所谓机喷砂浆，指的就是采用专业设备进行机械化喷涂施工的预拌砂浆。搭配不同类型的灰浆机、细石混凝土泵等泵送喷涂设备，机喷砂浆可以广泛应用于泵送喷涂、修复、填补、灌注等领域，并可根据用途不同细分为砌筑砂浆、抹灰砂浆、地面砂浆、保温砂浆、自流平砂浆、修补砂浆、防水砂浆等，目前常见的多为湿拌或干混抹灰砂浆。机喷砂浆具有和易性好、保水率高、长距离或大高度泵送后工作性能仍然良好的优点。与工地上传统的现拌砂浆相比，机喷砂浆的最大优势在于施工效率高，成型后砂浆质量好，且由于喷涂时砂浆在空压机和自身重力的作用下从喷嘴出料时具有一个较大的初始速度，因此在喷涂上墙后可以牢固吸附在基底上，增大其与基底的粘附能力，从而减少空鼓开裂的现象发生。图1为机喷砂浆在施工现场的状态图。

图1 机喷砂浆施工现场状态图

砂浆机械化施工最早起源于20世纪50年代的德国，至今已有近70年的历史。从1958年世界上第一台灰浆机的发明，到后来液压驱动双活塞泵，各种驱动的螺杆泵的应运而生，更新换代，机械化施工在欧美等地区已经普及。以德国为例，上世纪50年代末，随着德国干混砂浆的快速发展，可耐福集团开发了单层石膏基抹灰砂浆，该种机喷砂浆的问世掀起了砂浆施工机械化的革命，随之而来的便是全球第一台单层石膏抹灰砂浆机（1964年）和气力输送设备（1966年）的诞生，后者的问世更是推进了建筑工地的无袋化和高效化施工的发展进程；1970年随着建筑工地及物流系统的发展，国外又实现了第一次通过标准背罐车来对小型工地筒仓进行实时供料。到目前为止，国外几乎100%的建筑工地已经实现了砂浆喷涂施工机械化作业，搭配闭式砂浆施工系统（该系统具有全封闭式结构，具有湿拌砂浆直接上墙、无尘环保、无需人工全程监控、物料使用率高无浪费得优点），其单机输送距离可达100m～150m高度，且通过中转装置理论上可实现无限的高层输送。除此之外，针对不同原材料及用途，亦有工地选择采用湿拌砂浆输送的开式系统（该系统主要通过砂浆车、工地筒仓及搅拌车供料，最大输送距离可达到150m）和袋装材料。总体而言，国外的机喷砂浆原材料较国内的砂浆原材料质量更佳。

图2 机喷砂浆泵车示意图

在我国，真正意义上的关注机械化施工概念应该始于2007年，在此之前多数企业处于对砂浆机械化施工的认识阶段。但随着政府“禁现”政策的不断推进及劳动力成本的日益上涨，砂浆机械化施工在不断地被认识、尝试（2007年～2010年）、接受和推广（2011年～至今）。目前全国相对比较成熟的机械化施工项目主要集中在华东地区，并且总量以每年200%的速度增长。同时在华东地区的带动下，自2013年起华北及西北地区的砂浆机械化施工发展呈现出上升趋势。但至今国内机喷砂浆仍尚未在建筑业得到全面推广，究其原因，主要有以下几点：

(1) 普通干粉砂浆不能直接用于机喷：在手工涂抹的情况下，配料过程中所考虑的仅是固结后的优良性能和良好的可施工性。而为了能够适应机械化施工的机喷性能，对砂浆的稠度、级配、添加剂等指标的控制和调整更为严格，以保证砂浆的泵送性、保水性、缓凝性和和易性等的目的，防止由于材料离析产生堵泵及堵管等问题；

(2) 需要找到合适我国国情的喷涂设备：国内砂浆泵的生产企业很多，看似简单的砂浆泵准入门槛低，质量参差不齐，加之砂浆泵的使用对砂浆原材料有要求，需要正确指导客户根据施工工况及材料的需要对砂浆泵进行正确的选型，对使用的砂浆材料进行测试及调整，满足机械化施工的要求。不少机械设备厂家对砂浆应用也不了解，使得不少客户在对材料、机械和施工工艺的不了解的情况下，花费大量时间和精力去琢磨也难以避免经历多次失败，以至于业内往往一谈砂浆机械化施工，很多人就非常抵触，认为这种施工工艺尚未成熟。另一方面虽然国外的砂浆泵应用非常成熟，但是即便如此国外的砂浆泵引进国内使用后也出现了水土不服的现象。国外的材料好，主要以螺杆泵为主。国内的砂浆材料相对国外材料差，对于大面积施工工程项目，螺杆泵使用过程中磨损普遍过大，施工方难以接受。在国外基本所有的干粉砂浆输送都采取干粉气力输送装置，具有全封闭自动系统、无管路内砂浆结固风险、可随时停止工做、无需清洗管路和输送设备等优势。只有地坪材料（如底层及面层自流平等）需要大流量泵送才会采用湿料输送。但我们国内的砂浆由于配比及成本等原因使砂浆在干粉气力送上的应用基本上无法实现（由于原材料的比重太大）；于是开始尝试湿料输送，但输送最大的问题是过长的泵送管道容易出现堵塞及设备克服长距离带来的损耗成本，以及每天耗费大量时间清洗管路及输送设备；

(3) 缺乏专业机械化喷涂施工队伍：在施工工序上，机械化喷涂施工和传统的施工工序没有太大的差别，最主要的差别在于工种的细分和流水线作业，完全打破了传统行业种大工和小工的关系，即砂浆机械化喷涂施工中没有严格意义上的大工和小工之分，但由于缺少相应的工序细化和针对性培训，在我国目前真正的专业化施工队伍还非常少。

总体而言，机喷砂浆的配合比设计、添加剂性能和性能指标与普通手工涂抹的预拌砂浆一致。由于目前国内进行机械喷涂施工的多为抹灰砂浆，其配合比设计、砂浆性能试验方法、添加剂性能检测和施工及质量验收可以遵循JGJ/T 220《抹灰砂浆技术规程》、JGJ 70《建筑砂浆基本性能试验方法》、GB/T 25181《预拌砂浆》、JG/T 230《预拌砂浆》、JG/T 426《抹灰砂浆增塑剂》、GJ/T 105《机械喷涂抹灰施工规程》和JGJ/T 223《预拌砂浆应用技术规程》等标准进行，机喷砂浆的施工工艺流程如图3所示：

图3 机喷砂浆施工工艺流程图

机喷砂浆的常见性能指标控制参考值可参照下表进行：

表1 机喷抹灰砂浆常见性能指标控制参考值

在试配机喷砂浆的过程中，其性能可采取以下方式进行粗判：

(1) 砂浆表面有层水膜；

(2) 料不能太粘，太胀；

(3) 砂浆上墙后应迅速凝结，同时收面时可用抹刀搓起浆体；

(4) 砂浆稠度：用手掌捞满砂浆，然后完全竖起来，此时手掌内的砂浆掉下去一半左右还留下一半的话，则稠度正好合适（100mm以内）。若只留下小部分的话，则稠度太大（＞100mm）；

(5) 砂浆泵送性能：砂浆泵送性能的好坏可以通过挤压法判断。用手快速挤压后，检查手心内是否有较少的砂浆，如存有少量砂浆说明此砂浆可以正常泵送。砂浆泵送性能好坏不仅跟配比有关系，跟稠度也有很大的关系。稠度大时，泵送性能好，反之，泵送性能不好；

(6) 砂浆保水性：用手捞一把砂浆，用力挤压后如果手掌缝内有大量的水流出来同时打开手掌后看到手心里面只有砂而没有水泥浆了，说明此砂浆保水性能不好；

(7) 砂浆泵送损失或堵管一般发生在软管或接头处，此处的砂浆容易分层泌水导致浆体分离，发生料散、颗粒感重的现象，此时若卸下喷头打正泵可发现砂浆呈现类似于挤牙膏一般流出的状态。

机喷砂浆可使用普通硅酸盐水泥、粉煤灰、石粉、砂和添加剂等原材料，其中砂对机喷砂浆性能影响最大。

机喷砂浆常用砂有淡化砂、河砂、山砂、机制砂等。淡化海砂和河砂用于机喷砂浆时，因其颗粒级配、细度模数良好，因此配制出的预拌砂浆和易性和工作性能较优，但在使用前需对其进行筛分处理，防止砂中的贝壳含量过高对预拌砂浆的保水性、强度和和易性等性能产生影响。山砂、机制砂和尾矿砂的特点是需水量大、不易起浆、容重偏重、颗粒表面粗糙、尖锐多棱角、级配不良。其颗粒形貌存在两极分化，一方面大颗粒易使砂浆出现保水性差、颗粒感重、上墙后砂眼多、麻面、落地灰多的问题；另一方面山砂、机制砂和尾矿砂中的石粉起到润滑、增粘、填充作用，可以使砂浆拌合物屈服值减小，增加塑性黏度，间接改善砂浆的和易性，但当石粉含量过高，会过多吸收砂浆中自由水，造成早期开裂、凝结时间过短不宜施工等问题。

机喷砂浆宜使用细度模数在2.3～2.7之间的级配连续、颗粒形貌良好的Ⅱ区中砂，其最大粒径不得超过4.75mm，当机制砂用于抹灰砂浆时最大粒径不宜超过2.36mm，因此在配制机喷砂浆时必须对砂进行筛分处理（筛孔直径以5mm为宜）。良好的级配能使砂的空隙率和总表面积较小，从而所需水泥浆量较少，还可以提高砂浆的密实度、强度及施工性。当砂用量大、胶砂比低时，砂浆体积收缩小，产生塑性裂纹的概率小，但需注意若胶凝材料过少也会导致砂浆颗粒感重，容易泌水离析。若砂级配不良，颗粒形貌较差时，砂浆的性能会受到极大影响。当砂细度模数偏小或石粉含量过高时，其比表面积增大，包裹其所需的浆体就越多。当砂浆稠度相同时，细砂配制的砂浆就要比中、粗砂配制的砂浆需要更多的胶凝材料，提高了砂浆配制成本同时增大了塑性开裂的风险；另外水灰比变化会导致砂浆强度降低、和易性变差等问题。当砂细度模数偏大或砂颗粒级配不佳、粗颗粒比例高时，喷涂上墙的砂浆颗粒反弹量越大，若使用粗颗粒的落地灰补抹墙面会造成墙面抹平时刮擦不光整，影响抹墙工人的抹平效率。机喷抹灰砂浆用砂的推荐级配可参照下表进行。

表2 抹灰砂浆用砂推荐颗粒级配

目前中国的砂浆行业正在经历二十年前商品混凝土推广的历程，未来砂浆行业孕育着巨大的市场，砂浆机械化施工的发展将推动预拌砂浆的发展。纵观国内外的建筑行业近年发展，虽然机喷砂浆在推广过程中仍然存在诸多问题，但随着无人化、AI化等技术的日新月异、政府相关政策的大力推进、市场劳动力成本不断上升人们的环保意识和对建筑质量要求的日益提高，预拌砂浆机械化施工作为时代的弄潮儿，必将会在未来波澜壮阔的建筑施工生产活动中占据愈发重要的地位，书写出浓墨重彩的一笔。作为国内的砂浆生产及相关上下游企业应在机遇中寻求创新，用成熟产品应用技术为促进中国砂浆机械化施工进程添砖加瓦，引领发展曙光。

陈周鹏（1992.8—），男，汉族，现任科之杰新材料集团有限公司技术工程师，主要从事混凝土及预拌砂浆用外加剂产品的研究与应用工作。