一般來說，普通抹面砂漿的和易性較差、粘結力低、收縮率大，給施工帶來了不便。并目，普通抹面砂漿的彈性模量大，容易開裂，致使砂漿的抗滲性、耐久性受到很大影響。為了改善普通抹面砂漿的上述缺點，本文采用柔性抗裂的概念[1]，通過加入聚合物、橡膠粉、聚丙烯纖維等對普通砂漿進行改性，以降低砂漿的彈性模量，增強砂漿的柔韌性，使墻面能夠有效地吸收和消納熱應力變形[2]。為此，通過正交試驗配制出了抗裂性能良好的柔性抹而砂漿，并確定了其中各組分的最佳摻量。 目前，國內有關聚合物、纖維對砂漿性能影響的研究較多且比較深入，但有關橡膠粉對砂漿性能影響的報道尚不多見，大部分學者都是研究單個組分對砂漿的影響，系統研究多個組分共同對砂漿性能的影響則較少。 1原材料 水泥為32.5R普通硅酸鹽水泥，中聯巨龍淮海水泥有限公司生產；粉煤灰由徐州華潤電力有限公司生產；膠凝材料中m(水泥):m(粉煤灰)=9:1；集料為邳州產河砂，細度模數2.1；膠砂比為1:3(質量比)，砂漿稠度由加水量控制為7cm。 橡膠粉為山東金星公司用廢棄輪胎生產；聚合物膠粉為北京產可再分散性VAC/E型膠粉；聚丙烯纖維直徑20μm，長度18mm；外加劑為市售減水劑。 2正交配方設計 設計用正交試驗研究橡膠粉、聚合物膠粉、聚丙烯纖維(以下簡稱為纖維)對抹面抗裂砂漿性能的影響，正交試驗選用三因素三水平的L9(33)正交表，各種因素的3個位級如表1所示。在所有試樣中，以膠凝材料質量計為100，其余材料以膠凝材料質量的百分數計。 表1試驗因素水平表 LevelABB w(rubberpower)/％w(polymer)/％w(fiber)/％ 130.10.1 250.40.4 370.70.7 3試驗結果及分析 抹面抗裂砂漿性能指標按照JGJ70-90《建筑砂漿基本性能的試驗方法》及有關試驗標準進行測試。 3.1對砂漿抗壓強度的影響 橡膠粉、聚合物膠粉、纖維摻量影響抹面抗裂砂漿(28d)抗壓強度ft，28d的正交試驗結果及極差分析如表2所示。 表2抹面抗裂砂漿28d抗壓強度的正交試驗結果及極差分析 NumberA(w(rubberpower)/％)B(w(polymer)/％)C(w(fiber)/％)ft，28d/MPa 13(1)0.1(1)0.1(1)24.23 23(1)0.4(2)0.4(2)25.85 33(1)0.7(3)0.7(3)26.46 45(2)0.1(1)0.4(2)19.37 55(2)0.4(2)0.7(3)21.04 65(2)0.7(3)0.1(1)22.16 77(3)0.1(1)0.7(3)16.58 87(3)0.4(2)0.1(1)17.95 97(3)0.7(3)0.4(2)19.17 KⅠ76.5460.1864.34 KⅡ62.5764.8464.39 KⅢ53.7067.7964.08 K125.4820.0621.44 K220.8661.6121.46 K317.9022.6021.36 R7.582.540.10 由表2可見，在正交試驗中橡膠粉、聚合物膠粉和纖維摻量的極差分別為7.58，2.54，0.10，由此可得出以下結論: (1)三因素中橡膠粉摻量對抹面抗裂砂漿28d抗壓強度影響最大，聚合物膠粉摻量影響次之，纖維摻量影響較小。 (2)隨著橡膠粉摻量的增加，抹面抗裂砂漿的抗壓強度下降[2]，其主要原因一方而是為了保持橡膠粉摻入后的沉入度一致而增加了用水量，從而增大了水灰比;另一方而是因為橡膠粉與水泥漿的界面粘結較弱，所以導致了砂漿的抗壓強度下降。 (3)聚合物膠粉摻量的增加在一定程度上的使砂漿的抗壓強度增強。 (4)纖維摻量的變化對砂漿抗壓強度的作用不明顯[4]。隨著纖維摻量的增加，砂漿的抗壓強度略有下降。 (5)砂漿抗壓強度的最優組合是A1B3C2。 3.2對砂漿抗折強度的影響 橡膠粉、聚合物膠粉、纖維摻量對砂漿28d抗折強度f1，28d的影響分析見表3。 表3抹面抗裂砂漿28d抗折強度的正交試驗結果及極差分析 NumberA(w(rubberpower)/％)B(w(polymer)/％)C(w(fiber)/％)fc，28d/MPa 13(1)0.1(1)0.1(1)8.02 23(1)0.4(2)0.4(2)9.17 33(1)0.7(3)0.7(3)9.68 45(2)0.1(1)0.4(2)7.75 55(2)0.4(2)0.7(3)8.16 65(2)0.7(3)0.1(1)7.01 77(3)0.1(1)0.7(3)6.84 87(3)0.4(2)0.1(1)7.23 97(3)0.7(3)0.4(2)7.94 KⅠ26.8722.6122.26 KⅡ22.9224.5624.86 KⅢ22.0124.6324.68 K18.967.547.42 K27.648.198.29 K37.348.218.23 R1.620.670.87 由表3可見，橡膠粉摻量、聚合物膠粉摻量、纖維摻量的極差分別為1.62，0.67，0.87。由此可得以下結論： (1)三因素中橡膠粉摻量對砂漿28d抗折強度影響最大，纖維摻量影響次之，聚合物膠粉摻量影響較小。 (2)隨著橡膠粉摻量的增加，砂漿的28d抗折強度略有下降，這是由于橡膠粉與水泥漿的界面粘結較弱所引起的。 (3)聚合物膠粉摻量的變化對砂漿抗折強度影響較小，隨著聚合物膠粉摻量的增加，砂漿抗折強度略有上升。 (4)纖維摻量的變化對砂漿抗折強度的影響較大。當纖維摻量由0.1％增至0.4％時，砂漿抗折強度上升較快，當其摻量從0.4％~0.7％時，砂漿抗折強度有所下降。 (5)砂漿抗折強度的最優組合是A1B3C2。 3.3對砂漿壓折比的影響 橡膠粉、聚合物膠粉、纖維摻量對砂漿壓折比fc/ft，的影響見表4。 NumberA(w(rubberpower)/％)B(w(polymer)/％)C(w(fiber)/％)Ratioofcomprehensivetosplitstrength（fc/ft） 13(1)0.1(1)0.1(1)3.02 23(1)0.4(2)0.4(2)2.82 33(1)0.7(3)0.7(3)2.73 45(2)0.1(1)0.4(2)2.50 55(2)0.4(2)0.7(3)2.58 65(2)0.7(3)0.1(1)3.16 77(3)0.1(1)0.7(3)2.42 87(3)0.4(2)0.1(1)2.48 97(3)0.7(3)0.4(2)2.41 KⅠ8.577.948.66 KⅡ8.247.887.73 KⅢ7.318.307.73 K12.862.652.89 K22.752.632.58 K32.442.772.58 R0.420.140.31 由表4可以看到，橡膠粉、聚合物膠粉及纖維摻量的極差分別為0.42，0.14，0.31。由此可得以下結論： (1)三因素對砂漿壓折比的影響:橡膠粉摻量>纖維摻量>聚合物膠粉摻量。 (2)隨著橡膠粉摻量的增加，砂漿彈性模量下降，當橡膠粉摻量由3％增至5％時，砂漿彈性模 量下降較快;當橡膠粉摻量再增加時，砂漿彈性模量又開始緩慢上升。 (3)聚合物膠粉摻量的變化對砂漿彈性模量的影響不大。 (4)纖維摻量的變化對砂漿彈性模量有一定的影響。隨著纖維摻量的增加，砂漿彈性模量下降。這是因為大量的無序纖維其彈性模量要遠小于砂漿自身的彈性模量之故[6]。 (5)砂漿彈性模量的最優組合條件是A2B3C3。 3.6試驗結果綜合分析 從表2~6可以看出，砂漿的抗壓強度、抗折強度最小值分別為16.58，6.84MPa，對于抹面砂漿來說，該強度基本上已可滿足施工要求，因此抗壓強度及抗折強度可以不用作為抹面抗裂砂漿的主要指標來組合其最佳配合比；壓折比、收縮率和彈性模量是評價砂漿抗裂性能的重要指標，由于橡膠粉摻量由5％增至7％時，砂漿的彈性模量變化不明顯，但壓折比和收縮率改善較為明顯，因此橡膠粉摻量取A3；由于聚合物膠粉摻量對砂漿彈性模量的影響不是太大，因此聚合物膠粉摻量取B2;由于纖維摻量由0.4％增至0.7％時，砂漿的壓折比基本不變，但對其收縮率和彈性模量比較有利[7]，因此纖維摻量取C3。由此，本文經試驗確定的最佳配合比組合為A3B2C3，即抹面抗裂砂漿的配合比為：膠凝材料100(m(水泥)：m(粉煤灰)=9：1)，膠砂比1：3；橡膠粉摻量7％，聚合物膠粉摻量0.4％，聚丙烯纖維摻量0.7％。 表6抹面抗裂砂漿彈性模量的正交試驗結果及極差分析 NumberA(w(rubberpower)/％)B(w(polymer)/％)C(w(fiber)/％)Elasticmodulus/GPa 13(1)0.1(1)0.1(1)24.68 23(1)0.4(2)0.4(2)23.06 33(1)0.7(3)0.7(3)22.25 45(2)0.1(1)0.4(2)20.54 55(2)0.4(2)0.7(3)19.73 65(2)0.7(3)0.1(1)20.17 77(3)0.1(1)0.7(3)18.83 87(3)0.4(2)0.1(1)21.64 97(3)0.7(3)0.4(2)20.41 KⅠ69.9964.0566.49 KⅡ60.4464.4364.01 KⅢ60.8862.8360.81 K123.3321.3522.16 K220.1521.4821.34 K320.3920.9420.27 R3.180.541.89 3.7優化后的砂漿性能測試 按照以上試驗確定的最佳配合比制得優化后的抹面抗裂砂漿，將其與市售的干拌抹面砂漿作對比試驗，其結果如表7所示。 表7抹面抗裂砂漿與普通抹面砂漿的測試結果 TypeCompressive strength/MPaSplitstrength /MPaRatioofcompressivetosplitstrengthShrinkage rate/％Elasticmodulus /GPa Crack-resistancemortar18.658.022.420.05219.67 Commonmortar20.427.823.360.08626.35 4結論 1.經正交試驗確定了橡膠粉、聚合物膠粉、聚丙烯纖維摻量的最佳配比為A3B2C3，則抹面抗裂砂漿的最佳配合比為m(水泥):m(粉煤灰)=9:1；膠砂比1:3；w(橡膠粉)：w(聚合物膠粉)：w(聚丙烯纖維)=7％：0.4％：0.7％。 2.經優化設計后，抹面抗裂砂漿的柔韌性增加，抗裂性能大幅提高，其抗壓強度和抗折強度與普通抹面砂漿相比變化不大；其壓折比則較普通抹面砂漿下降了27.98％，收縮率下降了39.53％，彈性模量降低了25.35％。 參考文獻 [1]郝先成，馬保國，李延芥.新型外墻保溫隔熱材料系統抗裂設計[J].新型建筑材料，2006，(10):45-47. [2]王宏偉，孫桂芳，劉斌.膠粉聚苯顆粒復合型外墻外保溫體系在嚴寒地區的應用[J].施工技術，2006.35(9):87-89. [3]楊利亞.高柔性粘結砂漿的配制與研究[D]杭州:浙江大學，2006. [4]馬一平，仇建剛.防裂抗滲水泥基材料的研究[J].建筑材料學報，2005，8(1):11-16. [5]馬一平，仇建剛，王培銘等.聚丙烯纖維對水泥砂漿塑性收縮行為的影響[J].建筑材料學報，2005，8(5):500-506. [6]馬一平，談慕華.聚丙烯纖維水泥基復合材料物理力學性能研究(1)一抗塑性干縮開裂性能[J].建筑材料學報，2000，3(1):48-52. [7]姚武，馬一平，談慕華等.聚丙烯纖維水泥基復合材料物理力學性能研究(Il)一一力學性能[J].建筑材料學報，2000，3(3):236-238. |
