綠色砂漿在建筑施工中的環(huán)保利用研究

智程洋 工作單位：洛陽(yáng)綠筑建筑材料有限公司

摘  要：建筑砂漿在建筑工程中是一項(xiàng)用量大、用途廣泛的建筑材料，廣泛應(yīng)用于砌筑、抹面、修補(bǔ)、裝飾、保溫、灌漿及粘貼飾面材料等工程中。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，節(jié)能降耗已經(jīng)成為整個(gè)社會(huì)的趨勢(shì)。發(fā)展建筑砂漿是充分體現(xiàn)國(guó)家實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的戰(zhàn)略方針。所謂綠色建筑砂漿，是指在原材料及生產(chǎn)方式等方面具有資源、能源消耗低，大量利用廢棄資源，不破壞環(huán)境，更有利于環(huán)境，并且可以循環(huán)利用的特點(diǎn)的建筑砂漿。建筑砂漿是建筑工程中應(yīng)用最廣泛的材料，在裝飾、保溫、抹面、灌漿、修補(bǔ)等各個(gè)環(huán)節(jié)，都需要應(yīng)用大量的建筑砂漿。建筑功能砂漿作為新型綠色建筑材料已被國(guó)家建設(shè)部列為重點(diǎn)開發(fā)和鼓勵(lì)的15個(gè)項(xiàng)目之一。在社會(huì)的發(fā)展下，人們環(huán)保意識(shí)逐漸增強(qiáng)，發(fā)展綠色建筑砂漿已經(jīng)成為一個(gè)必然的趨勢(shì)。該文主要針對(duì)綠色建筑砂漿的相關(guān)研究進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：綠色建筑砂漿  應(yīng)用  環(huán)保利用

1 引言

綠色砂漿又叫干拌砂漿、干粉砂漿和干砂漿，是按照一定的比例對(duì)砂、水泥、礦物等摻合料進(jìn)行混合得到的一種混合物，在干燥的狀態(tài)下，使用散裝或干粉包裝的形式運(yùn)輸?shù)焦さ亍Ｔ谑褂脮r(shí)，只需要根據(jù)規(guī)定的比例加水?dāng)嚢?，這是建材行業(yè)的創(chuàng)新，也是未來(lái)建筑材料發(fā)展的重點(diǎn)。

綠色砂漿最早起源于歐洲，早在19世紀(jì)，奧地利就發(fā)明了建筑綠色砂漿，二戰(zhàn)后得到了快速發(fā)展。20世紀(jì)七八十年代，機(jī)械化施工及綠色砂漿的使用，提高了生產(chǎn)效率，使得綠色砂漿在歐美地區(qū)形成了一個(gè)新興的產(chǎn)業(yè)。20世紀(jì)末期，綠色砂漿出現(xiàn)在中國(guó)^[1]。

2004年全球綠色砂漿產(chǎn)量約1.8億噸，其中歐洲為9000萬(wàn)噸，并且產(chǎn)品達(dá)幾百種。目前在一些發(fā)達(dá)國(guó)家，商品砂漿的產(chǎn)量很大，僅德國(guó)就有至少75個(gè)綠色砂漿工廠。在中東的迪拜地區(qū)，綠色砂漿應(yīng)用同樣十分廣泛，以世博村房建P7項(xiàng)目為例，使用的綠色砂漿就有大白磚砌筑砂漿、水泥磚砌筑砂漿、抹灰砂漿、噴漿砂漿和地坪砂漿等十多個(gè)品種。

2 綠色建筑砂漿對(duì)砂漿原材料的要求

開發(fā)綠色建筑砂漿應(yīng)該在選料上采用綠色的原材料，從而配制出綠色、無(wú)污染的建筑砂漿。傳統(tǒng)使用的建筑砂漿是利用膠凝材料、細(xì)集料、水及各種添加劑按照合適的配比制作完成的，要開發(fā)綠色建筑砂漿就需要廣泛使用綠色膠凝材料、細(xì)集料等材料。現(xiàn)在市場(chǎng)上使用的凝膠材料主要是水泥，水泥在生產(chǎn)的過(guò)程中會(huì)消耗大量的原料、并排放大量的廢氣，對(duì)環(huán)境的污染很大，所以我們要尋找新型無(wú)污染的材料代替水泥作為凝膠材料。傳統(tǒng)的建筑砂漿中是利用砂作為細(xì)集料，隨著現(xiàn)在建筑工程的不斷增多，對(duì)于砂的用量也越來(lái)越大，我們現(xiàn)在使用的砂大部分是天然砂，大量的開采勢(shì)必會(huì)造成能源的枯竭，我們要積極尋找新的材料來(lái)代替天然砂作為細(xì)集料。只有保證原材料的綠色化，制作出的砂漿才是綠色的建筑砂漿，隨著現(xiàn)在建筑水平的不斷提高，對(duì)于材料的要求也越來(lái)越嚴(yán)格，研制生產(chǎn)綠色建筑砂漿也是現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的一項(xiàng)客觀需求。

目前建筑砂漿的主要膠凝材料是波特蘭水泥，然而水泥生產(chǎn)過(guò)程中需要消耗大量的礦物資源、能源并排放大量的溫室氣體，帶來(lái)了十分嚴(yán)峻的資源、能源及環(huán)境問(wèn)題。據(jù)估算，我國(guó)水泥生產(chǎn)的資源與能源消耗為:每生產(chǎn)1t水泥熟料需石灰石1.4－1.5t、粘土0.3t、煤0.2 t，排放二氧化碳1t、有害氣體二氧化硫0.74kg與氮氧化合物1.5kg及大量粉塵等污染物。同時(shí)，為改善水泥砂漿的保水性、施工和易性，通常加入石灰膏等摻合料制成水泥混合砂漿^[2]。然而，石灰的生產(chǎn)也要消耗大量的礦物資源、能源及排放大量的CO2等溫室氣體，不利于節(jié)約資源與保護(hù)環(huán)境。因此，利用能源消耗低的資源或廢棄資源(如?；郀t礦渣粉、粉煤灰等)，降低砂漿中水泥及石灰膏等膠凝材料的消耗量，對(duì)實(shí)現(xiàn)建筑砂漿膠凝材料的綠色化及可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的意義。

3 生產(chǎn)綠色砂漿的方式綠色化

隨著經(jīng)濟(jì)水平的提高，人們對(duì)于建筑工程的施工質(zhì)量也有更高的要求，在傳統(tǒng)的砂漿制作中，一般是在工地上進(jìn)行操作，造成嚴(yán)重的噪聲污染及揚(yáng)塵，給周邊的環(huán)境造成很大污染。由于砂漿的使用量比較大，配置砂漿時(shí)一般采用的是估量手法，沒有按照比例要求進(jìn)行配置，這樣形成的砂漿原料施工性能差、質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，不能達(dá)到新型墻體的要求^[3]。為了解決這一問(wèn)題，必須要規(guī)范砂漿的生產(chǎn)過(guò)程，取消工地現(xiàn)場(chǎng)攪拌、采用規(guī)?；纳a(chǎn)、嚴(yán)格按照配置比例，這樣才能生產(chǎn)出綠色、高質(zhì)量的建筑砂漿。

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者針對(duì)綠色建筑砂漿進(jìn)行了深入研究，有學(xué)者利用粉煤灰作為原材料，摻入一定量的石灰、硫酸鈉、石膏和水泥，成功配置出強(qiáng)度為27.5級(jí)的砌筑水泥;此外，還有學(xué)者采用NaOH與水玻璃、粉煤灰來(lái)配置堿激粉煤灰膠凝材料，有著理想的抗硫酸侵蝕性^[4]。關(guān)于砂漿集料的替代方面，目前常用的就是采用鋼渣、低等級(jí)粉煤灰、爐底渣、粒化高爐礦渣等工業(yè)廢渣作為材料來(lái)取代傳統(tǒng)的天然砂，可以有效提升砂漿的性能。在尾礦砂砂漿的再利用方面，使用鐵礦尾礦、石灰石尾礦等可以有效改善抹灰砂漿、普通砌筑的性能。對(duì)廢舊混凝土再生砂在建筑砂漿中的使用進(jìn)行研究，試驗(yàn)證明廢舊混凝土經(jīng)破碎、篩分、去除雜物及做必要的清洗等工序加工成一定顆粒大小的粗細(xì)集料或細(xì)粉摻合料，用來(lái)部分或全部取代天然砂，可配置強(qiáng)度相對(duì)較低的建筑砂漿。這些新型材料已經(jīng)逐步實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

綠色建筑砂漿的研究不僅受到研究學(xué)者的關(guān)注，也受到國(guó)家相關(guān)部門的重視，因?yàn)?/span>隨著資源的不斷損耗、環(huán)境日益惡化，發(fā)展清潔無(wú)污染的建筑材料已經(jīng)成為了全社會(huì)共同的責(zé)任。我國(guó)有關(guān)部門對(duì)于建筑原材料的選取和制作都制定了相關(guān)的政策，從而保證綠色建筑砂漿的正常使用。目前，在我國(guó)長(zhǎng)江三角洲、渤海地區(qū)和珠江三角洲成為綠色建筑砂漿發(fā)展最迅速的3個(gè)地區(qū)，聚集了全國(guó)大部分的綠色建筑砂漿的生產(chǎn)企業(yè)^[5]?，F(xiàn)在的建筑工程中，大部分都利用綠色建筑砂漿作為原料進(jìn)行生產(chǎn)，例如鳥巢和水立方的建筑中就利用的是綠色建筑砂漿材料。綠色建筑砂漿的市場(chǎng)得到穩(wěn)固的發(fā)展，一些大型城市已經(jīng)發(fā)展到成熟階段。從我國(guó)建筑砂漿的發(fā)展情況來(lái)看，為了促進(jìn)這一產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，我們應(yīng)該遵循濕拌砂漿為主與干混砂漿為輔的原則，對(duì)于抹灰砂漿、砌筑砂漿等，由于其用量較大，可以采用濕拌砂漿路線，對(duì)于界面處理砂漿、墻地磚粘結(jié)砂漿，則可以采用干混砂漿路線^[6]。

4 綠色砂漿技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

4.1 提高建筑工程質(zhì)量

首先，傳統(tǒng)的砂漿現(xiàn)場(chǎng)拌合往往無(wú)嚴(yán)格的計(jì)量，全憑工人現(xiàn)場(chǎng)估計(jì)，不能嚴(yán)格執(zhí)行配合比：無(wú)法準(zhǔn)確添加微量的外加劑；不能準(zhǔn)確控制加水量；攪拌的均勻度難以控制；原材料的質(zhì)量波動(dòng)大，例如不同來(lái)源地的砂含泥量與級(jí)配均有較大差異，導(dǎo)致拌制的砂漿出現(xiàn)質(zhì)量波動(dòng)。其次，現(xiàn)場(chǎng)拌合砂漿施工性能差、和易性差，難以進(jìn)行機(jī)械施工，易產(chǎn)生抹灰砂漿開裂剝落、防水砂漿滲漏等問(wèn)題。再者，現(xiàn)拌砂漿品種單一，無(wú)法滿足各種新型建材的不同要求。

干混砂漿是按照產(chǎn)品的性能配比設(shè)計(jì)的，添加了觸變潤(rùn)滑劑、散乳膠粉、消泡劑等材料，經(jīng)過(guò)改性后的砂漿具有良好的施工品質(zhì)和性能，大大減少了工程質(zhì)量問(wèn)題^[7]。采用綠色砂漿在拌和、砌筑、抹灰的時(shí)候，可以有效地提高施工效率，使施工后返修的概率越來(lái)越小。此外，在施工的過(guò)程中，降低了施工層的厚度，節(jié)省了施工材料。根據(jù)環(huán)境和氣溫，生產(chǎn)廠家可以通過(guò)調(diào)整砂漿的配方，改變砂漿的各項(xiàng)性能，來(lái)滿足建筑工程中不同施工部位和施工環(huán)境對(duì)砂漿的技術(shù)要求，提高建筑工程的質(zhì)量。

4.2 降低建筑工程成本

綠色砂漿的使用能夠減少砂漿制備流程，降低現(xiàn)場(chǎng)施工人員的工作強(qiáng)度，在一定程度上提高施工的效率，縮短工期。而采用傳統(tǒng)工藝制備砂漿時(shí)，砂漿的質(zhì)量對(duì)施工人員的操作技術(shù)有很大的依賴性。采用綠色砂漿后，可減少施工工序，避免因質(zhì)量不合格導(dǎo)致的材料浪費(fèi)。優(yōu)異的施工性能和品質(zhì)提高了施工質(zhì)量，降低了施工層厚度，節(jié)約了材料。施工質(zhì)量的提高使得維修返工的機(jī)會(huì)大大減少，同時(shí)也降低了建筑物的長(zhǎng)期維護(hù)費(fèi)用。綜上所述，綠色砂漿有利于降低建筑工程成本。

4.3 保護(hù)環(huán)境

采用傳統(tǒng)砂漿拌和時(shí)，各種原材料（包括水泥、砂、添加劑等）存放在場(chǎng)地，會(huì)對(duì)周圍環(huán)境造成影響；其次，攪拌砂漿的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量粉塵污染。此外，水泥使用過(guò)程中的粉塵排放也是施工揚(yáng)塵的主要污染來(lái)源，因混凝土基本都是廠拌的商品混凝土，砂漿攪拌時(shí)使用的水泥就成了主要的污染源。而干混砂漿是工廠預(yù)拌的材料，只須在工地加水?dāng)嚢杈鶆蚣纯墒褂?，揚(yáng)塵極少，更環(huán)保^[8]。由此可見，使用綠色砂漿技術(shù)能夠使城市環(huán)境得到改善。

4.4 滿足各種不同工程要求

綠色砂漿產(chǎn)品種類齊全，生產(chǎn)企業(yè)可以根據(jù)不同的基體材料和功能要求設(shè)計(jì)配方^[9]。例如，針對(duì)各種吸水率較大的加壓空氣磚（俗稱大白磚）、混凝土磚和等墻體材料設(shè)計(jì)的砌筑與抹灰砂漿，以及用于地面要求高平整度的地坪砂漿等^[10]。綠色砂漿亦可滿足多種功能性要求，如灌漿、修補(bǔ)、噴漿等，僅迪拜世博村房建P7項(xiàng)目使用的砂漿品種已達(dá)十多種。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，干粉砂漿的種類已有50多種，能夠滿足大部分工程的使用要求^[11]。

5 綠色砂漿在建筑工程中的使用

（1）在使用綠色砂漿之前，要熟悉使用說(shuō)明書，并嚴(yán)格遵守使用規(guī)程。

（2）綠色砂漿在生產(chǎn)和使用的過(guò)程中要利用機(jī)械設(shè)備進(jìn)行攪拌，以確保砂漿的均勻性。

（3）采用不同的攪拌設(shè)備，現(xiàn)場(chǎng)施工操作也有所不同。如果使用連續(xù)式攪拌機(jī)，可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工的情況在綠色砂漿使用說(shuō)明書上標(biāo)明的加水量基礎(chǔ)上進(jìn)行微調(diào)；如果使用的是手持式電動(dòng)攪拌器，則不能對(duì)加水量進(jìn)行調(diào)整。具體過(guò)程：首先在容器里加上使用說(shuō)明書上規(guī)定的加水量，然后不斷地在容器內(nèi)攪拌，并陸續(xù)添加干拌砂漿；當(dāng)干拌砂漿加完之后，宜攪拌3～5min，隨后讓砂漿靜置10min，最后進(jìn)行二次攪拌，時(shí)間不能少于0.5min。

（4）在施工現(xiàn)場(chǎng)，不能根據(jù)自己的需要添加其他成分來(lái)改變綠色砂漿的性能和用途^[12]。

（5）在現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)，綠色砂漿的拌合物溫度必須滿足要求。如果施工時(shí)的氣溫或者基面的溫度低于5℃，就必須采取相應(yīng)的保暖措施對(duì)施工完畢的砂漿進(jìn)行保護(hù);若施工時(shí)的氣溫或者基面的溫度高于35℃，則必須采取措施防止砂漿過(guò)早凝結(jié)。

（6）綠色砂漿必須按照規(guī)定存放。袋裝的干拌砂漿應(yīng)儲(chǔ)存在干燥通風(fēng)的環(huán)境下。不同的品種和不同等級(jí)強(qiáng)度的袋裝干拌砂漿要分開存放，嚴(yán)禁混用。除此之外，一定要仔細(xì)研究干拌砂漿的說(shuō)明書，其儲(chǔ)存時(shí)間不能超過(guò)保質(zhì)期。對(duì)于過(guò)期的干混砂漿，必須及時(shí)報(bào)廢處理，嚴(yán)禁使用。

6 結(jié)論

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和人們改善居住條件需求的高漲，建筑業(yè)和房地產(chǎn)市場(chǎng)一直呈現(xiàn)良好的發(fā)展勢(shì)頭。在建筑工程的大規(guī)模修建下，對(duì)于建筑質(zhì)量的要求越來(lái)越高，發(fā)展綠色建筑砂漿是我國(guó)建筑行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，在進(jìn)行綠色建筑砂漿的生產(chǎn)時(shí)，我們應(yīng)對(duì)從原料到制作的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格把控，生產(chǎn)出高質(zhì)量的綠色建筑砂漿，為人們現(xiàn)代化的生活服務(wù)，建造出人民滿意的工程。

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