绿色砂浆在建筑施工中的环保利用研究

智程洋 工作单位：江南（中国）

摘  要：建筑砂浆在建筑工程中是一项用量大、用途广泛的建筑材料，广泛应用于砌筑、抹面、修补、装饰、保温、灌浆及粘贴饰面材料等工程中。随着我国经济的快速发展，节能降耗已经成为整个社会的趋势。发展建筑砂浆是充分体现国家实现节能减排的战略方针。所谓绿色建筑砂浆，是指在原材料及生产方式等方面具有资源、能源消耗低，大量利用废弃资源，不破坏环境，更有利于环境，并且可以循环利用的特点的建筑砂浆。建筑砂浆是建筑工程中应用最广泛的材料，在装饰、保温、抹面、灌浆、修补等各个环节，都需要应用大量的建筑砂浆。建筑功能砂浆作为新型绿色建筑材料已被国家建设部列为重点开发和鼓励的15个项目之一。在社会的发展下，人们环保意识逐渐增强，发展绿色建筑砂浆已经成为一个必然的趋势。该文主要针对绿色建筑砂浆的相关研究进行分析。

关键词：绿色建筑砂浆  应用  环保利用

1 引言

绿色砂浆又叫干拌砂浆、干粉砂浆和干砂浆，是按照一定的比例对砂、水泥、矿物等掺合料进行混合得到的一种混合物，在干燥的状态下，使用散装或干粉包装的形式运输到工地。在使用时，只需要根据规定的比例加水搅拌，这是建材行业的创新，也是未来建筑材料发展的重点。

绿色砂浆最早起源于欧洲，早在19世纪，奥地利就发明了建筑绿色砂浆，二战后得到了快速发展。20世纪七八十年代，机械化施工及绿色砂浆的使用，提高了生产效率，使得绿色砂浆在欧美地区形成了一个新兴的产业。20世纪末期，绿色砂浆出现在中国^[1]。

2004年全球绿色砂浆产量约1.8亿吨，其中欧洲为9000万吨，并且产品达几百种。目前在一些发达国家，商品砂浆的产量很大，仅德国就有至少75个绿色砂浆工厂。在中东的迪拜地区，绿色砂浆应用同样十分广泛，以世博村房建P7项目为例，使用的绿色砂浆就有大白砖砌筑砂浆、水泥砖砌筑砂浆、抹灰砂浆、喷浆砂浆和地坪砂浆等十多个品种。

2 绿色建筑砂浆对砂浆原材料的要求

开发绿色建筑砂浆应该在选料上采用绿色的原材料，从而配制出绿色、无污染的建筑砂浆。传统使用的建筑砂浆是利用胶凝材料、细集料、水及各种添加剂按照合适的配比制作完成的，要开发绿色建筑砂浆就需要广泛使用绿色胶凝材料、细集料等材料。现在市场上使用的凝胶材料主要是水泥，水泥在生产的过程中会消耗大量的原料、并排放大量的废气，对环境的污染很大，所以我们要寻找新型无污染的材料代替水泥作为凝胶材料。传统的建筑砂浆中是利用砂作为细集料，随着现在建筑工程的不断增多，对于砂的用量也越来越大，我们现在使用的砂大部分是天然砂，大量的开采势必会造成能源的枯竭，我们要积极寻找新的材料来代替天然砂作为细集料。只有保证原材料的绿色化，制作出的砂浆才是绿色的建筑砂浆，随着现在建筑水平的不断提高，对于材料的要求也越来越严格，研制生产绿色建筑砂浆也是现代社会发展的一项客观需求。

目前建筑砂浆的主要胶凝材料是波特兰水泥，然而水泥生产过程中需要消耗大量的矿物资源、能源并排放大量的温室气体，带来了十分严峻的资源、能源及环境问题。据估算，我国水泥生产的资源与能源消耗为:每生产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、有害气体二氧化硫0.74kg与氮氧化合物1.5kg及大量粉尘等污染物。同时，为改善水泥砂浆的保水性、施工和易性，通常加入石灰膏等掺合料制成水泥混合砂浆^[2]。然而，石灰的生产也要消耗大量的矿物资源、能源及排放大量的CO2等温室气体，不利于节约资源与保护环境。因此，利用能源消耗低的资源或废弃资源(如粒化高炉矿渣粉、粉煤灰等)，降低砂浆中水泥及石灰膏等胶凝材料的消耗量，对实现建筑砂浆胶凝材料的绿色化及可持续发展具有十分重要的意义。

3 生产绿色砂浆的方式绿色化

随着经济水平的提高，人们对于建筑工程的施工质量也有更高的要求，在传统的砂浆制作中，一般是在工地上进行操作，造成严重的噪声污染及扬尘，给周边的环境造成很大污染。由于砂浆的使用量比较大，配置砂浆时一般采用的是估量手法，没有按照比例要求进行配置，这样形成的砂浆原料施工性能差、质量不达标，不能达到新型墙体的要求^[3]。为了解决这一问题，必须要规范砂浆的生产过程，取消工地现场搅拌、采用规模化的生产、严格按照配置比例，这样才能生产出绿色、高质量的建筑砂浆。

近年来，国内外学者针对绿色建筑砂浆进行了深入研究，有学者利用粉煤灰作为原材料，掺入一定量的石灰、硫酸钠、石膏和水泥，成功配置出强度为27.5级的砌筑水泥;此外，还有学者采用NaOH与水玻璃、粉煤灰来配置碱激粉煤灰胶凝材料，有着理想的抗硫酸侵蚀性^[4]。关于砂浆集料的替代方面，目前常用的就是采用钢渣、低等级粉煤灰、炉底渣、粒化高炉矿渣等工业废渣作为材料来取代传统的天然砂，可以有效提升砂浆的性能。在尾矿砂砂浆的再利用方面，使用铁矿尾矿、石灰石尾矿等可以有效改善抹灰砂浆、普通砌筑的性能。对废旧混凝土再生砂在建筑砂浆中的使用进行研究，试验证明废旧混凝土经破碎、筛分、去除杂物及做必要的清洗等工序加工成一定颗粒大小的粗细集料或细粉掺合料，用来部分或全部取代天然砂，可配置强度相对较低的建筑砂浆。这些新型材料已经逐步实现产业化发展，取得了良好的经济效益。

绿色建筑砂浆的研究不仅受到研究学者的关注，也受到国家相关部门的重视，因为随着资源的不断损耗、环境日益恶化，发展清洁无污染的建筑材料已经成为了全社会共同的责任。我国有关部门对于建筑原材料的选取和制作都制定了相关的政策，从而保证绿色建筑砂浆的正常使用。目前，在我国长江三角洲、渤海地区和珠江三角洲成为绿色建筑砂浆发展最迅速的3个地区，聚集了全国大部分的绿色建筑砂浆的生产企业^[5]。现在的建筑工程中，大部分都利用绿色建筑砂浆作为原料进行生产，例如鸟巢和水立方的建筑中就利用的是绿色建筑砂浆材料。绿色建筑砂浆的市场得到稳固的发展，一些大型城市已经发展到成熟阶段。从我国建筑砂浆的发展情况来看，为了促进这一产业的发展，我们应该遵循湿拌砂浆为主与干混砂浆为辅的原则，对于抹灰砂浆、砌筑砂浆等，由于其用量较大，可以采用湿拌砂浆路线，对于界面处理砂浆、墙地砖粘结砂浆，则可以采用干混砂浆路线^[6]。

4 绿色砂浆技术在建筑工程中的应用优势

4.1 提高建筑工程质量

首先，传统的砂浆现场拌合往往无严格的计量，全凭工人现场估计，不能严格执行配合比：无法准确添加微量的外加剂；不能准确控制加水量；搅拌的均匀度难以控制；原材料的质量波动大，例如不同来源地的砂含泥量与级配均有较大差异，导致拌制的砂浆出现质量波动。其次，现场拌合砂浆施工性能差、和易性差，难以进行机械施工，易产生抹灰砂浆开裂剥落、防水砂浆渗漏等问题。再者，现拌砂浆品种单一，无法满足各种新型建材的不同要求。

干混砂浆是按照产品的性能配比设计的，添加了触变润滑剂、散乳胶粉、消泡剂等材料，经过改性后的砂浆具有良好的施工品质和性能，大大减少了工程质量问题^[7]。采用绿色砂浆在拌和、砌筑、抹灰的时候，可以有效地提高施工效率，使施工后返修的概率越来越小。此外，在施工的过程中，降低了施工层的厚度，节省了施工材料。根据环境和气温，生产厂家可以通过调整砂浆的配方，改变砂浆的各项性能，来满足建筑工程中不同施工部位和施工环境对砂浆的技术要求，提高建筑工程的质量。

4.2 降低建筑工程成本

绿色砂浆的使用能够减少砂浆制备流程，降低现场施工人员的工作强度，在一定程度上提高施工的效率，缩短工期。而采用传统工艺制备砂浆时，砂浆的质量对施工人员的操作技术有很大的依赖性。采用绿色砂浆后，可减少施工工序，避免因质量不合格导致的材料浪费。优异的施工性能和品质提高了施工质量，降低了施工层厚度，节约了材料。施工质量的提高使得维修返工的机会大大减少，同时也降低了建筑物的长期维护费用。综上所述，绿色砂浆有利于降低建筑工程成本。

4.3 保护环境

采用传统砂浆拌和时，各种原材料（包括水泥、砂、添加剂等）存放在场地，会对周围环境造成影响；其次，搅拌砂浆的过程中会产生大量粉尘污染。此外，水泥使用过程中的粉尘排放也是施工扬尘的主要污染来源，因混凝土基本都是厂拌的商品混凝土，砂浆搅拌时使用的水泥就成了主要的污染源。而干混砂浆是工厂预拌的材料，只须在工地加水搅拌均匀即可使用，扬尘极少，更环保^[8]。由此可见，使用绿色砂浆技术能够使城市环境得到改善。

4.4 满足各种不同工程要求

绿色砂浆产品种类齐全，生产企业可以根据不同的基体材料和功能要求设计配方^[9]。例如，针对各种吸水率较大的加压空气砖（俗称大白砖）、混凝土砖和等墙体材料设计的砌筑与抹灰砂浆，以及用于地面要求高平整度的地坪砂浆等^[10]。绿色砂浆亦可满足多种功能性要求，如灌浆、修补、喷浆等，仅迪拜世博村房建P7项目使用的砂浆品种已达十多种。据不完全统计，干粉砂浆的种类已有50多种，能够满足大部分工程的使用要求^[11]。

5 绿色砂浆在建筑工程中的使用

（1）在使用绿色砂浆之前，要熟悉使用说明书，并严格遵守使用规程。

（2）绿色砂浆在生产和使用的过程中要利用机械设备进行搅拌，以确保砂浆的均匀性。

（3）采用不同的搅拌设备，现场施工操作也有所不同。如果使用连续式搅拌机，可以根据现场施工的情况在绿色砂浆使用说明书上标明的加水量基础上进行微调；如果使用的是手持式电动搅拌器，则不能对加水量进行调整。具体过程：首先在容器里加上使用说明书上规定的加水量，然后不断地在容器内搅拌，并陆续添加干拌砂浆；当干拌砂浆加完之后，宜搅拌3～5min，随后让砂浆静置10min，最后进行二次搅拌，时间不能少于0.5min。

（4）在施工现场，不能根据自己的需要添加其他成分来改变绿色砂浆的性能和用途^[12]。

（5）在现场施工时，绿色砂浆的拌合物温度必须满足要求。如果施工时的气温或者基面的温度低于5℃，就必须采取相应的保暖措施对施工完毕的砂浆进行保护;若施工时的气温或者基面的温度高于35℃，则必须采取措施防止砂浆过早凝结。

（6）绿色砂浆必须按照规定存放。袋装的干拌砂浆应储存在干燥通风的环境下。不同的品种和不同等级强度的袋装干拌砂浆要分开存放，严禁混用。除此之外，一定要仔细研究干拌砂浆的说明书，其储存时间不能超过保质期。对于过期的干混砂浆，必须及时报废处理，严禁使用。

6 结论

随着我国经济快速发展和人们改善居住条件需求的高涨，建筑业和房地产市场一直呈现良好的发展势头。在建筑工程的大规模修建下，对于建筑质量的要求越来越高，发展绿色建筑砂浆是我国建筑行业的发展趋势，在进行绿色建筑砂浆的生产时，我们应对从原料到制作的各个环节进行严格把控，生产出高质量的绿色建筑砂浆，为人们现代化的生活服务，建造出人民满意的工程。

参考文献

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