高效减水剂对水性环氧砂浆自流平的影响

吴少旭 赖映标

广州嘉宝莉地坪材料有限公司 广东 广州 511400

引言

我国环氧地坪漆的开发和应用研究发展迅速，因其具有优良的物理机械性能，电绝缘性能，耐化学腐蚀等性能，在国民经济的各个领域得到了广泛应用[1]，目前，国内地坪涂料还是以溶剂型为主，对人体健康和环境不利，且对潮湿基面黏结力不良、透气性差、易出现起鼓起泡问题[2]，而常规的水性环氧地坪涂料则由于固含低、固化时体积收缩大、一次成膜薄，导致施工复杂、效率低。

水泥基材料大多数比较脆，当外力荷载较大或受到冲击时易产生裂纹等脆性破坏[3]，水性环氧树脂聚合物的加入可以提高水泥砂浆的抗折强度、降低水泥砂浆的压折比，提高水泥砂浆的柔性及抗开裂性[4-5]，而减水剂是在不影响混凝土拌和物和易性的条件下，具有减水及增强作用的外加剂，是当前外加剂中种类最多、应用最广的水泥砂浆外加剂[6]。

本文主要通过研究不同类型高效减水剂对水性环氧砂浆自流平的性能影响，对比不同添加量对产品流动度、抗压强度、抗折强度、压折比等性能参数，筛选水性环氧砂浆自流平最合适的减水剂及添加量。

1 实验

1.1 实验原料

水性环氧乳液、水性环氧固化剂：广州嘉宝莉地坪材料有限公司。

减水剂：Sica Viscocrete 540P 西卡；Melflux 6681F 巴斯夫；Castament FS10 巴斯夫；HANRIUS FDN-20 龙湖科技；MELMENT F10，巴斯夫；消泡剂: AGITAN P-803 明凌；纤维素醚：HPK20M 赫达；白水泥：P.W 52.5阿尔博波特兰；河沙：0.1～0.3mm市售品。其他助剂：市售品。

1.2 实验仪器设备

分散机：GFJ-0.4型，上海现代环境工程技术有限公司；

水泥胶砂搅拌机：JJ-5，中毅达科技发展有限公司；

抗压抗折试验机：HZ-008A，力显仪器科技有限公司；

分析天平：ME204，梅特勒-托利多仪器上海有限公司；

数控水泥砼标准养护箱：SHBY-40B，上海路达实验仪器有限公司；

流动度杯；水泥胶砂试模。

1.3 实验配合比设计

表1 实验配合比

1.4 试验方法

1.4.1 搅拌方法。本试验采用符合JC/T 681-2005《行星式水泥砂浆搅拌机》的行星式水泥搅拌机低速搅拌，先把水性环氧乳液和水性环氧固化剂按配比混合后，使用水泥胶砂搅拌机匀速搅拌60s，接着边搅拌边添加已经按配比混合均匀的水泥砂浆，添加完后均速搅拌120s。

1.4.2 流动度测试方法。将流动度试模放置在测试板中央，把制备好的砂浆灌满流动度试模后，刮去试模上口多余的浆料后，在2s内垂直向上提升50～100mm，保持10～15s，使试样自由流动，4min后测两个垂直方向的直径，取其算术平均值作为测定值。

1.4.3 抗压抗折强度测试方法。将搅拌完成后的砂浆制备尺寸为40mm×40mm×160mm棱柱体砂浆试样，成型后的砂浆试样养护24h后拆模放入水泥砂浆养护箱，并根据GB/T 17671-1999《水泥胶砂强度检验方法》测定24h、7d、28d龄期的抗压、抗折强度。

2 结果与讨论

2.1 根据GB/T 22374-2018《地坪涂装材料》要求，聚合物水泥复合地坪初始流动度≥130mm，测试流动度为130mm时不同类型减水剂添加量对比

由图1数据可知，不同类型减水剂的减水效果为：聚羧酸盐型540P＞聚羧酸醚型6681F ＞聚乙二醇型FS10 ＞磺化密胺缩聚物F10 ＞萘系FDN-20。

图1 相同流动度不同类型减水剂添加量对比（%）

2.2 流动度为130mm时不同减水剂对水性环氧砂浆自流平24h、7d、28d抗压抗折性能影响

由图2数据可知，FS10具有非常明显的缓凝效果，不同龄期抗压强度均不如空白板，而其他类型的减水剂在24h龄期内均能明显提高体系的抗压强度，具有早强的效果，7天、28天龄期的抗压强度F10、FDN20、6681F则与空白板接近，表明在本体系中，这三种类型的减水剂只是起到早强的作用，对中长期的抗压强度并无明显的提升，而540P则对各个龄期的抗压强度均有增强的作用，24h、7天、28天抗压强度比空白板分别提升了65%、22.7%、19.9%。

图2 24h、7d、28d抗压强度对比

由图3数据可知，龄期为24h的抗折强度540P＞6681F＞F10＞空白≈FDN-20＞FS10，而龄期为7天和28天的抗折强度除540P、6681F比空白组明显增强外，F10、FDN-20与空白组接近，FS10则起到了相反的作用。其中增强效果最高的540P对龄期为24h、7天、28天的抗折强度分别比空白组提升了29.8%、36.5%、37%。

图3 24h、7d、28d抗折强度对比

由图4数据可知，添加减水剂之后，龄期为24h的试块压折比均出现了不同程度的提高，龄期为7天及28天的压折比均为F10＞空白＞FDN-20＞FS10＞6681F＞540P，其中添加540P试块压折比数据相对稳定，龄期24h与7天压折比变化不明显，龄期28天比24h压折比增加了8.8%。其他试块的压折比随着养护时间的延长而递增，其中空白组试块龄期7天比24h压折比增加37.7%，龄期28天比24h压折比增加了58%。压折比数据越大，产品的柔性越差，数据表明，添加了540P减水剂的试块在28天的龄期内，比其他样组柔性更好。

图4 24h、7d、28d压折比对比

2.3 Sica Viscocrete 540P不同添加量对流动度的影响

由表2数据可知，当540P的添加量为0.05%时，既可以达到流动度≥130mm的效果，流动度随540P添加量增加而增长，当添加量＞0.3%时，流动度的变化不明显。

表2 添加量与流动度关系

2.4 Sica Viscocrete 540P不同添加量对24h、7d、28d抗压抗折性能影响

由图5、图6数据可知，掺入540P减水剂，对24h龄期的抗压抗折强度均有明显的提升，但随着添加量的增加，不同龄期的抗压抗折强度呈下降趋势。当添加量为0.3%时，24h龄期的抗压抗折强度分别比空白组试块提高了45%、12%，但7天、28天龄期的抗压抗折却无明显提升。当添加量为0.05%时，28天抗压抗折强度分别比空白组提升了19.9%、37%。

图6 不同添加量对抗折强度影响

由图7压折比数据可知，掺入540P减水剂，龄期为24h的压折比均比空白组明显提高，28天龄期的压折比随添加量的增加而增长，当添加量为0.05%时压折比最小，比空白组下降了10%，添加量为0.3%时压折比最高，比空白组下降了1.3%，说明掺入540P能提高体系的柔性，当添加量为0.05%时柔性最好。

图7 24h、7d、28d压折比

3 结束语

通过不同类型减水剂对流动度影响的对比测试，聚羧酸盐减水剂540P效果最好，当添加量为0.05%时可达到流动度为130mm的要求，流动度随添加量的增加而提高，当添加量＞0.3%时，流动度的变化不明显。

聚乙二醇减水剂对体系的缓凝作用明显，其他类型的减水剂则能显著提高早期抗压抗折强度，尤其聚羧酸盐540P对体系的强化作用最为明显，当添加量为0.05%时，28天抗压强度、抗折强度分别提升了19.9%、37%，压折比下降了10%。

减水剂540P对体系的增强作用随添加量的增加而呈下降的趋势，当添加量为0.05%时效果最佳，当添加量为0.3%时28天抗压强度、抗折强度分别提升了1.4%、1%，压折比下降了1.3%。

经过实验对流动度、不同龄期的抗压强度、抗折强度及压折比的综合测试，在水性环氧砂浆自流平体系中，选用聚羧酸盐减水剂540P，添加量为0.05%时能达到最理想的效果。