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用量大、用途廣泛的建筑材料，廣泛應用于砌筑、抹面、修補、裝飾、保溫、灌漿及粘貼飾面材料等工程中。隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，節(jié)能降耗已經(jīng)成為整個社會的趨勢。發(fā)展建筑砂漿是充分體現(xiàn)國家實現(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)利用的特點的建筑砂漿。建筑砂漿是建筑工程中應用最廣泛的材料，在裝飾、保溫、抹面、灌漿、修補等各個環(huán)節(jié)，都需要應用大量的建筑砂漿。建筑功能砂漿作為新型綠色建筑材料已被國家建設部列為重點開發(fā)和鼓勵的15個項目之一。在社會的發(fā)展下，人們環(huán)保意識逐漸增強，發(fā)展綠色建筑砂漿已經(jīng)成為一個必然的趨勢。該文主要針對綠色建筑砂漿的相關研究進行分析。
關鍵詞：綠色建筑砂漿 應用 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砂、水泥、礦物等摻合料進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輸?shù)焦さ?。在使用時，只需要根據(jù)規(guī)定的比例加水攪拌，這是建材行業(yè)的創(chuàng)新，也是未來建筑材料發(fā)展的重點。
綠色砂漿最早起源于歐洲，早在19世紀，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世紀七八十年代，機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)形成了一個新興的產(chǎn)業(yè)。20世紀末期，綠色砂漿出現(xiàn)在中國[1]。
2004年全球綠色砂漿產(chǎn)量約1.8億噸，其中歐洲為9000萬噸，并且產(chǎn)品達幾百種。目前在一些發(fā)達國家，商品砂漿的產(chǎn)量很大，僅德國就有至少75個綠色砂漿工廠。在中東的迪拜地區(qū)，綠色砂漿應用同樣十分廣泛，以世博村房建P7項目為例，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品種。
2 綠色建筑砂漿對砂漿原材料的要求
開發(fā)綠色建筑砂漿應該在選料上采用綠色的原材料，從而配制出綠色、無污染的建筑砂漿。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、細集料等材料?，F(xiàn)在市場上使用的凝膠材料主要是水泥，水泥在生產(chǎn)的過程中會消耗大量的原料、并排放大量的廢氣，對環(huán)境的污染很大，所以我們要尋找新型無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集料，隨著現(xiàn)在建筑工程的不斷增多，對于砂的用量也越來越大，我們現(xiàn)在使用的砂大部分是天然砂，大量的開采勢必會造成能源的枯竭，我們要積極尋找新的材料來代替天然砂作為細集料。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，對于材料的要求也越來越嚴格，研制生產(chǎn)綠色建筑砂漿也是現(xiàn)代社會發(fā)展的一項客觀需求。
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，帶來了十分嚴峻的資源、能源及環(huán)境問題。據(jù)估算，我國水泥生產(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，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)約資源與保護環(huán)境。因此，利用能源消耗低的資源或廢棄資源(如粒化高爐礦渣粉、粉煤灰等)，降低砂漿中水泥及石灰膏等膠凝材料的消耗量，對實現(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)濟水平的提高，人們對于建筑工程的施工質量也有更高的要求，在傳統(tǒng)的砂漿制作中，一般是在工地上進行操作，造成嚴重的噪聲污染及揚塵，給周邊的環(huán)境造成很大污染。由于砂漿的使用量比較大，配置砂漿時一般采用的是估量手法，沒有按照比例要求進行配置，這樣形成的砂漿原料施工性能差、質量不達標，不能達到新型墻體的要求[3]。為了解決這一問題，必須要規(guī)范砂漿的生產(chǎn)過程，取消工地現(xiàn)場攪拌、采用規(guī)?；纳a(chǎn)、嚴格按照配置比例，這樣才能生產(chǎn)出綠色、高質量的建筑砂漿。
近年來，國內外學者針對綠色建筑砂漿進行了深入研究，有學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，成功配置出強度為27.5級的砌筑水泥;此外，還有學者采用NaOH與水玻璃、粉煤灰來配置堿激粉煤灰膠凝材料，有著理想的抗硫酸侵蝕性[4]。關于砂漿集料的替代方面，目前常用的就是采用鋼渣、低等級粉煤灰、爐底渣、?；郀t礦渣等工業(yè)廢渣作為材料來取代傳統(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。對廢舊混凝土再生砂在建筑砂漿中的使用進行研究，試驗證明廢舊混凝土經(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集料或細粉摻合料，用來部分或全部取代天然砂，可配置強度相對較低的建筑砂漿。這些新型材料已經(jīng)逐步實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，取得了良好的經(jīng)濟效益。
綠色建筑砂漿的研究不僅受到研究學者的關注，也受到國家相關部門的重視，因為隨著資源的不斷損耗、環(huán)境日益惡化，發(fā)展清潔無污染的建筑材料已經(jīng)成為了全社會共同的責任。我國有關部門對于建筑原材料的選取和制作都制定了相關的政策，從而保證綠色建筑砂漿的正常使用。目前，在我國長江三角洲、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個地區(qū)，聚集了全國大部分的綠色建筑砂漿的生產(chǎn)企業(yè)[5]。現(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。從我國建筑砂漿的發(fā)展情況來看，為了促進這一產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，我們應該遵循濕拌砂漿為主與干混砂漿為輔的原則，對于抹灰砂漿、砌筑砂漿等，由于其用量較大，可以采用濕拌砂漿路線，對于界面處理砂漿、墻地磚粘結砂漿，則可以采用干混砂漿路線[6]。
4 綠色砂漿技術在建筑工程中的應用優(yōu)勢
4.1 提高建筑工程質量
首先，傳統(tǒng)的砂漿現(xiàn)場拌合往往無嚴格的計量，全憑工人現(xiàn)場估計，不能嚴格執(zhí)行配合比：無法準確添加微量的外加劑；不能準確控制加水量；攪拌的均勻度難以控制；原材料的質量波動大，例如不同來源地的砂含泥量與級配均有較大差異，導致拌制的砂漿出現(xiàn)質量波動。其次，現(xiàn)場拌合砂漿施工性能差、和易性差，難以進行機械施工，易產(chǎn)生抹灰砂漿開裂剝落、防水砂漿滲漏等問題。再者，現(xiàn)拌砂漿品種單一，無法滿足各種新型建材的不同要求。
干混砂漿是按照產(chǎn)品的性能配比設計的，添加了觸變潤滑劑、散乳膠粉、消泡劑等材料，經(jīng)過改性后的砂漿具有良好的施工品質和性能，大大減少了工程質量問題[7]。采用綠色砂漿在拌和、砌筑、抹灰的時候，可以有效地提高施工效率，使施工后返修的概率越來越小。此外，在施工的過程中，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)廠家可以通過調整砂漿的配方，改變砂漿的各項性能，來滿足建筑工程中不同施工部位和施工環(huán)境對砂漿的技術要求，提高建筑工程的質量。
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)場施工人員的工作強度，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，砂漿的質量對施工人員的操作技術有很大的依賴性。采用綠色砂漿后，可減少施工工序，避免因質量不合格導致的材料浪費。優(yōu)異的施工性能和品質提高了施工質量，降低了施工層厚度，節(jié)約了材料。施工質量的提高使得維修返工的機會大大減少，同時也降低了建筑物的長期維護費用。綜上所述，綠色砂漿有利于降低建筑工程成本。
4.3 保護環(huán)境
采用傳統(tǒng)砂漿拌和時，各種原材料（包括水泥、砂、添加劑等）存放在場地，會對周圍環(huán)境造成影響；其次，攪拌砂漿的過程中會產(chǎn)生大量粉塵污染。此外，水泥使用過程中的粉塵排放也是施工揚塵的主要污染來源，因混凝土基本都是廠拌的商品混凝土，砂漿攪拌時使用的水泥就成了主要的污染源。而干混砂漿是工廠預拌的材料，只須在工地加水攪拌均勻即可使用，揚塵極少，更環(huán)保[8]。由此可見，使用綠色砂漿技術能夠使城市環(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計配方[9]。例如，針對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計的砌筑與抹灰砂漿，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、噴漿等，僅迪拜世博村房建P7項目使用的砂漿品種已達十多種。據(jù)不完全統(tǒng)計，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，要熟悉使用說明書，并嚴格遵守使用規(guī)程。
（2）綠色砂漿在生產(chǎn)和使用的過程中要利用機械設備進行攪拌，以確保砂漿的均勻性。
（3）采用不同的攪拌設備，現(xiàn)場施工操作也有所不同。如果使用連續(xù)式攪拌機，可以根據(jù)現(xiàn)場施工的情況在綠色砂漿使用說明書上標明的加水量基礎上進行微調；如果使用的是手持式電動攪拌器，則不能對加水量進行調整。具體過程：首先在容器里加上使用說明書上規(guī)定的加水量，然后不斷地在容器內攪拌，并陸續(xù)添加干拌砂漿；當干拌砂漿加完之后，宜攪拌3～5min，隨后讓砂漿靜置10min，最后進行二次攪拌，時間不能少于0.5min。
（4）在施工現(xiàn)場，不能根據(jù)自己的需要添加其他成分來改變綠色砂漿的性能和用途[12]。
（5）在現(xiàn)場施工時，綠色砂漿的拌合物溫度必須滿足要求。如果施工時的氣溫或者基面的溫度低于5℃，就必須采取相應的保暖措施對施工完畢的砂漿進行保護;若施工時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早凝結。
（6）綠色砂漿必須按照規(guī)定存放。袋裝的干拌砂漿應儲存在干燥通風的環(huán)境下。不同的品種和不同等級強度的袋裝干拌砂漿要分開存放，嚴禁混用。除此之外，一定要仔細研究干拌砂漿的說明書，其儲存時間不能超過保質期。對于過期的干混砂漿，必須及時報廢處理，嚴禁使用。
6 結論
隨著我國經(jīng)濟快速發(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)市場一直呈現(xiàn)良好的發(fā)展勢頭。在建筑工程的大規(guī)模修建下，對于建筑質量的要求越來越高，發(fā)展綠色建筑砂漿是我國建筑行業(yè)的發(fā)展趨勢，在進行綠色建筑砂漿的生產(chǎn)時，我們應對從原料到制作的各個環(huán)節(jié)進行嚴格把控，生產(chǎn)出高質量的綠色建筑砂漿，為人們現(xiàn)代化的生活服務，建造出人民滿意的工程。
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