聚合物對抹灰砂漿性能的影響

莊梓豪 王 瑩 韋江雄 余其俊

（1深圳市建筑科學研究院有限公司，廣東 深圳518049；2華南理工大學材料學院，廣東 廣州510641）

0 前言

加氣混凝土作為一種新型墻體材料，具有導熱系數低、質量輕、施工方便等優點，在工程中得到廣泛的應用。然而其作為墻體基材，其吸水性強，易造成表面抹灰砂漿空鼓脫落，影響建筑物的使用功能。傳統的水泥抹灰砂漿由于粘結力低、柔性不足等缺點已經難以滿足現代建筑的要求，通過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性，成為抹灰砂漿的一種發展趨勢[1-2]。

聚合物的種類和摻量對砂漿的性能起著決定性的作用。本文通過探討單摻纖維素醚對砂漿的保水性和力學性能的影響，分析纖維素醚對砂漿性能的影響規律；同時探討復摻纖維素醚、可再分散乳膠粉和改性膨潤土對砂漿性能的影響，進一步探討聚合物對砂漿性能的影響。

1 原材料及實驗方法

1.1 原材料

水泥為珠江水泥廠生產的P.II42.5水泥，纖維素醚為上海惠廣的羥丙基甲基纖維素醚，乳膠粉為瓦克生產的VINNAPAS 5044可再分散乳膠粉。

1.2 試驗方法

保水性試驗參照JG/T230-2007《預拌砂漿》進行，實驗環境溫度為（23±2）℃，相對濕度為45%～70%；抗壓和抗折強度參照GB/T17671-1999《水泥膠砂強度檢驗方法》進行，成型好的試樣在溫度（20±1）℃，相對濕度≥90%的養護箱中先養護24h，之后進行水養至規定齡期；拉伸粘結強度參照《聚合物改性水泥砂漿試驗規程》DL/T5126-2001進行，試樣在溫度（23±2）℃，相對濕度50%～60%的環境下養護至規定齡期。

2 試驗結果與討論

2.1 纖維素醚對砂漿拌和物性能的影響

試驗灰砂比為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砂漿流動度為183mm。

2.1.1 纖維素醚對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是纖維素醚對砂漿泌水情況的影響，可以發現基準樣（未摻纖維素醚）泌水嚴重，經過振動后粘聚性較差，砂漿有松散坍塌現象；而摻加纖維素醚（0.7%）后砂漿沒有泌水的現象，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 纖維素醚對抹灰砂漿的影響

圖2 纖維素醚的摻量對保水率的影響

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砂漿保水性的影響，可以發現隨著纖維素醚摻量的增加，砂漿的保水性迅速提高，當纖維素醚的摻量達到0.5%時，其保水率達到99%，而隨著纖維素醚摻量的進一步提高，砂漿的保水性趨于穩定。纖維素醚具有很強的保水性是由于其具有很強的包裹水分的能力，并在相當長的一段時間內逐步釋放水分，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和水泥反應，即使在炎熱高溫環境下，也有充足的水分和時間發生水化反應，從而保證了砂漿的強度。

2.1.2 纖維素醚對硬化砂漿物理性能的影響

圖3為纖維素醚摻量對砂漿體積密度的影響，可以發現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，當外界溫度產生變化時易在砂漿內部產生較大的溫度應力而導致砂漿空鼓開裂，因此砂漿必須要有良好的柔韌性以適應不同基材的變化。折壓比是指抗折強度和抗壓強度的比值，能在一定程度上反應材料的柔韌性，折壓比越大，則柔韌性越好。由圖4和圖5可以發現隨著纖維素醚摻量的增加，砂漿的3天和28天抗壓強度呈下降趨勢；抗折強度也同樣隨著纖維素醚摻量的增加而降低，但其降低的幅度沒有抗壓強度顯著。圖6為纖維素醚摻量對砂漿折壓比的影響，可以發現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，降低砂漿的密實程度，多孔的內部結構容易釋放應力從而提高柔韌性，減少開裂空鼓等現象[3]。

圖4 纖維素醚對抗壓強度的影響

2.2 復摻添加劑對砂漿性能的影響

加氣混凝土作為新型墻材越來越受到人們的青睞，但目前對加氣混凝土與砂漿之間粘結力的研究還比較少，因此本試驗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粘結強度的影響。砂漿與加氣混凝土之間的粘結強度試驗結果如圖7所示，其中A表示纖維素醚，B表示乳膠粉，百分數表示其占水泥的質量百分比。

圖5 纖維素醚對抗折強度的影響

圖 6 纖維素醚對折壓比的影響

圖7 添加劑摻量對拉伸粘結強度的影響

可以發現，隨著纖維素醚摻量的增加，砂漿的粘結強度有所增大。基準砂漿的粘結強度為0.21MPa，當纖維素醚摻量為0.2%時，粘結強度提高至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，粘結強度增大，維持纖維素醚摻量不變，當乳膠粉摻量為2%時，粘結強度達到0.38MPa，當乳膠粉摻量達到6%時，粘結強度達到0.42MPa。這是由于聚合物干粉加入到水泥中，能在水泥漿內產生化學作用，并改變水泥水化相的形貌、成分和數量，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，起到增韌增強的效果，提高砂漿的粘結強度[2]。

纖維素醚和乳膠粉是砂漿的主要添加劑，它們溶解后在水泥水化物間連接形成網狀聚合物膜，改善保水性、柔性和粘結強度，提高砂漿與不同基材的適應能力，解決砂漿空鼓脫落等常見問題。

3 結論

（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，減少開裂現象，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強度，與纖維素醚相比，乳膠粉對粘結力的影響更加顯著。

（4）當抹灰砂漿用于加氣混凝土基面時，同時添加纖維素醚和乳膠粉，對提高砂漿的施工性能及與基面的粘結性能更為有利。

[1]包新、張海波、黃寶蓮.新型砂漿的性能研究國外建材科技.2005（6）:8-10.

[2]復海德，趙四渝，徐洛屹.干粉砂漿應用指南.北京:中國建材工業出版社,2006：203-204.

[3]鐘世云，袁華.聚合物在混凝土中的應用[M].北京