装配式建筑硅酸盐水泥石英砂改性封浆料制备及性能研究

赵迪

摘要：为解决装配式建筑现场封边浆料问题，研究对当前装配式建筑所使用的封浆料性能缺陷进行分析，针对当前装配式建筑所使用的封浆料普遍存在早期强度低导致灌浆易崩裂，收缩开裂导致漏浆，封边粘刀导致不易施工等问题。尝试利用硅酸盐水泥和石英砂为基础材料，通过添加矿物掺合料等改性材料制备了一种改性封浆料，并对封浆料在装配式建筑中的应用效果进行总结，制备的改性封浆料在性能上很好地弥补了一般封浆料的不足，是一种理想的装配式建筑封浆料。

关键词：装配式建筑；硅酸盐水泥；改性封浆料；乳胶粉

中图分类号：TQ177.6+7

文献标志码：A文章编号：1001-5922（2023）12-0158-04

Study on preparation and properties of modified silica sand sealing paste for prefabricated building portland cement

ZHAO Di

（Xianyang Vocational Technical College，Xianyang 712046，Shaanxi China）

Abstract：In order to solve the problem of edge banding slurry on the site of prefabricated buildings，the performance defects of the sealing slurry used in the current prefabricated buildings were analyzed. In view of the problems that the sealing slurry used in the current prefabricated building generally has problems such as easy cracking of grouting due to low strength in the early stage，leakage caused by shrinkage cracking，and difficult construction caused by edge banding sticking knife，Portland cement and quartz sand were used as basic materials，and a modified sealing slurry was prepared by adding modified materials such as mineral admixture，and the application effect of sealing slurry in prefabricated buildings was summarized. The prepared modified sealing slurry makes up for the shortcomings of general sealing slurry in terms of performance，and is an ideal prefabricated building sealing slurry.

Key words：prefabricated building;portland cement;modified sealing paste;latex powder

裝配式建筑因标准化程度高、建筑施工工艺高度可控、能够批量建造等优势而成为当前我国建筑业中的重要建筑发展方向之一。传统的装配式建筑封浆料多采用灌浆连接技术，这种传统的灌浆连接技术常会出现灌浆崩开、灌浆泄漏、浆料粘刀等问题。因此，尝试在装配式建筑灌浆连接工艺不发生改变的基础上，对封浆料进行改性，以普通硅酸盐水泥、石英砂为原料，以矿物掺合料、外加剂等改性材料制备一种能够解决装配式建筑现场封边问题的封浆料，并对该封浆料的性能优势进行总结，旨在为装配式建筑的封浆料用料选择提供借鉴。

1传统装配式建筑封浆料性能缺陷

1.1传统封浆料配比方式

一般传统的装配式建筑封浆料大多由42.5级的硫铝酸盐水泥或普通硅酸盐水泥配伍矿物掺合料、细集料等加工而成，如表1所示。

1.2传统封浆料性能缺陷

1.2.1灌浆崩开

装配式建筑在进行灌浆时需要采用配套的钢筋套筒将灌浆料与装配式建筑的其他结构件进行封堵。一般的封浆料由于灌浆初期的材料强度较低，容易在灌浆时出现崩裂现象。一旦出现崩裂则灌浆工艺基本失效需要进行大量的后期维护、维修才可以继续施工。

1.2.2灌浆泄漏

传统的封浆料中的材料间粘接强度太低，容易导致灌浆过程中封浆料与建筑预制构件之间出现缝隙。在灌浆过程中，浆料不容易与其他结构件快速形成稳固的粘接关系，而上方的灌浆工艺还在继续，便会导致在灌注时封浆料顺缝隙向外泄漏。

1.2.3浆料粘刀

浆料粘刀指的是在装配式建筑封浆料灌注位置

进行封边时，封浆料会对封边刀体产生粘连，影响。这是因为传统的封浆料抗流挂性及施工涂抹性较差。浆料粘刀会导致最终的封边效果差、封边进度缓慢等。

2装配式建筑改性封浆料制备

2.1改性封浆料配伍

装配式建筑尽管相较于一般的建筑而言，在建筑材料的使用方面较为节约，但为了进一步降低装配式建筑的整体成本，改性封浆料的制备应该在传统常见封浆料的基础上进行小幅改进即可，如果大幅改变封浆料配伍形式或通过盲目提升材料成本而改善封浆料性能则得不偿失。因此，研究在表1所示的传统装配式建筑封浆料配伍形式的基础上进行改进，提出了图1所示的改性封浆料配伍方法。

2.2凝胶材料配比及参数

凝胶材料主要由水泥、微珠粉、矿渣粉、灰钙粉等组成，较一般的封浆料矿物掺合料如表1所示的硅灰+粉煤灰等而言，微珠粉等材料的存在可以一定程度提升混凝土的强度和耐久性、降低封浆料的屈服剪切应力等。凝胶材料包含的主要化学成分如表2所示。

2.3其他材料配比及参数

连续级配石英砂细度模数为0.8，粒度保持1.25～2.36 mm不变；胶砂比为1∶1，保证封浆料有低的基础流动度；水胶比为0.15，充分提升封浆料的抗压强度；使用减水率25%的聚羧酸减水剂，通过调整减水剂的添加量改变封浆料的流动度和其他性能参数。触变润滑剂及可再分散乳胶粉的添加，是为了充分增强和改善封浆料的抗流挂性及施工涂抹性。

3改性封浆料应用性能

3.1较低的流动度

过高的流动度是造成封浆料在灌注早期无法快速凝结形成稳定灌浆的重要影响因子。提出的硅酸盐水泥石英砂改性封浆料在传统凝胶材料的基础上，以1∶1胶砂比提高了材料中的凝胶材料质量占比，一定程度上降低了封浆料的流动度。此外，施工过程中将聚羧酸减水剂添加量占比始终保持在0.08%左右，进一步降低了封浆料的整体流动度。因此，在具体的施工过程中，改性封浆料能够表现出较为理想的低流动度特征，不会因为过高的流动性而形成封浆料难以凝聚的现象。

3.2较强的早期力学性能

一方面，当不添加微珠粉时，该改性封浆料中胶砂比为1∶1，水胶比为0.15，外加剂产量为0.08%，可以保证1 d时的抗压强度達到31.36 MPa，此时水泥与石粉等的质量比例如表3所示。

由表3中数据可知，在未添加微珠粉时该改性封浆料在1、3、28 d时的抗压强度分别能够达到31.36、46.16、71.66 MPa，完全可以满足T/CCIAT 0004—2019《钢筋套筒灌浆连接施工技术规程》中关于封浆料的性能需求。

另一方面，当添加微珠粉时，封浆料其他配伍形式不变，1 d时的抗压强度可以达到37.16 MPa，此时水泥与石粉等的质量比例如表4所示。

在添加10%质量占比的微珠粉以后，封浆料在1、3、28 d时的抗压强度分别得到了不同程度的提升。1 d时的封浆料抗压强度直接决定了封浆初期早期是否会形成崩裂。显然，在经过微珠粉改性以后的封浆料整体抗压强度和早期抗压强度等性能均更为优异。较强的早期力学性能能够帮助封浆料在封浆初期为装配式建筑提供良好的材料间力学强度，从而避免浆料出现崩烈、收缩开裂、离缝等，从而最大程度防止出现漏浆现象。

3.3优异的粘接强度

封浆料的粘接强度是影响材料整体抗流挂性的重要指标。粘接性能的强弱主要体现在封浆料与装配式建筑的结构件之间的粘接效果方面。粘接性能强则封浆料越能够将建筑结构件之间紧密连接且不容易出现崩开、脱落现象。但是，如果可再分散乳胶粉添加过多，虽然能够不断提升封浆料的拉伸粘接强度，但1 d时的封浆料抗压强度会下降。本文所述的改性封浆料通过添加适量的可再分散乳胶粉，实现了封浆料拉伸粘接强度的灵活调整，在可再分散乳胶粉掺量（质量占封浆料比）为0.5 %时，封浆料的整体拉伸粘接强度与1 d抗压强度之间能够达到较佳平衡。

3.4较好的施工涂抹性

施工涂抹性是衡量装配式建筑封浆料施工性能的重要指标。在触变润滑剂的帮助下，封浆料的施工涂抹性等能明显提升。传统的封浆料由于在配伍过程中没有添加触变润滑剂，只以可再分散乳胶粉作为提升封浆料施工性能的主要材料，在施工时往往会在1 d时间内造成一定的封浆料下垂。触变润滑剂的制作材料主要来自于片层状的硅酸盐矿物材料。触变润滑剂在进入水环境以后，这种片层状的材料结构能够在水和其他物质作用下形成一种类似卡屋式的结构。在这种结构下，封浆料材料间能够产生特别的黏度、稳定性等，从而一定程度上提升封浆料整体施工性能。此外，在触变润滑剂的帮助下，封浆料的整体黏度、屈服点、稳定性等可以根据添加的触变润滑剂的量的改变而改变，一般的掺量（质量占封浆料比）约为0.3 %～0.5 %时较佳。

4结语

装配式建筑是未来建筑领域的重要发展方向之一，我国的装配式建筑发展水平受封浆料影响较大，传统的装配式建筑封浆料多采用灌浆连接技术，这种传统的灌浆连接技术常会出现一些问题。研究尝试在装配式建筑灌浆连接工艺不发生改变的基础上，对封浆料进行改性，对当前装配式建筑所使用的封浆料性能缺陷进行了简要分析，对一种硅酸盐水泥石英砂改性封浆料的配伍方式和性能优势进行总结，根据现有封浆料的主要配伍形式，在不进行过高成本改革的条件下进行优化，使装配式建筑得到更好的发展。

【参考文献】

[1]王烘艳.装配式建筑外墙拼缝用密封胶的性能分析及施工工艺.粘接，2022，49（2）：12-14.

[2]徐鹏，雷生，陈冬冬，等.装配式建筑用封浆料的制备及性能研究.新型建筑材料，2021，48（11）：36-38.

[3]张玉洁，李嘉仪，王劭琨，等.石墨改性膨胀珍珠岩相变储热复合材料试验及性能.合成材料老化与应用，2022，51（2）：82-84.

[4]邓立伟，陈新文，王海鹏，等.复合材料层压板低速冲击后的拉伸疲劳性能试验研究.工程与试验，2019，59（2）：48-49.

[5]张焕焕，王今华，殷会玲，等.装配式建筑外墙接缝用密封胶应用分析.粘接，2021，48（12）：129-133.

[6]戴勇，杨泗堂，葛伟炜，等.水性聚氨酯改性明胶浆料的制备及其上浆性能.上海纺织科技，2021，49（9）：37-40.

[7]马三磊，朱跃兴.装配式建筑安装施工技术应用与分析.技术与市场，2022，29（7）：151-152.

[8]丁晓良，王邵腾，蒲红霞，等.含铬革屑胶原降解物对硅酸盐水泥的缓凝影响.中国皮革，2021，50（7）：85-90.

[9]彭红，周刚，王颖思，等.水性涂料及制品的抗生物性测试方法与评价标准.涂料工业，2018，48（9）：52-60.

[10]崔玉民，陶栋梁，殷榕灿，等.健康环保建筑功能涂料的研究进展.材料保护，2019，52（3）：104-110.

[11]黄兴超，郑衍旭.绿色建筑材料在土木工程中的运用.合成材料老化与应用，2022，51（2）：148-150.

[12]陈墨.装配式建筑梁柱节点低周疲劳损伤识别研究.常州工学院学报，2022，35（3）：12-16.

[13]谷卫敏，刘齐文，刘立胜，等.湿热环境对碳纤维/环氧复合材料的冲击破坏特性影响.玻璃钢/复合材料，2017（6）：18-22.

[14]冯小江，陆庆秀，赵金平，等.石墨烯相变储能材料在适老建筑环境中的应用.城市住宅，2020，27（3）：117-120.

[15]张明.增强改性SiO2气凝胶复合材料的研究进展.复合材料学报，2020，37（11）：2674-2683.

[16]赵淑媛，董江龙，孙新杨.纤维增强气凝胶复合材料高温结构转变及热稳定性研究.装备环境工程，2020，17（1）：58-62.

[17]王平，于学远，郭子东，等.保温隔音装修材料燃烧及产烟性能.消防科学与技术，2019，38（1）：71-73.

[18]王富奎.聚丙烯纤维改良多孔保温材料工程性能及微观机理研究.合成材料老化与应用，2022，51（1）：73-75.

[19]孔露露.装配式建筑外墙接缝防水密封胶的制备与性能研究.粘接，2021，45（2）：28-32.

[20]周红霞，崔建伟.改性碳纤维浆料的制备与性能研究.棉纺织技术，2019，47（6）：16-18.