（华南理工大学土木工程系）（华南理工大学土木工程系）（华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室）要：高性能建筑砂浆是性能经过改良后，能更好地满足新型墙体材料砌体工程需要的建筑砂浆。与传统建筑砂浆比较，其组成和性能评价方法均有较大差异。本文通过对文献的分析和整理，综合介绍了高性能建筑砂浆与传统建筑砂浆的不同，并指出了我国高性能建筑砂浆的发展方向。关键字：砂浆；性能；组成近年来，随着科学技术的迅猛发展，新型墙体材料逐渐取代红砖成为了主要的墙体材料，但由于新型墙体材料与红砖的性能不同，采用传统建筑砂浆已经不能满足使用要求。在此情况下，我国高性能建筑砂浆的研究也逐渐受到重视，并取得了一定的成果。高性能建筑砂浆是在大幅度提高砂浆性能的基础上，采用现代砂浆技术制作的砂浆，适用于新型墙体材料。高性能建筑砂浆具备以下三个特征：匹配的强度和弹性模量，使砌体具有承载能力和抗剪能力；足够的粘结强度和抗变形能力，不易开裂；良好的和易性和保水性，施工方便，工效高。本文从性能评价、使用材料、制备方法等角度介绍高性能建筑砂浆目前的研究成果，并指出了其未来发展的方向。高性能建筑砂浆概述高性能建筑砂浆是由胶凝材料、细骨料和水按一定的比例配制，再掺入一定量矿物掺合料、外加剂、保水增稠材料而成。

与传统的现场搅拌砂浆相比，高性能建筑砂浆在绿色环保、节约材料、提高工程质量等方面有突出的优势。1.1绿色环保高性能建筑砂浆可以很好地利用工业固体废物，变废为宝。其可掺加工业固体废物（粉煤灰、矿渣、尾矿等），进行资源再利用，为工业废弃物利用找到新途径，为发展循环经济，提供新途径，做出新贡献1.2节约材料使用高性能建筑砂浆可减少砂浆在使用中的损耗。据统计，现场搅拌的砂浆损耗为20%，而高性能建筑砂浆的损耗约为5%～10%。高性能建筑砂浆施工性能和品质优异，使用过程中可以减少抹灰厚度，从而节约砂浆用量。1.3适用于新型墙体材料随着建筑墙体材料改革的进行，大量的新型墙体材料逐渐代替了普通粘土砖，成为了墙体材料的主力军。实践证明，适用于粘土砖的传统建筑砂浆对加气混凝土砌块、混凝土小型空心砌块等新型墙体材料并不适用。对比高性能建筑砂浆，传统砌筑砂浆和易性不好、保水性差，难以承受温差、干缩等原因造成的变形而开裂。而高性能建筑砂浆可以保证墙体的使用功能，有效减少墙体开裂、渗漏等问题，大大发挥新型墙体材料的优越性，简化新型墙体材料的施工。高性能建筑砂浆性能评价方法2.1工作性能评价方法对于传统砂浆而言，分层度是砂浆拌合物的重要性能指标，分层度试验主要用于测定砂浆拌合物在运输及停放时内部组分的稳定性，以反映传统砂浆的保水性。

对传统砂浆拌合物必须进行分层度测量，以确保传统砂对于高性能建筑砂浆而言，分层度指标已经难以反映其保水性的差别，现在主要采用保水性指标来反映高性能建筑砂浆的保水性。2.2粘结强度评价方法粘结强度是决定砌体抗裂性能的一个重要因素，因此应提高对砂浆粘结强度评价指标的重视，以此评价高性能砂浆的抗裂性能。现在测定粘结强度的方法很多，目前较为常用的有直接拉伸试验、剪切粘结强度和间接拉伸粘结强度试验。直接拉伸粘结强度的试验方法比较多，国内有标准研究与探讨广东建材2009的试验方法来测定抗拉粘结强度，该试验方法受力明确、数据离散小、效果好。但采用此种方法需要制作专用的试模和夹具，且夹具制作的精确度对试验结果有很大的影响剪切粘结强度试验中虽提及了直接剪切、扭开剪切，但应用较多的还是斜剪试验，在国内也有采用单、双剪试验方法。单、双剪试验试件制作简单，但试验时试件不是处于纯剪切受力状态，正应力的影响较大，数据离散大。为了减小正应力的影响，有的标准采用专门制作的剪切架，国内也有文献采用在试件顶部施加集中力的方法来减小正应力影响劈裂抗拉试验和弯曲抗折试验都是间接的拉伸粘结强度试验方法，这两种试验方法应用也比较多。

日本材料科学学会提出的非结构用聚合物水泥砂浆的标准试验方法中，由粘结抗折试验测出粘结强度，此种方法简单实用，影响因素少，数据离散小。高性能建筑砂浆组成研究传统砂浆由胶凝材料、细骨料和水按一定的比例配制而成，而高性能建筑砂浆除了含有传统材料外，还掺入了一定量的矿物掺合料、外加剂、保水增稠材料。这些材料的掺入有利于提高砂浆性能，对高性能建筑砂浆的研究和发展有积极的作用。3.1矿物掺合料3.1.1粉煤灰（FA）在高性能建筑砂浆研究中，粉煤灰是影响砂浆性能的一个因素，主要体现在其对砂浆工作性能、收缩性能以及强度等方面的影响。粉煤灰加入砂浆中，由于其“形态效应”和“微骨料效应”，改善了砂浆的和易性、保水性，增加了砂浆的密实度。粉煤灰掺量越大，砂浆的和易性、保水性越好粉煤灰加入水泥砂浆中能够降低砂浆收缩值，且随着粉煤灰掺量增加，砂浆的收缩值继续降低。随粉煤灰掺量的增加，砂浆的抗压强度先增加而后降低，说明粉煤灰有一个最佳掺量。砂浆中加入粉煤灰能降低砂浆的脆性，粉煤灰水泥砂浆的折压比好于水泥砂浆。当粉煤灰掺量小时，砂浆的粘结强度提高，随着粉煤灰掺量提高，砂浆的粘结强度却逐渐降低。另外，也有研究表明，砂浆的粘结强度对砌体力学性能影响很大，同时对砌体是否会“开裂”也有一定的影，掺粉煤灰砂浆的粘结强度明显低于未掺粉煤灰的混合砂浆。

3.1.2粉煤灰（FA）与矿渣（GBS）双掺在施工性能方面，FA-GBS建筑砂浆不仅具有良好的施工性能，而且力学性能也完全可以满足工程需要。在砂浆粘结性能方面，FA-GBS建筑砂浆与同强度等级的水泥砂浆及粉煤灰砂浆相比其早期粘结强度不及二者，但随着养护时间的延长，其强度增长明显，而水泥砂浆则还在下降，这可能是因为水泥砂浆保水性不良导致失水过多在粘结面处产生干缩裂纹所致另外，FA-GBS建筑砂浆利废率高达80%以上，不仅能够节约大量的能源，而且对环境保护起到良好的作用,在经济效益上更具有可观的市场潜力。3.1.3粉煤灰与氟石膏（FFC砂浆）FFC砂浆不但可以节约水泥，而且可以大量利用工业废渣粉煤灰和氟石膏，其价格要远低于水泥石灰砂浆和水泥砂浆，他是一种环保型、经济型的绿色砂浆，具有广阔的发展空间。FFC砂浆拌和物的强度方面，随氟石膏用量的减少、粉煤灰用量的增加，FFC胶砂的抗折、抗压强度开始是增加的聚合物水泥砂浆与普通砂浆差别，但增加到最大值后却逐渐地减小。这表明，FFC胶凝材料中水泥用量一定时，粉煤灰和氟石膏用量之间存在使胶凝材料强度达到最大的最佳比例关系。而在FFC砂浆拌和物的和易性方面，不加外加剂，FFC砂浆的和易性也能满足要求，从而进一步降低了砂浆的成本。

关于FFC砂浆胶凝材料硬化条件和安定性方面，水泥用量大于5%FFC胶凝材料是水硬性的，同时FFC胶凝材料的体积安定性良好。清华大学阎培渝等的研究结果表明，在未加改性剂的FFC是针状，而是以微晶的形式存在，同时二水石膏晶体中形状为棒状的数量很少，从而保证了FFC胶凝材料的体积安定性良好凝材料具有优异的耐水性，虽然这种胶结材料的硬化浆体中存在大量无水石膏和二水石膏，但它们被大量水硬 C-S-H凝胶和钙矾石紧密包裹，分散于致密的浆体 结构中 [11 3.2外加剂 3.2.1 低掺量聚合物 现今，业内人士普遍认为随着我国新型墙体材料的 发展，应该以外加剂等手段高效改善砂浆的砌筑和抹面 性能，以获得功能完善的砌体 [12 。因此研究开发高性能、多功能建筑砂浆已成为国内外的研究热点，也是应用新 型墙体材料的前提条件。而有关低掺量聚合物的研究就 是其中的重要课题之一。 有研究认为，聚合物可从微观层面上改善砂浆的内 部结构 [13 。聚合物掺入水泥砂浆后，聚合物在水泥石中是以连续、互穿网状结构存在，形成的网络将水泥石编 广东建材2009 研究与探讨织缠绕在一起，形成一个整体，不仅能填充水泥石的孔 隙，改善孔结构，提高抗渗能力，还能弥合水泥石中的微 裂缝提高抗弯能力 [14 。

另有研究认为聚合物在水泥石中的形态与聚灰比有关 聚合物乳液对砂浆力学性能的影响方面，乳液掺入水泥砂浆后，7d 粘结抗拉强度提高幅度较大，最高增加 倍；7d抗拉强度也有明显提高，但抗压强度均有所 下降。 对砂浆性能的影响方面，聚合物复合外加剂可以很 好地改善水泥砂浆的和易性，提高砂浆的保水性，降低 分层度 [13 。另外，复合外加剂对砂浆收缩性能有明显的改善作用，改善了砂浆的抗裂性 3.2.2专用砂浆剂 砌体沿通缝截面抗剪强度的高低主要取决于新拌 砂浆的保水性和硬化砂浆的粘结力，如果新拌砂浆保水 性好，砌体内砂浆中的水分不易被砌块吸收，从而保证 了砌筑砂浆强度正常增长；相反如果砂浆的保水性差， 砌体内砂浆中的水分很快被砌块吸走，砂浆中没有了保 证其正常水化的水分，其强度就会停止增长，因此，硬化 砂浆的抗压强度和粘结强度均会降低。 专用砂浆剂是指采用减水组分和增稠组分等复合 而成的复合外加剂。它对砂浆保水性能有明显效果，砂 0.2%～0.6%范围内时，随着砂浆剂掺量的增加，砂浆的流动性稍有增大，而分层度则降低 。砂浆剂中的减水组分和增稠组分均会改善新拌砂浆的保水 性能，因此，除了水泥砂浆，其他三种砂浆由于掺入了砂 浆剂或者石灰膏，使新拌砂浆的保水性得到了不同程度 的改善，其中掺砂浆剂的砂浆保水性最好，表现在砌体 沿通缝截面的抗剪强度上，水泥砂浆最低，掺砂浆剂的 砂浆最高，而其余两种砂浆介于二者之间 [16 在实际工程中，对比水泥砂浆，掺有砂浆剂的砌筑砂浆和易性好，而且表现出了很好的粘结力，能够牢牢 地粘在砌块的侧面，保证了砌体竖缝砂浆的饱满度。

另外试验还表明，砂浆剂显著提高砌筑砂浆和砌块 之间的粘结强度后，并不降低砌筑砂浆的抗压强度 [16 采用不同季节，不同养护条件以及不同含水率的粘土砖对掺入微沫剂的水泥砂浆进行研究发现，砌体试件 的抗压强度在冬季条件下，微沫砂浆砌体抗压强度均高 于混合砂浆砌体 。微沫砂浆中的微沫剂，搅拌时产生大量气泡，在砂浆中形成很多微小稳定的气孔结构，砂 浆抗冻性能明显提高，能在正、负温交替条件下保证砌 体强度增长；同时冬季气温较低，水分蒸发较慢，适应微 沫砂浆的湿润养护条件，利于微沫砂浆强度增长，砌体 强度相应提高。而砂浆强度在同样材料和配合比保持不 变的情况下，微沫砂浆比混合砂浆强度有一定提高 无论是冬季还是春季，粘土砖的含水量不足时，砌体强度受到很大影响，特别是对微沫砂浆砌体强度的影响更 为明显。 微沫砂浆后期强度增长变缓并略有降低，同一般水 泥砂浆后期强度增长变化情况不同，这是应当引起重视 的问题。 高性能建筑砂浆研究展望为解决新型墙体材料推广应用中的问题，高性能建 筑砂浆的研制及其应用十分迫切。针对日前新型墙体材 料在应用中存在的不足及高性能砂浆的研究状况，今后 应加强对高性能砂浆的抗渗性能、抗裂性能及保温隔热 性能进行试验研究。

高性能建筑砂浆研究的方向主要是 聚合物、矿物微粉和高效减水剂的合理应用。 4.1 聚合物 聚合物砂浆具有良好的粘结性能，可以考虑用聚合 物砂浆来对普通砂浆进行改性。聚合物的种类很多，如 聚合物乳液、水溶性聚合物和液体聚合物均可在水泥砂 浆中使用。在聚合物改性砂浆中，集料被这种复合胶凝 材料相连接，因而它的抗弯强度、抗裂性、附着强度、弹 性、韧性均得到改善。 聚合物对增加砂浆的保水性，增加砂浆粘附力，特 别是早期的粘附力，增加砂浆的工作性，以及提高砂浆 的抗裂性等方面有明显效果。因此，采用聚合物来提高 砂浆性能是一个重要的研究方向。 4.2 矿物微粉 砂浆中常用的矿物微粉是粉煤灰、矿渣微粉和石灰 石粉，它们都属于工业废料，有效地应用矿物微粉，不仅 可以提高砂浆的性能，而且有着积极的社会效益。 在砂浆中掺入矿物微粉，可以得到较好的效果：一 是明显改善砂浆的工作性聚合物水泥砂浆与普通砂浆差别，包括流动性、保水性、粘聚 性；二是减少砂浆中水泥的用量，不仅解决砂浆强度与 水泥强度的匹配问题，而且也改善了砂浆的耐久性能； 三是减小砂浆的收缩。 在砂浆中掺加一种矿物微粉，虽可改善砂浆的某些 性能，但又不可避免地带来一些不良影响。

如掺粉煤灰， 会使砂浆早期强度明显下降；掺矿粉会使砂浆的收缩增 大；掺石灰石粉会导致砂浆的抗压强度下降。所以通常 考虑将矿物进行复合，如粉煤灰与矿粉的复合 [18] 。因此，如何根据当地资源情况，合理选用矿物微粉也是未来的一个重要研究方向。 4.3 高效减水剂 研究与探讨广东建材 2009 在砂浆中引入聚合物和矿物微粉后，对砂浆的早期强度有一定的影响，为弥补由此而引起的损失，可在砂 浆中掺入高效减水剂。由于减水剂所起的吸附分散、湿 润和润滑作用，只要用少量的水就可较容易地将砂浆拌 均匀，使新拌砂浆的和易性得到显著改善，同时还可提 高砂浆的早期强度。 与普通水泥砂浆相比，高性能建筑砂浆中增加了聚 合物、复合矿物微粉、高效减水剂和消泡剂等组分。聚合 物对水泥砂浆的改性主要是由于聚合物的掺入引起了 水泥砂浆微观结构的改变，从而对水泥砂浆的性能起到 改善作用；复合掺合料的作用主要是它的二次水化和物 理填充作用；高效减水剂的作用主要是减少了砂浆的用 水量，使砂浆硬化后的孔隙减少，密实度增加。三者各自 发挥作用，对改善砂浆性能具有重要意义。如何选择高 效减水剂，使之与其它外加剂合理搭配，提高砂浆性能， 并尽可能降低砂浆成本也是未来的一个重要研究方向。

结语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。在建筑领域，采用新型墙体材料是建筑节 能的一个重要措施。因此，研究应用适用于新型墙材材 料的高性能建筑砂浆具有十分重要的意义。 高性能建筑砂浆在我国的发展拥有广阔的前景，随 着经济的发展，和工程质量要求的不断提高，其推广应 用进程将不断加快，复合使用各种有机外加剂已成为高 性能建筑砂浆发展和应用的必然趋势，而高性能建筑砂 浆取代传统砂浆也将成为我国建筑业发展的必然趋势。 水泥砌筑砂浆的研制[J].砖瓦.2007:47～49 [10]阎培渝. 杨文言. 覃肖.氟石膏 粉煤灰混凝土的水化特性与抗 压强度[J].筑材料学 报.1998(12) [11]阎培渝.游轶.在不同条件养护的氟石膏粉煤 灰胶结材的水 化硬化性能[J].酸盐学报.1998(12) [12]屠立玫. 我国建筑 砂浆的发展 方向[J]. 新型建筑材料.1997 (11) 13～15[13]蔡永太.低掺量聚合物高性能砂浆的研制与 应用[J]. 福建建 筑.2006:182～185 聚合物水泥基防水涂料的研制.科技成果鉴 苯丙乳液改性聚合物水泥力学性能和内部结构研究[J].混凝土. 2001(3): 46～48 [16]任建民. 混凝土小型空心砌 块专用砌筑砂浆试验研究[J]. 材革新与建筑节能.2007.6:48～50 [17]余小波. 筑砂浆抗压强度的 影响[J].黄石高等专科学校学报.2005.1:72～74 [18]钱匡 亮.HPC 复合膨胀掺合料水化热特性与混凝土温升研究 士论文[19]鞠丽艳.干粉砂浆的组分及其作用机理[J].混凝土.2002 (1):67～68 [20]C890-2001.蒸压加气混凝土用砌筑砂浆与抹面砂浆[S] [21]于胜清. 砌筑砂浆塑化剂在工程中应用的问题[J]. 新材料新 装饰.2003:59～60 [22]方萍.方正.混凝土空心砌块用大掺量粉煤灰砌筑砂浆的研 制[J].粉煤灰.2007:9～11 [23]桑水民. 试论砌筑砂浆抗压强度 值评定方法的合理性[J].检 验方法.2007:88～89 [24] 福建建筑2007:32～33 [25]程波. 詹树林.砌筑砂浆的改性分析和 试验研究[J]. 建筑技术.2003:931～933 [26]李崇景. 杨大海. 马明辉. 利用废弃的泡沫塑料生产 保温砌筑砂浆[J].工业建筑.2003.10:84～85 [27]方燕.刘仍 光.石灰膏对混凝土砌块砌筑砂浆性能影响初探 [J].建筑砌块与砌块建筑.2007:13～14 [28]田秋玉. 砂浆组成与其收缩性能的关系[J].建筑材料学 报.1998.1(3): 291～294 [29]兰扬华. 砌筑砂浆强度影响因素的有关 探讨[J]. 建建材.2002.4:23～24[30]刘仍光. 混凝土小型空心砌块砌筑专用砂浆 的粘结强 度试验方法研究[J].建筑砌块和砌块建筑.2007.1:9～11 【参考文献】 中国混凝土网.预拌混凝土和预拌砂浆的节能减排作用. 散装水泥.2006 (04):66. 配制砌筑砂浆的经验与体会[J].工程质量.2007: 28～29 [4]刘蕙兰. 干拌高性能建筑砂浆 的试验研究[J].粉煤灰.2002.14(2):3～6 [5]买淑芳.混凝土聚合物复合材料及其应用[M].科学技术文献 出版社.1996.12 粉煤灰对混凝土小型空心砌块专用砌筑砂浆性 能影响研究[J].粉煤灰综合利 用.2007.4:42～43 刘焕强.FA-GBS高性能干粉砂浆试验研究 科学研究.2006:16～17 砂浆与饰面砖粘结强度的试验研究[J]. 建筑 施工.2003.10:30～32 基金项目：华南理工大学2008～2009 学年度学生研究计划“高 性能建筑砂浆研究”；广州市番禺区科技计划 “高性能砌筑水泥 的优化研究”（编号 2007-2-32-1）。

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