干粉砂漿的保水性

 

各種需要砂漿進行施工的基層都具有一定的吸水性?；鶎游丈皾{中的水份之后，會使砂漿的施工性變差，嚴重時會使砂漿中的膠凝材料不能充分水化，導致強度、特別是砂漿硬化體與基層之間的界面強度變低，造成砂漿開裂、脫落。如果抹灰砂漿具有適宜的保水性能，既可有效地改善砂漿的施工性，也可以使砂漿中的水份不易被基層吸走，保證水泥的充分水化。

 

 

二、傳統保水方法的問題

 

傳統的解決方法是往基層上澆水，但這不可能保證基層均勻地適量濕潤。水泥砂漿在基層上的理想水化目標，是水泥水化產物伴隨基層吸收水份的過程，滲透到基層中，形成與基層之間的有效“鎖匙聯接”，從而達到要求的粘結強度。往基層表面直接澆水，會因氣溫、澆水時間、澆水均勻度的不同，而使基層的吸水量嚴重離散。基層吸水量少，會繼續吸收砂漿中水份，在水泥水化進行之前，水份被吸走，影響了水泥水化和水化產物向基體滲透；基層吸水量大，砂漿中水份向基層中遷移速度慢，甚至在砂漿與基體之間形成一個富水層，同樣影響粘結強度。所以用常見的基層澆水方法，不僅不能有效解決墻體基層吸水率高的問題，反而會影響砂漿與基層的粘結強度，造成空鼓、干裂。

 

 

三、不同砂漿對保水率的要求

 

下面針對用于某一地區、以及溫濕度條件與相接近地區的抹灰砂漿產品，分別提出其保水率目標。

 

①高吸水基材抹灰砂漿

 

以加氣混凝土為代表的高吸水基材，包括各種輕質隔墻板、砌塊等，具有吸水量大、持續時間長的特點。用于這類基層的抹灰砂漿，其保水率應不小與88％。

 

②低吸水基材抹灰砂漿

 

以現澆混凝土為代表的低吸水基材，包括外墻外保溫用聚笨板等，其吸水量相對較小。用于這類基材的抹灰砂漿，其保水率應不小于88％。

 

③薄層抹灰砂漿

 

薄層抹灰是指一次抹灰層厚度在3～8mm之間的抹灰施工。這類抹灰施工由于抹灰層薄，容易失去水份而影響施工性與強度。對于用于這類抹灰的砂漿，其保水率不小于99％。

 

④厚層抹灰砂漿

 

厚層抹灰是指一次抹灰層厚度在8～20mm之間的抹灰施工。這類抹灰施工由于抹灰層厚，水份不容易失去，其抹灰砂漿的保水率應不小于88％為宜。

 

⑤耐水膩子

 

耐水膩子作為超薄型抹灰材料，一般施工厚度在1～2mm之間。這類材料需要極高的保水性能才能保證其施工性與粘結強度。對于膩子材料，其保水率應不小于99％，外墻用膩子的保水率應大于內墻用膩子。

 

 

四、保水材料的種類

 

一）纖維素醚

 

1）甲基纖維素醚（MC）

2）羥丙基甲基纖維素醚（HPMC）

3）羥乙基纖維素醚（HEC）

4）羧甲基纖維素醚（CMC）

5）羥乙基甲基纖維素醚（HEMC）

 

二）淀粉醚

 

1）變性淀粉醚

2）瓜爾膠醚

 

三）改性礦物保水稠化劑（蒙脫土、膨潤土等）

 

 

 

五、下面著重介紹各種材料的性能

 

 

1、纖維素醚

 

1.1纖維素醚的概述

 

纖維素醚是堿纖維素與醚化劑在一定條件下反應生成的一系列產物的總稱，因堿纖維被不同的醚化劑取代而得到不同的纖維素醚。按其取代基的電離性能，纖維素醚可分為離子型，如羧甲基纖維素醚（CMC），和非離子型，如甲基纖維素醚（MC），兩大類。

按其含取代基的種類，纖維素醚可分為單醚，如甲基纖維素醚（MC），和混合醚，如羥乙基羧甲基纖維素醚（HECMC）。按其溶解的溶劑不同，可分為水溶性和有機溶劑溶性兩類。

 

1.2主要纖維素品種

 

羧甲基纖維素（CMC），實用取代度：0.4-1.4；醚化劑，一氧醋酸；溶解溶劑，水；

羧甲基羥乙基纖維素（CMHEC），實用取代度：0.7-1.0；醚化劑，一氧醋酸、環氧乙烷；溶解溶劑，水；

甲基纖維素（MC），實用取代度：1.5-2.4；醚化劑，氯甲烷；溶解溶劑，水；

羥乙基纖維素（HEC），實用取代度：1.3-3.0；醚化劑，環氧乙烷；溶解溶劑，水；

羥乙基甲基纖維素（HEMC），實用取代度：1.5-2.0；醚化劑，環氧乙烷、氯甲烷；溶解溶劑，水；

羥丙基纖維素（HPC），實用取代度：2.5-3.5；醚化劑，環氧丙烷；溶解溶劑，水；

羥丙基甲基纖維素（HPMC），實用取代度：1.5-2.0；醚化劑，環氧丙烷、氯甲烷；溶解溶劑，水；

乙基纖維素（EC），實用取代度：2.3-2.6；醚化劑，一氯乙烷；溶解溶劑，有機溶劑；

乙基羥乙基纖維素（EHEC），實用取代度：2.4-2.8；醚化劑，一氯乙烷、環氧乙烷；溶解溶劑，有機溶劑；

 

1.3纖維素的性能

 

1.3.1甲基纖維素醚（MC）

①甲基纖維素可溶于冷水，熱水溶解會遇到困難，其水溶液在PH=3-12范圍內非常穩定。與淀粉、胍爾膠等以及許多表面活性劑相容性較好。當溫度達到凝膠化溫度時，會出現凝膠現象。

②甲基纖維素的保水性取決于其添加量、粘度、顆粒細度及溶解速度。一般添加量大，細度小,粘度大，則保水性高。其中添加量對保水性影響最大，粘度的最低與保水性的高低不成正比關系。溶解速度主要取決于纖維素顆粒表面改性程度和顆粒細度。在纖維素醚中，甲基纖維素保水率較高。

③溫度的變化會嚴重影響甲基纖維素的保水率。一般溫度越高，保水性越差。如果砂漿溫度超過40℃，甲基纖維素的保水性會非常差，嚴重影響砂漿的施工性。

④甲基纖維素對砂漿的施工性和粘著性有明顯影響。這里的“粘著性”是指工人涂抹工具與墻體基材之間感到的粘著力，即砂漿的剪切阻力。粘著性大，砂漿的剪切阻力大，工人在使用過程中需要更大的力量，砂漿的施工性就變差。在纖維素醚產品中甲基纖維素粘著力處于中等水平。

 

1.3.2羥丙基甲基纖維素醚（HPMC）

羥丙基甲基纖維素是近年來產量、用量都在迅速增加的纖維產品。

其是由精制棉經堿化處理后，用環氧丙烷和氯甲烷作為醚化劑，通過一系列反應而制成的非離子型纖維素混合醚。取代度一般為1.5－2.0。其性質受甲氧基含量和羥丙基含量的比例不同，而有差別。甲氧基含量高而羥丙基含量低，則性能接近甲基纖維素；甲氧基含量低而羥丙基含量高，則性能接近羥丙基纖維素。

①羥丙基甲基纖維素易溶于冷水，熱水溶解會遇到困難。但它在熱水中的凝膠化溫度要明顯高于甲基纖維素。在冷水中的溶解情況，較甲基纖維素也有大的改善。

②羥丙基甲基纖維素的粘度與其分子量的大小有關，分子量大則粘度高。溫度同樣會影響其粘度，溫度升高，粘度下降。但其粘度受溫度的影響比甲基纖維素低。其溶液在室溫下儲存是穩定的。

③羥丙基甲基纖維素的保水性取決于其添加量、粘度等，其相同添量下的保水率高于甲基纖維素。

④羥丙基甲基纖維素對酸、堿具有穩定性，其水溶液在PH＝2-12范圍內非常穩定。苛性鈉和石灰水，對其性能也沒有太大影響，但堿能加快其溶解速度，并對粘度稍有提高。羥丙基甲基纖素對一般鹽類具有穩定性，但鹽溶液濃度高時，羥丙基甲基纖維素溶液粘度有增高的傾向。

⑤羥丙基甲基纖維素可與水溶性高分子化合物混用而成為均勻透明的，粘度更高的溶液。如聚乙烯醇、淀粉醚、植物膠等。

⑥羥丙基甲基纖維比甲基纖維素具有更好的抗酶性，其溶液酶降解的可能性低于甲基纖維素。

⑦羥丙基甲基纖維素對砂漿施工的粘著性要高于甲基纖維素。

 

1.3.3羥乙基纖維素醚（HEC）

由精制棉經堿處理后，在丙酮的存在下，用環氧乙烷作醚化劑進行反應而制成。其取代度一般為1.5-2.0。具有較強的親水性，易于吸潮。

①羥乙基纖維素可溶于冷水中，熱水溶解較為困難。其溶液在高溫下穩定，不具有凝膠性。在砂漿中高溫下可使用時間較長，但保水性較甲基纖維素低。

②羥乙基纖維素對一般酸堿都具有穩定性，堿能加快其溶解，并對粘度略有提高，其在水中分散性比甲基纖維素和羥丙基甲基纖維素略差。

③羥乙基纖維素對砂漿抗垂掛有好的性能，但對水泥的緩凝時間較長。

④國內一些企業生產的羥乙基纖維素，因含水量大，灰份高而導致其性能明顯低于甲基纖維素。

1.3.4羧甲基纖維素醚（CMC）由天然纖維（棉、麻等）經過堿處理后，用一氯醋酸鈉作為醚化劑，經過一系列反應處理而制成離子型纖維素醚。其取代度一般為0.4-1.4，其性能受取代度影響較大。

①羧甲基纖維素吸濕性較大，一般條件儲存會含有較大水份。

②羥甲基纖維素水溶液不會產生凝膠，隨溫度升高而粘度下降，溫度超過50℃時，粘度不可逆。

③其穩定性受PH影響較大。一般可用于石膏基砂漿中，不能用于水泥基砂漿中。在高堿性時，會失去粘度。

④其保水性遠遠低于甲基纖維素。對石膏基砂漿有緩凝作用，并降低其強度。但羧甲基纖維素價格明顯低于甲基纖維素。

 

2、改性淀粉醚

 

一般用于砂漿中的淀粉醚是由一些多糖類的天然聚合物經改性而成。如馬鈴薯、玉米、木薯、瓜爾豆等經過改性而成各種變性淀粉醚。砂漿中常用的淀粉醚是羥丙基淀粉醚、羥甲基淀粉醚等。

一般由馬鈴薯、玉米、木薯等改性而成的淀粉醚保水性明顯低于纖維素醚。因其改性程度不同表現出對酸堿穩定性不同。有些產品適用于石膏基砂漿中，又有些產品不能用于水泥基砂漿中。砂漿中應用淀粉醚主要是作為增稠劑，提高砂漿的抗流掛性，降低濕砂漿的粘著性，延長開放時間等。

淀粉醚經常與纖維素一起使用，導致這兩種產品性能與優勢互補。由于淀粉醚產品比纖維素醚便宜許多，在砂漿中應用淀粉醚，會帶來砂漿配方成本的明顯降低。

 

3、瓜爾膠醚

 

瓜爾膠醚是由天然瓜爾豆經改性而成的一種性能較為特殊的醚化多糖。主要由瓜爾膠與丙烯酸基官能團發生醚化反應，生成含有2-羥丙基官能團結構，是一種多聚半乳甘露糖結構。

①與纖維素醚相比，瓜爾膠醚更容易溶于水。PH對瓜爾膠醚的性能基本上沒有影響。

②在低粘度、少摻量的條件下，瓜爾膠可以等量取代纖維素醚，而具有相近的保水性。但稠度、抗垂掛性、觸變性等明顯改善。

③在高粘度、大摻量條件下，瓜爾膠不能代替纖維素醚，二者混合使用會產生更優異的性能。

④瓜爾膠應用于石膏基砂漿中可明顯降低施工時的粘著性，使施工更滑爽。對石膏砂漿的凝結時間和強度，無不利影響。

⑤瓜爾膠應用于水泥基砌筑和抹灰砂漿中可等量替代纖維素醚，并賦予砂漿更好的抗垂掛性、觸變性和施工的滑爽性。

⑥在保水劑高粘度、高摻量的砂漿中，瓜爾膠與纖維素醚一起作用，會取得優異的使用效果。

⑦瓜爾膠還可用于瓷磚粘結劑、地面自流平劑、耐水膩子、墻體保溫用聚合物砂漿等產品中。

 

4、改性礦物保水稠化劑

 

用天然礦物經過改性和復配制成的保水稠化劑，在國內已得到了應用。用于配制保水稠化劑的主要礦物有：海泡石、膨潤土、蒙脫石、高嶺土等，這些礦物通過偶聯劑等改性處理而具有一定的保水增稠性能。這類保水增稠劑應用于砂漿具有以下幾個特點。

①可明顯改善普通砂漿性能，解決了水泥砂漿操作性差，混合砂漿強度低，耐水性差的問題。

②可配制出用于一般工業與民用建筑不同強度等級的砂漿產品。

③材料成本低。

④保水性低于有機保水劑，所配制砂漿的干燥收縮值較大，粘結性降低。