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干粉砂浆中外加剂的作用
2023-03-22 13:54
生产干粉砂浆所需的主要原材料有细骨料、凝胶材料、矿物掺合料,现在一般为了改善砂浆的性能均掺入一定量的外加剂。因此,外加剂的种类及作用已成为干粉砂浆生产的重要环节。
普通干粉砂浆根据不同要求采用的外加剂种类很多,主要起防水、抗冻、早强、抗裂和抗渗等作用,但是在使用这些外加剂之前应该通过试验确定其与无极凝胶材料的相容性良好,并且对砂浆的耐久性无不良影响。
目前干粉砂浆中采用的外加剂主要是有机和无机外加剂,如可再分散乳胶粉、保水增稠外加剂、膨润土等。为了提高砂浆的综合性能,将有机和无机材料复合作为干粉砂浆的增稠和保水材料。
1、可再分散乳胶粉
以往使用较多的是聚合物乳液,但是乳液改性的水泥砂浆一般为双组分或多组分砂浆,无法满足干粉砂浆的要求。现在使用较广的是可再分散乳胶粉,可再分散乳胶粉基本上已成为干粉砂浆必不可少的一个组分。可再分散乳胶粉是细分散的有机聚合物,是水溶性的,是聚合物乳液经过喷雾干燥过程形成的,它遇水可以再分散形成乳液,对无机和有机材料都具有较好的粘结性。在干粉砂浆加水搅拌时,聚合物颗粒自行分散,并不会同水泥粘聚,可再分散乳胶粉颗粒之间存在着润滑效应,使砂浆组分能够单独流动;另一方面可再分散乳胶粉加入后,有一定的引气作用,气泡在拌合过程中起着微珠的作用,因此可以改善砂浆的施工和易性。在干粉粘结砂浆中通常都需要加入可再分散乳胶粉,它的加入使砂浆的粘结强度、抗剪强度、抗拉强度均有提高,可以降低砂浆的弹性模量,从而改善砂浆的韧性,更终可以避免砂浆易收缩开裂的缺点,粘结力的提高也可以使粘结层的厚度有较大下降。可再分散乳胶粉能改善砂浆的以上性能的原理是:可再分散乳胶粉加入到砂浆中遇水再分散形成乳液,在砂浆凝结硬化过程中乳液可再一次脱水,在砂浆颗粒表面形成聚合物膜结构可填充细骨料和胶凝材料界面上的缺陷,使应力集中降低,并在外力作用下会产生松弛而不破坏。另外,砂浆在水泥水化后形成了刚性骨架,而可再分散乳胶粉形成的膜结构可以提高刚性骨架的弹性和韧性。
用于干粉砂浆的可再分散乳胶粉主要有以下几种:(1)苯乙烯-丁二烯共聚物;(2)苯乙烯-丙烯酸共聚物;(3)醋酸乙烯酯共聚物;(4)聚丙烯酸酯共聚物;(5)醋酸苯乙烯共聚物;(6)醋酸乙烯-乙烯的共聚物。由于可再分散乳胶粉的加入会引入一定量的气泡,因此在实际应用中可以视引入气泡量的大小同时加入微量的消泡剂。
2、保水增稠材料
干粉砂浆中的保水增稠外加剂可以使砂浆性能得到改善:(1)增加和易性;(2)提高粘结力;(3)砂浆保水性好,不易泌水和离析;(4)可以提高抗渗性和抗冻性;(5)提高砂浆的抗裂性;(6)使砂浆更易进行薄层施工。
保水增稠材料主要种类是纤维素醚。可用于干粉砂浆的纤维素醚有Na-羧甲基纤维素、乙基纤维素、甲基纤维素、羟基纤维素乙醚、羟丙基甲基纤维素、淀粉酯等。干粉粘结砂浆中特别是作为瓷砖粘结剂使用时一般都掺入纤维素醚。如甲基纤维素醚的加入抑制了水分过快被瓷砖吸收,使胶凝材料有足够的水分进行水化,同时也改善了砂浆的可塑性,使施工更容易,并增加了砂浆与瓷砖的接触面积;具有毛细管作用的瓷砖使修正时间缩短,由于掺加甲基纤维素的砂浆具有高保水能力,抑制水分过快流失从而延长了修正时间;加入甲基纤维素醚后,可以减少瓷砖粘结中易出现的滑移和流挂现象,即便是将单位面积质量大且表面致密度高的瓷砖粘贴于垂直表面,也不会出现下滑现象。
3、无机矿物粉
无机矿物粉是一种蒙脱石为主要成分的粘土,因此蒙脱石的品种和含量对膨润土的性能有很大的影响。当无机矿物粉分散于水中时,由于表面吸附的阳离子在溶液主体中的浓度较低,它们有自晶层表面向外扩散的趋势;另一方面,它们又受带电晶层的静电吸引。这两个相反趋向的结果,使粘土颗粒晶层外表面形成扩散双电层,并呈大气状分布。堆叠晶层间的阳离子则限制在面对面的晶层表面中间的狭窄间隔内。无机矿物粉分散在水中,蒙脱石的颗粒可能呈单一晶胞,也可以是许多晶胞的附聚体。由于蒙脱石晶体表面电荷的多样性和颗粒的不规则性,它们在水中会产生许多不同的附聚型式。无机矿物粉在水中高度分散搭接成网络结构,并使多量的自由水转变为网络结构中的束缚水,而形成非牛顿液体类型的触变性凝胶。它的粘度对于悬浮液体系的稳定性具有重要影响,并与剪切速度变化有关。搅动时,网络结构破坏,凝胶转化为低粘滞性的悬浮液;静止时,恢复到初始凝胶网络结构的均相塑性体状态,粘度逐渐增大。在外力作用下悬浮液与胶体可以无限转化。这就是掺加无机矿物粉后砂浆触变性变好的原因。由于上述原因,导致加入无机矿物粉的砂浆粘度上升,保水性能提高,触变性能变好。
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