莊梓豪 王 瑩 韋江雄 余其俊
(1深圳市建筑科學(xué)研究院有限公司,廣東 深圳518049;2華南理工大學(xué)材料學(xué)院,廣東 廣州510641)
加氣混凝土作為一種新型墻體材料,具有導(dǎo)熱系數(shù)低、質(zhì)量輕、施工方便等優(yōu)點(diǎn),在工程中得到廣泛的應(yīng)用。然而其作為墻體基材,其吸水性強(qiáng),易造成表面抹灰砂漿空鼓脫落,影響建筑物的使用功能。傳統(tǒng)的水泥抹灰砂漿由于粘結(jié)力低、柔性不足等缺點(diǎn)已經(jīng)難以滿足現(xiàn)代建筑的要求,通過(guò)在普通水泥砂漿中添加聚合物添加劑改善砂漿的性能,提高與新型墻體材料的適應(yīng)性,成為抹灰砂漿的一種發(fā)展趨勢(shì)[1-2]。
聚合物的種類和摻量對(duì)砂漿的性能起著決定性的作用。本文通過(guò)探討單摻纖維素醚對(duì)砂漿的保水性和力學(xué)性能的影響,分析纖維素醚對(duì)砂漿性能的影響規(guī)律;同時(shí)探討復(fù)摻纖維素醚、可再分散乳膠粉和改性膨潤(rùn)土對(duì)砂漿性能的影響,進(jìn)一步探討聚合物對(duì)砂漿性能的影響。
水泥為珠江水泥廠生產(chǎn)的P.II42.5水泥,纖維素醚為上?;輳V的羥丙基甲基纖維素醚,乳膠粉為瓦克生產(chǎn)的VINNAPAS 5044可再分散乳膠粉。
保水性試驗(yàn)參照J(rèn)G/T230-2007《預(yù)拌砂漿》進(jìn)行,實(shí)驗(yàn)環(huán)境溫度為(23±2)℃,相對(duì)濕度為45%~70%;抗壓和抗折強(qiáng)度參照GB/T17671-1999《水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法》進(jìn)行,成型好的試樣在溫度(20±1)℃,相對(duì)濕度≥90%的養(yǎng)護(hù)箱中先養(yǎng)護(hù)24h,之后進(jìn)行水養(yǎng)至規(guī)定齡期;拉伸粘結(jié)強(qiáng)度參照《聚合物改性水泥砂漿試驗(yàn)規(guī)程》DL/T5126-2001進(jìn)行,試樣在溫度(23±2)℃,相對(duì)濕度50%~60%的環(huán)境下養(yǎng)護(hù)至規(guī)定齡期。
試驗(yàn)灰砂比為1:3,水灰比為0.68,纖維素醚摻量分別為0%、0.05%、0.1%、0.2%、0.3%和0.5%,未摻纖維素醚的基準(zhǔn)砂漿流動(dòng)度為183mm。
2.1.1 纖維素醚對(duì)砂漿保水性能的影響
保水性是指新拌砂漿能夠保持水分不流失的能力。圖1是纖維素醚對(duì)砂漿泌水情況的影響,可以發(fā)現(xiàn)基準(zhǔn)樣(未摻纖維素醚)泌水嚴(yán)重,經(jīng)過(guò)振動(dòng)后粘聚性較差,砂漿有松散坍塌現(xiàn)象;而摻加纖維素醚(0.7%)后砂漿沒(méi)有泌水的現(xiàn)象,而且粘聚性較好。良好的粘聚性能夠提高砂漿的抗下滑性能,提高施工效率。
圖1 纖維素醚對(duì)抹灰砂漿的影響
圖2 纖維素醚的摻量對(duì)保水率的影響
圖2為砂漿的水灰比分別在0.6和0.7條件下纖維素醚的摻量對(duì)砂漿保水性的影響,可以發(fā)現(xiàn)隨著纖維素醚摻量的增加,砂漿的保水性迅速提高,當(dāng)纖維素醚的摻量達(dá)到0.5%時(shí),其保水率達(dá)到99%,而隨著纖維素醚摻量的進(jìn)一步提高,砂漿的保水性趨于穩(wěn)定。纖維素醚具有很強(qiáng)的保水性是由于其具有很強(qiáng)的包裹水分的能力,并在相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)逐步釋放水分,從而能夠提高砂漿的保水率[2]。纖維素醚能夠保持抹灰砂漿中的水分不被加氣混凝土墻體吸走,大部分剩余的水分繼續(xù)和水泥反應(yīng),即使在炎熱高溫環(huán)境下,也有充足的水分和時(shí)間發(fā)生水化反應(yīng),從而保證了砂漿的強(qiáng)度。
2.1.2 纖維素醚對(duì)硬化砂漿物理性能的影響
圖3為纖維素醚摻量對(duì)砂漿體積密度的影響,可以發(fā)現(xiàn)隨著纖維素醚摻量的增加,其體積密度隨之降低,線性擬合方程為:Y=2055.123-426.731(R=83.9)。
圖3 纖維素醚對(duì)體積密度的影響
由于抹灰砂漿和墻體基材的線性膨脹率不同,當(dāng)外界溫度產(chǎn)生變化時(shí)易在砂漿內(nèi)部產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力而導(dǎo)致砂漿空鼓開(kāi)裂,因此砂漿必須要有良好的柔韌性以適應(yīng)不同基材的變化。折壓比是指抗折強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度的比值,能在一定程度上反應(yīng)材料的柔韌性,折壓比越大,則柔韌性越好。由圖4和圖5可以發(fā)現(xiàn)隨著纖維素醚摻量的增加,砂漿的3天和28天抗壓強(qiáng)度呈下降趨勢(shì);抗折強(qiáng)度也同樣隨著纖維素醚摻量的增加而降低,但其降低的幅度沒(méi)有抗壓強(qiáng)度顯著。圖6為纖維素醚摻量對(duì)砂漿折壓比的影響,可以發(fā)現(xiàn)隨著纖維素醚摻量的增加,砂漿的折壓比也隨之增加,表明柔韌性提高,其線性擬和方程為:Y=0.174+0.270X(R=88.1)。
纖維素醚具有一定的引氣作用,能夠在砂漿中引入少量的空氣,降低砂漿的密實(shí)程度,多孔的內(nèi)部結(jié)構(gòu)容易釋放應(yīng)力從而提高柔韌性,減少開(kāi)裂空鼓等現(xiàn)象[3]。
圖4 纖維素醚對(duì)抗壓強(qiáng)度的影響
加氣混凝土作為新型墻材越來(lái)越受到人們的青睞,但目前對(duì)加氣混凝土與砂漿之間粘結(jié)力的研究還比較少,因此本試驗(yàn)采用加氣混凝土作為基材,探討不同添加劑的種類及摻量對(duì)粘結(jié)強(qiáng)度的影響。砂漿與加氣混凝土之間的粘結(jié)強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果如圖7所示,其中A表示纖維素醚,B表示乳膠粉,百分?jǐn)?shù)表示其占水泥的質(zhì)量百分比。
圖5 纖維素醚對(duì)抗折強(qiáng)度的影響
圖 6 纖維素醚對(duì)折壓比的影響
圖7 添加劑摻量對(duì)拉伸粘結(jié)強(qiáng)度的影響
可以發(fā)現(xiàn),隨著纖維素醚摻量的增加,砂漿的粘結(jié)強(qiáng)度有所增大?;鶞?zhǔn)砂漿的粘結(jié)強(qiáng)度為0.21MPa,當(dāng)纖維素醚摻量為0.2%時(shí),粘結(jié)強(qiáng)度提高至0.25MPa,但其增加的幅度不是很明顯;隨著乳膠粉摻入及摻量的增加,粘結(jié)強(qiáng)度增大,維持纖維素醚摻量不變,當(dāng)乳膠粉摻量為2%時(shí),粘結(jié)強(qiáng)度達(dá)到0.38MPa,當(dāng)乳膠粉摻量達(dá)到6%時(shí),粘結(jié)強(qiáng)度達(dá)到0.42MPa。這是由于聚合物干粉加入到水泥中,能在水泥漿內(nèi)產(chǎn)生化學(xué)作用,并改變水泥水化相的形貌、成分和數(shù)量,尤其是氫氧化鈣相,聚合物顆粒分別填充在水泥顆粒中間,硬化后水化產(chǎn)物聚集在聚合物顆粒周圍,在砂漿與加氣混凝土之間的界面上形成一層聚合物膜,起到增韌增強(qiáng)的效果,提高砂漿的粘結(jié)強(qiáng)度[2]。
纖維素醚和乳膠粉是砂漿的主要添加劑,它們?nèi)芙夂笤谒嗨镩g連接形成網(wǎng)狀聚合物膜,改善保水性、柔性和粘結(jié)強(qiáng)度,提高砂漿與不同基材的適應(yīng)能力,解決砂漿空鼓脫落等常見(jiàn)問(wèn)題。
(1)纖維素醚能顯著提高砂漿的保水性和粘聚性,保水性的提高能夠保持砂漿中的水分不被基材吸走,減少開(kāi)裂現(xiàn)象,粘聚性的增大能夠提高砂漿的抗下滑性能,提高施工效率。
(2)纖維素醚在砂漿內(nèi)部引入大量的微小氣泡,在一定程度上降低體積密度,提高壓折比,從而提高砂漿的柔性。纖維素醚的摻量與體積密度和壓折比的線性擬合分別方程為Y=2055.123-426.731(R=83.9)和Y=0.174+0.270X(R=88.1)。
(3)纖維素醚和乳膠粉能夠提高砂漿的粘結(jié)強(qiáng)度,與纖維素醚相比,乳膠粉對(duì)粘結(jié)力的影響更加顯著。
(4)當(dāng)抹灰砂漿用于加氣混凝土基面時(shí),同時(shí)添加纖維素醚和乳膠粉,對(duì)提高砂漿的施工性能及與基面的粘結(jié)性能更為有利。
[1]包新、張海波、黃寶蓮.新型砂漿的性能研究國(guó)外建材科技.2005(6):8-10.
[2]復(fù)海德,趙四渝,徐洛屹.干粉砂漿應(yīng)用指南.北京:中國(guó)建材工業(yè)出版社,2006:203-204.
[3]鐘世云,袁華.聚合物在混凝土中的應(yīng)用[M].北京