分散乳胶粉。上海英杉新材料有限公司生产的10w 黏度纤维素醚、上海钱申实业有限公司生产的6mm 聚酯纤维。水泥和双飞粉的化学成分见表1，水泥的物理力学性能见表2，聚酯纤维的技术参数及物理力学性能见表3。

表1 水泥、双飞粉的化学成分（单位：%）

表2 水泥的物理力学性能

表3 聚酯纤维的技术参数及物理力学性能

1.2 试验方法

ALC板用薄层砌筑砂浆稠度试验、抗压强度试验均按《建筑砂浆基本性能试验方法标准》（JGJ/T 70-2009）的规定进行；拉伸黏结强度试验按《蒸压加气混凝土墙体专用砂浆》（JC/T 890-2017）附录A的规定进行；收缩率试验按《建筑砂浆基本性能试验方法标准》（JGJ/T 70-2009）的规定进行。ALC 板用薄层砌筑砂浆需满足《蒸压加气混凝土墙体专用砂浆》（JC/T 890-2017）中薄层砌筑砂浆M5的要求，具体的性能指标见表4。

表4 薄层砌筑砂浆M5性能指标

通过大量探究性试验及相关工程实践，初步确定ALC板用薄层砌筑砂浆的基准配合比，如表5所示。薄层砌筑砂浆具有较好的保水性能，保证一定纤维素醚掺入量后，其保水率都大于99%[8-9]，通过调整水料比，控制ALC板用薄层砌筑砂浆的稠度为75±5mm时，进行抗压强度、拉伸黏结强度和收缩率的检测。

表5 ALC板用薄层砌筑砂浆基准配合比（单位：%）

2 结果与讨论

2.1 6mm 聚酯纤维对ALC 板用薄层砌筑砂浆性能的影响

不同掺量的6mm聚酯纤维对ALC板用薄层砌筑砂浆性能的影响，见表6。

表6 6mm聚酯纤维掺量对ALC板用薄层砌筑砂浆性能的影响

由表6可见：

（1）随着6mm聚酯纤维掺量的增加，ALC板用薄层砌筑砂浆的28d 抗压强度先增加后降低，都符合指标规定的≥5.0MPa 的要求。ALC 板用薄层砌筑砂浆28d抗压强度先增加后降低，主要是由于随着聚酯纤维增加到0.10%以后，砂浆的和易性变差，当达到规定的稠度要求时，需增加用水量，导致砂浆的强度降低。

（2）随着6mm聚酯纤维掺量的增加，ALC板用薄层砌筑砂浆的收缩率降低，当掺入量不小于0.05%时，能够满足指标规定收缩率≤0.20%的要求。ALC板用薄层砌筑砂浆收缩率随聚酯纤维掺量的增加而降低，主要是由于聚酯纤维具有优良的抗收缩性能，能够抵抗水泥水化导致的化学收缩和砂浆的干燥收缩[10]。

（3）随着6mm聚酯纤维掺量的增加，ALC板用薄层砌筑砂浆的拉伸黏结强度都不符合指标规定的≥0.30MPa 的要求。聚酯纤维对砂浆的拉伸黏结强度无明显影响。

2.2 可再分散乳胶粉对ALC 板用薄层砌筑砂浆性能的影响

不同掺量可再分散乳胶粉对ALC板用薄层砌筑砂浆性能的影响，见表7。

表7 可再分散乳胶粉掺量对ALC板用薄层砌筑砂浆性能的影响

由表7可见：

（1）随着可再分散乳胶粉掺量的增加，ALC 板用薄层砌筑砂浆的28d抗压强度降低，当掺量为1.5%时，抗压强度不满足指标要求。抗压强度的降低，可能是由于可再分散乳胶粉含有一定量具有引气作用的表面活性剂组分，导致砂浆内部孔隙率增大，从而导致砂浆的抗压强度降低。

（2）随着可再分散乳胶粉掺量的增加，ALC 板用薄层砌筑砂浆的28d 收缩率均大于0.2%，可再分散乳胶粉对砂浆的收缩率没有明显影响。

（3）随着可再分散乳胶粉掺量的增加，ALC 板用薄层砌筑砂浆的拉伸黏结强度变大，当掺量为0.5%时，已满足指标中对拉伸黏结强度的要求。拉伸黏结强度的提高可能是由于可分散乳胶粉在ALC板用薄层砌筑砂浆与底试块接触面的空隙及毛细管内成膜，从而增加浆料与底试块之间的黏结力[11]。

2.3 聚酯纤维和可再分散乳胶粉复掺对ALC 板用薄层砌筑砂浆性能的影响

聚酯纤维和可再分散乳胶粉复掺对ALC板用薄层砌筑砂浆的性能的影响，见表8。

表8 聚酯纤维和可再分散乳胶粉复掺对ALC板用薄层砌筑砂浆性能的影响

由表8可见：

聚酯纤维和可再分散乳胶粉复掺，抗压强度、收缩率、拉伸黏结强度均能满足指标要求。这是由于聚酯纤维可降低ALC 板用薄层砌筑砂浆的收缩，可分散乳胶粉可提高拉伸黏结强度，两者共同作用于砂浆中，使得砂浆的性能满足要求。

3 工程试应用

采用表8配方配制5组ALC板用薄层砌筑砂浆，每组50kg，在武汉某工地进行工程试应用。环境温度为28℃，湿度为52%，环境温度高，水分蒸发越快，砂浆开裂特征更明显[12]。每组配方砌筑5块ALC板，ALC板的尺寸为0.7m×0.2m×2.7m，控制水料比均为0.2。图1为ALC板用薄层砌筑砂浆砌筑后的砂浆硬化后整体图片，图2为施工完1d后砂浆开裂的照片。

图1 砌筑完成后的照片

图2 砂浆开裂照片

对砂浆施工状态和裂缝数量进行统计，见表9。对施工状态表述分别为抹面顺滑度一般、抹面顺滑度较好，抹面顺滑度优秀。裂缝数量在砂浆施工完1d后进行统计。

表9 ALC板用薄层砌筑砂浆施工状态与裂缝数量

由表9可见：

（1）聚酯纤维和可再分散乳胶粉复掺能够明显减少裂缝，跟空白组8 条裂缝数量对比，掺入0.05%聚酯纤维和0.5%的可再分散乳胶粉能将裂缝数量降至3 条。

（2）控制聚酯纤维0.05%掺入量不变，随着可再分散乳胶粉的掺量从0.5%提高到1.0%，施工涂抹顺滑度能够从较好提升为优秀，这主要是由于可再分散乳胶粉有一定引气组分，能够提升砂浆的和易性。裂缝数量从3条变成了1条，这主要是由于可再分散乳胶粉可以提高砂浆与ALC板的黏结强度，降低砂浆开裂。

（3）控制可再分散乳胶粉0.5%掺入量不变，随着聚酯纤维的掺量从0.05%提高到0.10%，施工涂抹顺滑度从较好降低为一般，这主要是由于聚酯纤维掺量的增加，砂浆黏度增加，稠度降低，降低了砂浆的和易性。裂缝数量从3条变成了2条，这主要是由于聚酯纤维可降低砂浆的塑性收缩。

（4）控制可再分散乳胶粉1.0%掺量不变，随着聚酯纤维的掺量从0.05%提高到0.10%，施工涂抹顺滑度从优秀降为一般，裂缝数量都为1。最优的聚酯纤维和可再分散乳胶粉掺量为：0.05%的聚酯纤维和1.0%的可再分散乳胶粉。

4 结束语

（1）聚酯纤维可降低ALC 板用薄层砌筑砂浆的收缩率，当掺量为0.05%时，砂浆收缩率为0.18%；

（2）可再分散乳胶粉可增加ALC 板用薄层砌筑砂浆的拉伸黏结强度，当掺量为0.5%时，拉伸黏结强度为0.42MPa；

（3）复掺聚酯纤维和可再分散乳胶粉，能够研发出符合标准要求的ALC板用薄层砌筑砂浆；

（4）在工程应用中，复掺聚酯纤维和可再分散乳胶粉，能够降低砂浆的开裂，减少裂缝。当复掺0.05%聚酯纤维和1.0%可再分散乳胶粉时，ALC 板用薄层砌筑砂浆的施工顺滑度最优，砂浆硬化后裂缝数量最少。