抹灰工程全工序机械化施工技术研究

抹灰工程全工序机械化施工技术研究

余达睿、王学超、刘峰、刘聪、孟玲峰

中建八局第二建设有限公司  上海浦东  200120

［摘 要］为有效改善建筑施工中抹灰工程质量控制及进度推进较大程度上受制于作业人员人数及施工水平的现状，通过工程项目实践，探究了一种抹灰工程全工序机械化施工技术。该套技术体系由机械化泵送、机械化喷涂、机械化刮平等组成。新技术既保证了抹灰工程的施工质量，又缩短的工期，降低了人力投入和施工成本，具有较好的推广应用价值。

［关键词］抹灰工程；机械化；全工序

0  引言

随着我国经济水平和文化教育水平的提高，人口结构的变化，人们的择业观念有了较大的变化，与此同时受建筑行业施工环境的影响，从事建筑施工的一线工人越来越少，施工水平良莠不齐，人力成本越来越高。机械化施工能够改善工人的施工环境，减少安全隐患，提高工效，降低成本。抹灰工程的工作环境相对标准，适宜引入设备进行机械化施工，培养能够操作这些机械的产业化工人，实现全工序（泵送、喷涂及刮平等）机械化施工技术。该施工技术应用在南太湖新区长东片区CBD东区开发建设项目中，在施工效率、质量、文明施工和成本等方面均有大幅提升。

1  工程概况

南太湖新区长东片区CBD东区开发建设项目位于浙江省湖州市南太湖新区长东片区滨湖街道迎宾大道西侧。项目建筑面积54.27万㎡，是大型办公商务综合体，集办公、酒店、产权式酒店公寓、配套商业等多功能综合用途建筑群体。

项目共有12栋单体，其中地下2层，地上最高44层，结构形式为框架、框剪、框架-核心筒三种。抹灰面积共有68万㎡，工程量大，具有良好的抹灰工程全工序机械化、规模化施工条件。

2  技术特点分析

抹灰工程全工序机械化施工主要内容包括机械化输送、机械化喷涂和机械化刮平。

机械化输送采用砂浆输送泵，输送泵通过泵管输送到施工作业层。与传统小车运输模式相比，一是使用泵管建立独立运输通道，不再通过施工电梯等垂直运输设备进行输送，免与同其他工序竞争垂直运输空间，极大的提升了运输效率；二是机械泵送为全程封闭输送，减少了运输过程中的撒漏现象，节约材料用量，降低成本，减少环境污染。

机械化喷涂采用机械喷涂机，一是减少了人工的投入以及劳动强度，也避免了因个体施工水平差异造成的质量和观感差异；二是机械喷涂压力均匀，提高砂浆与基层粘结的整体均匀性，减少了空鼓、开裂隐患。

图1  机械喷涂机

机械化刮平采用刮平机器人，精度高，可以自动调平，单幅从底到顶一次刮平，大幅提高了完成面垂直度和平整度的合格率，成型整体观感良好。

图2  刮平机器人

3  施工工艺控制要点

3.1  工艺原理

本工法采用砂浆输送泵、机械喷涂机、刮平机器人实现抹灰工程全工序机械化施工。自动搅拌砂浆罐将搅拌好的砂浆通过输送泵输送到抹灰作业楼层，输送管道在楼梯间内架设，通过机械喷涂机将砂浆喷涂在基体表面。机械喷涂干混砂浆通过配合比设计，其稠度及流动性满足泵送及喷涂要求，上墙不流坠，且在凝结前留有足够时间完成智能刮平工作。

3.2  工艺流程

基层防护与处理→挂网、拍浆→制作灰饼→砂浆制备→砂浆泵送→机械喷涂→智能刮平→收尾养护

3.3  施工要点

3.3.1  基层防护与处理

1）成品保护。机械喷涂施工过程中，不可避免的造成砂浆溅射，所以对线盒、穿墙套管、消防箱等进行防护，防止污染。

2）墙面处理。墙面基层处理如螺杆洞封堵、灰尘清理及平整度修补等与人工抹灰一致。

3.3.2  挂网、拍浆

1）不同基层材料交界处挂网同传统人工抹灰。

2）拍浆采用3-4层叠放的铁丝网（规格为15mm×15mm×1mm）进行，毛刺均匀，以保证抹灰层与基层的粘结强度，减少开裂和空鼓

3.3.3  制作灰饼

制作灰饼的材料强度同大面抹灰砂浆，灰饼尺寸宜为50mm×100mm，间距不应大于1.2m，位于墙体底角向上10cm处，厚度应依据实际情况确定。墙体中间及顶部视刮平机一次施工高度决定是否需要灰饼。

3.3.4  砂浆制备

1）机械喷涂干混砂浆配合比设计应满足规范要求的性能指标，在满足强度要求的条件下，砂浆的工作性能应能够满足泵送喷涂通畅且上墙不流坠的要求，并由足够实践保证刮平机器人完成刮平工作。性能指标如下表：

表1  机械喷涂砂浆性能指标表

2）砂浆采用机械搅拌，搅拌时间不低于120s。

3）机械喷涂砂浆稠度应略大于手工抹灰砂浆稠度，面层砂浆稠度宜比底层砂浆稠度略大。

3.3.5  砂浆泵送

1）泵送砂浆宜连续进行并一次性完成泵送任务，若中途需暂停输送，停止时间未超过20min时，可重新启动一次机器，使管道内砂浆保持一定的流动性；停止时间超过20min，应及时将管道和泵送装置内的砂浆清理干净。

2）泵送过程中，当表压急剧升高并超过额定工作压力，安全阀又未启动时，应立即停机卸压，检查安全装置、泵送装置和输送管道组件。

3）当向高层建筑泵送砂浆，泵送装置压力不能满足泵送高度要求时，应采用接力泵送或采取增压措施。

3.3.6  机械喷涂

1）喷涂方式、顺序和路线宜按先远后近、先上后下的原则施工。

2）当基体材料不同时，应先喷涂吸水性弱的墙面，后喷涂吸水性强的墙面。

3）空气压缩装置的工作压力宜设定为0.5MPa～0.7MPa，应根据砂浆流量、单次喷涂厚度及喷涂效果要求调节气流量，喷嘴部位形成的喷射压力宜调整至0.3MPa～0.5MPa。

4）喷涂路径应按“S”型或“N”型轨迹喷涂，不应交叉重叠，避免重复喷涂。

5）喷涂时，应稳定保持喷枪与作业面间的距离和夹角，一般喷嘴与墙面间的喷射距离按150-300mm，喷嘴与地面夹角宜为60°-70°，特殊形况下可做调整，以保证砂浆上墙不流坠为准。

6）一次喷涂厚度不宜超过10mm，当喷涂要求厚度超过10mm时，应采用分层喷涂。

7）喷涂过程中应将各部位喷溅粘附的砂浆及时清理干净。

8）当暂停或结束喷涂作业时，应先停泵，后关闭气管。当喷涂作业需要从一个区间转移至另一个区间时，应在关闭气管后进行。

3.3.7  智能刮平

1）喷涂完成后宜在5～40min内使用刮平机器人刮平；有漏浆部位应及时喷涂或抹浆补平，并应在此次对喷涂面进行刮平。

2）刮平时，机器刮刀对正两个底部灰饼，对正后固定机器，防止机器后移导致刮刀离开灰饼。按动调平按钮，机器自动调平刮刀。机器自动调平到0度时，按动刹车按钮，机器刹车不动，按下上升按钮，刮刀上升，机器自动刮平。刮刀移动至顶端后，先送刹车，机器后退，刮刀离开墙面，再按下下降按钮，使刮刀归位，归位后清理接灰槽内的砂浆，然后进行下一轮刮平操作。

3）完成大范围智能刮平后，对部分小空间、小夹角墙面等不能进行机械施工的部位进行手动刮平。

3.3.8  收尾养护

1）及时清理洒落砂浆，作业区被污染部位也应及时清理。

2）机械喷涂完成后应及时清理砂浆泵、输浆泵管、喷枪，防止砂浆在设备内固结。

3）砂浆凝结硬化后应及时保湿养护，养护时间不少于7d。

4）抹灰工程施工完成后，应避免损伤、破坏和污染抹灰层，如出现碰撞损伤，应及时完成修复。

4  质量控制

4.1  材料

1）机械喷涂干混砂浆严格按照设计配合比调配，控制好各层灰的强度、弹性模量和收缩率等物理性质基本一致，避免因底层灰与面层灰强度不一致，使面层出现空鼓、开裂。经多次试验以及项目实践，现给出机械喷涂M10干混砂浆配合比。

表2  机械喷涂M10干混砂浆配合比

2）抹灰前应将基层清理干净并充分润湿，避免基层与抹灰层中间夹杂异物，保证基层与抹灰层充分粘结。

2）接搓位置宜设置在分格条处，水泥采用同品种、同批号的水泥，不得混用，避免出现面层接搓不平，颜色不一致。

3）抹灰层厚度应根据设计要求使用灰饼控制，当抹灰层超过一定厚度时，操作时应分层进行机械喷涂，每遍厚度宜为7～9mm，避免因一次抹灰厚度过大导致抹灰层坠裂。

4）刮平机器人应半年校准、调平一次，并在施工过程中及时采用靠尺检查智能刮平墙面的平整度和垂直度，如超出允许误差范围，应立即对机器人进行校准。

5  工程应用

本项目通过大面积应用全工序机械化抹灰，2022年7月开始施工，2023年3月完成，共计抹灰施工面积68㎡，实际节约工期约60天，合计产生经济效益约501.96万元。

6  结束语

抹灰工程全工序机械化作为一种新型施工模式，有效的减少了人力投入和施工成本，降低成本，提高工效，增加了经济效益。通过该项技术的推广应用，将传统抹灰作业工人培养新一代机械操作产业工人，改变了过于依赖一线施工人员个人施工水平的现状，极大的推动了抹灰工程机械化、标准化的进程，并有效的改善了一线作业的施工环境和施工模式，避免了作业人员的劳动损伤和环境伤害，具有良好的应用前景。

参考文献

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