外墻外保溫和干粉砂漿的優越性，諸多文獻都有敘述;對可再分散粉在干粉砂漿中的作用，也有不少文章發表。但對外墻外保溫用干粉砂漿中各組分與其性能之間的關系，國內至今少有文章涉及。 本文參考國內外的先進技術，選用部分量小但對質量起關鍵作用的進口原料，同時利用優質國產材料，研究外墻外保溫用干粉砂漿(同時用作粘結和保護砂漿)的性能與其組分間的相關性。 2 原材料及配比范圍 3 實驗內容及結果 3.1 實驗方法 本實驗參照《外墻外保溫用聚合物砂漿質量檢驗評定標準》(DBJ 01-63-2002，北京市建材質檢站主編)、《外墻外保溫復合系統(帶底涂)的歐洲技術驗收準則》(1999年11月版)、《外墻外保溫技術規程》(建設部信息所主編)及專威特有關技術規程。 3.2 各組分對砂漿稠度(施工性)的影響 圖1顯示了在用水量相同時，部分組分對砂漿稠度的影響情況，其中S--稠度、C-水泥、CH-灰鈣、MC--保水增稠劑、VAE--VAE膠粉，以下類同。 可見，灰鈣和水泥的用量對砂漿的稠度影響較大，而在實驗范圍內，VAE的用量影響較小，MC的摻量則對稠度基本沒有影響。 灰鈣是經過處理的消化石灰，它在形態上是一種片狀結構，具有一定的潤滑作用，因此，一定的摻量可以增加砂漿的稠度。同時，由于灰鈣溶于水后直接形成Ca(OH)2堿性溶液，而水泥是通過水化反應逐漸生成Ca(OH)2的，所以摻加灰鈣的砂漿的早期堿度較高，高的堿性使MC等迅速溶解在砂漿中，減少了MC等微粉的團聚現象，因而增加灰鈣的砂漿稠度增大、施工性較好。 水泥用量增大，用水量不變時， W/C減小，起潤滑作用的水量相對減少，因此，砂漿稠度減小、施工性變差是不難理解的。所以，隨著水泥用量的變化，為了保證良好的施工性，砂漿的用水量也要隨之變化。 實際上，VAE對砂漿有一定的減水作用，而MC對砂漿的粘度影響非常大(尤其是不摻或摻量偏大時，粘度都偏大)，但在一定范圍內，它們的影響就不明顯了。另外，根據《建筑砂漿基本性能試驗方法》測得的稠度，和施工性是不完全一致的，尤其是在MC和VAE共同存在的砂漿中，更是如此。因此，研究砂漿中MC或VAE摻量對需水量的影響時，稠度只能作為參考。 試驗表明，摻加木質纖維和減水劑都能改善砂漿的施工性。 3.3 各組分對砂漿物理性能的影響 圖2、圖3列出了部分組分對砂漿物理性能的影響情況。圖中，Pc-砂漿與水泥試塊間的粘結強度，Pp- 砂漿與聚苯板間的粘結強度，其它同上。 由圖3、圖4可以看出： (1)水泥用量對所有強度的影響都較顯著。 (2)膠粉摻量對粘結強度的影響也較為顯著，尤其對聚苯的粘結強度幾乎是決定作用。 (3)灰鈣摻量對粘結強度影響不大。 (4)MC的摻量增大，砂漿與水泥塊間的粘結強度逐漸增大，而與聚苯板間的粘結強度則是先增大后減小。 3.3.1 水泥用量對砂漿物理性能的影響 水泥是砂漿中的主要膠凝材料。水泥與水進行水化反應生成水化硅酸鈣凝膠，它將砂漿中細集料(砂)等膠結成一個整體，并使其在基層(水泥塊)與聚苯板間其橋梁作用。砂漿與水泥塊之間的拉伸粘結強度(Pc)主要取決于水泥強度的發揮，砂漿的抗壓強度(P3)及抗折強度(P2)也是如此(見圖4)。因此，砂漿中的水泥用量不能太低。但水泥用量也不能太高，由圖5可以看出，隨著水量用量增大，砂漿的壓折比逐漸增大(柔性則逐漸降低)。表2為通過正交試驗得出的各因子不同水平時的抗壓(P3)、抗折強度(P2)及壓/折比的極差(28天)。由表2更能明顯地看出，砂漿的抗壓強度、抗折強度及壓折比的變化幾乎絕對地取決于水泥用量的變化。所以用量應該適度 水泥品種對砂漿的性能也是有較大影響的。不同品種水泥的需水量、凝結時間和強度等都可能不一樣，它們都有可能影響砂漿的性能。比如，實驗表明，某一知名品牌水泥的凝結時間就偏短，由其配制的砂漿的施工性就較差，在實驗過程中就能感覺到砂漿越來越粘。另外，同樣配比的砂漿，使用不同品種的水泥時，其拉伸強度可能相差較大。 3.3.2 VAE用量對砂漿物理性能的影響 水泥砂漿是一種比較剛硬但脆性大、柔性差的材料，所以必須用柔性極好的聚合物(如VAE)對其改性，才能與作為保溫材料的聚苯板的變形性能相匹配。 VAE膠粉是砂漿中的另一種重要的膠凝材料。VAE是由于自身的干燥成膜作用而增強砂漿的各種強度的， VAE聚合物薄膜象架橋一樣將砂漿中的裂縫、水泥水化物與骨料及聚苯板等連接起來。隨VAE含量增加，這種架橋作用更為顯著，導致拉伸強度和抗折強度的增加。但VAE含量增加對砂漿抗壓強度益處不大。一般情況下，VAE含量增大，砂漿壓折比降低，砂漿的柔性隨之提高。(VAE摻量不變，而水泥用量增大時，砂漿的聚/灰比降低，壓/折比增大，柔性降低) VAE對Pc也起重要作用，但相對而言，VAE對砂漿與聚苯之間的拉伸強度(Pp)作用更大，不摻VAE的砂漿有時對聚苯板的粘結力基本為零。 過量VAE的摻入，一方面，成本會增加，另一方面可能會引起自身網絡結構不連續，同時還可能使得砂漿粘性和保氣性能提高，同樣可使得網絡結構不連續，因而拉伸強度可能降低(見表3)。 不同廠家的膠粉，其差異還是不小的，但還在可控制范圍內。 3.3.3 MC用量對砂漿物理性能的影響 MC的一個主要作用是保證水泥進一步水化所需的水分。當MC摻量 不過高時，隨MC摻量的增大，砂漿保水性能提高，水泥水化程度提高、風化程度降低，因此，Pc、Pp都隨之提高。當MC摻量達到一定值后，它對水泥的作用可能還在加大，但對VAE膠粉的作用則相反了，因此，砂漿與聚苯板間的粘結強度可能不再增加了。 但MC摻量過高時，MC的增稠作用顯著增大，砂漿微孔增多、容重減小，而水泥石的強度與孔隙率成反比，同時VAE的網絡結構也可能變得不連續、VAE的干燥成膜速度可能減慢，所以，Pc、Pp都隨之減小(見表4)。 在外保溫用抹面干粉砂漿中，MC的另一個重要作用是增稠作用，它能使砂漿的保氣性能大大提高。標準砂漿的容重能達到2300?2500kg/m3，而增加了MC的干粉砂漿，在大量VAE的共同作用下，可以使容重保持在1500?1700kg/m3。微氣孔的引入，可以使砂漿的柔性大幅提高。不過，抹面干粉砂漿的柔性以與聚苯板的伸縮性相匹配為宜，所以MC的摻量也不能過高，否則既降低了強度，又會增加成本。 不同粘度的MC，其摻量的差異較大。如前所述，MC對砂漿性能的作用是巨大的，其摻量較小而變化的影響又很顯著。因此，MC的選擇和使用應特別慎重。 3.3.4 其它組分對砂漿物理性能的影響 1)消泡劑的影響 使用有關方面提供的消泡劑和和相應的摻量，我們進行過大量實驗。結果表明，在推薦摻量下，消泡劑是有害無益的，它雖然可以提高砂漿的粘結強度，但它同時會使砂漿孔結構不穩定，用40?40?160mm三聯鋼模成型后可發現明顯的收縮下沉。 2)減水劑的影響 減水劑對砂漿性能的影響是比較明顯的。在用水量一定時，隨高效減水劑摻量的增大，砂漿與水泥的粘結強度(Pc)有顯著提高，但同時與聚苯板的粘結強度(Pp)反而下降了，而且砂漿稠度(S)減小了，砂漿的工作性變得很差。因此，減水劑的摻量須控制。如砂漿強度不夠，也應從其它方面考慮，不能盲目增加減水劑摻量。 3)砂、憎水劑、木質纖維等的影響 砂的粒徑較粗時，砂的壓、折強度較高。當砂的粒徑變細后，粘結強度會提高一些，施工性也會好一些(天然砂更好)。 憎水劑需達到一定摻量(雖然價格較高)才能保證砂漿的吸水量滿足標準要求。憎水劑的用量對砂漿與聚苯板的浸水粘結強度影響尤其明顯，憎水劑不足時，即使VAE含量較高，砂漿與聚苯板間的浸水粘結強度也很低，在測試其拉拔強度時，要使聚苯板破壞是很難的。這對抹面砂漿的意義更大。 木質纖維主要對砂漿的施工性有益。我們的實驗表明，它對砂漿的粘結強度幾乎沒有好處。 某些早強劑能顯著增強砂漿早期的粘結強度。 3.4 關于養護問題 實驗表明，適當的養護是非常重要的。如果成型后的試樣放在烈日下，不加任何覆蓋物的會出現裂紋，并且受水后的試樣有反白現象;加覆蓋物的就好得多。標養下的試件則堅硬且美觀。 我們還發現養護齡期對干粉砂漿的性能是有影響的，其中，與水泥砂漿的拉伸粘結強度，常溫常態的對齡期要求不高，7天與14天差別不是很大(配比好的，14天、28天的會提高;配比不好的，后期粘結強度可能會有所降低);但耐水性能與養護齡期有很大關系，比如，起水后陳放2小時的試塊拉伸強度是很低的，陳放24小時后則大大提高，陳放7天后的試塊拉伸強度有可能超過常溫常態的。 4 結論 1) 灰鈣和水泥用量對砂漿的施工性影響較大。 2) VAE、MC、水泥用量及它們之間的相互作用對砂漿物理性能影響較大。 3) 外保溫抹面砂漿中需要一定量的憎水劑。 4) 養護制度對砂漿的粘結強度有較大影響。 |
