预拌砂浆常用外加剂研究

1、预拌砂浆常用外加剂研究0 引言预拌砂浆根据生产方式分为湿拌砂浆和干混砂浆，加水拌合而成 的湿拌拌合物称为湿拌砂浆， 干态材料混合而成的固态混合物称为干混砂浆。预拌砂浆所涉及的原材料较多，除了胶凝材料、集料、矿物掺合料外， 还需掺加外加剂等用以改善其塑性、 保水性、稠度等性能。预拌砂浆的外加剂品种众多， 从化学成分上可分为纤维素醚、 淀粉醚、可再分散乳胶粉、膨润土等；从使用功能上可分为引气剂、稳定剂、抗裂纤维、缓凝剂、速凝剂、减水剂、分散剂等。文章针对预拌砂浆中几种常用外加剂的研究进展进行了综述。预拌砂浆常用外加剂引气剂引气剂是一种活性剂，常见的种类有松香树脂类、烷基和烷基芳 烃磺酸等。 引气剂

2、分子中具有亲水基团和憎水基团，当砂浆中加入引气剂时， 引气剂分子的亲水基团与水泥颗粒吸附在一起，而憎水基团和微小气泡相连并均匀分布在砂浆中，从而延缓水泥的早期水化进程，提高砂浆的保水性能、 降低稠度损失率，同时微小气泡可以起到润滑作用，改善砂浆的泵送性和可喷涂性。王东梅研究了引气剂对预拌机械喷涂砂浆性能的影响，研究发现： 引气剂在砂浆中引入了大量微小气泡，改善了砂浆的和易性， 降低了泵送、喷涂过程中的阻力， 减少了堵塞现象；引气剂的加入降低了砂浆的拉伸粘结强度性能， 随着掺量增大砂浆的拉伸粘结强度性能损失增加；引气剂改善了砂浆的稠度、2h稠度损失率和保水率等性能指标，提高了机械喷涂砂浆的喷涂和

3、泵送性能，另一方面则引起了砂浆抗压强度和粘结强度的损失。蔡剑育研究了三种常见市售预拌砂浆引气剂对预拌砂浆的影响， 研究表明不考虑纤维素醚作用的情况下，引气剂掺量的增加能有效降低预拌砂浆的湿密度， 砂浆的含气量和稠度大大增加，保水率和抗压强度有所下降； 而通过研究掺加纤维素醚及引气剂的砂浆性能指标变化发现， 引气剂和纤维素醚混合后要考虑二者的适应性，纤维素醚可能会导致某些引气剂失效，从而使得砂浆的保水率下降。单掺引气剂、减缩剂以及将两者混合对砂浆的性能有一定的影响。王全磊发现， 引气剂的掺入使得砂浆收缩率得到提高，减缩剂的掺加使得砂浆收缩率显著下降， 二者都可以延缓砂浆圆环的开裂。当把两者混合后

4、，砂浆的收缩率变化不大，抗裂性能得到增强。可再分散乳胶粉可再分散乳胶粉是当今预制干粉砂浆的重要组成部分，它是高分 子聚合物乳液经过髙温高压、喷雾干燥、表面处理等工艺加工而成的水溶性有机聚合物。 Roger 认为可再生乳胶粉在水泥砂浆中所形成的乳液在砂浆内部形成聚合物膜结构，能够提高水泥砂浆抵抗破坏的能力。王培铭等人对可再分散乳胶粉在水泥砂浆中的应用研究结果表明，可再分散乳胶粉可以提高材料的弹性和韧性，改善新拌砂浆的流动性能， 并具有一定的减水作用。 其团队探索了养护制度对砂浆拉伸粘结强度的影响问题， 得出了和大滨嘉彦相同的结论，即可分散乳胶粉使暴露在自然环境中的砂浆具有耐温湿变化的性能。王培铭

5、还应用XCT研究了改性砂浆中不同种类胶粉对孔结构的影响，认为改性砂 浆与普通砂浆相比，无论孔的数量和孔的体积均偏大。陈为熊选用了不同牌号、掺量的改性胶粉来测试其对防水砂浆相关性能的影响，研究结果表明，改性胶粉掺量在1.0% 1.5%范围内时，不同牌号的胶粉性能较为均衡。在水泥中掺入可再分散性乳胶粉后,水泥初期水化速率减慢,聚合物膜包裹水泥颗粒,水泥得到了充分水化,各项性能都得以提高。王谦等通过研究发现,将可再分散性乳胶粉掺入水泥砂浆中可起到减水作用,乳胶粉与水泥可以形成网络结构 从而增强砂浆的粘结强度，减少砂浆的空隙，改善砂浆的性能。彭家惠等研究了可再分散乳胶粉对特细砂水泥砂浆性能的改性效果，

6、其研究中固定灰砂比为1:2.5，稠度（ 705）mm，胶粉掺量选取灰砂质量的 0 3%，通过 SEM 分析了改性砂浆28d 微观性能的变化，结果显示可再分散乳胶粉掺量越高，在砂浆水化产物表面形成的聚合物膜越连续，改善砂浆性能越好。周竹发等研究了可再分散性乳胶粉在EPS 保温砂浆中的作用机理，研究表明其与水泥砂浆搅拌混合后,将聚合物颗粒与水泥凝结， 相互之间形成堆积层， 在水化过程中形成完整的网状结构，从而大大提高保温砂浆的粘结抗拉强度和施工性能。稠化粉稠化粉的作用是提高砂浆的综合性能，它是采用多种无机材料、 有机高聚物、表面活性剂等多种专用材料配制而成的非引气型粉状材 料。稠化粉中包括可再分散

7、乳胶粉、膨润土、无机矿物粉、保水增稠 剂等，对物理水分子有一定的吸附作用，不仅可以增加砂浆的稠度和保水性， 还与各种水泥具有良好的相容性，能够显著提高砂浆的各项性能。曹春等人 研究了 HJ-C2 稠化粉对干混普通砂浆性能的影响， 结果表明稠化粉对干混普通砂浆的稠度和28d抗压强度的影响都不大，对砂浆的分层度有较好的改善作用。赫赫研究了稠化粉及各组分在不同掺量下对新拌砂浆物理及力学指标、耐久性的影响， 研究结果表明，新拌砂浆的和易性由于稠化粉的加入有了很大的改善，可再分散乳胶粉的掺入提高了砂浆的抗折强度，降低了砂浆的抗压强度， 纤维素醚和无机矿物料的掺入使得砂浆的抗压及抗折强度都下降；各组分对干

8、粉砂浆的耐久性都产生了影响，使得砂浆的收缩性增大。 王军等研究了膨润土与纤维素醚复掺对预拌砂浆各性能指标的影响，在保证砂浆性能良好的情况下，得出膨润土的较佳掺量为10kg/m3 左右， 纤维素醚的较佳掺量为胶凝材料总量的0.05%，在此比例上，二者复掺出的稠化粉对砂浆综合性能影响较好。纤维素醚纤维素醚源于 19 世纪 30 年代的法国农业家AnselmePayon对植物细胞壁的定义。 它是通过来自木材与棉花的纤维素与烧碱反应，然后再加入醚化剂发生化学反应后制得。由于纤维素醚具有良好的保水、 增稠作用， 故在水泥里加入少量纤维素醚后，即能对新拌砂浆的工作性能起到改善作用。 在水泥基材料中， 纤维

9、素醚常用的品种包括甲基纤维素醚（ MC) 、羟乙基纤维素醚（HEC）、羟乙基甲基纤维素醚（ HEMC ）、羟丙基甲基纤维素醚（HPMC ），其中羟丙基甲基纤维素醚和羟乙基甲基纤维素醚应用最为普遍。王海峰发现羟丙基甲基纤维素醚（HPMC ）对自流平砂浆的流动性、保水性和黏接强度有着很大的影响。结果表明，纤维素醚能大幅 度提高砂浆的保水性，降低砂浆的稠度，并起到良好的缓凝效果；当 羟丙基甲基纤维素醚的加入量在0.02% 0.04%之间时，砂浆的强度有明显降低。 徐芬莲利用烃丙基甲基纤维素醚掺量的变化，讨论了烃丙基甲基纤维素醚对预拌砂浆性能的影响。结果显示， 纤维素醚起到了引气效果，改善了砂浆的工作

10、性能， 其保水性使砂浆的分层度降低， 并使砂浆可操作时间达到延长的效果，是一种有效改善砂浆性能的外加剂；研究过程还发现纤维素醚的掺量不能过高，过高则会导致砂浆的含气量明显增加， 从而导致密度降低， 强度损失并对砂浆质量产生影响。詹镇峰等研究了纤维素醚对预拌砂浆各项性能的影响，研究表明纤维素醚的掺加显著改善了砂浆的保水性，同时对砂浆有明显的减水效果，纤维素醚还能使砂浆拌合物的密度降低、凝结时间延长、抗 折及抗压强度降低。纤维素醚和淀粉醚是建筑砂浆常用的两种外加剂，彭景元研究了二者复合掺入干混砂浆中对砂浆性能的影响，结果显示二者复配对砂浆粘结强度有显著的提高。较多的学者研究了纤维素醚对水泥砂浆强度的影响，但是由于纤 维素醚品种众多， 分子的参数也各有差异， 造成改性水泥砂浆性能差别较大。欧志华等研究了纤维素醚的粘度及掺量对水泥浆力学性能的影响，结果显示，用粘度大的纤维素醚改性的水泥砂浆强度反而低， 纤维素醚掺量增加，水泥浆的抗压强度呈现出降低并最终稳定的趋 势，抗折强度则呈现出增加、降低、稳定和略增加的变化过程。结语针对外加剂的研究还局限于试验研究，对水泥基材料性能的影响缺乏深入的理论体系支撑。 外加剂的掺加对水泥基材料分子组成变化、界面连接强度变化、水化进程的影响等还缺乏量化分析。外加剂的使用效果应突出体现在工程应用上，目前许多的分