裝配式建筑拼裝接縫用膠泥材料制備*

馬 琳

（楊凌職業技術學院，陜西 咸陽 712100）

裝配式建筑基于預制構件現場裝配，不僅工業化水平高，施工速度快，且不易受氣候條件制約，便于全天候施工，同時材料消耗與建筑垃圾較少。其中常用預制構件主要有疊合梁、疊合板、外掛墻板、陽臺板等等，疊合板為預制混凝土板上層于現場后澆混凝土所生成的整體受彎構件，融合了傳統裝配式與現澆式樓板的優勢特征，在裝配式建筑工程中的應用非常普遍。疊合板安裝時會出現許多拼裝接縫，若處理不恰當，勢必會引發漏漿與裂縫等，從而影響建筑物整體性能[1]。而傳統水泥砂漿屬于剛性材料，韌性無法應對構件熱脹冷縮、受力錯動所造成的變形，難以有效解決拼裝接縫現象。據此，制備了一種專項拼裝接縫用膠泥材料。

1 膠泥材料制備

1.1 原料

裝配式建筑拼裝接縫用膠泥材料制備所需原料具體包含：P·O 42.5水泥，可再分散乳膠粉a與b，粒徑80目橡膠粉，粒徑100～200 μm石英砂，減水劑、消泡劑、拌合水。

1.2 制備

基于配合比稱取水泥、乳膠粉、橡膠粉、石英砂、減水劑、消泡劑，于砂漿攪拌機內均勻攪拌，然后添加自來水作拌合水[2]，持續攪拌60s，制備成裝配式建筑拼裝接縫用膠泥材料。根據《建筑密封材料試驗方法》的試樣制備方法進行拼裝接縫膠泥材料試樣制備，并放置于21～25 ℃、45%～55%相對濕度狀態下，進行28d周期的養護，之后進行測試分析。

2 膠泥材料性能測試

根據《建筑密封材料試驗方法》相關標準測試膠泥材料試樣的拉伸粘結性[3]，計算其拉伸粘結強度與斷裂伸長率。根據《建筑密封材料試驗方法》相關標準測試定伸粘結性，放置膠泥材料試樣于拉力機夾具中，以5mm/min速度拉伸材料試樣到原寬既定比例，以定位墊塊固定，保持1d，之后詳細觀察材料試樣粘結性與內聚是否破壞。根據《建筑密封材料試驗方法》相關標準對膠泥材料根據既定順序做三層循環處理之后，測試其定伸粘結性：于68～72 ℃的干燥箱中存儲3d；于21～25 ℃蒸餾水中存儲1d；于68～72 ℃溫度的干燥箱中存儲2d；于21～25 ℃蒸餾水中存儲1d。

3 測試結果分析

3.1 不同乳膠粉類型及摻量下膠泥材料的性能

以乳膠粉a與乳膠粉b為載體面向膠泥材料開展改性測試分析，以檢測乳膠粉摻量對膠泥材料性能的影響作用。不同乳膠粉類型及摻量制備而成的膠泥材料試樣具體見表1。

表1 不同乳膠粉類型及摻量制備的膠泥Table 1 Slurry prepared by different types and dosage of latex powder

不同乳膠粉類型及摻量制備而成的膠泥材料性能測試結果具體見表2。

表2 不同乳膠粉類型及摻量下的膠泥性能Table 2 Properties of cement with different types and dosage of latex powder

由表2可知，相較于未添加乳膠粉的膠泥材料試樣，添加乳膠粉a、b的膠泥材料試樣的拉伸粘結強度明顯較高，而且摻量越多，試樣拉伸粘結強度越大，其中乳膠粉摻量為20%的膠泥材料試樣拉伸粘結強度提高了近41.9%與44.9%，后續隨摻量增多，試樣拉伸粘結強度上升幅度有所下降。相較于乳膠粉a與b可以看出，摻量比較少時，乳膠粉b對于膠泥材料試樣拉伸粘結強度的促進作用更為顯著，而摻量比較多時，乳膠粉a對于膠泥材料試樣拉伸粘結強度的促進作用更為明顯，這就表明在摻量增多的趨勢下，乳膠粉a對于拼裝接縫膠泥材料性能的改善作用更加良好。

乳膠粉a與b的添加都會促使膠泥材料形成延展性，且在摻量增加時，膠泥材料斷裂伸長率會隨之提高，然而相較于拉伸粘結強度測試，乳膠粉a在拼裝接縫膠泥材料斷裂伸長率提升中的效果更加明顯。乳膠粉摻量比較少的情況下，膠泥材料和基材之間的粘結性相對較差，極易發生膠泥由基材表層脫落的狀況，即失粘。而相反乳膠粉摻量比較多的情況下，膠泥材料和基材之間的粘結性較強，通過定伸粘結性測試之后，并不會由基材表層脫落，但是會出現內聚破壞情況。在乳膠粉與水泥比例為1:1的時候，膠泥材料對抗內聚破壞的力量強化，通過定伸粘結性測試之后膠泥材料不會發生顯著性破壞現象。

這主要是由于乳膠粉在膠泥材料內部生成柔性膜，其韌性較強，以此提升了膠泥材料斷裂伸長率；膠泥材料拉伸粘結強度顯著提升則是由于柔性膜于膠泥材料與基材表層之間構成了柔性銜接，強化了二者的粘結強度，再加上乳膠粉添加使得膠泥材料含氣量上升，在一定程度上提高了膠泥材料于基材表層的濕潤性[4]。

由于在實踐應用過程中，基于安全性，裝配式建筑拼裝接縫材料應變必須控制在25%以上，就測試結果可以看出，在乳膠粉和水泥比例為1:1時制備而成的膠泥材料才可滿足位移變形相關要求。

3.2 不同橡膠粉摻量下膠泥材料的性能

添加乳膠粉可提高膠泥材料拉伸粘結強度與斷裂伸長率，但是成本較高，而橡膠粉屬于工業廢料，成本低[5]。在水泥砂漿或者混凝土中添加橡膠粉可有效提升材料極限應變，強化韌性。所以以橡膠粉為填料，代替定量石英砂，以此改善膠泥材料性能。不同橡膠粉摻量制備而成的膠泥材料試樣具體見表3。

表3 不同橡膠粉摻量制備的膠泥Table 3 Cement prepared by different rubber powder dosage

不同橡膠粉摻量制備而成的膠泥材料性能測試結果具體見表4。

表4 不同橡膠粉摻量下的膠泥性能Table 4 Properties of cement with different amounts of rubber powder

由表3可知，添加橡膠粉盡管可促使膠泥材料拉伸粘結強度下降，但是卻提升其斷裂伸長率，使得膠泥材料添加少量乳膠粉便可滿足疊合板位移量控制相關要求；同時橡膠粉也強化了膠泥材料的內聚破壞抵抗能力，促使橡膠粉與水泥質量比為0.3時所制備而成的膠泥材料通過定伸粘結性測試得知并未發生破壞。

疊合板接縫材料在具體應用過程中，需長時間經受外界溫度影響[6]，所以要求其必須具備較好耐久性，而通過冷拉-熱壓后定伸粘結性測試分析發現，JN-12、JN-13、JN-14、JN-15試樣都未發生顯著性破壞現象，與耐久性要求相符。

4 結論

基于傳統水泥材料韌性不足，針對裝配式建筑拼裝接縫，制備了一種拼裝接縫用膠泥材料，通過性能測試得知：基于乳膠粉、水泥、橡膠粉等制備的膠泥材料，可在一定程度上滿足疊合板接縫材料的拉伸粘結強度、定伸粘結性、耐久性等相關要求，且附著力強、斷裂伸長率高、耐久性與適用性良好；乳膠粉的添加，顯著提升了膠泥材料拉伸粘結強度與斷裂伸長率，且隨著摻量增加，膠泥材料整體性能得以提高；為降低成本，減少乳膠粉摻量，基于橡膠粉為填料代替部分石英砂所制備的膠泥材料，不僅斷裂伸長率與抵抗內聚破壞能力有所提升，且定伸粘結性測試時未出現破壞情況。