（材料学专业论文）建筑干粉保温砂浆制备及性能研究.pdf

硕 学位论文 摘要 建筑节能已成为我国实施能源节约战略的重要环节，建筑节能反映在墙体上， 就是对墙体围护结构进行保温处理。随着建筑节能要求的进一步提高，墙体保温 体系对现有的保温材料提出了新的技术和要求，对各种对新型墙体材料的研究和 应用是建筑建材工业及民用可持续发展的又一个新趋势。 建筑干粉保温砂浆作为一种新型建筑材料，具有高性能、品质稳定、施工方 便、有利于环境保护等特点，其独特的保温隔热性能优势成为新型墙体保温材料 的典型代表之一。本文从能源节约、环境保护和资源再利用出发，通过材料复合 技术和添加剂改性处理，制备了玻化微珠保温砂浆和轻质泡沫混凝土。考察了改 性后保温砂浆和泡沫混凝土的各项性能指标，并对所制各的这类保温墙材在应用 上是否满足节能要求作了推演和计算。 试验和计算证明，本文工作基本达到了保证砂浆混凝土墙体材料的保温隔热 及防水性能的目的，取得了一些重要的理论和试验成果： ( 1 ) 对玻化微珠保温砂浆基本原材料( 玻化微珠、水泥、乳胶粉、憎水剂) 的 使用设计采用了三水平四因素l 9 ( 3 4 ) 正交实验，通过测试影响保温砂浆性能的因 素，运用极差分析确定了水灰比为0 5 ，玻化微珠掺量为4 0 ，乳胶粉掺量为5 ， 憎水剂掺量为0 5 的基本配合比，并在此基础上调整其他原材料的用量。 ( 2 ) 通过可再分散乳胶粉对保温砂浆性能影响的试验，得到如下结果：乳胶粉 对砂浆具有良好的减水作用，能显著提高水泥砂浆的流动性，改善砂浆的和易性。 乳胶粉降低砂浆的抗压强度，提高抗折强度，整体上使压折比下降。乳胶粉的加 入能有效地减小毛细孔吸水率，降低砂浆吸水量，改善砂浆的抗渗性能。乳胶粉 通过降低砂浆硬化体密度降低砂浆导热系数，影响随掺量的增加趋缓。 ( 3 ) 探讨了玻化微珠的亲水原理和憎水助剂的憎水原理，通过试验分析了不同 憎水剂的性能以及性能的稳定性。根据憎水改性砂浆试块的2 d 和2 8 d 的润湿角测 量数据：脂肪酸为9 3 5 0 、7 8 5 0 ；硅烷基粉末为1 1 5 0 、1 0 6 5 0 ；r 1 5 5 4 z 为1 0 7 0 、 1 0 3 5 0 ，再对比数据试块吸水量情况，得到结果：硅烷基粉末憎水效果最优，r 1 5 5 4 z 憎水稳定性晟好。 ( 4 ) 讨论了泡沫混凝土的成泡与成孔过程，提出了h p m c 的稳泡作用。在 h p m c 适量的情况下，能改善泡沫混凝土的流动性。当h p m c 掺量大于0 1 后， 不利于泡沫混凝土的体积稳定，h p m c 理想掺量为0 0 5 。h p m c 使得泡沫混凝 土的抗压强度和抗张强度同时降低，压折比在适当掺量下为2 2 1 8 ，泡沫混凝土 压折比随掺量增加应该其抗压强度比抗折强度下降幅度大有关。通过非线性拟合 i l 建筑千粉保温砂浆制餐及件能研究 分别描绘了普通泡沫混凝土密度孑l 隙率关系曲线和h p m c 泡沫混凝土密度孑l 隙 率关系曲线。h p m c 通过改善泡沫混凝土的孔隙情况，改善了泡沫混凝土的热导 性能，但总体影响不大。 ( 5 ) 以外墙热工参数公式为计算基础，试验数据和国家规范为计算依据，对玻 化微珠保温砂浆及泡沫混凝土组成的外墙节能体系进行了保温和隔热性能的计 算。计算得保温外墙总传热阻为= 1 6 8 m 2 l ( w ，最小传热阻要求为 o 5 8 8 m 2 u w ，符合冬季节能6 5 的要求。计算得保温外墙的总热惰性指标d 为 6 4 w m 2 ，求出夏季最热月份室内空调房平均温度t i = 2 4 9 c 水灰比 憎水剂掺量，单项较优方案为c 1 8 1 a i d 2 。对导热 系数的影响顺序为：玻化微珠掺量 水灰比 乳胶粉掺量 憎水剂掺量，单项较 优方案为c 3 a 3 8 3 d 2 。对吸水率的影响顺序为：憎水剂掺量 玻化微珠掺量 水 灰比 乳胶粉掺量，单项较优方案为d 3 c l a l b 3 。 2 8 d 抗压强度最低为0 6 m p a ，能满足地面保暖用，当抗压强度达到0 4 m p a 以上时即可以满足外墙保温材料用，而达到o 8 m p a 时就可以满足屋面保温用。导 热系数为0 0 6 0 1 0 w m k ，采用更多的玻化微珠能有效降低导热系数，当抗压强 度会随之降低。至于吸水率，因憎水剂掺量的不同变化幅度很大，同时玻化微珠 并非全部闭孔，小部分开孔的玻化微珠也会使得保温砂浆吸水率上升。综上所述， 通过正交试验结果分析，以水泥、玻化微珠、乳胶粉、憎水剂为基本材料，最终 采用a 2 8 2 c 2 d 3 的较优配合比来配制保温砂浆墙体材料，即在水灰比为0 5 ，玻 化微珠掺量为4 0 ，乳胶粉掺量为5 ，憎水剂掺量为0 5 的基础上确定配方和 调整其他原材料的配比。 i 9 位论i 2 34 制备流程 1 保温砂浆 以体积比总量为参考标准，称取保温砂浆玻化微珠骨料，并在玻化微珠用量 的基础上确定合适的硅酸盐水泥、i i 纽粉煤灰和拂石质废渣配比，骨填料在干燥 状态f 均匀混合并搅拌。再精确称量可再分散乳胶粉、微量改性助剂和聚丙烯纤 维，将其加入骨填料中继续混合均匀，然后在水泥胶砂搅拌机中加水搅拌成能自 由流动的牯稠浆体。然后按j g l 4 9 2 0 0 2 规定的方法进行相关的试件成型、养护和 测试。制备流程如图2 6 所示，成型试块如图27 所示。 图2 6 保温砂浆试块制备流程 图27 保温砂浆试块 2 泡沫混凝土 以硅酸盐水泥和粉煤灰为胶凝材料，细砂为集料，烷基磺酸盐为引气剂、 h p m c 为稳泡剂并添加适量减水剂和聚丙烯纤维，分别提供减水和增韧作用。 采用粉体和泡沫先分别搅拌，再混合搅拌的独立二次搅拌工艺制各泡沫混凝土试 块。先称取干燥的无机粗颗粒粉料进行预混。再加入经过精确称取的h p m c 等细 颗粒有机添加剂，充分混合搅拌，粗、细颗粒粉料均匀分布且无沉积时备用。再 量取适量水并加入烷基磺酸盐发泡，采用电动搅拌机进行高速发泡。当发泡泡沫 体积基本稳定时缓慢而均匀地加入预先配好的干粉粉料，边搅边加，直到成为 能够自由流动，具有一定稠度的浆体，最后入模浇注成型。制各流程如图28 所 示，成型试块如图2 9 所示。 图28 泡沫混凝土试块制备流程 2 4 实验表征 24 1 密度 图2 9 泡沫混凝土试块 1 千粉密度p 】 采用粉体真密度测定的方法计算保温砂浆的干粉密度，其讣算公式如下 n2 面二m 万- 而m o n 式中：m o 比重瓶的质量，g ： m ；比重瓶和粉体的质量，g ； m ；- 比重瓶、粉体和液体的质量，g ： 硕士学位论文 m i 比重瓶和液体的质量，g ； p l 测定温度下浸液密度，取纯水的密度i g c m 3 ； p 粉体的真密度，# c m 3 。 2 砂浆拌和物密度p 2 根据建筑砂浆基本性能试验方法j g j 7 0 9 0 标准，测定砂浆拌和物捣实后 的质量密度，以确定每单位体积砂浆拌和物中各组成材料的实际用量。 岛= 1 0 0 0 气芋( 坛肌3 ) r 式中：m l 容量筒质量，k g ： m r 容量筒和试样质量，k g ； v 容量筒容积，l 。 3 表现密度p 3 取3 块养护后干燥至恒重试样，称重并计算取平均值，公式如下： p 3 = g v 式中：g 一试样质量，g ； v 一为试样体积，m l 。 2 4 2 浆体流动性 砂浆的流动性我们用砂浆的稠度表示，其测定方法参照建筑砂浆基本性能 的试验方法j g j 7 0 9 0 进行。泡沫混凝土的流动性参照普通混凝土拌和物坍落度 的测定。 2 4 3 强度 1 抗压强度 根据建筑砂浆基本性能的试验方法j g j 7 0 9 0 立方体抗压强度试验标准，按 照下列公式计算： ，! ：鳖 “一 彳 式中：，肘a 一步浆立方体抗压强度，m p a ； 【脚立方体破坏压力，n ； a 试件承压面积，m m z 。 砂浆立方体抗压强度计算应精确至0 1 m p a ，以六个试件测值的算术平均值作 为该组试件的抗压强度平均值，计算精确到0 1 m p a 。 2 抗折强度 参照水泥胶砂强度检验方法g b t 1 7 6 7 1 1 9 9 9 在电动试验机上进行抗折强 建筑千粉保温砂浆制备及性能研究 度测试，然后根据抗压强度与抗折强度的比值计算其压折比。 3 凡 吒2 瓦矿 式中：吼抗折强度，m p a ； f _ 一试件的断裂载荷，n ； i 一试件支承跨距，m m ； b 、h 分别为试件的宽度和高度，均取4 0 m m 。 3 粘结强度 参照j g j l 4 4 2 0 0 4 外墙保温工程技术规程和德国标准d i n l 8 5 5 5 5 进行【8 4 1 。 保温砂浆试块的粘结强度按下式计算： q = 鲁 式中：q 粘结强度，m p a ，精确至0 0 1 m p a ； e 粘结力，n ； a 试块受拉面积，m m 2 。 2 4 4 导热系数 根据塑料导热系数试验方法护热平板法g b 3 3 9 9 8 2 、使用湘潭生产的 d r x i 型导热系数测定仪测定保温砂浆试块的导热系数。 1 测试原理 护热平板法是基于单向稳定导热原理，当试样上、下两表面处于不同的稳定 温度下，测量通过试样有效传热面积的热流及试样两表面间温差和厚度，计算导 热系数( w ( m k ) ) 。平板法分为单平板法和双平板法，试验中采用双平板法，导热 系数九按下式计算： 允： 望：望曼 或五：里型2 2 a - a z & m2 & m 式中：q 稳态时通过试样有效传热面积的热量，j ； z 测量时间间隔，s ： q 通过试样有效传热面积的热流密度，w m 2 ； 以试样1 与试样2 的平均厚度，即以：( d l + d 2 ) 2 ，m ； 虬试样l 与试样2 的两面的平均温差，k ；即： a t = 去【( f l + f 2 ) 一( ，l + t 2 ) 】 分别为试样1 与试样2 的热面温度，k ； z 分别为试样l 与试样2 的冷面温度，k 。 硕士学位论文 2 测试步骤 采用精度不小于0 0 5 m m 厚度的测量工具，沿试样四周至少测量四处的厚度， 取其算术平均值，作为试验前试样厚度；将状态调节过的试样，放入仪器冷热板 之间，使试样与冷热板紧密接触；使冷热板维持恒定的温度，保持所选定的温度 差，温度的读数应精确至o 1 k ：当主加热板和护加热板温差小于士0 1 k 时，认 为温度达到平衡；当在加热功率不变条件下，主加热板温度波动每小时不超过士 0 1 k 时，认为达到稳态；每隔3 0 m i n 连续三次测量通过有效传热面的热流、试样 两面温差，计算出导热系数，各次测定值与平均值之差小于1 时，结束试验。 3 试验结果 根据试验原理和试验仪器本身特性，可建立如下数学模型计算保温砂浆导热 系数九： a ：望：垡：尘生：1 u d s 娩ts a ts a t 式中：n - 式块导热系数，w m k ； q 一稳态时通过试样有效传热面积的热量，j ； p 热极功率，即p = u i ，w ； i 热级电流，a ； i 卜热级加热电压，v ； d 试样厚度，m t z 测定时间间隔，h ； 丁一令热版间( 试样两平面) 平均温差，k 。 所策数据由仪器直接通过数据输出设备得到，结果精确n d , 数点后三位数字。 2 4 5 吸水率 选取3 块干燥试样，称重，然后置于水中浸泡，分别在所需时间内称重。用 下式计算： 形：m a - m t ：1 0 0 脚 式中：w 一材料的质量吸水率，； m 饱试样吸水饱和后的质量，g ： n l 千试样干燥后的质量，g 。 2 4 6 线性收缩率 根据j g j 7 0 1 9 9 0 国家标准，有如下计算公式： 盯= 【( 厶一厶) 犯一厶) 】1 0 0 3 3 建筑干粉保温砂浆制备及佳能研，e 式中：盯相应龄期t ( t = 2 、7 、1 4 、2 8 d ) 时的自然干燥收缩率，； 试件成型后3 d 的长度，即初始长度，m m ； l f 试件在龄期为t 时测得的长度，m m ； 知两个收缩钉头埋入砂浆中的长度之和，m m ； 三试件的长度，l l l l n 。 2 4 7 孔隙率和孔构分析 用汞压力( m i p ) 法可以研究硬化体内部无规则的孔洞，对非浸润性液体( 如 汞) 和毛细孔，可用拉普拉斯( l a p l a c e ) 方程建立孔半径与外加压之间的关系： 2 y c o s 0 ，= 一一 p 式中：，孔半径，p m ； 7 液体的表面张力，对于汞一般取0 4 8 5 n m ； 口液固接触角，对于汞一般取1 4 0 0 ； 尸外加压力( n m 2 ) 。 硕一f ：学位论文 第3 章有机添加剂对建筑干粉保温砂浆性能的影响 干粉砂浆添加剂是指能改善干粉砂浆各种性能、满足不同的工程质量要求和 施工条件的特殊添加剂。根据砂浆产品的不同使用功能要求加入不同的添加剂， 这种方式拓展了干粉砂浆的应用领域，高质量的、经添加剂改性的干粉砂浆将广 泛应用于今后的建筑生产与工程施工中，并逐步取代传统的建筑砂浆材料。 添加剂是砂浆混凝土产品中的重要组分，这些添加剂的掺量一般均在 0 0 1 1 0 左右( 指添加剂占砂浆配方总量的比例) ，掺量很少却起着重要作用( 表 3 1 ) 。在聚合物水泥砂浆中除了需要使用高分子聚合物作为第二胶结材料外，还 需要使用一些在混凝土中不常使用的憎水剂、纤维素醚等其他调节新拌和硬化砂 浆混凝土性能的外加剂，以改善砂浆混凝土的性能。本章将侧重讨论可再分散乳 胶粉和憎水剂对砂浆各项性能产生的影响。 表3 1砂浆添加剂的种类和作用 3 1 可再分散性乳胶粉对保温砂浆性能的影响 可再分散乳胶粉已经成为砂浆中必不可少的一个组分。在砂浆加水搅拌时， 可再分散乳胶粉聚合物颗粒自行分散，颗粒之间存在着润滑效应，使砂浆组分能 够单独流动，改善了砂浆的施工和易性，砂浆浆体对无机有机材料均有着较好的 粘结性。同时，使用可再分散乳胶粉对聚合物砂浆进行改性，使得砂浆拥有了两 种胶凝材料的体系：即由无机胶凝材料( 如水泥、石膏) 构成的刚性骨架和有机 胶结材料( 乳胶粉) 构成的柔性骨架。两种骨架相互穿插交织，增强了砂浆整体 建筑干粉保温砂浆制备及件能研究 骨架的的内聚性和弹性度。在这一作用原理的基础上，砂浆的流动性、粘结性和 柔韧性都有了显著提高。 对聚合物改性水泥砂浆的机理还存在着不同的认识，一种观点认为主要是可 再分散乳胶粉聚合物网络膜和聚合物颗粒的物理行为；另一种观点则认为除了上 述物理过程外，聚合物与水泥水化产物发生化学反应形成鳌合物也起着主要作用。 但总体来说，可再分散乳胶粉对聚合物砂浆的作用可以概括为三个方面【嬲】：改 善砂浆的物理性能，改善砂浆的流动性和和易性，改善砂浆内部的孔隙结构，降 低砂浆的毛细孔吸水率；影响砂浆力学性能，降低其弹性模量和抗压强度，增 大抗折强度和粘结抗拉强度；影响砂浆热力学性能，降低砂浆的热膨胀系数和 热传导性。 3 1 1 可再分散乳胶粉的选用 可再分散胶粉的品种包括均聚物如醋酸乙烯，共聚物如醋酸乙烯乙烯 ( e v a ) 、醋酸乙烯叔碳酸乙烯醋( v e o v a ) 、苯乙烯丙烯酸和三元共聚物如醋酸 乙烯叔碳酸乙烯醋丙烯酸等。作为水泥改性砂浆材料用的可再分散乳胶粉的主要 类型如表3 2 所示。 表3 2 砂浆改性用可再分散乳胶粉分类 类别可再分散乳胶粉 弹性乳胶粉丁苯橡胶 热塑性乳胶粉 乙烯醋酸乙烯共聚物 醋酸乙烯- 叔碳酸乙烯共聚物( v a v e o v a ) 苯乙烯丙烯酸醋共聚物( s a e ) 丙烯酸醋聚合物( p a e ) 如聚甲基丙烯酸甲醋丙烯酸丁醋 可再分散胶粉主要的质量控制指标为容重、灰份、p h 值和残余水份。这些控 制指标在生产时，不同工艺步骤过程中还有许多其它的质量控制措施保证用户所 得到的产品具有稳定的质量和性能。可再分散胶粉通常为白色到浅黄色的可自由 流动的粉末，残余水分小于1 ，容重为4 0 0 6 0 0 9 l 。可再分散胶粉的灰份大约 在5 1 5 。胶粉在水中再分散后，其颗粒的主导粒径由干燥状态下的5 0 1 2 0 9 m 减小到约o 5 5 p r o 。不同用途干粉砂浆的产品对可再分散胶粉品种的要求亦不相 同，不能简单地通过优化配方中的其它参数而获得补偿乳胶粉提供的性能。选择 不同使用功效可再分散乳胶粉，应根据其质量和对整个配方性能的总体要求来进 行选择。因而一些可再分散胶粉生产商拥有基于不同化学组成的广泛产品系列可 供选择，可以满足不同品种干粉砂浆的产品性能要求( 表3 3 ) 。 o o 寸 o o 禁 虫赵掣肄会赠毯螺儆伶粲餐蒜儆罂媒余疆蛆 媒会辐帮长 紧会塔姆 禁令卜基辑爆皿越好 禁令畚隧岔箍瓣毒盐取，厘 禁念剥长墼揆半赳糕，掣剽畿稼埽，h拯魈朕太襄苌拯，掣*好榘，掣姆督释畚，虫莒疆欺举繁拯，整掣 ，塑繁挚幄 冥趟蟋舞幄 蠼呔骧塔帽 珥，掣腊框 登禁念警逝 鬓犀掣糕帽 赵镒掣啦婚鄹哒掣爱握 * 蕊g 哥谳 罡趟岚箍越陬州 小0nooo寸 n 州c i o 刊o n 寸，i a o n n p毯赠醛键肇嚼 卜o 1 o o 寸 o”0，oo寸 0n1oo寸 0nooo寸 。一0”0，oo寸 n_0niio”寸 _0西，o，o”寸 o_0，oo”寸 o 刊o a 寸 a o v 人 。旧州。寸”a o v 人 n 刊n _ 寸州o n ” n 越n _ o 卅。旧寸 n 材o _ 刊o寸 旧州o o n aov，a迫石a霎03鬯v03 n 卅o _ 曲州o”寸 ms人。山s户o毒、l 莹伊嚣鼷摹摹、枣蒜1，i暑悯肄 霉舡磔 牲霉匠趔6|j呕k赛垡辞衽求嶂詹嚣喏叵k n n 僻 钗嵇翠扑_千隧 建筑干粉保温砂浆制备及性能研究 根据表3 3 列举的不同可再分散乳胶粉的使用特性，以及试验中可再分散乳 胶粉的实际适用情况，发现r e 5 0 1 0 n 型乳胶粉综合性能优良，且与制备的保温砂 浆的其他原材料无不相容反应，因而在下文中讨论可再分散性乳胶粉对保温砂浆 性能的影响的部分，以r e 5 0 1 0 n 型乳胶粉为选用标准。同时发现r 1 5 5 4 z 具有较 强的憎水性，并适用于需具有一定粘结强度的外墙外保温，因而在憎水剂对保温 砂浆性能的影响章节部分，采用具有憎水作用的乳胶粉r 1 5 5 4 z 作为各比较憎水剂 之一参与讨论。 3 1 2 可再分散性乳胶粉对砂浆流动性的影响 在砂浆掺入中可再分散性乳胶粉，可以使得砂浆的流动性得到较好的改善。 以下分别用砂浆的坍落度( 图3 1 ) 和湿密度( 图3 2 ) 表征可再分散性乳胶粉对 砂浆流动性产生的影响。 2 0 ” _ 蔷1 0 謇 s o 0 j 1 j2 02 53 0 翼矗精掺p 0 j 52 02 j3 0 乳畦精掺矿 图3 1乳胶粉掺量对坍落度的影响 图3 2乳胶粉掺量对湿密度的影响 随着乳胶粉含量的增加，坍落度下降，但降幅不明显，始终保持在理想坍落 高1 0 c m 左右，小于实际中未掺乳胶粉的砂浆坍落度。乳胶粉的加入能有效降低 砂浆的坍落度，增加砂浆的和易性；同时在砂浆中乳胶粉允许加入量范围内，其 对坍落度的影响程度不大，保证了砂浆具有稳定的施工性能。 随着乳胶粉含量的增加，湿密度下降。从o 5 1 5 开始缓慢下降，1 5 - 2 o 阶段下降明显，然后下降程度又趋于平缓。说明在乳胶粉能够较为明显地发挥其 对和易性改善效能的掺入量为1 5 2 5 ，掺入过少或过多对性能影响不大。 在砂浆中掺入可再分散性乳胶粉，可以使砂浆的和易性得到很好的改善，主 要因为乳胶粉对砂浆有以下三方面的贡献： ( 1 ) 可再分散性乳胶粉本身或其中含有的表面活性剂具有一定的引气作用。当 其与砂浆一起拌合时，会在浆体中引入少量的微小气泡，这些微小气泡的存在， 增加了浆体的体积，降低了浆体的湿密度，使得细集料可以被完全包裹，且颗粒 间空隙的填充也较充分，微小气泡在拌合物中作为弹性细集料起着滚动轴承的作 m 搿 m m 哪 搿 t-芒糖曩 硕七学位论文 用，使得拌合物的和易性得到改善。 ( 2 ) 可再分散性乳胶粉与砂浆一起拌合时，聚合物颗粒可以在水泥浆体中分 散，这些分散的聚合物颗粒不与水泥颗粒粘聚，使得坍落度下降；而颗粒分散均 匀，又可以使水泥及其水化产物颗粒相对移动更容易、更平缓，从而使砂浆工作 性得到稳定地改善。 ( 3 ) 可再分散性乳胶粉与矿物微粉的协同作用，使得在超细矿物微粉的表面增 强了电位，促进了砂浆的分散、增塑和均化。 理论上把可再分散性乳胶粉能显著提高砂浆的流动性，改善砂浆的和易性的 作用原理归结为聚合物乳胶粉的减水作用【跖l 。本文试验过程中，也明显表现为砂 浆达到一定流动性的所需水量有所减少。减水率指流动度相同的基准砂浆和掺聚 合物砂浆单位体积用水量之差与基准砂浆单位体积用水量之比，是表征减水效果 的一项重要指标i 盯j 。 o s1 0152 0z s置o0 5 01 52 - 0 2 53 0 乳奠掺y xl q 1 m t m 矿x 图3 3乳胶粉掺量与减水率的影响图3 4乳胶粉掺量对水灰比的影响 可以看出，乳胶粉对减水率产生了较大影响，其中在掺量为o 5 2 o 区间 的作用明显( 图3 3 ) 。同时，在固定砂浆坍落度为l o c m 的情况下，考察了乳胶 粉掺入量对砂浆水灰比的影响( 图3 4 ) ，可以看到掺量在2 0 后，水灰比下降趋 缓。 因而乳胶粉对砂浆具有良好的减水作用，能显著提高水泥砂浆的流动性，改 善砂浆的和易性。 3 1 3 可再分散性乳胶粉对砂浆粘结强度的影响 保温砂浆砂浆除了要有良好的和易性外，另外最重要的一个性能是必须具有 较高的粘结强度，以保证砂浆与基层层面和砂浆与粘结物之间的粘结牢固，长期 不致出现空鼓甚至脱落现象。 粘结强度主要来自于两个方面：聚合物膜对砂浆与粘结体界面处的收缩桥连 产生的结合力以及聚合物砂浆嵌入粘结体后产生的机械咬合力【8 耵。以下通过试验 对比研究了不同比例掺杂的可再分散乳胶粉聚合物砂浆与不同砂浆粘结体：x p s 建筑千粉保温砂浆制备厦性瞻m 究 ( 挤塑聚苯板) 和泡沫混凝土基体之间的粘结强度( 图35 、图3 6 ) 。 删 图3 5 乳腔栅掺量对2 d 粘结强度的影响图3 , 6 乳胶粉播量对2 8 d 粘结强度的影响 如图所示：随着乳胶粉含量的增加，砂浆与不同基体之间的粘结强度均程增 长趋势。同时，随着浆体水化的加深和内部聚合的完成，可以看到乳胶粉掺入量 在25 时，2 8 d 后的平均粘结强度03 2 m p a 比2 d 时的平均粘结强度0 1 8 m p a 增 长了近5 0 ，并且在多数不同掺量处，粘结强度2 8 d 的增幅要比2 d 要大。这说明 可再分散乳胶粉能有效提高砂浆的粘结性能。并通过某种形式参与浆体的水化， 能够进一步巩固增强的效果，使砂浆整体粘结强度增高。 在砂浆中加入聚合物乳胶粉后可显著提高与其他材料的粘结强度的原因可能 在于亲水性聚合物与水泥悬浮体的液相一起向基体的孔隙及毛细管内渗透，聚合 物在孔隙及毛细管内成膜并牢牢的吸附在基体表面，从而保证了胶结材与基体之 间的良好的粘结强度。而成膜的聚台物明显形成次级的粘附的复合体，以桥键的 形式和有孔的聚合物膜的形式分布在砂浆与基体之间吸收和传递能量，在宏观上 表现为粘结力的提高。另外，乳胶粉与沸石质废渣、石膏的复合使水泥砂浆的微 观结构更加均匀和致密，而粉煤获加入可以填充水泥砂浆内部的空隙与缺陷，减 少了聚合物填充空隙和缺陷的数量，使聚合物可以充分用于包裹矿物微糟和水泥 颗粒，这样使得聚合物乳胶粉在较低的掺量下更易于连结成网。 进一步观察试验结果可以发现，砂浆与x p s 和砂浆与泡沫混凝土基体两两之 间牯结强度随乳胶粉含量增加而增长的形式不尽相同。表现为：2 d 时，砂浆与 x p s 之间的粘结强度增长较快，砂浆与泡沫混凝土之间的粘结强度增长较慢；2 8 d 时，是砂浆与x p s 之间的粘结强度增长较慢，砂浆与泡沫混凝土之间的粘结强度 增长较快，情况恰情相反。 分析原因可能在于产生粘结作用的机理和粘结体之间的界面。2 d 的粘结作用 主要来自于聚合物乳胶粉的乳化成膜，与同样是有机物的x p s 表面形成早期的粘 附复合体。x p s 表面具有一定润湿作用，在水化前期，x p s 表面更趋向于与同性 物质乳胶粉膜相互浸润并粘结在一起，通过桥键的形式传递拉伸能量，而此时， i、，ll l 10j1jl_i tl ，jlii| i 硕j ：学位论文 无机粘附能力则因为水化不完全起不到很大的作用。2 8 d 后，随着水化的成熟， 无机聚合物网络的成型，有机胶膜不再提供的更多的粘结力，此时的粘结强度主 要由界面间的无机网络提供，表现为与泡沫混凝土之间的粘结强度更大。砂浆的 水化作用向泡沫混凝土界面延伸，一方面填充了砂浆内部本身的空隙，另一方面 水化产物形成的无机网络嵌入两界面的更深处，产生机械咬合力，使得粘结强度 提升。 3 1 4 可再分散性乳胶粉对砂浆压折比的影响 压折比是指砂浆抗压强度与抗折强度的比值，是评价砂浆柔韧性的一个检测 项目，即压折比越小，柔性越高。试验研究了可再分散性乳胶粉对砂浆压折比的 影响。乳胶粉掺量分别对应于2 d 、7 d 、2 8 d 的抗压和抗折强度如表3 4 、3 5 所示。 表3 4 乳胶粉掺量对应于2 d 、7 d 、2 8 d 的抗压强度 砂浆的抗压强度随着乳胶粉掺量的增加而减小( 图3 7 ) 。这是因为乳胶粉形 成的膜网影响了砂浆的内部结构，造成孔隙变化，乳胶粉掺量越高，孔隙率越大， 且由于膜结构的无定型性，孔隙的分布和大小是不均匀的，直接导致了强度下降。 砂浆的抗折强度则随着乳胶粉掺量的增加而增加( 图3 8 ) 。这是因为乳胶粉形成 的网膜结构使得应力产生的微裂纹被阻断，避免了裂纹的进一步扩展，促进了抗 折强度的发展，同时聚合物膜增