建筑砂漿機在既有建筑改造中的應用

■ 李 俊 Li Jun

0 引言

近年來，我國預拌砂漿市場發展迅速。這在一定程度上，從施工質量、效率、環保等方面對建筑墻體抹灰施工提出了更高的要求。隨著人工成本的不斷上漲，傳統手工抹灰施工正逐漸喪失成本低廉的價格優勢，愈加凸顯其施工效率低、勞動力密集、勞動強度大等缺陷。傳統手工抹灰已無法適應當今發展迅速的建筑市場。

相比較傳統手工抹灰，建筑砂漿機械化噴涂（簡稱機噴）抹灰的優勢非常明顯：施工質量容易控制，施工效率高、時間短，材料損耗小等等。雖然機噴抹灰目前在國內的發展水平還不成熟，與國外存在較大差距，但其作為對傳統抹灰施工一種補充，在未來抹灰施工中的重要性和所占比重將會越來越大。

在既有建筑改造過程中，往往受到各種條件限制，如改造空間、作業面、工期、周圍環境等，具有一定的特殊性。同時，綠色改造對材料的質量、性能、環保、成本都將提出新的要求，這就需要針對其改造特點，選用并重點研發具有相應性能及功能的綠色建筑材料。

本文將以建筑砂漿機械化施工技術在既有建筑改造中的應用實例為前提，分析其綜合效益。同時，對制約機噴技術的3大因素（產品研發、機噴設備和應用技術）展開討論，分析國內建筑砂漿機噴技術的發展趨勢。

1 機噴砂漿在既有建筑改造中的應用案例分析

1.1 項目簡介

本項目名為“蘇州市建設局辦公大樓綠色化改造工程”。蘇州市建設局辦公大樓于2 0世紀8 0年代建成，大樓采用磚混結構。墻體為燒結普通實心磚，使用混合砂漿砌筑，3 c m粉刷層，1∶3水泥砂漿粉刷，外涂水泥彈涂及外墻涂料飾面，單層玻璃鋁合金窗戶。施工現場位于干將路樂橋堍，緊臨地鐵1號線施工工地，施工場地作業面非常狹小。依據設計要求，需鑿除外墻原飾面，重新粉刷新的抹灰層，再進行外保溫施工。其施工場地小，施工工期緊張。該工程的抹灰施工使用建筑砂漿機械化噴涂。

1.2 施工分析

本工程外墻抹灰使用南京天印科技公司研制的砂漿泵進行機械噴涂作業。施工期間，對施工機械的使用、機噴砂漿的貯存設施和物流運輸進行了細致合理的安排。本次施工數據顯示：以每天工作8 h計算，一臺機噴設備可施工9 0 m2/h，則每天每臺機噴設備可完成抹灰面積7 2 0 m2。5人配合使用一臺機噴設備，其中1人負責噴涂，其他人負責抹面找平，則每人每天可完成抹灰工程1 4 4 m2。若按照手工抹灰計算，則每人每天施工的面積數僅為4 0 m2。因此，建筑砂漿機械噴涂施工效率大約是手工抹灰的3.5倍，極大加快了施工進度。改造工程通過使用機械噴涂抹灰施工，大大提高了施工質量，在克服作業面狹小局限的同時，保證工期目標順利完成。

1.3 經濟對比

普通抹灰干粉砂漿與機噴砂漿原材料存在差異，材料成本組成見表1、2，所有材料單價以工程施工時購入價格計。

對比表1、2可知，采用機噴砂漿的材料成本要高出普通干粉砂漿約2 0%，其主要原因是為防止材料在輸送過程產生泌漿，確保砂漿材料的和易性，避免發生堵管等事故而增加水泥用量及使用保水增稠材料“纖維素醚”。

1.4 環保分析

（1）3 0 t砂漿的手工施工占地面積約1 5 m2（不含水泥及黃堆場）；而干混砂漿儲料罐與噴漿機配套僅需占地5 m2，降低了占地面積。

（2）手工施工時，現場砂漿攪拌產生的噪聲在8 0 d B以上；而機械化施工可以控制在6 5 d B左右，且聲音主要在砂漿機械噴射時產生，有效降低了噪聲。

（3）手工施工產生大量粉塵，長期在這樣環境下工作，工人易得矽肺病；而機械化施工可保證各個環節達到無塵施工，防止矽肺病。

（4）現場攪拌施工用的是袋裝水泥，易產生粉塵，污染水源及環境，同時浪費資源；而噴漿機使用干混砂漿，砂漿質量得到保證，避免了返工與返修，節約能源降低損耗，減少了污染排放。

表1 D P 5干粉砂漿材料成本組成表

表2 機噴砂漿材料成本組成表

2 機噴砂漿材料

2.1 機噴砂漿添加劑

機械噴涂對砂漿的保水性、黏結強度、硬化強度和流變性能有較高要求，合理地選用添加劑對配置適合機械噴涂的砂漿尤為重要。機噴砂漿的添加劑通常由保水劑和泵送劑組成。機噴砂漿中主要以纖維素醚作為保水劑，這是一種以天然纖維素為原料，經過化學改性的合成型高分子聚合物。纖維素醚不僅有良好的保水性能，可以減少砂漿的離析和泌水，還具有一定的抗流掛性能，保證了砂漿的施工厚度。泵送劑主要由減水劑和引氣劑組成，主要作用是在砂漿拌和時產生氣泡，減少集料在泵送中的摩擦力，提高泵送性能。在實際應用中，應考慮施工條件、天氣條件、機噴設備等選擇經濟合理的添加劑，保證施工性及抹灰層的施工質量。

2.2 機噴砂漿集料粒徑選擇

在機噴砂漿集料粒徑的選擇上，必須滿足砂漿的泵送性能及施工性能。參照《建設用砂》（GBT14684—2011）的相關規定，將機噴砂漿集料粒徑分為4.75mm、2.36mm、1.18mm三檔[1]。實踐表明，在機噴施工過程中，選擇4.75mm或2.36mm粒徑集料配置的砂漿，能有效降低堵管現象，使砂漿擁有較好的泵送性能。國外機噴砂漿為達到更好的施工性能，普遍使用粒徑較小的集料。但根據我國相關研究[2]，“雖然集料粒徑降低可使砂漿操作手感更好也更為細膩，但砂漿的用水量明顯增加，從而使抗壓強度降低、出現干燥收縮增大及泌水現象。此外，砂漿拉伸黏結強度受集料粒徑影響也較大，集料最大粒徑為1.1 8 mm時，拉伸黏結強度降低明顯，低于0.15MPa，不能達到《預拌砂漿》（GB/T25181—2010）標準要求。因此得到結論，機噴砂漿中不宜全部使用1.2 5 mm以下河砂”。

3 機噴設備

砂漿噴漿機按內部構造形式可分為柱塞式（柱塞泵）及螺桿式（螺桿泵）兩種。目前，國內外廠商所生產的機噴設備主要為螺桿式噴漿機，兩者優缺點見表3。

進口噴漿機在我國使用廣泛，其中德國、意大利的產品更是占據了絕大部分市場。近些年，隨著機噴砂漿的發展，市場上的國產噴漿設備所占份額亦逐漸增大。進口噴漿機與我國的建筑砂漿存在不匹配的情況，主要原因是我國建筑砂漿與國外砂漿在原材料特性和施工性能上存在較大差異。借此契機，我國的噴漿設備生產廠家應加大研發力度，改進噴漿設備以適配國內砂漿，從而提高國產噴漿設備在市場上的占有率；同時，也促使機噴砂漿施工在國內更加迅速的普及。

3.1 砂漿噴涂機組成

砂漿噴涂機主要由驅動裝置、轉子總成、風路系統、噴射系統、電氣控制系統等部分組成。

（1）驅動裝置由電動機、擺線針減速機組成。其中，擺線針輪減速機是一種應用行星式傳動原理，采用擺線針齒嚙合的新穎傳動裝置。

（2）轉子總成中的轉子通長采用不黏結材料，定子采用特殊橡膠材料制成。

（3）風路系統由電動機帶動空氣壓縮機產出高壓風壓，經過安全閥、限壓閥，到達噴槍。

（4）噴射系統由輸料軟管和噴槍構成。其中，輸料軟管宜選用耐磨漿管；砂漿管、氣管、氣閥固定在噴槍上。

（5）電氣控制系統由漏電空氣自動開關、交流接觸器、熱繼電器和啟動、停止按鈕組成。

3.2 工作原理

噴涂機的結構和工作原理為：物料由配送攪拌機卸口經過震動篩網至噴涂機料斗中，由螺旋送料錕送給高壓室，再由高壓轉子、高壓定子旋轉形成高壓，將砂漿通過高壓輸送管送至噴槍里，再由噴槍內另一股高壓風，將砂漿加速噴射出去。

4 機噴施工技術

4.1 施工工藝

4.1.1 機噴施工步驟

施工步驟為：施工準備→砂漿制備→砂漿泵送→砂漿噴涂→人工處理→養護。

4.1.2 施工準備

表3 柱塞泵和螺桿泵優缺點

（1）設備安裝：依據原材料及砂漿運輸距離，選擇合適的安裝地點，減少設備移動次數。

（2）基層處理：基層表面去除浮灰、污垢，必要時進行清洗。根據基層材料特性，對基層進行潤濕處理。

4.1.3 砂漿制備

機噴砂漿宜采用預拌砂漿，砂漿拌合物的性能指標應符合表4要求。

4.1.4 砂漿泵送

砂漿泵送前，應對泵送設施進行檢查，并對輸漿管道預先潤滑。泵送過程中如中斷，且間隔時間較長時，則必須進行間歇性泵送，防止漿液凝結，導致堵管。

4.1.5 砂漿噴涂

砂漿噴涂應按序進行噴涂，避免無序噴涂使砂漿產生不均勻的現象。根據機噴砂漿材料特性，選擇適宜的噴涂厚度；若超過噴涂厚度，應分層施工。

4.1.6 人工處理

砂漿噴涂后，使用刮板在水平及垂直方向進行人工找平。表面人工壓光應在砂漿終凝前進行。對于噴涂產生的落灰，應及時處理。

4.1.7 養護

砂漿凝結后，應進行保濕養護，并養護時間不少于7 d。

4.2 機噴工作方式

根據相關文獻，目前國外最常見的兩種機噴施工作業方式，一種是氣力輸送設備直接連接儲料罐，把儲料罐內的干粉料輸送到高處（或者遠處），加水攪拌后經噴漿機噴涂至墻面；另一種是袋裝砂漿由氣力輸送設備輸送到高處（或者遠處），加水攪拌后經噴漿機噴涂至墻面。我國也逐漸出現多種機噴工作方式供機噴施工選擇，如南京天印科技集團開發的5種不同方式：噴漿機A（不帶攪拌）+噴漿機A（不帶攪拌）、氣力輸送+噴漿機B（帶攪拌）、氣力輸送+噴漿機C（新式噴漿機）、噴漿機D（在原噴漿機A基礎上加裝攪拌器）、噴漿機A+移動式攪拌器+氣力輸送設備[2]。

總之，機噴施工方式的選擇，應考慮工程施工條件及現場實際情況，可采用一種或者多種方式組合，以滿足機噴砂漿的施工要求。

表4 機械噴涂抹灰砂漿技術要求[3]

5 結語

機械化噴涂施工在既有建筑改造中技術優勢明顯，具有作業面積小、施工效率高、成品質量穩定等特點，基本滿足既有建筑改造中對質量、空間、進度與環保等特殊要求，值得進一步推廣應用。

對于我國機噴砂漿技術的發展，應加大相關技術的研究，注重材料性能的改進和施工方式的更新，并依據國內砂漿特性，研究開發出與國內砂漿相匹配的機噴砂漿設備。隨著機械化噴涂技術、材料、設備不斷發展成熟，相信在不久的將來，機械化噴涂施工會超越傳統手工抹灰，成為主要的抹灰施工方式。

參考文獻：

[1] G B/T 1 4 6 8 4—2 0 1 1 建設用砂[S] 北京:中國標準出版社,2 0 1 1.

[2] 尤大晉.預拌砂漿實用技術[M].北京:化學工業出版社,2 0 1 1.

[3] J G J/T 1 0 5—2 0 1 1 機械噴涂抹灰施工規范[S].北京:中國建筑工業出版社.2 0 1 1.