聚合物對(duì)抹灰砂漿性能的影響

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）

0 前言

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。

1 原材料及實(shí)驗(yàn)方法

1.1 原材料

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。

1.2 試驗(yàn)方法

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。

2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 纖維素醚對(duì)砂漿拌和物性能的影響

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

2.2 復(fù)摻添加劑對(duì)砂漿性能的影響

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。

3 結(jié)論

（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