外保溫粘結(jié)干混砂漿的試驗研究★

趙麗英 李憲軍

(山西省建筑科學(xué)研究院，山西 太原 030001)

·建筑材料及應(yīng)用·

外保溫粘結(jié)干混砂漿的試驗研究★

趙麗英 李憲軍

(山西省建筑科學(xué)研究院，山西 太原 030001)

介紹了外保溫粘結(jié)干混砂漿試驗所用的原材料，并論述了具體的試驗方法，研究了纖維素醚摻量、聚丙烯纖維摻量、可再分散性膠粉摻量對粘結(jié)砂漿性能的影響，得出了一些有價值的結(jié)論。

粘結(jié)砂漿，試驗，摻量，影響

環(huán)保節(jié)能已成為當(dāng)今社會發(fā)展的一大主題。在工業(yè)、民用等建筑的外墻外保溫系統(tǒng)中，特種砂漿的使用已得到了廣泛認可，對其產(chǎn)品的性能要求也越來越高。針對目前新型保溫墻體材料應(yīng)用中產(chǎn)生的砂漿粘結(jié)強度不合格問題進行了較系統(tǒng)的研究，從提高砂漿粘結(jié)強度和減小收縮的角度出發(fā)，研制的低收縮抗裂粘結(jié)干混砂漿，主要由水泥、細砂、粉煤灰、鎂渣粉和復(fù)合添加劑等配制而成。配制粘結(jié)干混砂漿，首先要保證其具有良好的和易性與施工性，水泥漿體的需求量取決于砂子間的孔隙率和砂子總表面積的大小，降低砂子孔隙率和總面積可以減少水泥漿量，若膠砂比過大，將導(dǎo)致砂漿收縮大，易開裂。第二摻合料摻量不同，其活性可激發(fā)程度和粒度級配合理性不同，二者對砂漿的和易性同等重要。通過合理匹配不同材料研究出的粘結(jié)干混砂漿解決了傳統(tǒng)粘結(jié)砂漿的可粘結(jié)性差、收縮大等問題。

1 原材料及試驗方法

1.1 試驗原材料

水泥：采用太原獅頭牌P.O42.5水泥，化學(xué)成分如表1所示。

表1 水泥化學(xué)成分 %

砂：采用2 mm以下烘干后的天然河砂，也可以用石英砂。

粉煤灰：采用陜西德源府谷能源有限公司生產(chǎn)的粉煤灰，化學(xué)成分如表2所示。

表2 粉煤灰化學(xué)成分

鎂渣粉：采用太原某金屬鎂廠提供的鎂渣粉，比表面積為305 m2/kg。

纖維素醚：采用山東省鄒平安瀾化工有限公司生產(chǎn)的10萬粘度HPMC。

可分散乳膠粉：采用北京天維寶辰化學(xué)產(chǎn)品有限公司生產(chǎn)的純丙烯酸可分散乳膠粉。

纖維：采用市售的聚丙烯纖維，長度小于6 mm。

1.2 試驗方法

采用JGJ/T 70—2009建筑砂漿基本性能試驗方法和DB J04—234—2005建筑外墻外保溫系統(tǒng)用產(chǎn)品(材料)。

2 試驗結(jié)果與分析

2.1 纖維素醚摻量對粘結(jié)砂漿性能的影響

為了便于研究，采用的優(yōu)化配方如下：水泥摻量為350 kg/t，總摻合料摻量為150 kg/t，粉煤灰與鎂渣粉摻雜比例為5∶4，聚丙烯纖維摻量為1.0 kg/t，可再分散型乳膠粉摻量為3.0 kg/t，砂450 kg/t，用水量以砂漿稠度控制在80 mm±10 mm為準(zhǔn)。纖維素醚摻量對粘結(jié)砂漿性能的影響結(jié)果如表3,表4和圖1,圖2所示。

表3 纖維素醚摻量對粘結(jié)砂漿強度的影響

表4 纖維素醚摻量對粘結(jié)砂漿干縮率的影響

由表3，表4及圖1，圖2可以看出，隨著纖維素醚摻量的降低，干混砂漿的粘結(jié)強度、抗折強度和抗壓強度均有一定幅度的提高，這是因為隨著纖維素醚摻量的降低，干混砂漿體系的保水率降低，體系中多余的自由水含量減少，砂漿凝結(jié)體中因多余自由水形成的毛細孔道減少，使得干混砂漿凝結(jié)體的密實度提高，抵抗外力變形能力提高；干縮率降低，這是由于體系中多余的自由水含量減少，體系的孔隙率降低，膨脹組分填充的空隙減少而引起體系膨脹，因此干縮率降低。當(dāng)纖維素醚摻量為0.6 kg/t時，砂漿凝結(jié)體的7 d壓折比為2.18，28 d壓折比為3.7，柔韌性較好。

2.2 聚丙烯纖維摻量對粘結(jié)砂漿性能的影響

采用2.1的配方，纖維素醚摻量確定為0.6 kg/t，聚丙烯纖維作為變量。聚丙烯纖維對粘結(jié)砂漿性能的影響結(jié)果如表5，表6和圖3，圖4所示。

表5 聚丙烯纖維摻量對粘結(jié)砂漿強度的影響

表6 聚丙烯纖維摻量對粘結(jié)砂漿干縮率的影響

由表5，表6及圖3，圖4可以看出，隨著聚丙烯纖維摻量的降低，干混砂漿的粘結(jié)強度、抗折強度均有一定幅度的降低，這是因為聚丙烯纖維摻量降低后，體系中由聚丙烯纖維均勻分布形成的網(wǎng)絡(luò)織構(gòu)減少，受外力后抵抗剪切應(yīng)力能力降低；抗壓強度升高，這是因為聚丙烯纖維摻量降低后，體系中的孔隙率降低，聚丙烯纖維與水泥摻合料等膠凝材料之間的缺陷界面減少，因此抗壓強度隨著聚丙烯纖維摻量的降低而增大；干縮率降低，這是因為聚丙烯纖維摻量降低后，約束體系中因膠凝材料水化以及自由水蒸發(fā)引起體積變化應(yīng)力的聚丙烯纖維網(wǎng)絡(luò)織構(gòu)相應(yīng)減少，體系膠凝材料中膨脹組分含量較高，隨著水化反應(yīng)的進行，體積呈現(xiàn)一定幅度的膨脹，因此干縮率降低。纖維摻量為0.5 kg/t時，7 d壓折比為2.04，28 d壓折比為3.05，略高于3.0，柔韌性較好。

2.3 可再分散性膠粉摻量對粘結(jié)砂漿性能的影響

采用2.1的配方，纖維素醚摻量確定為0.6 kg/t，聚丙烯纖維確定為0.5 kg/t，可再分散性膠粉作為變量。聚丙烯纖維對粘結(jié)砂漿性能的影響結(jié)果如表7，表8和圖5，圖6所示。

表7 可再分散性膠粉摻量對粘結(jié)砂漿強度的影響

表8 可再分散性膠粉摻量對粘結(jié)砂漿干縮率的影響

由表7，表8及圖5，圖6可以看出，隨著可再分散性乳膠粉摻量的增大，14 d粘結(jié)強度先提高后小幅度降低，壓折比降低，干縮率逐漸降低。這是因為可再分散性乳膠粉在加水?dāng)嚢柽^程中形成乳液，均勻地分散在水泥漿體中，乳液中的聚合物顆粒會在水泥水化過程中逐步沉積到漿體固相顆粒表面。隨著砂漿內(nèi)自由水的減少聚合物顆粒會相互融合連接在一起形成聚合物膜，最終聚合物膜形成連續(xù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)并與水泥水化物相互交織，聚合物膜增加了水泥石內(nèi)部不同粒子之間的接觸面積，在砂漿受到拉應(yīng)力時起到架橋作用，有效吸收和傳遞能量，從而大幅度提高砂漿的抗折強度；膠粉中含有的表面活性劑成分具有一定引氣作用，改善了砂漿的和易性，但由于引氣量較高，導(dǎo)致砂漿抗壓強度下降。膠粉改性砂漿后可以有效提高砂漿的粘結(jié)強度。干縮率降低是因為膠粉的摻入一定程度提高了體系的保水能力，體系中自由水蒸發(fā)留下的空隙減弱了膨脹組分水化產(chǎn)生的體積膨脹效應(yīng)。

3 結(jié)論與建議

1)隨著纖維素醚摻量的降低，干混砂漿的粘結(jié)強度、抗折強度和抗壓強度均有一定幅度的提高；隨著聚丙烯纖維摻量的降低，干混砂漿的粘結(jié)強度、抗折強度均有一定幅度的降低；隨著可再分散性乳膠粉摻量的增大，14 d粘結(jié)強度先提高后小幅度降低，壓折比降低，干縮率逐漸降低。2)纖維素醚、聚丙烯纖維和可再分散性乳膠粉三者具有一定交互作用，在摻量合理和質(zhì)量可靠的條件下會對砂漿的粘結(jié)、抗裂性能有很大提高。3)在配制粘結(jié)干混砂漿過程中，要嚴(yán)格控制纖維素醚、聚丙烯纖維和可再分散性乳膠粉復(fù)合比例，以保證粘結(jié)干混砂漿的質(zhì)量。

[1] 李憲軍.工業(yè)廢棄物配制砂漿稠化粉的應(yīng)用研究[J].新型建筑材料，2012(3):13-19.

[2] 鄧軍平，陳新年，郭一萍.鎂渣和礦渣對復(fù)合水泥性能的影響[J].西安科技大學(xué)學(xué)報，2008(4):735-739.

[3] 趙愛琴.利用鎂渣研制新型墻體材料[J].山西建筑，2003，29(17):48-49.

Experimental research on external thermal adhesive dry-mixed mortar★

Zhao Liying Li Xianjun

(ShanxiAcademyofBuildingScience,Taiyuan030001,China)

The paper introduces raw experimental materials of external thermal adhesive dry-mixed mortar, discusses specific experimental methods, studies the influence of cellulose mixing amount, polypropylene fiber mixing amount and dispersible rubble powder upon adhesive mortar performance, and finally draws some valuable conclusions.

adhesive mortar, experiment, mixing amount, influence

1009-6825(2015)30-0103-03

2015-08-11★：山西省火炬計劃項目(項目編號：2013061004-2)

趙麗英(1974- )，女，工程師； 李憲軍(1975- )，男，高級工程師

TU521

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