聚合物在水泥砂浆和混凝土中的应用

1、06陕西建筑2008年9月总第159期范章（陕西省建筑科学研究院 西安710082）:水泥砂浆和混凝土中的聚合物能显善改善其物理性能和工作性能本文分析了聚合物对水泥砂浆和混 凝土的改善作用和作用机理综述了聚合物改性砂浆和聚合物改性混凝土的应用.简述了工程中常用 的标准规范。:聚合物;改性:砂浆:混凝土© 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 06陕西建筑2008年9月总第159期© 1994-2009 China Academic Journal

2、Electronic Publishing House. All rights reserved, 06陕西建筑2008年9月总第159期普通的水泥砂浆、混凝土在固化后是多孔材料, 在外部环境条件下受空气中的二氧化碳、水、酸雨等 腐蚀性物质的长期侵蚀冷、热、干、湿的交替作用其 使用寿命会大大降低。工程实践中人们发现在普通 水泥砂浆或混凝土中加入少量聚合物能显蓍改善它 们的抗蚀性并能显著提高抗交变应力作用的疲劳性 能随后开展了大量的研究工作国际上最早应用天 然胶乳改性水泥的报道是在20世纪20年代.长足的 研究和应用是在20世纪70年代以后.我国的研究应 用工作基本与国际同步目前性能各异、品种繁

3、多的 聚合物砂浆和聚合物混凝土处于推广应用阶段结合 工作实际.本文对聚合物在水泥砂浆和混凝土中应用 作比较系统的介绍。1.水泥改性用聚合物可分为水溶性聚合物、可再分 散聚合物粉料、聚合物乳液（或分散体）和液体聚合 物。常用的聚合物有:聚乙烯醇（FVA）、龛乙基纤维 素、可再分散乳胶粉（VAE）等。水泥改性用聚合物的 基本要求是:对水泥水化无负面影响：对水泥水化过 程中释放的高活性离子Ca"、A广有很高的稳定性; 有很高的机械稳定性在高剪切作用下仍保持原有 的分散状态:有较高的储存穂定性:有较低的成膜温 度-且所形成的高分子膜与水泥水化产物及骨料有校 强的粘结力：所形成的高分子膜有良好

4、的耐水性、耐 碱性和耐侯性。2添加了聚合物的水泥砂浆和混凝土，在性质上起 到了很大的变化.主要表现在柔性增加抗变形能力提高抗折强度和粘结强度提高耐久性提高。聚合物对水泥砂浆和混凝土的改善作用是通过以下几个方面实现的:合物的掺入直接与水化产物相互发生化学作用对水泥的水化及凝结硬化过程有影响；合物的掺入改变了砂浆与混凝土的孔结构,在孔结构中形成了髙分子膜的立体网状结构减少了 砂浆与混凝土硬化后的微裂縫提高了水泥浆体与骨 料的粘结力砂浆与混凝土的物理力学性能和耐久性牙许多聚合物属表面活性剂加入后使得砂浆与混凝土的工作性质改善减水性可降低水灰 比.保水性可降低水化反应初期水分的挥发.从而提 高了砂浆与

5、混凝土强度性能。3. 1建筑加固修复材料在建筑加固修复工程中，聚合物改性砂浆作为修 复材料具有以下优点：伪普通水泥砂浆pH值基本 相同配合比和配制工艺与普通水泥砂浆基本相同;軒老混凝土的粘结力增强耐水性和抗渗性増强因而可以薄层施工不至于对原有建筑结构自重増加 太多：抗折强度、抗拉强度和柔韧性提高：修复初期可以不要潮湿养护，如能进行潮湿养护会更好。因此聚合物改性砂浆是性能优异的建筑加固修复材料 之一。3 2建筑防水材料通常防水材料可分为刚性防水和柔性防水两类3© 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House.

6、All rights reserved, 06陕西建筑2008年9月总第159期由于聚合物改性砂浆与混凝土具有很好的抗渗透性 能常被用作防水材料。聚合物改性混凝土只可用作 刚性防水材料常用于地下室、游泳池、化粪池等。聚 合物改性砂浆既可作刚性防水材料又可作柔性防水 材料作刚性防水材料时用途与聚合物混癡土基本相 同.作柔性防水材料时是以防水涂料形式使用的常 用于屋面、厨房、卫生间等。传统的防水涂料有沥青 基防水涂料、溶剂型聚合物防水涂料和水性聚合物防 水涂料随着人类环保认识的提高前两者的使用受 到了一定的限制后者在潮湿情况下可施工.具有较 高的弹性缺点是强度低，干燥慢。水泥基聚合物改 性防水涂料

7、则克服了这些缺点水泥水化加速了聚合 物的聚凝和成膜因此比普通的水性聚合物防水涂料 干燥快、强度髙、施工周期短刚柔并济成为一类新 型的建筑防水材料。3 3聚合物干粉砂浆干粉砂浆的研发思路源于商品混凝土 具有产品 质量髙、性能稳定、可满足不同用途的需要、生产效率 高、环境效益好等优点。聚合物干粉砂浆的基本组成 是由粘结材料、集料和聚合物构成.其中的聚合物既 是砂浆改性的添加剂又为提高粘结性能做出贡献。 聚合物在这里的粘结作用体现在大分子具有强渗透 性能够在被粘结物的表面浸润、吸附和扩散.成膜后 的立体网状结构能够锚固被粘基材是机械物理作用 和化学作用的共同结果。3 1. 1.瓷砖粘结剂瓷砖粘结剂被

8、广泛的用干内外墙砖、地砖、石材 等装饰材料的玷结。瓷砖粘结剂能在一定程度上适 应基材的变形能力保水性好耐侯性佳施工方便快 捷薄层施工使用材料少建筑物自重增量小粘结 强度髙较好的解决了传统水泥砂浆贴砖易空鼓、开 裂、剥落和渗漏的问题绿色环保。瓷砖粘结剂还可 配制特殊要求的产品如：早强快干型产品用于地面 铺设.可以在几小时后上人进行下一道工序.缩短施 工周期提高工作效率增加效益。1 1. 2界面处理剂随着国家建筑节能要求的提髙各种新型墙体材 料被广泛应用如：GRC轻质隔境板、加气混凝土砖、 粉煤灰砖等。这些材料具有质量轻、强度高、资源再 利用、不破坏环境的优势.在使用时由于表面空隙 大、易吸水、多

9、孔传统水泥砂浆在抹灰时常出现粘结 层开裂、空鼓、脱落、渗漏等质量问题；现浇混凝土抹 灰前和旧混凝土重新装修前传统做法是进行凿毛处 理耗费大量人力和时间粉尘和噪声严重污染环境, 采用界面剂处理技术则较好的解决了这些问题。聚 合物改性砂浆界面剂适用性强能够提髙基材与面层 的粘结性保水性好粘结强度、抗剪强度高不开裂 施工方便可刮涂、喷涂、甩毛.不需养护，劳动强度降 低成本减少广泛的应用在新旧混凝土界面处理、新 型墙体材料界面处理和保温材料界面处理施工中。3. 1.3.外墙外保温体系中的粘结砂浆和抹面砂浆 由于国家对建筑节能要求的提高外墙外保温系 统推广迅速。外墙外保温体系不仅能够改善建筑物 的内部环

10、境和舒适程度还使得外墙内外两侧温差变 小降低了建筑物被损坏的程度延长建筑物的使用 寿命。受国家政策的支持聚合物改性砂浆在外墙外 保温系统的应用发展很快主要用作粘结砂浆和抹面 砂浆。粘结砂浆是保温材料和埴体材料的粘结剂抹 面砂浆在保温材料的上方是外墙装饰的基层对抗 裂性能和耐侯性能要求较高，对保温体系的保护起着 1要作用。3 1. 4.瓷砖勾缝剂逐砖勾缝剂用来填满墙面和地面瓷砖之间的接 缝具备物理性能的同时提供美观的装饰表面。瓷砖 勾縫剂必须能够减小整个爛壁或地面覆盖材料内应 力.必须保护瓷砖基层材料免受机械损坏，防止水渗 透进入建筑物。因此瓷砖勾缝剂必须具有与瓷砖边 缘良好的粘结性能、低收缩性

11、能、足够的抗变形能力 及柔性高耐磨、防水、抗渗、不退色、不开裂脱落耐 侯性良好、环保无毒、易干施工的特点。3. 1.5.自流平地坪砂浆自流平地坪砂浆是流动性非常好的自流平浆料, 主要用于地面和罩面层的找平。聚合物改性砂浆地 坪材料主要利用其更高的耐磨性、密实性和抗渗性、 耐腐蚀性等特性具有不易起灰、容易清沽的优点广 泛的应用在学校、保院、商场、道路、机场跑道、车间等 人流量大或有特殊要求的场所铺设地面。4.聚合物砂浆和聚合物混凝土常用的规范标准见© 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All ri

12、ghts reserved, 06陕西建筑2008年9月总第159期下表:规范与指南如下表:© 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 06陕西建筑2008年9月总第159期标准号标准名称DL/T5193 2004环氧砂浆技术規程JC/T1041 - 2007混凝土裂縫用环氧树脂灌浆材料JC/ IP86 2006水泥基灌浆材料CECSI8: 2000聚合物水泥砂浆防腐工程技术规程CECSI95: 2006聚合物水泥渗透结晶型防水材料应用技 术规程CB18445

13、 2001水泥基滲透结品型防水材料JC/1P84 2001聚合物水泥防水涂料JC/ IP84 - 2005聚合物水泥防水砂浆DL/T5126 2001聚合物改性水泥砂浆试验规程JG/T3062 】999建筑砂浆用皿胶结材JC/T547 - 2005陶逹埴地砖胶粘剂JC/1P07 2002混癡土界面处理剂JC/T1004 - 2006陶瓷埴地砖填縫剂05/120173.2(X)6建筑保温砂浆JG149 - 2003膨胀聚苯板薄抹灰外壇外保温系统JG158 2004胶粉聚苯顆粒外埴外保温丟统JG/T228 2007现浇混凝土亘合膨胀聚苯板外壇外保温 技术规程JGJ144 2004外埴外保温工程技术

14、规程JC/ IP85 2005地面用水泥基自流平砂浆JC/T1O23 2007石膏基自流平砂浆JG229 2007外埴外保温柔性耐水腻子JG/TI57 2004建筑外埴用腻子JG/13049 1998建筑室内用腻子JC/T517 - 2004粉刷石膏JC/T1O25 2007粘结石膏这些标准较系统的规定了不同产品的技术要求、 施工工艺要求、检验方法、施工质量要求等.对聚合物 砂浆和聚合物混凝土试验研究、质量检测和推广应用 起到极大的促进作用。部分国外机构组织的聚合物改性砂浆和混凝土组织规范与指南ASMC1438水泥混合料用的乳液和聚台物改性剂(1999)C1439聚合物改性混台料的试验方法(1

15、999)ACIAC54& 1R97聚合物在混癡土中的应用指南 (1997)AC 548 4乳液改性丫昆凝土覃面戻的标准规范(1992)AC 546 1 R混凝土桥染结构修补指南(1980)AC50A I5R混凝土用聚合物选择指南(1992)德国交 通筑路 局ZIV - SB混癡土构件的修补与维护的技术规范 和指南(补充)(1990)1. ILBE- PCC.聚合物改性砂浆(混癡土)供货 的技术条件2 TPBE - PCC.聚合物改性砂浆(混凝土)检脸 规范日本建 筑研究 所(AU)混癡土 聚合物复台材料使用指南(1987)日本建筑标准规范(JASS)有关聚台物改性砂浆 部分：JASS8防水和密封材料(1993)JASS15灰泥(1998)JASS18涂漆(1998)JASS23喷涂饰面(1998)RLHV1树脂基材料与混凝土粘结性能的測定方法(推 荐)(1986)这些标准对我们的工作起列了借鉴、补充完善和 指导作用。随着对聚合物水泥砂浆和混凝土研究的不断深 入越来