裝配式建筑拼裝接縫用膠泥材料制備*

馬 琳

（楊凌職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西 咸陽 712100）

裝配式建筑基于預(yù)制構(gòu)件現(xiàn)場裝配，不僅工業(yè)化水平高，施工速度快，且不易受氣候條件制約，便于全天候施工，同時材料消耗與建筑垃圾較少。其中常用預(yù)制構(gòu)件主要有疊合梁、疊合板、外掛墻板、陽臺板等等，疊合板為預(yù)制混凝土板上層于現(xiàn)場后澆混凝土所生成的整體受彎構(gòu)件，融合了傳統(tǒng)裝配式與現(xiàn)澆式樓板的優(yōu)勢特征，在裝配式建筑工程中的應(yīng)用非常普遍。疊合板安裝時會出現(xiàn)許多拼裝接縫，若處理不恰當(dāng)，勢必會引發(fā)漏漿與裂縫等，從而影響建筑物整體性能[1]。而傳統(tǒng)水泥砂漿屬于剛性材料，韌性無法應(yīng)對構(gòu)件熱脹冷縮、受力錯動所造成的變形，難以有效解決拼裝接縫現(xiàn)象。據(jù)此，制備了一種專項拼裝接縫用膠泥材料。

1 膠泥材料制備

1.1 原料

裝配式建筑拼裝接縫用膠泥材料制備所需原料具體包含：P·O 42.5水泥，可再分散乳膠粉a與b，粒徑80目橡膠粉，粒徑100～200 μm石英砂，減水劑、消泡劑、拌合水。

1.2 制備

基于配合比稱取水泥、乳膠粉、橡膠粉、石英砂、減水劑、消泡劑，于砂漿攪拌機(jī)內(nèi)均勻攪拌，然后添加自來水作拌合水[2]，持續(xù)攪拌60s，制備成裝配式建筑拼裝接縫用膠泥材料。根據(jù)《建筑密封材料試驗方法》的試樣制備方法進(jìn)行拼裝接縫膠泥材料試樣制備，并放置于21～25 ℃、45%～55%相對濕度狀態(tài)下，進(jìn)行28d周期的養(yǎng)護(hù)，之后進(jìn)行測試分析。

2 膠泥材料性能測試

根據(jù)《建筑密封材料試驗方法》相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)測試膠泥材料試樣的拉伸粘結(jié)性[3]，計算其拉伸粘結(jié)強(qiáng)度與斷裂伸長率。根據(jù)《建筑密封材料試驗方法》相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)測試定伸粘結(jié)性，放置膠泥材料試樣于拉力機(jī)夾具中，以5mm/min速度拉伸材料試樣到原寬既定比例，以定位墊塊固定，保持1d，之后詳細(xì)觀察材料試樣粘結(jié)性與內(nèi)聚是否破壞。根據(jù)《建筑密封材料試驗方法》相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對膠泥材料根據(jù)既定順序做三層循環(huán)處理之后，測試其定伸粘結(jié)性：于68～72 ℃的干燥箱中存儲3d；于21～25 ℃蒸餾水中存儲1d；于68～72 ℃溫度的干燥箱中存儲2d；于21～25 ℃蒸餾水中存儲1d。

3 測試結(jié)果分析

3.1 不同乳膠粉類型及摻量下膠泥材料的性能

以乳膠粉a與乳膠粉b為載體面向膠泥材料開展改性測試分析，以檢測乳膠粉摻量對膠泥材料性能的影響作用。不同乳膠粉類型及摻量制備而成的膠泥材料試樣具體見表1。

表1 不同乳膠粉類型及摻量制備的膠泥Table 1 Slurry prepared by different types and dosage of latex powder

不同乳膠粉類型及摻量制備而成的膠泥材料性能測試結(jié)果具體見表2。

表2 不同乳膠粉類型及摻量下的膠泥性能Table 2 Properties of cement with different types and dosage of latex powder

由表2可知，相較于未添加乳膠粉的膠泥材料試樣，添加乳膠粉a、b的膠泥材料試樣的拉伸粘結(jié)強(qiáng)度明顯較高，而且摻量越多，試樣拉伸粘結(jié)強(qiáng)度越大，其中乳膠粉摻量為20%的膠泥材料試樣拉伸粘結(jié)強(qiáng)度提高了近41.9%與44.9%，后續(xù)隨摻量增多，試樣拉伸粘結(jié)強(qiáng)度上升幅度有所下降。相較于乳膠粉a與b可以看出，摻量比較少時，乳膠粉b對于膠泥材料試樣拉伸粘結(jié)強(qiáng)度的促進(jìn)作用更為顯著，而摻量比較多時，乳膠粉a對于膠泥材料試樣拉伸粘結(jié)強(qiáng)度的促進(jìn)作用更為明顯，這就表明在摻量增多的趨勢下，乳膠粉a對于拼裝接縫膠泥材料性能的改善作用更加良好。

乳膠粉a與b的添加都會促使膠泥材料形成延展性，且在摻量增加時，膠泥材料斷裂伸長率會隨之提高，然而相較于拉伸粘結(jié)強(qiáng)度測試，乳膠粉a在拼裝接縫膠泥材料斷裂伸長率提升中的效果更加明顯。乳膠粉摻量比較少的情況下，膠泥材料和基材之間的粘結(jié)性相對較差，極易發(fā)生膠泥由基材表層脫落的狀況，即失粘。而相反乳膠粉摻量比較多的情況下，膠泥材料和基材之間的粘結(jié)性較強(qiáng)，通過定伸粘結(jié)性測試之后，并不會由基材表層脫落，但是會出現(xiàn)內(nèi)聚破壞情況。在乳膠粉與水泥比例為1:1的時候，膠泥材料對抗內(nèi)聚破壞的力量強(qiáng)化，通過定伸粘結(jié)性測試之后膠泥材料不會發(fā)生顯著性破壞現(xiàn)象。

這主要是由于乳膠粉在膠泥材料內(nèi)部生成柔性膜，其韌性較強(qiáng)，以此提升了膠泥材料斷裂伸長率；膠泥材料拉伸粘結(jié)強(qiáng)度顯著提升則是由于柔性膜于膠泥材料與基材表層之間構(gòu)成了柔性銜接，強(qiáng)化了二者的粘結(jié)強(qiáng)度，再加上乳膠粉添加使得膠泥材料含氣量上升，在一定程度上提高了膠泥材料于基材表層的濕潤性[4]。

由于在實踐應(yīng)用過程中，基于安全性，裝配式建筑拼裝接縫材料應(yīng)變必須控制在25%以上，就測試結(jié)果可以看出，在乳膠粉和水泥比例為1:1時制備而成的膠泥材料才可滿足位移變形相關(guān)要求。

3.2 不同橡膠粉摻量下膠泥材料的性能

添加乳膠粉可提高膠泥材料拉伸粘結(jié)強(qiáng)度與斷裂伸長率，但是成本較高，而橡膠粉屬于工業(yè)廢料，成本低[5]。在水泥砂漿或者混凝土中添加橡膠粉可有效提升材料極限應(yīng)變，強(qiáng)化韌性。所以以橡膠粉為填料，代替定量石英砂，以此改善膠泥材料性能。不同橡膠粉摻量制備而成的膠泥材料試樣具體見表3。

表3 不同橡膠粉摻量制備的膠泥Table 3 Cement prepared by different rubber powder dosage

不同橡膠粉摻量制備而成的膠泥材料性能測試結(jié)果具體見表4。

表4 不同橡膠粉摻量下的膠泥性能Table 4 Properties of cement with different amounts of rubber powder

由表3可知，添加橡膠粉盡管可促使膠泥材料拉伸粘結(jié)強(qiáng)度下降，但是卻提升其斷裂伸長率，使得膠泥材料添加少量乳膠粉便可滿足疊合板位移量控制相關(guān)要求；同時橡膠粉也強(qiáng)化了膠泥材料的內(nèi)聚破壞抵抗能力，促使橡膠粉與水泥質(zhì)量比為0.3時所制備而成的膠泥材料通過定伸粘結(jié)性測試得知并未發(fā)生破壞。

疊合板接縫材料在具體應(yīng)用過程中，需長時間經(jīng)受外界溫度影響[6]，所以要求其必須具備較好耐久性，而通過冷拉-熱壓后定伸粘結(jié)性測試分析發(fā)現(xiàn)，JN-12、JN-13、JN-14、JN-15試樣都未發(fā)生顯著性破壞現(xiàn)象，與耐久性要求相符。

4 結(jié)論

基于傳統(tǒng)水泥材料韌性不足，針對裝配式建筑拼裝接縫，制備了一種拼裝接縫用膠泥材料，通過性能測試得知：基于乳膠粉、水泥、橡膠粉等制備的膠泥材料，可在一定程度上滿足疊合板接縫材料的拉伸粘結(jié)強(qiáng)度、定伸粘結(jié)性、耐久性等相關(guān)要求，且附著力強(qiáng)、斷裂伸長率高、耐久性與適用性良好；乳膠粉的添加，顯著提升了膠泥材料拉伸粘結(jié)強(qiáng)度與斷裂伸長率，且隨著摻量增加，膠泥材料整體性能得以提高；為降低成本，減少乳膠粉摻量，基于橡膠粉為填料代替部分石英砂所制備的膠泥材料，不僅斷裂伸長率與抵抗內(nèi)聚破壞能力有所提升，且定伸粘結(jié)性測試時未出現(xiàn)破壞情況。