干混砂漿中新型流變助劑的應用

帥永鑫，周澤雄，宋海明（浙江豐虹新材料股份有限公司，浙江 安吉 313300）

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干混砂漿中新型流變助劑的應用

帥永鑫，周澤雄，宋海明
（浙江豐虹新材料股份有限公司，浙江 安吉 313300）

【摘 要】本文闡述了膨潤土的晶體結構和特性，介紹了流變助劑及憎水劑在砂漿中的應用，并重點介紹了本公司研制的新型砂漿流變助劑和多功能復合憎水劑。

【關鍵詞】膨潤土；砂漿；流變助劑；憎水劑

在現(xiàn)有的建筑材料上，不管是作為外墻保溫材料的砂漿還是用于室內裝飾的砂漿，都對其保水性、增稠性、施工性、抗流掛性、觸變性、儲存穩(wěn)定性、防沉降性、泵送性、耐腐性、防水性等有不同程度的要求，市場上的高分子助劑類材料往往不能同時滿足以上要求，這就要求選擇合適的外加劑來滿足。膨潤土由于具有流變性能穩(wěn)定、價格低廉等優(yōu)勢，已被推廣應用到砂漿系統(tǒng)中。本文主要介紹了水性膨潤土流變助劑和有機膨潤土在砂漿中的應用。

1　膨潤土的結構和特性

膨潤土是一種以蒙脫石為主要礦物成分的非金屬礦產(chǎn)，蒙脫石的結構特點決定了膨潤土的性能。蒙脫石晶體是由兩層硅氧四面體片和一層夾于其間的鋁(鎂)氧(羥基)八面體片構成的2∶1型層狀硅酸鹽結構，由于類質同象取代使蒙脫石層間產(chǎn)生負電荷，這些過剩負電荷通過吸附在晶層表面的陽離子來補償。在水中，補償陽離子可以被其他陽離子交換，這些被稱為交換性陽離子。當交換性陽離子為有機陽離子時，則得到有機膨潤土復合物，使其由親水性變?yōu)橛H油性。

在水分散體系中，交換性陽離子水合能和晶層底面的水化能引起蒙脫石發(fā)生膨脹，形成層面帶負電荷的微粒薄片。這些薄片和因斷鍵產(chǎn)生的正電荷端面因靜電吸引在水中以端—面結合，形成包含著大量水分子的“卡房式”網(wǎng)狀結構，使體系增稠。在高剪切力作用下，網(wǎng)絡結構被破壞，粘度下降；除去剪切力時，網(wǎng)絡結構恢復，粘度上升，這稱為觸變效應。

綜上所述，膨潤土主要具有陽離子交換特性、吸水膨脹性和觸變性。天然膨潤土不能直接應用在砂漿體系中，需經(jīng)過提純、改型和改性處理，以提高和改善其物化性能。

2　水性膨潤土流變助劑在砂漿中的應用

在砂漿系統(tǒng)中，流變助劑主要用來控制砂漿的稠度、保水性和抗流掛性。目前市場上傳統(tǒng)的增稠觸變劑是羥乙基或羥丙基纖維素等改性纖維素醚產(chǎn)品，但容易出現(xiàn)結皮現(xiàn)象、潤滑性差不易抹平、引氣作用強降低砂漿強度、增加需水量等問題。美國ELEMENTIS推出的粘土類流變助劑由硅酸鹽礦物改性而成，可部分替代纖維素醚產(chǎn)品，有效改善砂漿的施工操作性和抗流掛性能，并能提高砂漿的泵送性、貯存穩(wěn)定性等，但由于其價格較高，在我國尚未得到普及使用。

2.1 水性膨潤土流變助劑的優(yōu)點

以優(yōu)質天然膨潤土為原料，研發(fā)出一種新型砂漿流變助劑。該產(chǎn)品可完全替代纖維素醚產(chǎn)品，產(chǎn)品在分散體系中獨特的網(wǎng)絡結構提高了砂漿的屈服值，顯著改善了砂漿的抗流掛性能；其特殊的片晶結構和優(yōu)良的觸變性能降低了砂漿和工具的粘著力并減少了施工期間的粘度，大大提高了砂漿的施工性能，并可改善砂漿的泵送性及貯存穩(wěn)定性；添加該產(chǎn)品后，還可降低用水量，砂漿配方中通常要加的減水劑就可以省略，或可以大大減少添加量；由于該產(chǎn)品以價格較低的膨潤土為主要原料，產(chǎn)品價格優(yōu)勢明顯，可有效降低生產(chǎn)成本。

2.2 對比試驗

試驗采用的砂漿配比見表1。抗流掛性根據(jù)EN 1308測試；保水性根據(jù)JG/T 230-2007砂漿保水性試驗方法測試；粘度及觸變指數(shù)采用Brookfield DV-Ⅱ+Pro粘度計測定。

表1　砂漿配比

砂漿的制備：將定量的水加入到砂漿攪拌機中(見下圖)，在15s內將干粉料在攪拌下加入攪拌機，繼續(xù)攪拌45s，然后靜置2min，再攪拌15s即可。

砂漿制備裝置

本產(chǎn)品與纖維素醚及美國競爭產(chǎn)品的對比結果見表2。

表2　纖維素醚、本公司產(chǎn)品、美國競爭產(chǎn)品試驗結果對比

由表2可見，使用纖維素醚的砂漿，抗流掛性及觸變性能不好。添加公司產(chǎn)品的砂漿，抗流掛性及觸變性能得到明顯改善。美國競爭產(chǎn)品與纖維素醚復配使用，砂漿各項指標均最好，但此產(chǎn)品價格昂貴，且不能單獨使用，推廣應用比較困難。

3　有機膨潤土在保溫砂漿中的應用

疏水性是保溫砂漿的一個重要指標，關系著保溫系統(tǒng)的保溫節(jié)能效果及耐久性；并且砂漿防水性能差，直接導致對外墻涂料的防水性能要求升高，這會提高成本，造成資源浪費。因此，憎水劑在面層砂漿保溫漿料中的應用，降低砂漿吸水量成為必然。

目前市場上傳統(tǒng)的憎水劑主要有脂肪酸金屬鹽(如硬脂酸鈣、硬脂酸鋅等)和有機硅類的憎水劑。脂肪酸金屬鹽的單位成本相對較低，缺點是難以迅速與水泥砂漿均勻拌合；粉末狀的有機硅憎水劑著名產(chǎn)品有道康寧SHP-50和國民淀粉SEAL 80，總體成本較高。英國ROCKWOOD推出的防水劑是一種納米級的分散性層狀硅酸鹽材料，該產(chǎn)品在水泥基的系統(tǒng)中具有較好的分散性，能極大增強砂漿的憎水性，但該產(chǎn)品國內售價較高，限制了其普及使用。

3.1 有機膨潤土的優(yōu)點

浙江豐虹研發(fā)中心以優(yōu)質膨潤土為原料，研發(fā)出一種新型多功能復合憎水劑。該產(chǎn)品具有很好的憎水性能，添加之后能夠降低砂漿的吸水率，可以廣泛用于需要有憎水功能的砂漿產(chǎn)品中；并且原料來自于天然無機物，其疏水功能不隨時間和周圍環(huán)境的改變而改變，使砂漿具有穩(wěn)定的憎水性；產(chǎn)品還能降低干粉砂漿產(chǎn)品的收縮率，減少砂漿的開裂現(xiàn)象，有利于改善提高砂漿的施工性能，提高潤滑性，能夠控制砂漿的粘度，改善其流變性能；與國外產(chǎn)品相比，具有明顯的價格優(yōu)勢。

3.2 對比試驗

試驗采用的砂漿配比見表1。吸水量根據(jù)JC/ T993-2006測試，測試結果見表3。

表3　本公司產(chǎn)品、英國競爭產(chǎn)品試驗結果對比

由表3可以看出，未添加憎水劑的砂漿吸水率較高，憎水性能較差，而且砂漿觸變性能較差。添加本公司產(chǎn)品的砂漿，憎水性及觸變性能得到明顯改善。本公司產(chǎn)品的使用效果稍差于英國競爭產(chǎn)品，有待于進一步完善。

4　結語

新型干粉砂漿用膨潤土產(chǎn)品的研制成功拓展了本公司膨潤土產(chǎn)品新的應用領域，完善了

產(chǎn)品結構。產(chǎn)品以天然膨潤土為原料，不僅在性能上有許多明顯的優(yōu)勢，而且具有良好的環(huán)境效益，市場前景良好。

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【試驗研究】

【試驗研究】

Application of New Rheopectic Assistant and Multi-function Composite Water Repellent in Dry Mixed Mortar

SHUAI Yong-xin, ZHOU Ze-xiong, SONG Hai-ming
(Zhejiang Fenghong New Materials Co., Ltd., Anji 313300, China)

Abstract:Structure and characters of bentonite are described in the article. Application of rheopectic assistant and water repellent in dry mixed mortar are introduced, and new rheopectic assistant and multi-function composite water repellent developed by our company are introduced in detail.

Key words:bentonite; mortar; rheopectic assistant; water repellent

【收稿日期】2015-01-09

【文章編號】1007-9386(2015)03-0004-02

【文獻標識碼】A

【中圖分類號】TQ047；P619.255