外保溫粘結干混砂漿的試驗研究★

趙麗英 李憲軍

(山西省建筑科學研究院，山西 太原 030001)

·建筑材料及應用·

外保溫粘結干混砂漿的試驗研究★

趙麗英 李憲軍

(山西省建筑科學研究院，山西 太原 030001)

介紹了外保溫粘結干混砂漿試驗所用的原材料，并論述了具體的試驗方法，研究了纖維素醚摻量、聚丙烯纖維摻量、可再分散性膠粉摻量對粘結砂漿性能的影響，得出了一些有價值的結論。

粘結砂漿，試驗，摻量，影響

環保節能已成為當今社會發展的一大主題。在工業、民用等建筑的外墻外保溫系統中，特種砂漿的使用已得到了廣泛認可，對其產品的性能要求也越來越高。針對目前新型保溫墻體材料應用中產生的砂漿粘結強度不合格問題進行了較系統的研究，從提高砂漿粘結強度和減小收縮的角度出發，研制的低收縮抗裂粘結干混砂漿，主要由水泥、細砂、粉煤灰、鎂渣粉和復合添加劑等配制而成。配制粘結干混砂漿，首先要保證其具有良好的和易性與施工性，水泥漿體的需求量取決于砂子間的孔隙率和砂子總表面積的大小，降低砂子孔隙率和總面積可以減少水泥漿量，若膠砂比過大，將導致砂漿收縮大，易開裂。第二摻合料摻量不同，其活性可激發程度和粒度級配合理性不同，二者對砂漿的和易性同等重要。通過合理匹配不同材料研究出的粘結干混砂漿解決了傳統粘結砂漿的可粘結性差、收縮大等問題。

1 原材料及試驗方法

1.1 試驗原材料

水泥：采用太原獅頭牌P.O42.5水泥，化學成分如表1所示。

表1 水泥化學成分 %

砂：采用2 mm以下烘干后的天然河砂，也可以用石英砂。

粉煤灰：采用陜西德源府谷能源有限公司生產的粉煤灰，化學成分如表2所示。

表2 粉煤灰化學成分

鎂渣粉：采用太原某金屬鎂廠提供的鎂渣粉，比表面積為305 m2/kg。

纖維素醚：采用山東省鄒平安瀾化工有限公司生產的10萬粘度HPMC。

可分散乳膠粉：采用北京天維寶辰化學產品有限公司生產的純丙烯酸可分散乳膠粉。

纖維：采用市售的聚丙烯纖維，長度小于6 mm。

1.2 試驗方法

采用JGJ/T 70—2009建筑砂漿基本性能試驗方法和DB J04—234—2005建筑外墻外保溫系統用產品(材料)。

2 試驗結果與分析

2.1 纖維素醚摻量對粘結砂漿性能的影響

為了便于研究，采用的優化配方如下：水泥摻量為350 kg/t，總摻合料摻量為150 kg/t，粉煤灰與鎂渣粉摻雜比例為5∶4，聚丙烯纖維摻量為1.0 kg/t，可再分散型乳膠粉摻量為3.0 kg/t，砂450 kg/t，用水量以砂漿稠度控制在80 mm±10 mm為準。纖維素醚摻量對粘結砂漿性能的影響結果如表3,表4和圖1,圖2所示。

表3 纖維素醚摻量對粘結砂漿強度的影響

表4 纖維素醚摻量對粘結砂漿干縮率的影響

由表3，表4及圖1，圖2可以看出，隨著纖維素醚摻量的降低，干混砂漿的粘結強度、抗折強度和抗壓強度均有一定幅度的提高，這是因為隨著纖維素醚摻量的降低，干混砂漿體系的保水率降低，體系中多余的自由水含量減少，砂漿凝結體中因多余自由水形成的毛細孔道減少，使得干混砂漿凝結體的密實度提高，抵抗外力變形能力提高；干縮率降低，這是由于體系中多余的自由水含量減少，體系的孔隙率降低，膨脹組分填充的空隙減少而引起體系膨脹，因此干縮率降低。當纖維素醚摻量為0.6 kg/t時，砂漿凝結體的7 d壓折比為2.18，28 d壓折比為3.7，柔韌性較好。

2.2 聚丙烯纖維摻量對粘結砂漿性能的影響

采用2.1的配方，纖維素醚摻量確定為0.6 kg/t，聚丙烯纖維作為變量。聚丙烯纖維對粘結砂漿性能的影響結果如表5，表6和圖3，圖4所示。

表5 聚丙烯纖維摻量對粘結砂漿強度的影響

表6 聚丙烯纖維摻量對粘結砂漿干縮率的影響

由表5，表6及圖3，圖4可以看出，隨著聚丙烯纖維摻量的降低，干混砂漿的粘結強度、抗折強度均有一定幅度的降低，這是因為聚丙烯纖維摻量降低后，體系中由聚丙烯纖維均勻分布形成的網絡織構減少，受外力后抵抗剪切應力能力降低；抗壓強度升高，這是因為聚丙烯纖維摻量降低后，體系中的孔隙率降低，聚丙烯纖維與水泥摻合料等膠凝材料之間的缺陷界面減少，因此抗壓強度隨著聚丙烯纖維摻量的降低而增大；干縮率降低，這是因為聚丙烯纖維摻量降低后，約束體系中因膠凝材料水化以及自由水蒸發引起體積變化應力的聚丙烯纖維網絡織構相應減少，體系膠凝材料中膨脹組分含量較高，隨著水化反應的進行，體積呈現一定幅度的膨脹，因此干縮率降低。纖維摻量為0.5 kg/t時，7 d壓折比為2.04，28 d壓折比為3.05，略高于3.0，柔韌性較好。

2.3 可再分散性膠粉摻量對粘結砂漿性能的影響

采用2.1的配方，纖維素醚摻量確定為0.6 kg/t，聚丙烯纖維確定為0.5 kg/t，可再分散性膠粉作為變量。聚丙烯纖維對粘結砂漿性能的影響結果如表7，表8和圖5，圖6所示。

表7 可再分散性膠粉摻量對粘結砂漿強度的影響

表8 可再分散性膠粉摻量對粘結砂漿干縮率的影響

由表7，表8及圖5，圖6可以看出，隨著可再分散性乳膠粉摻量的增大，14 d粘結強度先提高后小幅度降低，壓折比降低，干縮率逐漸降低。這是因為可再分散性乳膠粉在加水攪拌過程中形成乳液，均勻地分散在水泥漿體中，乳液中的聚合物顆粒會在水泥水化過程中逐步沉積到漿體固相顆粒表面。隨著砂漿內自由水的減少聚合物顆粒會相互融合連接在一起形成聚合物膜，最終聚合物膜形成連續網絡結構并與水泥水化物相互交織，聚合物膜增加了水泥石內部不同粒子之間的接觸面積，在砂漿受到拉應力時起到架橋作用，有效吸收和傳遞能量，從而大幅度提高砂漿的抗折強度；膠粉中含有的表面活性劑成分具有一定引氣作用，改善了砂漿的和易性，但由于引氣量較高，導致砂漿抗壓強度下降。膠粉改性砂漿后可以有效提高砂漿的粘結強度。干縮率降低是因為膠粉的摻入一定程度提高了體系的保水能力，體系中自由水蒸發留下的空隙減弱了膨脹組分水化產生的體積膨脹效應。

3 結論與建議

1)隨著纖維素醚摻量的降低，干混砂漿的粘結強度、抗折強度和抗壓強度均有一定幅度的提高；隨著聚丙烯纖維摻量的降低，干混砂漿的粘結強度、抗折強度均有一定幅度的降低；隨著可再分散性乳膠粉摻量的增大，14 d粘結強度先提高后小幅度降低，壓折比降低，干縮率逐漸降低。2)纖維素醚、聚丙烯纖維和可再分散性乳膠粉三者具有一定交互作用，在摻量合理和質量可靠的條件下會對砂漿的粘結、抗裂性能有很大提高。3)在配制粘結干混砂漿過程中，要嚴格控制纖維素醚、聚丙烯纖維和可再分散性乳膠粉復合比例，以保證粘結干混砂漿的質量。

[1] 李憲軍.工業廢棄物配制砂漿稠化粉的應用研究[J].新型建筑材料，2012(3):13-19.

[2] 鄧軍平，陳新年，郭一萍.鎂渣和礦渣對復合水泥性能的影響[J].西安科技大學學報，2008(4):735-739.

[3] 趙愛琴.利用鎂渣研制新型墻體材料[J].山西建筑，2003，29(17):48-49.

Experimental research on external thermal adhesive dry-mixed mortar★

Zhao Liying Li Xianjun

(ShanxiAcademyofBuildingScience,Taiyuan030001,China)

The paper introduces raw experimental materials of external thermal adhesive dry-mixed mortar, discusses specific experimental methods, studies the influence of cellulose mixing amount, polypropylene fiber mixing amount and dispersible rubble powder upon adhesive mortar performance, and finally draws some valuable conclusions.

adhesive mortar, experiment, mixing amount, influence

1009-6825(2015)30-0103-03

2015-08-11★：山西省火炬計劃項目(項目編號：2013061004-2)

趙麗英(1974- )，女，工程師； 李憲軍(1975- )，男，高級工程師

TU521

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