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多聚膠粉在干混砂漿中的應用研究

發表時間:2014-02-28

聚合物干混砂漿在建筑裝飾裝修工程和保溫節能工程上取代普通砂漿,起著增粘、增強、抗裂作用,水泥砂漿粘結強度的提高、抗裂等都跟水化反應條件、水養護條 件密切相關,多聚膠粉作為聚合物產品,可幫助水泥利用自然生態環境條件,充分水化和長時間持續性自行養護,以利于水泥發揮出最佳性能,同時控制和降低其收 縮性。

關鍵詞 多聚膠粉 干混砂漿 外墻膩子 外墻防裂 綠色生態建材

一、概述

長期以來,很多人認為水泥砂漿抹墻易出現龜裂、空鼓、脫落,是因為水泥粘結能力差、粘結性能不好、不穩定造成的,其實事實并非如此,只要水化充 分、有良好的水養護條件,水泥的粘結強度及其穩定性都是很好的。本文根據水泥特性,水泥水化、凝結硬化條件,水泥砂漿最佳粘接強度的形成,環境氣候因素對 水泥砂漿的影響,水泥的干縮性與抗裂問題,聚合物在水泥砂漿中的作用等進行探討和研究,供業內人士參考。

二、水泥的特性及在聚合物砂漿中的作用

水泥與自然環境是很和諧的,良好的自然環境條件(又特別是雨水天氣),對水泥的水化、凝結硬化等都有較大的幫助,水泥可以適應各種復雜的自然環境 (地上、地下、水下)和各種氣候條件(日曬、雨露、冰雪、風吹、酸雨、紫外線等),其粘結強度、抗老化、抗潮濕能力、環保性、長期穩定性、使用壽命、經濟 實用性等方面,可以達到幾十年,甚至上百年不變,是其它材料難以替代的。

水泥作為無機水硬性膠凝材料,它的特征是水硬性材料,它的強度與綜合性能的發揮可以完全靠水來實現,聚合物砂漿也如此,沒有水的作用,再好的聚合 物砂漿也發揮不了作用,可以用水泥砂漿與紅磚(火磚)的粘結,來舉例說明水泥的水化條件與凝結的關系,我們直接往干燥且吸水性很強的紅磚上抹水泥砂漿,結 果是水泥砂漿的水份會被干燥的紅磚所吸收,水泥得不到水化,造成凝結困難,水泥砂漿難以粘結紅磚,但只要我們先將干燥的紅磚扔到水中浸泡一下,讓紅磚先吸 足水份后,再將水泥砂漿抹在紅磚上,這樣就能夠將紅磚牢牢地粘結住,由此可見,水泥本身作為膠凝材料,只要水化充分,其粘結性能會是很好,水泥在聚合物砂 漿中主要起粘結作用,其本身的品質對聚合物砂漿性能影響是很大的,如果水泥本身質量低劣、性能不穩定,就是加很多的膠粉 可供水泥品種較多,但比較適合用于生產聚合物粘結砂漿的是32.5R或42.5R普通硅酸鹽水泥。

三、水泥的水化凝結與持續性自養護

水泥的水化與凝結硬化是一個連續過程,先水化,后凝結,凝結硬化結果如何要取決于水化條件,也就是說,只要水化充分、有良好的水養護條件,其粘結性和質量穩定性都是有可靠保證的。

水泥的強度形成是一個漸進式的過程,在良好的持續性自養護狀況下,幾年后或更長時間,它的強度仍會有所提高。有一個例證,就是打水泥地面或修建水 泥路,當水泥層厚度達到幾十公分時,施工后在幾個月內不能完全干燥的情況下,工人師傅還要連續很長時間澆水并蓋上草簾子進行水養護,其目的主要是讓水泥充 分水化,減緩水泥的凝結硬化速度,提高水泥的后期強度,降低水泥干縮性,防止產生裂縫等,此外,水泥的水化、凝結硬化速度受環境溫度的影響也是很明顯的, 即環境溫度降低時,水泥的水化、凝結硬化速度會慢,而當環境溫度升高時,水泥的水化、凝結硬化速度就會隨之自動加快。經試驗與研究,除特殊養護條件(如水 泥預制件等)外,凡是早強、早硬的水泥砂漿,其后期強度都較差,也很容易出現龜裂、空鼓、脫落等現象;凡是晚干、晚硬、晚強的水泥砂漿,其后期強度都較 高,抗裂性也較好,也很穩定。因此,早強、早硬的水泥,如硫鋁酸鹽水泥、白水泥或其它特種水泥等是不宜用于生產聚合物干混砂漿的。

四、聚合物產品在水泥砂漿中的作用及影響

水泥的水化、水養護是水泥砂漿強度形成的必要條件,普通砂漿由于沒有加入聚合物,其保水性和利用環境條件自養護能力較差,而聚合物材料可以提高水泥初期強度,具有向水泥砂漿提供良好的保水、養護功能,使水泥達到最佳強度,同時控制水泥干縮力,防止裂縫產生等。

水泥除水硬性特征外,還有一個最重要的優點就是適應生態環境和具有生態功能,其微細孔結構有助于它不斷吸收利用環境中的水氣進行自養護,墻體中或 砂漿中過多的水份與潮氣也可透過微細孔向外界釋放,在釋放水份與潮氣的同時,還可將分解出來的鹽堿類物質通過微細孔晰出,能吸能放,使墻體更加結實、牢 固、耐用,對生態環境也是很有益的,是重要生態建筑材料。

聚合物產品在水泥砂漿中的應用已有多年歷史,從聚乙烯醇縮甲醛膠粘劑,到合成乳液、乳膠類有機化學膠粘劑、各種纖維素等,但在實際應用中,有機化 學膠粘劑能很快成膜并具有很強的封閉性,能迅速封閉水泥微細孔,形成 “硬殼”現象,并使水泥喪失呼吸功能,不利于水泥進一步水化和自養護,對水泥的后期強度的不良影響也是明顯的。有一個實驗可以說明問題,我們往外墻上剛抹 好并已表干的普通砂漿上噴水,水泥砂漿層能吸收一定水份,砂漿遇水養護后,其強度就會隨之增強,其干縮力就會相應減小,如我們間隔噴水的次數越多、持續時 間越長,水泥砂漿形成強度就越快,且強度會越來越高,干縮產生裂紋的機率就會小;而摻加了聚乙烯醇縮甲醛或乳膠類等封閉性很強的有機化學膠粘劑的水泥砂 漿,其表干后進行噴水試驗,由于水泥微細孔被封閉,其結果是砂漿層不能吸入水份,無論我們再間隔噴水多少次數,持續噴水多長時間,此時水份對于水泥砂漿層 沒有任何作用,使水泥砂漿完全喪失自養護功能,隨著有機化學膠粘劑的老化,水泥砂漿的粘結強度反而會下降,因此,我們不能盲目地聽信并不專業的廠商的說 法,應該科學地選擇能幫助水泥砂漿充分水化、有利于水泥自養護的優質的、功能型的聚合物產品。 

五、多聚膠粉的特點及作用機理

多聚膠粉是北京環益美高分子聚合物花草茶研究所的研究人員針對水泥砂漿特性,選用多種高分子材料,經高溫聚合、干燥、粉末化的一種網狀結構樹脂類可再分 散聚合物,該膠粉分粘結型和抹面型兩種,可完全替代進口產品,該膠粉具有快粘、粘結牢固、抗裂防裂和環保等特點,可以促使水泥砂漿充分水化,具有較強的可 持續保水功能(保水能力優于MC、HPMC),不斷提高水泥砂漿的粘結強度,有效地控制和防止水泥砂漿因干縮而產生龜裂紋、空鼓、脫落等常見質量通病問 題,對32.5R和42.5R普通硅酸鹽水泥的后期強度的提高最為明顯,它不封閉水泥微細孔,能幫助水泥砂漿利用環境中的水氣進行持續性長時間自養護,直 到水泥砂漿達到最佳化強度后,該膠粉才開始逐步降解,直到完全降解都不會對水泥砂漿產生任何不良影響,更不會危害環境,可有效解決目前水泥砂漿中因使用乳 膠類(合成乳液、乳膠粉、聚乙烯醇等)、纖維素類(MC、HPMC等)等產品,對水泥砂漿的水化不夠充分和作用時間過短、水泥砂漿難以利用自然條件實現自 動養護等技術難題。產品成本上,由于不用合成乳液、乳膠粉和HPMC等,大大節約了干混砂漿的產品成本,經北京、天津、河北、黒龍江、遼寧、吉林、江蘇、 重慶等10多個省市的數百萬平方米的建筑工程上近五年多時間的應用表明,該膠粉性能穩定可靠,有較強的經濟性和實用性,可專門應用于生產外墻外保溫粘結砂 漿、抹面砂漿、外墻抗裂膩子、建筑防水工程專用防裂膠漿,復層(浮雕)涂料和氟碳樹脂漆的防裂底涂和以水泥為基料的鋼結構防火涂料防裂底涂等產品,其應用 范圍很廣泛。

六、綜述

聚合物干混砂漿品質與性能,應充分考慮水泥的水化、水泥砂漿保水能力、后期自養護功能等,促使水泥砂漿的粘結強度達到最佳化的同時,降低和控制水 泥干縮力,防止產生裂縫,選擇優質水泥和高性能、多功能型的聚合物產品,聚合干混砂漿就能夠擁有較強較持久穩定的粘結強度,有效地解決龜裂、空鼓、脫落等 常見質量問題。
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