干混砂漿中新型流變助劑的應用

帥永鑫，周澤雄，宋海明（浙江豐虹新材料股份有限公司，浙江 安吉 313300）

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干混砂漿中新型流變助劑的應用

帥永鑫，周澤雄，宋海明
（浙江豐虹新材料股份有限公司，浙江 安吉 313300）

【摘 要】本文闡述了膨潤土的晶體結構和特性，介紹了流變助劑及憎水劑在砂漿中的應用，并重點介紹了本公司研制的新型砂漿流變助劑和多功能復合憎水劑。

【關鍵詞】膨潤土；砂漿；流變助劑；憎水劑

在現有的建筑材料上，不管是作為外墻保溫材料的砂漿還是用于室內裝飾的砂漿，都對其保水性、增稠性、施工性、抗流掛性、觸變性、儲存穩定性、防沉降性、泵送性、耐腐性、防水性等有不同程度的要求，市場上的高分子助劑類材料往往不能同時滿足以上要求，這就要求選擇合適的外加劑來滿足。膨潤土由于具有流變性能穩定、價格低廉等優勢，已被推廣應用到砂漿系統中。本文主要介紹了水性膨潤土流變助劑和有機膨潤土在砂漿中的應用。

1　膨潤土的結構和特性

膨潤土是一種以蒙脫石為主要礦物成分的非金屬礦產，蒙脫石的結構特點決定了膨潤土的性能。蒙脫石晶體是由兩層硅氧四面體片和一層夾于其間的鋁(鎂)氧(羥基)八面體片構成的2∶1型層狀硅酸鹽結構，由于類質同象取代使蒙脫石層間產生負電荷，這些過剩負電荷通過吸附在晶層表面的陽離子來補償。在水中，補償陽離子可以被其他陽離子交換，這些被稱為交換性陽離子。當交換性陽離子為有機陽離子時，則得到有機膨潤土復合物，使其由親水性變為親油性。

在水分散體系中，交換性陽離子水合能和晶層底面的水化能引起蒙脫石發生膨脹，形成層面帶負電荷的微粒薄片。這些薄片和因斷鍵產生的正電荷端面因靜電吸引在水中以端—面結合，形成包含著大量水分子的“卡房式”網狀結構，使體系增稠。在高剪切力作用下，網絡結構被破壞，粘度下降；除去剪切力時，網絡結構恢復，粘度上升，這稱為觸變效應。

綜上所述，膨潤土主要具有陽離子交換特性、吸水膨脹性和觸變性。天然膨潤土不能直接應用在砂漿體系中，需經過提純、改型和改性處理，以提高和改善其物化性能。

2　水性膨潤土流變助劑在砂漿中的應用

在砂漿系統中，流變助劑主要用來控制砂漿的稠度、保水性和抗流掛性。目前市場上傳統的增稠觸變劑是羥乙基或羥丙基纖維素等改性纖維素醚產品，但容易出現結皮現象、潤滑性差不易抹平、引氣作用強降低砂漿強度、增加需水量等問題。美國ELEMENTIS推出的粘土類流變助劑由硅酸鹽礦物改性而成，可部分替代纖維素醚產品，有效改善砂漿的施工操作性和抗流掛性能，并能提高砂漿的泵送性、貯存穩定性等，但由于其價格較高，在我國尚未得到普及使用。

2.1 水性膨潤土流變助劑的優點

以優質天然膨潤土為原料，研發出一種新型砂漿流變助劑。該產品可完全替代纖維素醚產品，產品在分散體系中獨特的網絡結構提高了砂漿的屈服值，顯著改善了砂漿的抗流掛性能；其特殊的片晶結構和優良的觸變性能降低了砂漿和工具的粘著力并減少了施工期間的粘度，大大提高了砂漿的施工性能，并可改善砂漿的泵送性及貯存穩定性；添加該產品后，還可降低用水量，砂漿配方中通常要加的減水劑就可以省略，或可以大大減少添加量；由于該產品以價格較低的膨潤土為主要原料，產品價格優勢明顯，可有效降低生產成本。

2.2 對比試驗

試驗采用的砂漿配比見表1。抗流掛性根據EN 1308測試；保水性根據JG/T 230-2007砂漿保水性試驗方法測試；粘度及觸變指數采用Brookfield DV-Ⅱ+Pro粘度計測定。

表1　砂漿配比

砂漿的制備：將定量的水加入到砂漿攪拌機中(見下圖)，在15s內將干粉料在攪拌下加入攪拌機，繼續攪拌45s，然后靜置2min，再攪拌15s即可。

砂漿制備裝置

本產品與纖維素醚及美國競爭產品的對比結果見表2。

表2　纖維素醚、本公司產品、美國競爭產品試驗結果對比

由表2可見，使用纖維素醚的砂漿，抗流掛性及觸變性能不好。添加公司產品的砂漿，抗流掛性及觸變性能得到明顯改善。美國競爭產品與纖維素醚復配使用，砂漿各項指標均最好，但此產品價格昂貴，且不能單獨使用，推廣應用比較困難。

3　有機膨潤土在保溫砂漿中的應用

疏水性是保溫砂漿的一個重要指標，關系著保溫系統的保溫節能效果及耐久性；并且砂漿防水性能差，直接導致對外墻涂料的防水性能要求升高，這會提高成本，造成資源浪費。因此，憎水劑在面層砂漿保溫漿料中的應用，降低砂漿吸水量成為必然。

目前市場上傳統的憎水劑主要有脂肪酸金屬鹽(如硬脂酸鈣、硬脂酸鋅等)和有機硅類的憎水劑。脂肪酸金屬鹽的單位成本相對較低，缺點是難以迅速與水泥砂漿均勻拌合；粉末狀的有機硅憎水劑著名產品有道康寧SHP-50和國民淀粉SEAL 80，總體成本較高。英國ROCKWOOD推出的防水劑是一種納米級的分散性層狀硅酸鹽材料，該產品在水泥基的系統中具有較好的分散性，能極大增強砂漿的憎水性，但該產品國內售價較高，限制了其普及使用。

3.1 有機膨潤土的優點

浙江豐虹研發中心以優質膨潤土為原料，研發出一種新型多功能復合憎水劑。該產品具有很好的憎水性能，添加之后能夠降低砂漿的吸水率，可以廣泛用于需要有憎水功能的砂漿產品中；并且原料來自于天然無機物，其疏水功能不隨時間和周圍環境的改變而改變，使砂漿具有穩定的憎水性；產品還能降低干粉砂漿產品的收縮率，減少砂漿的開裂現象，有利于改善提高砂漿的施工性能，提高潤滑性，能夠控制砂漿的粘度，改善其流變性能；與國外產品相比，具有明顯的價格優勢。

3.2 對比試驗

試驗采用的砂漿配比見表1。吸水量根據JC/ T993-2006測試，測試結果見表3。

表3　本公司產品、英國競爭產品試驗結果對比

由表3可以看出，未添加憎水劑的砂漿吸水率較高，憎水性能較差，而且砂漿觸變性能較差。添加本公司產品的砂漿，憎水性及觸變性能得到明顯改善。本公司產品的使用效果稍差于英國競爭產品，有待于進一步完善。

4　結語

新型干粉砂漿用膨潤土產品的研制成功拓展了本公司膨潤土產品新的應用領域，完善了

產品結構。產品以天然膨潤土為原料，不僅在性能上有許多明顯的優勢，而且具有良好的環境效益，市場前景良好。

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【試驗研究】

【試驗研究】

Application of New Rheopectic Assistant and Multi-function Composite Water Repellent in Dry Mixed Mortar

SHUAI Yong-xin, ZHOU Ze-xiong, SONG Hai-ming
(Zhejiang Fenghong New Materials Co., Ltd., Anji 313300, China)

Abstract:Structure and characters of bentonite are described in the article. Application of rheopectic assistant and water repellent in dry mixed mortar are introduced, and new rheopectic assistant and multi-function composite water repellent developed by our company are introduced in detail.

Key words:bentonite; mortar; rheopectic assistant; water repellent

【收稿日期】2015-01-09

【文章編號】1007-9386(2015)03-0004-02

【文獻標識碼】A

【中圖分類號】TQ047；P619.255