外保温粘结干混砂浆的试验研究★

赵丽英 李宪军

(山西省建筑科学研究院，山西 太原 030001)

·建筑材料及应用·

外保温粘结干混砂浆的试验研究★

赵丽英 李宪军

(山西省建筑科学研究院，山西 太原 030001)

介绍了外保温粘结干混砂浆试验所用的原材料，并论述了具体的试验方法，研究了纤维素醚掺量、聚丙烯纤维掺量、可再分散性胶粉掺量对粘结砂浆性能的影响，得出了一些有价值的结论。

粘结砂浆，试验，掺量，影响

环保节能已成为当今社会发展的一大主题。在工业、民用等建筑的外墙外保温系统中，特种砂浆的使用已得到了广泛认可，对其产品的性能要求也越来越高。针对目前新型保温墙体材料应用中产生的砂浆粘结强度不合格问题进行了较系统的研究，从提高砂浆粘结强度和减小收缩的角度出发，研制的低收缩抗裂粘结干混砂浆，主要由水泥、细砂、粉煤灰、镁渣粉和复合添加剂等配制而成。配制粘结干混砂浆，首先要保证其具有良好的和易性与施工性，水泥浆体的需求量取决于砂子间的孔隙率和砂子总表面积的大小，降低砂子孔隙率和总面积可以减少水泥浆量，若胶砂比过大，将导致砂浆收缩大，易开裂。第二掺合料掺量不同，其活性可激发程度和粒度级配合理性不同，二者对砂浆的和易性同等重要。通过合理匹配不同材料研究出的粘结干混砂浆解决了传统粘结砂浆的可粘结性差、收缩大等问题。

1 原材料及试验方法

1.1 试验原材料

水泥：采用太原狮头牌P.O42.5水泥，化学成分如表1所示。

表1 水泥化学成分 %

砂：采用2 mm以下烘干后的天然河砂，也可以用石英砂。

粉煤灰：采用陕西德源府谷能源有限公司生产的粉煤灰，化学成分如表2所示。

表2 粉煤灰化学成分

镁渣粉：采用太原某金属镁厂提供的镁渣粉，比表面积为305 m2/kg。

纤维素醚：采用山东省邹平安澜化工有限公司生产的10万粘度HPMC。

可分散乳胶粉：采用北京天维宝辰化学产品有限公司生产的纯丙烯酸可分散乳胶粉。

纤维：采用市售的聚丙烯纤维，长度小于6 mm。

1.2 试验方法

采用JGJ/T 70—2009建筑砂浆基本性能试验方法和DB J04—234—2005建筑外墙外保温系统用产品(材料)。

2 试验结果与分析

2.1 纤维素醚掺量对粘结砂浆性能的影响

为了便于研究，采用的优化配方如下：水泥掺量为350 kg/t，总掺合料掺量为150 kg/t，粉煤灰与镁渣粉掺杂比例为5∶4，聚丙烯纤维掺量为1.0 kg/t，可再分散型乳胶粉掺量为3.0 kg/t，砂450 kg/t，用水量以砂浆稠度控制在80 mm±10 mm为准。纤维素醚掺量对粘结砂浆性能的影响结果如表3,表4和图1,图2所示。

表3 纤维素醚掺量对粘结砂浆强度的影响

表4 纤维素醚掺量对粘结砂浆干缩率的影响

由表3，表4及图1，图2可以看出，随着纤维素醚掺量的降低，干混砂浆的粘结强度、抗折强度和抗压强度均有一定幅度的提高，这是因为随着纤维素醚掺量的降低，干混砂浆体系的保水率降低，体系中多余的自由水含量减少，砂浆凝结体中因多余自由水形成的毛细孔道减少，使得干混砂浆凝结体的密实度提高，抵抗外力变形能力提高；干缩率降低，这是由于体系中多余的自由水含量减少，体系的孔隙率降低，膨胀组分填充的空隙减少而引起体系膨胀，因此干缩率降低。当纤维素醚掺量为0.6 kg/t时，砂浆凝结体的7 d压折比为2.18，28 d压折比为3.7，柔韧性较好。

2.2 聚丙烯纤维掺量对粘结砂浆性能的影响

采用2.1的配方，纤维素醚掺量确定为0.6 kg/t，聚丙烯纤维作为变量。聚丙烯纤维对粘结砂浆性能的影响结果如表5，表6和图3，图4所示。

表5 聚丙烯纤维掺量对粘结砂浆强度的影响

表6 聚丙烯纤维掺量对粘结砂浆干缩率的影响

由表5，表6及图3，图4可以看出，随着聚丙烯纤维掺量的降低，干混砂浆的粘结强度、抗折强度均有一定幅度的降低，这是因为聚丙烯纤维掺量降低后，体系中由聚丙烯纤维均匀分布形成的网络织构减少，受外力后抵抗剪切应力能力降低；抗压强度升高，这是因为聚丙烯纤维掺量降低后，体系中的孔隙率降低，聚丙烯纤维与水泥掺合料等胶凝材料之间的缺陷界面减少，因此抗压强度随着聚丙烯纤维掺量的降低而增大；干缩率降低，这是因为聚丙烯纤维掺量降低后，约束体系中因胶凝材料水化以及自由水蒸发引起体积变化应力的聚丙烯纤维网络织构相应减少，体系胶凝材料中膨胀组分含量较高，随着水化反应的进行，体积呈现一定幅度的膨胀，因此干缩率降低。纤维掺量为0.5 kg/t时，7 d压折比为2.04，28 d压折比为3.05，略高于3.0，柔韧性较好。

2.3 可再分散性胶粉掺量对粘结砂浆性能的影响

采用2.1的配方，纤维素醚掺量确定为0.6 kg/t，聚丙烯纤维确定为0.5 kg/t，可再分散性胶粉作为变量。聚丙烯纤维对粘结砂浆性能的影响结果如表7，表8和图5，图6所示。

表7 可再分散性胶粉掺量对粘结砂浆强度的影响

表8 可再分散性胶粉掺量对粘结砂浆干缩率的影响

由表7，表8及图5，图6可以看出，随着可再分散性乳胶粉掺量的增大，14 d粘结强度先提高后小幅度降低，压折比降低，干缩率逐渐降低。这是因为可再分散性乳胶粉在加水搅拌过程中形成乳液，均匀地分散在水泥浆体中，乳液中的聚合物颗粒会在水泥水化过程中逐步沉积到浆体固相颗粒表面。随着砂浆内自由水的减少聚合物颗粒会相互融合连接在一起形成聚合物膜，最终聚合物膜形成连续网络结构并与水泥水化物相互交织，聚合物膜增加了水泥石内部不同粒子之间的接触面积，在砂浆受到拉应力时起到架桥作用，有效吸收和传递能量，从而大幅度提高砂浆的抗折强度；胶粉中含有的表面活性剂成分具有一定引气作用，改善了砂浆的和易性，但由于引气量较高，导致砂浆抗压强度下降。胶粉改性砂浆后可以有效提高砂浆的粘结强度。干缩率降低是因为胶粉的掺入一定程度提高了体系的保水能力，体系中自由水蒸发留下的空隙减弱了膨胀组分水化产生的体积膨胀效应。

3 结论与建议

1)随着纤维素醚掺量的降低，干混砂浆的粘结强度、抗折强度和抗压强度均有一定幅度的提高；随着聚丙烯纤维掺量的降低，干混砂浆的粘结强度、抗折强度均有一定幅度的降低；随着可再分散性乳胶粉掺量的增大，14 d粘结强度先提高后小幅度降低，压折比降低，干缩率逐渐降低。2)纤维素醚、聚丙烯纤维和可再分散性乳胶粉三者具有一定交互作用，在掺量合理和质量可靠的条件下会对砂浆的粘结、抗裂性能有很大提高。3)在配制粘结干混砂浆过程中，要严格控制纤维素醚、聚丙烯纤维和可再分散性乳胶粉复合比例，以保证粘结干混砂浆的质量。

[1] 李宪军.工业废弃物配制砂浆稠化粉的应用研究[J].新型建筑材料，2012(3):13-19.

[2] 邓军平，陈新年，郭一萍.镁渣和矿渣对复合水泥性能的影响[J].西安科技大学学报，2008(4):735-739.

[3] 赵爱琴.利用镁渣研制新型墙体材料[J].山西建筑，2003，29(17):48-49.

Experimental research on external thermal adhesive dry-mixed mortar★

Zhao Liying Li Xianjun

(ShanxiAcademyofBuildingScience,Taiyuan030001,China)

The paper introduces raw experimental materials of external thermal adhesive dry-mixed mortar, discusses specific experimental methods, studies the influence of cellulose mixing amount, polypropylene fiber mixing amount and dispersible rubble powder upon adhesive mortar performance, and finally draws some valuable conclusions.

adhesive mortar, experiment, mixing amount, influence

1009-6825(2015)30-0103-03

2015-08-11★：山西省火炬计划项目(项目编号：2013061004-2)

赵丽英(1974- )，女，工程师； 李宪军(1975- )，男，高级工程师

TU521

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