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建筑砂浆增塑剂的制备及性能研究

整理编辑:汪鸿博 发布时间:2022-08-24

内容摘要:

建筑砂浆增塑剂的制备及性能研究王东民高宇中国矿业大学混凝土与环境材料研究所,北京100083文摘:研究了引气剂、减水剂和保水增稠剂对建筑砂浆性能的影响,通过复合...

建筑砂浆增塑剂的制备及性能研究

王东民高宇

中国矿业大学混凝土与环境材料研究所,北京100083

文摘:研究了引气剂、减水剂和保水增稠剂对建筑砂浆性能的影响,通过复合配制,制得了性价比高的砂浆增塑剂。研究了掺增塑剂砂浆的含气量、脱层率和强度。结果表明,在1立方砂浆中加入增塑剂150g,可提高砂浆的和易性和耐久性。

1序言

建筑砂浆是一种数量大、应用广泛的建筑材料。传统砂浆一般在现场拌和,施工和易性差,粘结力低,收缩大,耐久性差,用于内、外墙饰面时容易开裂、渗漏、空、脱落。另外,现场混合测量不准确,不可避免地会造成资源浪费和环境污染。为了更好地控制施工质量,提高施工效率,干粉砂浆必将取代传统的现场砂浆。干粉砂浆具有质量稳定、施工性好、减少环境污染、节约投资等特点。为实现文明施工和保护环境,我国大部分城市已开始实施商用砂浆,2007年6月6日,建设部、国家环保总局等六部委联合下发了《关于限期禁止在城市地区现场掺入砂浆的通知》,干粉砂浆必将得到更快的发展。

2检验原材料和方法

2.1试验用原材料

北京水泥厂生产的实验P.O.32.5水泥的化学组成、矿物组成和物理性能分别见表1和表2:

试验用砂:选用细度模数Mx=2.8~3.2的中砂,砂应符合《普通混凝土用砂质量标准及检验方法》(JGJ52)的规定,并应通过5mm筛分,砂的含泥量不得超过5%。

建筑砂浆塑化剂的制备及性能研究

外加剂:实验外加剂主要是减水剂、增稠保水剂、引气剂。

膨润土:试验选用辽宁钙凌源基膨润土、钠基膨润土、辽宁红山钙基膨润土、河北宣化钙基膨润土,化学成分见表3。

2.2实验方法

建筑砂浆的稠度试验、密度试验、分层度试验、凝结时间试验、立方体抗压强度试验、抗冻试验和收缩试验,按JGJ70-90《建筑砂基本性能试验方法》进行。配合比设计按JGJ98-2000《砌体房屋砂浆配合比设计规范》进行。

膨润土的膨胀时间和吸蓝率试验方法按JC/T593-1995标准膨润土试验方法进行。

3.实验结果及分析

3.1引气剂对建筑砂浆性能的影响

实验中采用十二烷基硫酸钠作引气剂,通过发泡性能试验和实用性试验。从耗水量、分层、泌水、密度、含气量、抗压强度等方面研究了引气剂对建筑砂浆性能的影响。施工砂浆主要采用M7.5进行试验,配合比为水泥:砂=1:5,用水量按70~80mm稠度控制。研究了砂浆的七天强度。试验数据见表4。引气剂的用量不仅应达到引气能力(20%),而且还应具有良好的留着性,即在一小时内减少空气含量不超过4%,抗压强度应达到标准建筑砂浆的75%以上。砂浆分层度应控制在10~30mm范围内,如表4所示,分层度应大于20mm。

3.1.1引气剂含量与建筑砂浆含气量的关系

从图1中可以看出。1砂浆含气量随引气剂用量的增加而增加。当引气剂增加到7.98/10万时,砂浆的空气含量达到饱和点,即使增加引气剂,砂浆的空气含量也不会再增加;当引气剂含量超过6.84/10万时,砂浆的空气含量变差,静置1小时后空气含量下降。从以上分析可知,增塑剂中引气剂的饱和点为7.98/10万,需要进一步解决的是砂浆的含气量保持问题。

3.1.2引气剂含量对砂浆耗水量的影响

在砂浆中引入大量微小的气孔,相当于置换砂浆中的水,起到减水、节约搅拌用水的作用[3]。引气剂的加入降低了砂浆的混合用水量,增加了引气剂的用量和减水率。

3.1.3引气剂用量与砂浆抗压强度的关系

如图3所示,随着引气剂用量的增加,砂浆的抗压强度有降低的趋势。当引气剂大于7.98/10万时,砂浆的抗压强度比小于75%。为使增塑剂适用于低强度建筑砂浆,引气剂的用量为7.98/10万,并适当提高建筑砂浆的抗压强度。通过以上分析可知,引气剂对砂浆性能的影响:随着引气剂用量的增加,砂浆含气量增加,耗水量减少,泌水减少,砂浆密度降低,抗压强度降低。

3.2增稠剂对建筑砂浆性能的影响

砂浆增塑剂的另一个重要组分是增稠剂,它是甲基纤维素醚。增稠剂的主要作用是保水、增稠,还能起到稳定气泡的作用[4]。为了确定增塑剂中增稠剂的用量,将引气剂的用量固定为7.98/10万,改变增稠剂的用量,研究增稠剂对建筑砂浆性能的影响,数据见表5。增稠剂的加入对建筑砂浆的分层程度没有影响,需水量略有增加。其主要功能是保持建筑砂浆的含气量,泌水率有显著影响。

随着增稠剂用量的增加,建筑砂浆的含气量在1小时内会增加,当增稠剂用量为0.08/10万时,建筑砂浆的含气量将达到最大值,建筑砂浆的初始含气量约为14%。这表明增稠剂用作建筑砂浆中气泡的稳定剂,并且0.08/100,000也是砂浆中增稠剂的合适添加,如图1所示。4.由于液体粘度和表面粘度的增加将减慢液膜中液体渗出的平均速度,因此液膜将不容易变薄。另外,增加液相粘度将减缓表面活性剂分子的扩散速度,这有利于泡沫稳定性。增加表面粘度将促进形成牢固的表面膜并增加泡沫的稳定性。

3.4触变润滑剂对砂浆性能的影响

膨润土用作触变性润滑剂。对砂浆性能的影响见表6。从表中可以看出,随着膨润土含量的增加,脱层程度明显降低。但砂浆的抗压强度相应降低。

3.5减水剂对砂浆性能的影响

如果在建筑砂浆中加入引气剂、增稠剂和触变润滑剂,可以改善新拌砂浆和易性,例如可以降低砂浆的分层程度,降低砂浆的密度,但也降低砂浆的抗压强度。通过减水剂和前三种添加剂的组合降低砂浆的水灰比,以补偿由于在砂浆中掺入引气剂而导致的抗压强度损失。

选用廉价的木质素磺酸钙作为减水剂,不仅具有减水功能,而且还具有轻微的引气功能。将木素磺酸钙与引气剂、增稠剂、触变润滑剂结合,可减少引气剂用量,提高建筑砂浆的抗压强度。在以下试验中,以M7.5为例,引气剂、增稠剂和触变润滑剂的量分别为每100,000份7.98份、0.08份和14份,木材钙的量为每100,000份2.5份。从图中可以看出。5、砂浆抗压强度随减水剂用量的增加而增加,大于标准砂浆的75%(8.5MPa)。

3.6增塑剂对砂浆凝结时间和粘结强度的影响

增塑剂极大地提高了建筑砂浆的粘结强度,如表7中所述。就凝结时间而言,添加增塑剂可以稍微延长建筑砂浆的凝结时间,有利于施工。

3.7增塑剂对砂浆耐久性的影响

掺入增塑剂的建筑砂浆的渗透压比大于空白建筑砂浆的渗透压比,说明增塑剂提高了建筑砂浆的抗透水性。当建筑砂浆产生渗漏时,会留下渗漏通道,硬化的建筑砂浆会产生孔隙。你分泌的水分越多,你创造的空洞就越多。这些孔隙虽然很小,但足以形成加压水的渗流通道。此外,由于泌水产生的空隙一般为连通孔,对砂浆的抗渗性影响较大[7],从表8可以看出,通过添加增塑剂,建筑砂浆的抗渗性得到了改善。同时提高了砂浆的抗冻融性,这主要是由于孔隙结构对水泥施工砂浆强度、抗渗性和抗冻融性的影响。

4结论

在上述实验和分析中,可以得出以下结论:

引气剂对砂浆增塑剂性能的影响如下:引气剂的用量为7.98/10万,可降低砂浆的耗水量、密度和泌水率。但会降低抗压强度。

另外,当增稠剂用量为0.1-100时,增稠剂可以防止砂浆渗出,且增稠剂的加入量为0.08-100度。触变润滑剂的分层度最好控制在21/100000,但影响建筑砂浆的强度,14/100000为宜。

减水剂降低了耗水量,提高了砂浆强度,并具有引气效果,百万分之1.5可达到理想的效果。

掺加增塑剂可明显改善新拌砂浆的性能,提高砂浆的和易性,降低砂浆的分层程度,消除砂浆的泌水现象,降低砂浆的拌合用水量,降低砂浆的密度。提高粘合强度,延长凝固时间。

参考文献

[1]王新民。干粉施工砂浆迎来春天。《广东建材》,2005,(3)67-68

[2]杨全兵、朱北荣、黄世远。混凝土引气剂的新认识[J]。低温施工技术1998(3)33-50

[3]孙志成,建筑砂浆增塑剂:中国,CN148859A[P]。2004年

[4]张关伦.混凝土外加剂的原理与应用[M].北京:中国建筑业出版社,1989:1-4

[5]陈建奎,混凝土外加剂的原理与应用[M]。北京:中国规划出版社,2004

[6]H.Uchikawa,S.Hanehara,T.Shirasaka,etal.混合料对水泥水力运行的影响;外加剂与流动性和沉降性.水泥与混凝土研究[J].1992,22(3)1115-1129

[7]张池,赵振浩,水泥砂浆的孔隙结构与抗渗性能.重庆建筑大学学报[R],1996,第3卷.18(3):61-66

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