胶粉掺量对水泥砂浆性能影响研究

2020-08-12何兆晶

科学技术创新 2020年21期

何兆晶徐响

（山东省建设发展研究院，山东济南250002）

1 概述

在国家节能减排政策的大力推动下，我国建筑节能工作得到快速发展，各种外墙外保温技术蓬勃发展，各种外墙外保温系统中，抹面砂浆、粘结砂浆是保温系统的重要组成部分，且工程项目用量巨大[1，2]。砂浆性能对保温系统的性能有直接重要影响。目前，大部分保温系统用抹面砂浆和粘结砂浆均是参加胶粉的水泥砂浆。因此，研究胶粉掺量对水泥砂浆的性能影响，对指导生产和工程应用都具有重要意义。

2 试验原料主要仪器

2.1 主要原料

2.1.1 标准砂：厦门艾思欧标准砂有限公司，按照GB/T 17671-1999 生产；2.1.2 粉煤灰：Ⅱ级粉煤灰，济南南郊热电厂。2.1.3 水泥：42.5 普通硅酸盐水泥，山东水泥厂生产。2.1.4 胶粉：乙烯类，包括FX2350、FX3300、HD1510；丙烯类，包括FLOWKIT51、FX7000、TITAN8100。购自廊坊安达胶业有限公司。2.1.5 自来水：检测中心自来水。

2.2 主要仪器设备

HT-50 型水泥胶砂搅拌机、GZ-85 型水泥胶砂振动台、济南时代试金实验机有限公司的抗压- 抗折试验机和电子万能试验机、SN-100 型数显砂浆凝结时间测定仪、IMYH-40 型标准恒温恒湿养护箱等。

3 测试与分析

3.1 不同类型胶粉掺量对水泥砂浆压折比的影响

固定砂浆稠度和水胶比，胶粉掺量对压折比的影响如图1所示。

图1 不同类型胶粉掺量对水泥砂浆压折比的影响

实验中发现，胶粉加入导致砂浆的抗压强度和抗折强度均降低，这是因为胶粉加入砂浆使其密度下降，胶粉与砂浆之间的亲和力较弱，加入后会使其结构变得疏松[3]。图1 表明，胶粉FLOWKIT51 掺量在0.5%时，折压比最大。胶粉TITAN8100 掺量在1.5%时，达到最大值。砂浆的折压比用来表征砂浆的柔韧性，因此可见，胶粉FLOWKIT51 使砂浆柔韧性增加较明显，胶粉TITAN8100 对砂浆柔韧性影响不明显。

3.2 不同类型胶粉掺量对水泥砂浆粘结强度的影响

粘结强度是在同种物质内部相邻各部分之间的相互吸引力，这种相互吸引力是同种物质分子之间存在分子力的表现。实验中发现，砂浆14d 粘结强度均随着胶粉掺量的增加而增大，在掺量为2.0%时，达到最大值。在砂浆中加入胶粉，砂浆的粘结强度明显增加，原因在于胶粉是亲水性聚合物，与水泥悬浮体的液相一起向基体的孔隙及毛细管内渗透, 聚合物在孔隙及毛细管内成膜并牢牢地吸附在基体表面, 从而保证了与基体之间良好的粘结强度。而成膜的聚合物明显形成次级的粘附复合体,以桥键和有孔聚合物膜的形式分布在砂浆与基体之间, 吸收和传递能量,宏观上表现为粘结力的提高[4]。

3.3 不同类型胶粉掺量对水泥砂浆凝结时间的影响

水泥从加水开始到失去流动性和可塑性，即从流体状态发展到固体状态并开始产生强度，这个过程所需的时间称为水泥的凝结时间。实验中发现，砂浆的凝结时间随着各种胶粉掺量的增加而延长。其中，胶粉HD1510 掺量在2.0%时，砂浆的凝结时间达到425min，比空白样的240min 提高了185min，对砂浆的凝结时间影响比较明显；胶粉FLOWKIT51 的对砂浆的凝结时间影响变化不大。

3.4 不同类型胶粉掺量对水泥砂浆保水率的影响

保水性是指混凝土拌合物在施工过程中，具有一定的保水能力，使其在施工过程中不致产生严重泌水的性能。实验中发现，随着胶粉掺量的增加，砂浆的保水率有递增的趋势，说明砂浆的保水率随着胶粉掺量的增加而增大。FLOWKIT51 和HD1510 的掺加对砂浆保水率的作用比较明显，胶粉HD1510 次之，胶粉FX7000 不明显。

胶粉加入提高了砂浆保水性，是因为胶粉聚合物具有亲水性，胶粉是多羟基物质，羟基具有亲水性，可以将水分子锁定在羟基上使水分不易蒸发[5]；另外,在水分的蒸发过程中，分散在砂浆中的胶粉，一部分随水分的蒸发迁移至砂浆表面形成聚合薄膜，这层薄膜可以阻止砂浆水分的蒸发。胶粉的保水性能对于提高砂浆在干养护条件下的性能是有益的[6]。