高效減水劑對水性環氧砂漿自流平的影響

吳少旭 賴映標

廣州嘉寶莉地坪材料有限公司 廣東 廣州 511400

引言

我國環氧地坪漆的開發和應用研究發展迅速，因其具有優良的物理機械性能，電絕緣性能，耐化學腐蝕等性能，在國民經濟的各個領域得到了廣泛應用[1]，目前，國內地坪涂料還是以溶劑型為主，對人體健康和環境不利，且對潮濕基面黏結力不良、透氣性差、易出現起鼓起泡問題[2]，而常規的水性環氧地坪涂料則由于固含低、固化時體積收縮大、一次成膜薄，導致施工復雜、效率低。

水泥基材料大多數比較脆，當外力荷載較大或受到沖擊時易產生裂紋等脆性破壞[3]，水性環氧樹脂聚合物的加入可以提高水泥砂漿的抗折強度、降低水泥砂漿的壓折比，提高水泥砂漿的柔性及抗開裂性[4-5]，而減水劑是在不影響混凝土拌和物和易性的條件下，具有減水及增強作用的外加劑，是當前外加劑中種類最多、應用最廣的水泥砂漿外加劑[6]。

本文主要通過研究不同類型高效減水劑對水性環氧砂漿自流平的性能影響，對比不同添加量對產品流動度、抗壓強度、抗折強度、壓折比等性能參數，篩選水性環氧砂漿自流平最合適的減水劑及添加量。

1 實驗

1.1 實驗原料

水性環氧乳液、水性環氧固化劑：廣州嘉寶莉地坪材料有限公司。

減水劑：Sica Viscocrete 540P 西卡；Melflux 6681F 巴斯夫；Castament FS10 巴斯夫；HANRIUS FDN-20 龍湖科技；MELMENT F10，巴斯夫；消泡劑: AGITAN P-803 明凌；纖維素醚：HPK20M 赫達；白水泥：P.W 52.5阿爾博波特蘭；河沙：0.1～0.3mm市售品。其他助劑：市售品。

1.2 實驗儀器設備

分散機：GFJ-0.4型，上海現代環境工程技術有限公司；

水泥膠砂攪拌機：JJ-5，中毅達科技發展有限公司；

抗壓抗折試驗機：HZ-008A，力顯儀器科技有限公司；

分析天平：ME204，梅特勒-托利多儀器上海有限公司；

數控水泥砼標準養護箱：SHBY-40B，上海路達實驗儀器有限公司；

流動度杯；水泥膠砂試模。

1.3 實驗配合比設計

表1 實驗配合比

1.4 試驗方法

1.4.1 攪拌方法。本試驗采用符合JC/T 681-2005《行星式水泥砂漿攪拌機》的行星式水泥攪拌機低速攪拌，先把水性環氧乳液和水性環氧固化劑按配比混合后，使用水泥膠砂攪拌機勻速攪拌60s，接著邊攪拌邊添加已經按配比混合均勻的水泥砂漿，添加完后均速攪拌120s。

1.4.2 流動度測試方法。將流動度試模放置在測試板中央，把制備好的砂漿灌滿流動度試模后，刮去試模上口多余的漿料后，在2s內垂直向上提升50～100mm，保持10～15s，使試樣自由流動，4min后測兩個垂直方向的直徑，取其算術平均值作為測定值。

1.4.3 抗壓抗折強度測試方法。將攪拌完成后的砂漿制備尺寸為40mm×40mm×160mm棱柱體砂漿試樣，成型后的砂漿試樣養護24h后拆模放入水泥砂漿養護箱，并根據GB/T 17671-1999《水泥膠砂強度檢驗方法》測定24h、7d、28d齡期的抗壓、抗折強度。

2 結果與討論

2.1 根據GB/T 22374-2018《地坪涂裝材料》要求，聚合物水泥復合地坪初始流動度≥130mm，測試流動度為130mm時不同類型減水劑添加量對比

由圖1數據可知，不同類型減水劑的減水效果為：聚羧酸鹽型540P＞聚羧酸醚型6681F ＞聚乙二醇型FS10 ＞磺化密胺縮聚物F10 ＞萘系FDN-20。

圖1 相同流動度不同類型減水劑添加量對比（%）

2.2 流動度為130mm時不同減水劑對水性環氧砂漿自流平24h、7d、28d抗壓抗折性能影響

由圖2數據可知，FS10具有非常明顯的緩凝效果，不同齡期抗壓強度均不如空白板，而其他類型的減水劑在24h齡期內均能明顯提高體系的抗壓強度，具有早強的效果，7天、28天齡期的抗壓強度F10、FDN20、6681F則與空白板接近，表明在本體系中，這三種類型的減水劑只是起到早強的作用，對中長期的抗壓強度并無明顯的提升，而540P則對各個齡期的抗壓強度均有增強的作用，24h、7天、28天抗壓強度比空白板分別提升了65%、22.7%、19.9%。

圖2 24h、7d、28d抗壓強度對比

由圖3數據可知，齡期為24h的抗折強度540P＞6681F＞F10＞空白≈FDN-20＞FS10，而齡期為7天和28天的抗折強度除540P、6681F比空白組明顯增強外，F10、FDN-20與空白組接近，FS10則起到了相反的作用。其中增強效果最高的540P對齡期為24h、7天、28天的抗折強度分別比空白組提升了29.8%、36.5%、37%。

圖3 24h、7d、28d抗折強度對比

由圖4數據可知，添加減水劑之后，齡期為24h的試塊壓折比均出現了不同程度的提高，齡期為7天及28天的壓折比均為F10＞空白＞FDN-20＞FS10＞6681F＞540P，其中添加540P試塊壓折比數據相對穩定，齡期24h與7天壓折比變化不明顯，齡期28天比24h壓折比增加了8.8%。其他試塊的壓折比隨著養護時間的延長而遞增，其中空白組試塊齡期7天比24h壓折比增加37.7%，齡期28天比24h壓折比增加了58%。壓折比數據越大，產品的柔性越差，數據表明，添加了540P減水劑的試塊在28天的齡期內，比其他樣組柔性更好。

圖4 24h、7d、28d壓折比對比

2.3 Sica Viscocrete 540P不同添加量對流動度的影響

由表2數據可知，當540P的添加量為0.05%時，既可以達到流動度≥130mm的效果，流動度隨540P添加量增加而增長，當添加量＞0.3%時，流動度的變化不明顯。

表2 添加量與流動度關系

2.4 Sica Viscocrete 540P不同添加量對24h、7d、28d抗壓抗折性能影響

由圖5、圖6數據可知，摻入540P減水劑，對24h齡期的抗壓抗折強度均有明顯的提升，但隨著添加量的增加，不同齡期的抗壓抗折強度呈下降趨勢。當添加量為0.3%時，24h齡期的抗壓抗折強度分別比空白組試塊提高了45%、12%，但7天、28天齡期的抗壓抗折卻無明顯提升。當添加量為0.05%時，28天抗壓抗折強度分別比空白組提升了19.9%、37%。

圖6 不同添加量對抗折強度影響

由圖7壓折比數據可知，摻入540P減水劑，齡期為24h的壓折比均比空白組明顯提高，28天齡期的壓折比隨添加量的增加而增長，當添加量為0.05%時壓折比最小，比空白組下降了10%，添加量為0.3%時壓折比最高，比空白組下降了1.3%，說明摻入540P能提高體系的柔性，當添加量為0.05%時柔性最好。

圖7 24h、7d、28d壓折比

3 結束語

通過不同類型減水劑對流動度影響的對比測試，聚羧酸鹽減水劑540P效果最好，當添加量為0.05%時可達到流動度為130mm的要求，流動度隨添加量的增加而提高，當添加量＞0.3%時，流動度的變化不明顯。

聚乙二醇減水劑對體系的緩凝作用明顯，其他類型的減水劑則能顯著提高早期抗壓抗折強度，尤其聚羧酸鹽540P對體系的強化作用最為明顯，當添加量為0.05%時，28天抗壓強度、抗折強度分別提升了19.9%、37%，壓折比下降了10%。

減水劑540P對體系的增強作用隨添加量的增加而呈下降的趨勢，當添加量為0.05%時效果最佳，當添加量為0.3%時28天抗壓強度、抗折強度分別提升了1.4%、1%，壓折比下降了1.3%。

經過實驗對流動度、不同齡期的抗壓強度、抗折強度及壓折比的綜合測試，在水性環氧砂漿自流平體系中，選用聚羧酸鹽減水劑540P，添加量為0.05%時能達到最理想的效果。