干混砂浆的流动性、黏聚性和保水性分析

砂浆性能主要有新拌砂浆的性能和硬化砂浆的性能，包括施工性能、力学性能、耐久性能和一些满足其他要求的性能。施工性能反映砂浆在搅拌、输送、铺摊、机喷等时的难易程度，如流动性、黏聚性、保水性、凝结时间、润滑性、抗流挂性等；力学性能是指硬化砂浆抵抗外力作用的能力，如强度、弹模等；耐久性能是指硬化砂浆经受长期的各种常规破坏因素的作用而能保持其原有性能的能力，如抗裂性、抗渗性、抗冻性、抗蚀性、抗碳化性等；此外还有一些其他性能，如抹面效果。

具体到某一砂浆品种，对某些性能会有所侧重，而对有些性能并不太重要。例如，对于抹灰砂浆，主要注重流动性、黏聚性、保水性、凝结性、润滑性、抗流挂性、强度、抗裂性等质量特性，在通常情况下，对抗冻性、抗蚀性、抗碳化性等并没有太高的要求。下面对普通干混砂浆的一些基本性能进行简单的介绍。

（1）流动性

流动性是指砂浆在自重力或外力作用下是否易于流动的性能。砂浆的流动性取决于其凝聚结构的形成与强弱。凝聚结构越强，流动性越差，反之则越好。流动性与黏聚性、保水性是砂浆的重要性能。砂浆流动性与砂浆中水泥、砂、矿物掺合料及保水增稠材料的性质与用量有关，还与水灰比等因素有关。所用的水泥需水量越大，则流动性越差。砂浆中加水太多就变稀，砂浆中加水太少就变稠。砂的吸水性强、级配不好、片状或棱角多，均对砂浆的流动性不利。掺入的粉煤灰质量越好，砂浆的流动性也越好。若外加剂具有减水作用，砂浆的流动性也相应较好。另外，砂浆的流动性也与环境温度等有关：环境温度高，胶凝材料水化快，致使砂浆的凝聚结构形成较快，也降低了砂浆的流动性。

（2）黏聚性

黏聚性是指新拌砂浆的各种组成材料在施工过程中具有一定的黏聚力，能保持成分的均匀性，在运输、操作、养护过程中不发生离析、分层现象的性能。黏聚性与砂浆的组成材料性质、配合比和添加剂等因素有关。砂浆所用的水泥需水量低，水泥较粗、矿渣掺量较高等，容易导致泌水，影响黏聚性。砂的粗颗粒多、颗粒级配不合理，则砂浆的黏聚性变差。砂浆中掺粉煤灰比掺矿渣粉更佳。掺入增稠剂，也能提高砂浆的黏聚性。砂浆的黏聚性与流动性有一定的矛盾：提高砂浆的流动性，往往降低砂浆的黏聚性。例如，水泥需水量降低，提高了流动性，但对黏聚性往往不利。要保证砂浆的质量，不应过分强调某一质量特性，而应综合考虑各因素对砂浆流动性、黏聚性及其他特性的影响，以求综合效果最佳。

（3）保水性

新拌砂浆有一定的保持水分不散失的能力，称之为砂浆的保水性。水是砂浆工作性能最重要的影响因素。水分损失会导致砂浆流动性降低，施工操作困难；水分不足就会影响胶凝材料的水化，影响砂浆的各种性能。砂浆的保水性不仅是砂浆施工性能的重要指标，也对砂浆硬化后性能有重要影响，同时也是衡量新拌砂浆在运输以及停放过程中砂浆内部组分稳定的性能指标。

根据水在干混砂浆中发挥的作用不同，可将其分为水化用水、湿润用水和自由水三种。砂浆的强度主要是依靠其中的胶凝材料水化产生的，水泥的水化离不开水，因此必须保证浆体中具有充足的水泥水化用水。为了便于储存，干混砂浆在加水前为干燥状态，因此，砂浆加水后必然会有一部分水或吸附或包裹在各种砂浆组分表面，达到湿润干燥物料的作用。这部分水也必不可少，但可以被邻近部位的水分置换，将其定义为湿润水。除上述两种水外，为了使砂浆具有一定的流动性和施工适宜性，还必须保证有一部分自由水的存在。

①砂浆的保水性差，会造成砂浆开裂。砂浆的保水率差，水分容易散失，特别是对于吸水快的加气块和烧结砖墙体，水分被基材吸走，影响水泥凝结硬化，增加体积收缩，同时抵抗因体积收缩产生的拉应力的能力下降，从而使砂浆容易开裂。

②砂浆的保水性差，砂浆空鼓的风险加大。砂浆保水性差，容易产生泌水，造成浆料整体均匀性能下降，即水分浮在上面，砂沉在水的下面。砌筑、抹灰砂浆泌水，水分散失快，容易被基层夺走，水泥水化不充分，降低了砂浆与基材的黏结力。在温度和湿度的变化下，砂浆产生体积变形，形成应力，导致砂浆与基材分离。

③砂浆的保水性差，会降低施工性。砂浆保水性差，就容易发生砂浆泌水，砂浆在加水搅拌后运送或放置时会发生分层，上、中、底层稠度不一，导致黏聚性差、抹灰时容易落灰、砂浆操作性差等后果。

④砂浆的保水性过好，有时也有负面作用。例如，保水性过好，可能使砂浆施工时间延长，从而影响施工效率。

砂浆保水性的影响因素很多，包括砂浆中水泥、砂、矿物掺合料等组成材料的性质与配合比等。掺入保水增稠材料，将有效提高砂浆的保水性。采用需水量较大的水泥或掺合料，对提高保水性也往往是有利的。优化砂的级配和砂浆配合比，也可提高砂浆的保水性。

（4）凝结性

砂浆的凝结性是新拌砂浆逐渐失去流动性和可塑性，形成具有一定强度的凝固状态的性质。砂浆加水搅拌后，物料被水润湿，水泥等胶凝材料随之开始水化，水化产物逐渐长大、增多，各种颗粒初步联结成网，形成凝聚结构。新拌砂浆初始具备一定的流动性，处于塑性状态。随着水化的进行，各种颗粒联结越来越紧密，凝聚结构越来越强，砂浆逐渐失去塑性，最终完全失去塑性。在塑性状态，砂浆的结构可以自动调整，此时进行施工操作，砂浆结构受到的破坏在一定范围内能够愈合。而在砂浆失去塑性后，其结构难以调整，此时若进行施工，结构受到的破坏难以愈合。上述过程为凝结过程，这一过程所需时间称为凝结时间。砂浆的凝结性与流动性是关联的，砂浆凝结快，凝结时间短，说明流动性和可塑性失去的速度快。

（5）施工润滑性

砂浆的施工润滑性是施工工人的一种直观感受，主要表现在施工过程中砂浆是否容易被摊铺、是否黏刀等，这也是砂浆施工性好坏的一个重要指标。提高砂浆的施工润滑性，可降低批刮时的阻力，使批刮更省时省力，提高施工效率，从而降低人工成本；可使批刮后的砂浆表面更饱满、平整，减少砂浆的损耗；可使砂浆均质、稳定，防止砂浆泌水，提升砂浆的存放稳定性；可降低砂浆的流动黏度和阻力，使泵送和机喷更为方便和流畅，提高砂浆的输送效率，同时可减少砂浆对泵和输送管道的磨损，延长设备寿命，从而降低综合成本。

为了提高砂浆的施工润滑性，除了优化砂浆的配合比、选用合理级配的砂、掺用合适的掺合料等措施以外，在砂浆中掺加润滑触变剂是一个有效的技术举措。砂浆中加入少量的高分子增稠剂（如HPMC），对水分子有很强的结合力，将水分牢固吸附，降低水分的自由度，同时在砂浆中产生微小气泡，也起到很好的润滑作用。

（6）抗流挂性(www.xing528.com)

抗流挂性主要是指抹灰砂浆上墙后抗滑移的性能。砂浆在施工中流挂也是经常出现的一个头疼问题，主要原因有黏度不够、用水量过多、施工厚度较厚、砂级配差等。

新拌砂浆的流变特性有两个参数至关重要：一个是塑性黏度，另一个是屈服值。塑性黏度反映的是作用应力与流动速率之间的关系，塑性黏度越大，变形时间就越长，也就越不容易流动。屈服值是使砂浆发生变形所需的最小应力，流动性越好，说明新拌砂浆的屈服值越小，在较小的应力作用下，就可能产生变形。提高砂浆的抗流挂性，就是要赋予砂浆一定的屈服值。砂浆的抗流挂性能与砂浆的流动性之间存在一定的矛盾，如何兼顾砂浆的流动性与抗流挂性，是提高抹灰砂浆可操作性的重要内容。

提高砂浆的抗流挂性，可避免施工时砂浆下垂，并可一次性施工厚层砂浆而不会产生流挂或滑移现象，在搅拌、泵送、批刮施工或机喷施工时，提高砂浆施工效率，降低综合成本。

砂浆中掺入的添加剂对其抗流挂性的影响很显著。例如，掺加润滑触变剂，当砂浆加水搅拌时，它遇水便分散于砂浆中，并可迅速水合形成缔合网络结构，在砂浆静置时能够有效地提高砂浆体系的基础黏度，并形成具有抗流挂作用的屈服值，提高砂浆的稳定性和抗流挂性，而施以较小的剪切能量就可以克服该屈服值，快速降低系统的相对黏度，从而赋予各类砂浆良好的触变性。砂浆的抗流挂性当然也与砂浆的组成材料、配合比等因素有关，砂粗颗粒多、级配差也会使砂浆的抗流挂性变差。

（7）强度

砂浆强度是指硬化砂浆在服役过程中抵抗外力作用而不失效的能力。砂浆的强度，包括抗压强度、拉伸黏结强度、抗冲击强度等，取决于砂浆的原材料性质、砂浆配合比、保水增稠材料等。首先，砂浆水灰比是影响砂浆强度的重要因素，在保证砂浆施工性能的前提下，水泥用量越高，用水量越低，砂浆的强度越高，反之则越差。砂的级配和砂浆配合比合理，砂浆的强度高。砂浆的强度与添加剂有直接的关系。例如，掺加保水增稠材料，强度通常是有损失的，特别是有些添加剂掺量较高时，强度损失十分明显。但是，掺加少量纤维素醚等添加剂，却有利于提高黏结强度。

砂浆强度从根本上讲取决于水化硬化过程中凝聚结构的形成与发展情况。这个结构越紧密、稳定，其强度也越高。降低用水量、提高水泥用量、改善砂的级配等，都是改善砂浆硬化体结构的有效措施，因而都对提高强度有利。而掺入保水增稠材料，往往有引气和延缓水泥水化的作用，对强度发展产生不利影响。砂浆硬化体中，水泥浆与砂之间的界面是强度薄弱区，这一薄弱区的消除或减轻对提高砂浆的强度是有利的。如掺用硅灰等含硅活性掺合料，与薄弱区的氢氧化钙反应，提高了水泥浆体与砂之间的界面结合程度。若砂浆应用于混凝土墙面，墙体与砂浆之间的界面和水泥浆与砂之间的界面有相似之处，这一薄弱区的消除或减轻对提高砂浆与基材之间的黏结强度十分有利。

砂浆的强度还与环境温度、养护条件等有关。环境温度高，养护条件好，强度发展也较快。

（8）抗裂性

砂浆的抗裂性是指其抵抗干燥收缩变形或温度变形而产生裂缝的能力。干燥收缩变形或温度变形会引起拉应力，当拉应力超过了砂浆的极限拉伸黏结强度时，砂浆就产生裂缝。由于砂浆的拉伸黏结强度远小于抗压强度，极限拉伸变形很小，所以在温度、湿度变化等作用下，容易导致裂缝产生，影响砂浆的美观性、耐久性甚至安全性。砂浆在硬化及使用过程中，因含水率变化引起的裂缝，称干燥收缩裂缝。由热胀冷缩引起的裂缝，称温度裂缝。

通常情况下，抗裂性好的砂浆应该具有较高的拉伸黏结强度、较大的极限拉伸值、较低的弹性模量、较小的干燥收缩、较低的温度变形系数和较小的自收缩。为了提高砂浆的抗裂能力，应提高其拉伸黏结强度和极限拉伸值，降低其收缩率、弹性模量等。砂浆的抗裂性受砂浆原材料、配合比和环境温度等诸多因素的影响。砂浆中粉料多、砂的模数低、级配不理想、含泥量高都可能使收缩增加，从而增加开裂风险。掺入保水增稠材料，提高砂浆的保水性，可以降低失水引起的收缩，提高砂浆的抗裂性。如果水泥早期强度较高，或者采用早强添加剂，砂浆的收缩加快，而砂浆的弹模与拉伸黏结强度同步增加，从而降低砂浆的抗裂性。通过掺加合适的矿物掺合料或纤维，可提高砂浆的拉伸黏结强度，从而提高其抗裂性。当然，如果环境温度高，温度变化大，湿度低，养护条件差或墙体吸水能力强，也将使砂浆的收缩增加，从而提高了砂浆开裂的风险。

（9）抗渗性

砂浆的抗渗性是指砂浆抵抗压力水渗透的能力。砂浆的抗渗性直接影响砂浆的抗冻性、抗侵蚀性、抗碳化性等其他性能。如果抗渗性较差，水或侵蚀性液体等介质就容易渗入内部，使砂浆的抗冻性、抗侵蚀性、抗碳化性变差。所以，抗渗性是决定砂浆耐久性的最主要的因素之一。砂浆渗透的原因是内部孔隙形成连通的渗水孔道，这些孔道主要是水泥浆中多余水分蒸发而留下的气孔、水泥浆泌水所产生的毛细管孔道、内部的微裂缝等。提高砂浆抗渗性的关键在于减少连通孔隙及开裂等缺陷。凡是能提高砂浆抗裂性的因素，一般都能提高砂浆的抗渗性。除此以外，通常掺入引气剂、引气型减水剂、膨胀剂或活性掺合料等，可以改善其内部结构，从而提高抗渗性。

（10）抗冻性

砂浆抗冻性是指其经受多次冻融循环作用而不被破坏、强度也不显著降低的性质。受环境气候的影响，我国大部分地区或多或少存在冻融循环，尤其是在寒冷地区，在冻融反复作用下强度可能显著降低，致使砂浆产生开裂和掉皮等现象。

影响砂浆抗冻性的因素也较多，如砂浆各组成材料的性质与用量、水灰比等。在满足施工要求的前提下，降低水灰比可以有效提高砂浆的抗冻性。在其他条件相同时，含泥量低的中砂制备的砂浆抗冻性较好。砂浆抗冻性随粉煤灰掺量的增加而下降，随粉煤灰细度的提高而提高。砂浆中有引气作用的添加剂对提高抗冻性有正面作用。随着砂浆养护龄期的增加，砂浆冻融破坏也能降低。

（11）抹面效果

砂浆的抹面效果是抹灰砂浆施工完成后的感觉，除了是否有裂缝以外，硬化砂浆面层是否平整、颜色是否均匀、露砂是否严重等也是考察指标。它们虽然对砂浆的力学性能与耐久性能没有太大的影响，但影响美感。从满足用户需求的角度考虑，也需要抹灰砂浆具有较好的抹面效果。抹面效果主要与采用的原材料的均匀性、砂的粒径和级配等有关，另外，如果砂浆施工润滑性好，砂浆的抹面效果也相应较好。