技术平台的建设课件

1、北京市建筑干混砂浆技术平台的建设 北京市建筑材料科学研究院二OO三年十月十三日子课题名称：子课题1:干混砂浆产品标准、检验方法以及质量 控制体系的研究子课题2:低成本纤维素醚合成技术及干混砂浆基 本性能的研究子课题3:干混砂浆生产技术、配送技术、施工工 法的研究 项目建议单位： 北京市建筑材料科学研究院北京市建筑材料科学研究院北京市建筑材料质量监督检验站北京纳美科技发展有限责任公司北京工业大学材料学院北京理工大学项目承担单位:材 料 提 纲第一部分:项目的目标及其意义第二部分:国内外状况及发展趋势第三部分:北京的基础与优势（机遇）第四部分:项目的课题分解第五部分:经费预算第六部分:项目依托单位

2、及项目的组织管理干混砂浆（DRYMIX-MORTAR）的定义 综合德国工业标准DIN18557-98等国外标准的定义，干混砂浆是一种针对不同施工环境要求设计配方、由胶凝材料(水泥、石膏、石灰)、骨料(集料)、化学添加剂等多种原材料组成、在专业制造厂计量混合均匀的混合物，以散装或袋装方式送至工地后,按照规定比例直接加水搅拌均匀即可使用。第一部分:项目的目标及其意义项目的大背景由粗放式建筑施工造成的粉尘污染已成为影响北京市大气环境质量的最重要污染源之一；北京市干混砂浆行业的发展水平已经相对滞后于上海等兄弟省市；干混砂浆行业的相对滞后已经成为制约推进北京墙改与建筑节能事业发展的瓶颈之一；北京市建材行

3、管办已出台推广干混砂浆的导向性政策,投资建设干混砂浆专业试验室,进行干混砂浆系列产品的标准与规范的立项工作,并计划投资建设干混砂浆示范生产线。第一部分:项目的目标及其意义项目的目标建设北京市干混砂浆技术研发、推广应用、质量管理平台；通过系统研究干混砂浆产品的质量标准、检测方法及施工工艺，推动北京市干混砂浆行业的生产水平与技术水平健康迅速的发展和提高；对低成本纤维素醚合成技术进行重点研究，克服干混砂浆的成本壁垒；第一部分:项目的目标及其意义项目的目标完善和建设“干混砂浆专业试验室”，对干混砂浆的基本性能进行系统深入的研究，从根本上解决目前施工过程中广泛存在的灰缝不饱满、劈剪强度低、抹灰层空鼓、开

4、裂、剥落等质量通病；以市科委指导建设的北京市建材科研院干混材料生产线为基础，进行生产工艺、关键设备、施工工艺及配送工艺研究；第一部分:项目的目标及其意义项目的意义 建设北京干混砂浆技术研发、推广平台，克服干混砂浆的性能与成本壁垒，提高干混砂浆产品质量和应用技术水平，既满足建筑市场的需求，为干混砂浆行业发展提供示范，向北京及周边地区辐射，又为政府今后制定行业发展政策提供依据，从而在生产、物流、应用各环节全面控制干混砂浆行业质量。第二部分:国内外状况及发展趋势 国外状况上世纪50年代，在芬兰、德国相继出现干混薄层抹灰砂浆;由于劳动力成本和环保压力的日益加大，60年代开始，欧洲各国政府出台了建筑施工

5、环境、行业投资优惠等方面的导向性政策来推动干混砂浆；80年代以来,干混砂浆作为建材行业的一项高新技术，逐步完成了对传统砂浆的替代。目前，德、芬两国的干混砂浆产量已达到水泥产量的1/3，德国每10万人就拥有一家干混砂浆制造厂，各厂年产量均在30万吨以上，也造就了一批产业规模超亿美元的的大型专业制造商，如德国M-TEC、STO、Henkle、UTIZ，法国Lafarge，瑞士SIKA、MBT，芬兰OPTIROC等。目前，建筑干混砂浆在欧洲应用很普遍，有50多个品种，每个品种的水化动力学、流变学、破坏韧性、不同基材适应性等的研究成为各类研究机构的热门课题，上述基础性能研究主要由政府资助，在各大学开展

6、，产品研究基本由各公司的技术中心完成。90年代欧洲干混砂浆专业委员会成立以来，针对产品性能、技术标准、检测方法开展了系统的研究，不但使欧洲的干混砂浆行业更加规范，产品标准、施工规范更加专业，同时也为欧洲制造商打开中国市场做好了准备。他们的中国攻略是以设备、外加剂、配方、标准、规范乃至资金等进行组合式进攻。 第二部分:国内外状况及发展趋势 国外状况20世纪80年代初我国出现了干混砂浆雏形，如耐水腻子、瓷砖粘结剂、地面自流平材料等都属于干混砂浆。98年以后，由于建筑节能设计要求的日益提高，各种外墙保温体系的专用砂浆、界面用砂浆已经大量地应用于各种工程。目前，国内大大小小生产企业已发展到约300家，

7、年产量120万吨以上。可以说，建筑干混砂浆在中国已经初具规模。第二部分:国内外状况及发展趋势 国内总体状况 上海市政府在推动干混砂浆行业发展方面作了许多开创性工作：限制、禁止在外环线以内使用现场拌合砂浆；制订干粉砂浆生产与应用技术规程；投资在上海建科院、同济大学建设干混砂浆专业试验室，吸引国外制造商在上海建设研发中心； 结果是 上海迅速形成了建筑干混砂浆的优势产业群，如年产10万吨的上海曹杨粘合剂厂、上海绿建干粉建材有限公司、上海申真优成胶粘剂有限公司等。第二部分:国内外状况及发展趋势 国内状况上海北京建筑工程竣工面积居全国之首，为干混砂浆行业发展提供了一个良好的市场机遇。但北京的干混砂浆产业

8、落后于上海，体现在企业规模和装备水平以及政策。一个非常重要的政策：2002年3月由北京市建委、发展委、经委、环保局等四部门共同发布了北京市散装水泥发展导向意见，其中在重点发展领域中指出要积极推广干拌砂浆的应用，注意解决在推广应用中的技术、经济问题，重点支持培育干拌砂浆的使用市场，该文件的发布在政策导向上也极大的促进了北京市干混砂浆行业的迅速发展。 第二部分:国内外状况及发展趋势 国内状况北京干混砂浆产品生产、技术性能、质量标准、检测方法、施工技术等方面的基础研究匮乏；各标准编制单位由于对产品目标性能评价的充分性以及检测方法针对性缺少研究，标准之间自相矛盾，使业主、设计师与施工单位对干混砂浆使用

9、与推广应用产生疑虑;由于对干混砂浆的配送机具、施工机具、施工配套材料缺乏研究，不但使干混砂浆的许多优越性没有充分发挥出来，而且使其自身施工质量的稳定性受到影响；大多数企业自身控制产品质量的能力很落后；政府为推动行业规范发展制订政策缺乏依据与技术载体。第二部分:国内外状况及发展趋势 我国建筑干混砂浆行业存在的问题第三部分：北京的基础与优势（机遇）从市场角度看北京在该领域产业发展的机遇北京建筑年竣工面积居全国之首，2003年北京市建筑开复工面积达到史无前例的1.2亿平方米；从建国以来，北京始终是我国各种新型建筑材料的最佳展示舞台，随着建筑节能的推广、墙体材料改革的深化、尤其是实心粘土砖淡出市场，这

10、必然呼唤有更多真正适应这些新型建筑材料性能的高技术配套材料面世，来保证施工质量、施工效率和施工环境；第三部分：北京的基础与优势（机遇）从市场角度看北京在该领域产业发展的机遇按觊觎北京市场的境外投资商最保守估计，仅干混砌筑砂浆和干混抹灰砂浆两项，年需求量即达120万吨以上；而外墙保温、家庭装修、旧房改造等市场的日趋成熟，将使干混砂浆年需求量达900万吨以上；近十年来北京商品混凝土的发展速度即是未来十年北京干混砂浆发展的一面镜子；而奥运工程的建设又必将加快这一发展速度；保守估计，北京干混砂浆市场是一个年产值达45亿圆的庞大产业；目前北京地面自流平等高端市场被国外公司所控制，耐水腻子、粉刷石膏等中端

11、市场产品质量参差不齐，竞争异常激烈；对施工质量、施工效率和施工环境影响最大的砌筑砂浆和抹灰砂浆基本空白；北京市科委指导北京市建材科研院建设的粉刷石膏生产线以及其他干混砂浆生产企业对北京的干混砂浆产业起到了初步的示范与推动作用，但实际上当前在北京尚无真正意义上的干混砂浆制造厂；第三部分：北京的基础与优势（机遇）从产业角度看北京在该领域产业发展的机遇占干混砂浆材料成本40%以上的外加剂供应基本被国外供应商控制；目前，冀东水泥厂为了进一步扩大在北京的水泥销量，已投资建成一条单班年产6万吨的干混砂浆生产线，并且特聘奥地利专家针对北京市场特点研制干混砂浆配料技术；国外最大的几家干混砂浆制造商也正在与北京

12、最大的两家水泥厂洽谈控股合作协议；北京干混砂浆行业正在有导入期进入快速增长期；第三部分：北京的基础与优势（机遇）从产业角度看北京在该领域产业发展的机遇北京市建筑材料科学研究院等在北京市科委和建委的支持下，随着产品的开发与应用，对干混砂浆的性能、检测与施工等都作了大量的技术储备；在北京市科委的指导下完成居全国之首的年产6万吨粉刷石膏生产线之后，北京建材院又对砂浆的流变性、操作性、尺寸稳定性和破坏韧性等做了初步研究；北京市建筑材料质量监督检验站、北京建材院共同承担了原经贸委、北京市建委大量的标准与规范的编制工作；第三部分：北京的基础与优势（机遇）从技术角度看北京在该领域产业发展的机遇在干混砂浆研究

13、领域内前期已经完成和正在研究的项目有：DBJ/T01-40-98建筑用界面处理剂应用技术规程编制；DBJ01-37 -98陶瓷砖外墙用胶粘剂应用技术规程编制；JC/T547瓷砖胶粘剂（正在修订）；DBJ01-63-2002外墙外保温聚合物砂浆质量检验标准编制DBJ/T 01 -38-2002外墙外保温施工技术规程（聚苯板玻纤网格布聚合物砂浆做法）编制DBJ01622002混凝土外加剂技术规程编制JC-XX水泥基地面自流平砂浆编制（正在进行）DBJ建筑轻板粘结用砂浆标准编制（正在进行）第三部分：北京的基础与优势（机遇）从技术角度看北京在该领域产业发展的机遇尽管部分国外的外加剂供应商把自己的研发中

14、心建在了上海，但只要北京有干混砂浆技术应用与推广平台这样的机构为其提供国产化方面的服务，所有的供应商也必然乐于提供技术支持；应该看到，国外的干混砂浆技术并不完全适用于北京的情况，如果能够在砂浆的流变性、破坏韧性、低成本纤维素醚等关键性能有显著突破，可以使北京的干混砂浆行业得到跨越式发展，迅速走到全世界同业的前列；第三部分：北京的基础与优势（机遇）从技术角度看北京在该领域产业发展的机遇子课题1:干混砂浆产品标准、检验方法以及质量控制 体系的研究研究目标： 对现有建筑干混砂浆的质量标准状况进行系统分析和研究，对其加以完善，通过广泛收集发达国家干混砂浆产品行业标准、施工规范，结合北京地区的地理环境和

15、建筑工程特点以及干混砂浆行业现有水平，系统的分析研究各类别建筑干混砂浆的产品性能指标、环保指标、检验方法。调研和选择检验仪器设备，以便于生产企业质量控制和质量监督机构对进入建筑工程的建筑干混砂浆产品质量进行验收。第四部分：项目的课题分解项目主要工作内容（子课题1）第四部分：项目的课题分解项目主要工作内容（子课题1）研究内容：1.建筑干混砂浆产品质量标准体系的研究建筑干混砌筑砂浆（包括砼砌块、加气砼等各种砌体）质量标准及测试方法分析与研究；建筑干混抹面砂浆（包括用于普通砼、加气砼、保温材料、烧结砖等各种基材）标准及测试方法分析与研究；石膏基墙面用建筑干混砂浆（包括粉刷石膏、粘结石膏、保温型石膏等

16、）质量标准及测试方法分析与研究；改善界面粘结性能及面层平整性的建筑干混砂浆（包括瓷砖粘结砂浆、瓷砖沟缝砂浆、界面剂、墙体保温体系用粘结砂浆、建筑轻板粘结砂浆、刮墙腻子、耐水腻子等产品）质量标准及测试方法分析与研究；研究内容2.地区干混砂浆产品质量控制及管理体系建立的研究建筑干混砂浆生产企业基本条件（包括人员、生产设备、质量管理体系、质量检验能力等方面）的分析研究；行业管理部门对生产企业产品进行质量管理方法（包括对该产品进行备案管理以及具体实施办法，定期质量监督管理、技术咨询服务、质量控制人员技术培训等等）的研究；对于施工中出现的质量问题进行诊断，对其原因进行判断，并就进入建筑工程的产品质量监督

17、管理提出有效建议措施；建立一个专门的北京地区建筑干混砂浆技术推广与质量控制机构平台，旨在推动建筑干混砂浆行业健康发展，为政府部门制定产业政策提供支持，为其进行质量管理提供监督检验，以保证产品的质量。 第四部分：项目的课题分解项目主要工作内容（子课题1）承担单位北京市建筑材料质量监督检验站北京市建筑材料科学研究院北京工业大学材料学院第四部分：项目的课题分解项目主要工作内容（子课题1） 研究目标：针对目前北京地区由于砌筑砂浆、抹灰砂浆等产品质量差而造成的砌块灰缝不饱满、劈剪强度波动大、抹灰层空鼓、开裂、剥落等问题，提出各种专用干混砌筑砂浆、粘结砂浆、界面处理砂浆和抹灰砂浆产品的目标性能；在对产品配

18、方与助剂的筛选过程中，对低成本纤维素醚的合成工艺进行研究；第四部分：项目的课题分解项目主要工作内容（子课题2）子课题2:低成本纤维素醚合成技术及干混砂浆基本 性能的研究第四部分：项目的课题分解项目主要工作内容（子课题2）研究内容1.低成本纤维素醚的合成技术研究干混砂浆用外加剂对砂浆性能及成本影响很大，外加剂种类分为纤维素醚、淀粉醚、再分散胶粉、粉状消泡剂、超塑化剂和早强剂等。其中可再分散胶粉和粉状消泡剂我国到目前为止还不掌握其制造技术；纤维素醚与淀粉醚我国虽能制造，但品种单一，质量不稳定，更谈不上对砂浆性能的针对性，而且生产成本奇高。国内干混砂浆的配料基本脱胎于国外供应商所提供的推荐配方或照搬

19、国外的成熟配方。对外加剂有针对性的选用、外加剂受PH值、搅拌方式等的影响等研究目前基本处于空白因此，本子课题将重点在世界各主要供应商的纤维素醚对北京地区原材料的适应性、对北京地区干混砂浆的针对性等方面，通过流变性能、保水性能等到方面的测试进行系统研究，并为低成本纤维素醚的研制提供必要的使用条件参数；对低成本纤维素醚的制造工艺和改性方法进行系统研究，为规模化生产做好技术储备2针对产品的性能研究内容：1) 拌合物流变性能的研究干混砂浆拌合物的流变性能将直接影响到砌筑灰缝的饱满度、抹灰砂浆的落地灰量以及进行砌筑与抹灰操作的工人劳动强度与劳动效率，影响到砌体的劈剪强度、承重墙的抗震性能、抹灰层的粘结性

20、和用量以及整个工程的质量与造价。目前建筑砂浆仅有锥入度、跳桌流动度和扩散度等几个表征其流动性的指标，它们对于干混砂浆最重要的触变性指标都无法做出评价。本课题将从砂浆拌合物在不同剪切速度情况下粘滞阻力的变化入手，对不同颗粒级配、外加剂配比等因素对流变性能的影响进行系统研究，为子课题2砂浆评价体系的建立打下基础。该研究课题的关键在于目前在世界范围内没有合适的测评设备，需要课题组成员首先要制备能够在各档剪切速度下直接记录剪切阻力变化的砂浆拌合物流变性能测定仪。第四部分：项目的课题分解项目主要工作内容（子课题2）2)可操作时间研究评价砂浆拌合物可操作时间的传统方法是其初凝时间与终凝时间，但这两个时间参

21、数对于施工没有直接的指导价值，而可操作时间直接影响到施工工效、成本与质量。由于砂浆的可操作性是由其流变性能随时间的变化而决定的，该课题是在拌合物流变性能研究的基础上，重新表征不同类型砂浆的可操作时间。第四部分：项目的课题分解项目主要工作内容（子课题2）3) 保水性研究这是保证干混砌筑砂浆劈剪强度及抹面砂浆粘接强度的最关键指标。砂浆的基本几何特征是以很小的厚度与不同界面很大的面积直接接触；砂浆最重要的力学指标是它与界面之间的粘接强度我国砌体、墙面、屋面材质繁多，其孔结构、吸水量、吸水速度等相去甚远，所以界面的吸水量与表面水分的蒸发的蒸发速度将直接影响到砂浆拌合物的水化硬化质量。砌筑与抹灰的许多工

22、程质量事故皆因此而来。目前国外对砂浆的保水率表征方式莫衷一是：有滤纸自然抽吸、低负压抽滤、简单目测等多种方法。本项目的研究方式，是针对不同界面的吸水特征，结合干混砂浆拌合物的水化动力学特点，把建材科研院已研究成熟的粉刷石膏保水率测试方法推广到砌筑砂浆、抹灰砂浆以及粘结砂浆中来。第四部分：项目的课题分解项目主要工作内容（子课题2）4) 粘结性能研究砂浆粘结强度的影响因素除其保水性之外，还有砂浆对界面的接触渗透性、界面的粗糙程度及砂浆自身强度等。由于国外建筑材料质量、机械化施工的质量都很稳定，尤其是欧洲国家大多属于湿润的海洋性气候，抗震设防程度也普遍不高，所以提出的粘结性能指标也普遍偏低。本课题的

23、研究路线是按照砌体、墙面、屋面对粘结强度的性能要求，以及它们各自的吸水特征与粗糙程度来确定各专用干混砂浆产品的配料技术。第四部分：项目的课题分解项目主要工作内容（子课题2）5)尺寸稳定性研究由于砂浆是以较小的厚度尺寸与不同基材的较大面积接触，最后形成一个受约束的薄壁硬化体，这个硬化体将长期处于冷热、干湿、冻融等按不同周期循环的自然条件的影响之下。而砂浆经常出现的空鼓质量问题其主要原因是硬化体的尺寸变化情况与基材之间不相匹配。例如加气砼变形能力很大，这同样要求其配套的抹面砂浆也要有很大变形能力。本课题的研究路线是根据基材的尺寸稳定性对干混抹面砂浆的变形性能提出要求，并确定其配料技术。第四部分：项

24、目的课题分解项目主要工作内容（子课题2）6)断裂韧性研究抹面砂浆经常出现的另一质量问题是开裂，施工界的行话是“十空九裂”.开裂的主要原因是抹面砂浆所承受的拉应力已超过其抗拉断裂强度。本课题的研究路线是根据基材对抹灰砂浆变形能力的要求，确定其断裂韧性及配料技术。 第四部分：项目的课题分解项目主要工作内容（子课题2）7)耐久性研究如前所述，干混砂浆拌合物的硬化体将长期处于冷热、干湿、冻融、地震等按不同周期循环的自然条件影响之下，因此，其粘结强度、断裂韧性也会随之衰减，并影响到建筑物质量。本课题的研究路线是对上述自然条件进行快速模拟，研究硬化体的粘结强度、断裂韧性衰减特征，并对配料技术进行调整。第四

25、部分：项目的课题分解项目主要工作内容（子课题2） 承担单位北京市建筑材料科学研究院北京纳美科技有限责任公司北京工业大学材料学院北京理工大学第四部分：项目的课题分解项目主要工作内容（子课题2）子课题3:干混砂浆生产技术、配送技术、施工工法的研究 项目研究目标： 系统研究北京地区干混砂浆生产工艺、配送方法、应用环境、应用的基材、施工条件、施工机具、施工工序、辅助配套材料、施工验收指标。对生产、配送、施工各环节中出现的常见问题提出有效解决办法和建议。第四部分：项目的课题分解项目主要工作内容（子课题3）研究内容1.建筑干混砂浆产品生产工艺的研究1）建筑干混砂浆原料计量工艺及设备研究和选用； 原料计量的

26、精度、速度、稳定性直接影响到产品质量和生产效率，不同原料的摩擦角、流动性、掺量等各不相同。因此应分别为其选择合适的贮料仓、配料措施和配料秤。2)建筑干混砂浆混合工艺及设备研究和选用； 由于干混砂浆的原料性能差异巨大，掺量也很悬殊，不同混合设备和混合制度会直接影响到不同产品的各性能指标的混合均匀程度。3)建筑干混砂浆成品包装工艺及设备研究和选用；第四部分：项目的课题分解项目主要工作内容（子课题3）2.建筑干混砂浆产品配送技术的研究 1)建筑干混砂浆从生产企业到建筑工地之间的物流过程研究；分析建筑干混砂浆产品不同包装形式（袋装和散装）对产品性能、价格的影响；比较建筑干混砂浆物流中分别由生产方、使用

27、方、第三方承担时的成本，并就各自承担时为保证产品质量所应采取措施和应承担责任的研究；建筑干混砂浆物流过程中所用设备的研究选用，选用国内及国外设备之间产品质量、价格的比较以及其物流过程中对环境的影响；2)建筑干混砂浆施工现场的物流过程研究； 根据不同的建筑工程结构（低层、多层、高层）和部位设计不同的砂浆物流方案，进行分析比较；分析不同的物流方式（单一、半连续式、和连续式）并进行成本分析，找出最佳物流方案；第四部分：项目的课题分解项目主要工作内容（子课题3）3.建筑干混砂浆对不同基材（加气砼、普通砼、砼砌块、烧结砖等）的适应性研究；分别研究砂浆及基材在力学、尺寸变形性、耐久性等物理性能方面的协调性；对实际工程中出现的质量问题、包括裂缝、脱落、空鼓等常见问题进行分析并提出解决问题的有效措施；现场施工技术的研究与选择，根据不同的施工环境和干混砂浆品种的选择适合的施工机具、配套材料、施工工法，以保证砂