抗泛碱园林石材粘结剂的研究

2015-07-12邓健甘美娜符策光

四川水泥 2015年2期

关键词：铝酸盐粘结剂石材

邓健甘美娜符策光

（棕榈园林股份有限公司，广东广州 510627）

抗泛碱园林石材粘结剂的研究

邓健甘美娜符策光

（棕榈园林股份有限公司，广东广州 510627）

为解决困扰园林行业多年的石材泛碱难题，分析了普通粘结剂产生泛碱的原因，通过往硫铝酸盐水泥（SAC）中加入微硅粉、可再分散乳胶粉（MP）、憎水剂（Seal80）、减水剂（FDN）、羟丙基甲基纤维素醚（HPMC），观察泛碱情况，采用正交分析法优选出抗泛碱园林石材粘结剂的最佳配方。结果表明，当ω（微硅粉）=3%、ω（MP）=2%、ω（Seal80）=0.1%、ω（FDN）=1%、ω（HPMC）=0.1%时，粘结剂的抑制泛碱作用最强，并且其性能符合JC/T547-2005标准C1型要求。

粘结剂泛碱微硅粉可再分散乳胶粉

前言

园林石材最常用的粘结剂是普通硅酸盐水泥，但是，这种材料中的可溶性盐碱在温度、湿度等外部环境的变化下极易随着水分的作用迁移到饰面上，形成泛碱。随着园林行业的发展及人们生活水平的日益提高，园林饰面泛碱现象受到越来越多人的关注。许多研究表明，硅灰、粉煤灰、可再分散乳胶粉、纤维素醚等对于硅酸盐水泥泛碱有一定的改善作用，而在饰面砂浆、填缝剂、景观混凝土等领域[]已有过许多有益的尝试，并且，人们在面对泛碱问题上仍然不断探索着新的方法。

然而，大量的研究都集中在尝试各种添加剂，却很少有人考虑采用不同的基体材料。硫铝酸盐水泥具有早强、低碱度、高抗渗等特点，单独使用时产生的泛碱量远远低于普通硅酸盐水泥，如果通过科学的方法加入适量的添加剂，有望彻底解决泛碱问题，本文在硫铝酸盐水泥的基础上，加入微硅粉、MP2050、Seal80、FDN-5、HPMC等，探讨其对硫铝酸盐水泥泛碱的影响。

1 试验

1.1原材料

水泥：广西云燕特种水泥有限公司生产的42.5硫铝酸盐水泥（简称SAC）；去碱剂：微硅粉，市售，SiO2浓度超过95%；可再分散乳胶粉：乙烯-醋酸乙烯共聚胶粉（简称MP），白色粉末；憎水剂：国民淀粉化学公司生产的硅烷基憎水剂（简称Seal80）；减水剂：萘系高效减水剂（简称FDN），市售，黄色粉末；纤维素醚：羟丙基甲基纤维素醚（简称HPMC），市售；拌合水：自来水。

1.2 试验方法

1.2.1 试样制备

将各物料混合均匀，加入适量水搅拌，使砂浆流动度控制在 180±5mm范围内。然后把砂浆置于100mm×100mm×10mm的模具中成型，在湿度为90%，温度为10℃的条件下养护72h。

1.2.2 泛碱测试

把养护后的试样放在室外环境下，进行21次淋水→干燥→淋水的干湿循环试验，模拟室外工程的雨水、灌溉水、景观水等环境影响，观察试样表面的泛碱情况。

1.2.3 评价指标

泛碱严重程度的评价指标如表1所示。经过试验得知，单独使用SAC制备试样的泛碱等级为3级。

表1 泛碱程度

表2 正交试验因素-水平

泛碱等级含义0无可见泛碱1 微量泛碱2少量泛碱3 明显泛碱严重泛碱4

1.3正交试验设计

根据初步试验，微硅粉的添加量为水泥质量的1%-4%，MP的添加量为水泥质量的0-3%，Seal80的添加量为水泥质量的0-0.3%，FDN的添加量为水泥质量的0-3%，HPMC的添加量为水泥质量的0-0.15%。设计4水平、5因素正交试验（见表2），研究各因素对硫铝酸盐水泥泛碱的影响。

2 结果

正交试验具体配合比及试验结果见表3。

表3 不同配比影响的泛碱等级

图1 各因素掺量与SAC泛碱等级的关系

通过以上图表可见：

（1）随着微硅粉掺量的增加，泛碱等级下降明显，这主要是由于：在水化反应的早期，微硅粉能填充水泥颗粒中的空隙，使集料微观结构更合理，提高密实度，减少了碱性物质流失的渠道；在水化反应的后期，微硅粉中的等活性成分能与水泥水化产物中的碱金属离子发生反应，减少析出的可溶性盐碱含量。此外，微硅粉的加入，还能起到一定的减水作用，从而降低一次泛碱的风险。

（2）聚合物MP对抑制泛碱有一定作用。当掺量由0 增加到2%时，泛碱等级下降较明显，这是由于①可再分散胶粉中的活性基团与水化产物中的发生交联反应，减少游离的可溶性盐碱含量，降低泛碱的风险；②聚合物MP在水化反应中能行程连续性的薄膜，对水和碱性物质的流动起到一定的封闭作用，同时改善孔结构，降低泛碱的风险。当掺量大于2%时，泛碱等级不再下降，这是由于聚合物MP的量达到一定值时，交联反应生产的大颗粒晶体及孔隙结构的变化达到饱和，导致抑制泛碱的能力不变。

（3）随着憎水剂Seal80添加量的增大，砂浆的泛碱等级逐渐先降低后出现波动，有一定的抑制泛碱作用，尤其体现在二次泛碱上。当Seal80掺量在0.1%时，泛碱等级出现最小值。这是由于砂浆成型后，憎水剂会在表面形成憎水膜，阻止水分进入砂浆内部，减少泛碱流通介质。

（4）随着减水剂 FDN添加量的增大，砂浆的泛碱等级有一定程度的下降，但并不明显。当FDN掺量在1%时，泛碱等级出现最小值。这主要是因为FDN的加入对水泥颗粒产生了分散作用，增强了砂浆流动性，减少了拌合需水量，从而减少了一次泛碱的发生。

（5）随着纤维素醚HPMC添加量的增大，砂浆的泛碱等级先下降后迅速上升。这是因为当HPMC掺量少于0.1%时，拌合融入的小气泡能有效阻隔毛细孔作用，从而阻止碱性物质向外渗透；而当HPMC掺量大于0.1%时，过于强烈的保水作用阻止了水泥的水化，造成砂浆孔隙率大大增加，导致抑制泛碱的能力下降明显。