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不同聚合物硅酸盐水泥基饰面砂浆吸水量与抗泛白的关系王培铭;杜丹【摘要】研究了纤维素醚和可再分散乳胶粉对硅酸盐水泥基饰面砂浆抗泛白性和吸水性的影响,同时分析比较了不同掺量羟丙基甲基纤维素和乙烯-月桂乙烯-氯乙烯三元共聚胶粉对饰面砂浆吸水量与抗泛白的关系.结果表明,掺入纤维素醚和乳胶粉能提高饰面砂浆的抗泛白性、改善其吸水性,其中HPMC-2和E/VC/VL的作用效果较好,且单掺时的最佳掺量分别为0.3％和10％;此外,硅酸盐水泥基饰面砂浆抗泛白性与吸水量存在正相关性,饰面砂浆吸水量越小,其抗泛白性越好.【期刊名称】《新型建筑材料》【年(卷),期】2017(044)002【总页数】4页(P86-89)【关键词】饰面砂浆;水泥;纤维素醚;乳胶粉;泛白;吸水性【作者】王培铭;杜丹【作者单位】同济大学先进土木工程材料教育部重点实验室,上海201804;同济大学先进土木工程材料教育部重点实验室,上海201804【正文语种】中文【中图分类】TU56+4.5纤维素醚和可再分散乳胶粉这2类聚合物是水泥基饰面砂浆非常重要的改性组分，不同种类及掺量对饰面砂浆性能的影响也各不相同[1-4]。
目前研究主要集中在某类或2类聚合物影响水泥基饰面砂浆抗泛白性[5-7]、耐沾污性[2]、憎水性[8-9]等方面，比如朱绘美等[1，5]研究了羟乙基甲基纤维素（HEMC）、乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）和乙烯-月桂乙烯-氯乙烯三元共聚物（E/VL/VC）对硅酸盐水泥基饰面砂浆泛白的影响；滕朝晖和王勤旺[7]考察了羟丙基甲基纤维素（HPMC）用量对水泥基装饰砂浆泛碱抑制效果的影响；张明良和梁树绢[9]研究了乙烯-醋酸乙烯-叔碳酸酯（E/VA/VeoVa，本文简写为E/V/VV）三元共聚可再分散乳胶粉的掺量对水泥基饰面砂浆性能的影响。
但是就聚合物种类和掺量对硅酸盐水泥基饰面砂浆抗泛白性与憎水性关系的研究尚未见报道，由于砂浆的憎水性与吸水量之间存在密切联系，目前国内外还没有砂浆憎水性的定量测量方法，因此本文用吸水量来表征憎水性。
混凝土中添加纳米二氧化硅的效果评价一、背景介绍混凝土是现代建筑中最常用的建筑材料之一，其强度和耐久性是确定其使用寿命和安全性的关键因素。
近年来，纳米材料的应用在混凝土中引起了越来越多的关注。
其中，纳米二氧化硅（nano-SiO2）作为一种常见的纳米材料，已经被广泛研究并应用于混凝土中。
纳米二氧化硅的应用可以改善混凝土的性能，提高混凝土的抗压强度、耐久性和耐化学侵蚀性等方面。
二、纳米二氧化硅的物理化学性质纳米二氧化硅是一种纳米级别的硅酸盐，其平均粒径通常在1-100纳米之间。
与普通的二氧化硅相比，纳米二氧化硅具有更高的比表面积、更强的表面活性和更高的化学反应性。
纳米二氧化硅的物理化学性质决定了其在混凝土中的应用效果。
三、纳米二氧化硅在混凝土中的应用效果1.提高混凝土的抗压强度研究表明，添加适量的纳米二氧化硅可以显著提高混凝土的抗压强度。
这是因为，纳米二氧化硅可以填充混凝土中的微孔隙，增加混凝土的致密性和强度。
此外，纳米二氧化硅还可以与水泥水化产物反应，形成硬化胶体，提高混凝土的强度。
2.提高混凝土的耐久性混凝土的耐久性是一个重要的指标，决定混凝土的使用寿命和安全性。
研究表明，添加纳米二氧化硅可以提高混凝土的耐久性，减少混凝土的渗透性和气体渗透率。
这是因为，纳米二氧化硅可以填充混凝土中的微孔隙，减少渗透通道，从而防止水、气体的渗透。
此外，纳米二氧化硅还可以与水泥水化产物反应，形成硬化胶体，提高混凝土的耐久性。
3.提高混凝土的耐化学侵蚀性混凝土受到酸碱、盐等化学物质的侵蚀往往会导致混凝土的破坏和损伤。
研究表明，添加纳米二氧化硅可以提高混凝土的耐化学侵蚀性。
这是因为，纳米二氧化硅可以与水泥水化产物反应，形成硬化胶体，改善混凝土的化学稳定性，从而提高混凝土的耐化学侵蚀性。
四、纳米二氧化硅的添加方法纳米二氧化硅可以通过两种方法添加到混凝土中：直接添加和间接添加。
直接添加是将纳米二氧化硅与水泥、骨料、砂等混合后再进行混凝土的浇筑。
高温条件下不同养护湿度对聚合物改性水泥砂浆拉伸粘结强度的影响王培铭;寿梦婕【摘要】The change law of adhesive strength of hydroxyethyl methyl cellulose(HEMC)and ethylene vinyl acetate copolymer (EVA)modified mortar under 80℃ with 30%/55%/80% relative humidity(RH)for 28 days was studied. Results indicate that when based on ceramic tiles,EVA emulsion powder can significantly improve the adhesive strength of cement mortar but there is no mix proportion can reach the standard(JC/T 547—2005)"Ceramic wall tile adhesive" requirements under 80%RH. When based on con-crete plates,with the increasing humidity the adhesive strength of HEMC and EVA modified mortar appears to ascend first and then decline later. Compared to room temperature(20℃),80℃ would weaken the adverse effect of high humidity to the adhesive strength of EVA modified cement mortar although it is not beneficial to the development of above adhesive strength.%研究了在养护温度为80℃,相对湿度(RH)分别为30%、55%和80%的养护条件下,羟乙基甲基纤维素(HEMC)和乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)改性水泥砂浆28 d拉伸粘结强度的变化规律.结果表明:瓷砖为基底时,EVA乳胶粉能够明显改善水泥砂浆粘结强度达不到JC/T 547—2005《陶瓷墙地砖胶粘剂》标准要求的情况,但是在80% RH条件下,文中所有配比都不能满足该标准要求;混凝土板为基底时,随着湿度的增大,HEMC与EVA复掺改性水泥砂浆的粘结强度呈现先增大后减小的趋势.相较于常温(20℃)条件,80℃虽然不利于聚合物改性水泥砂浆在上述2种基底上粘结强度的发展,但能减弱高湿度条件对EVA改性水泥砂浆粘结强度的不利影响.【期刊名称】《新型建筑材料》【年(卷),期】2018(045)001【总页数】5页(P54-58)【关键词】聚合物水泥砂浆;瓷砖;混凝土板;高温;湿度;粘结强度【作者】王培铭;寿梦婕【作者单位】同济大学材料科学与工程学院,上海201804;同济大学材料科学与工程学院,上海201804【正文语种】中文【中图分类】TU57+8.120 引言聚合物改性水泥砂浆这种用途广泛的水泥基复合材料，也应符合复合材料的强度法则[1-3]，即只有使水泥砂浆和聚合物的强度都达到最大时，聚合物改性水泥砂浆才能获得最好的使用性能，而前提之一就是最佳的养护条件。
混凝土中添加纳米SiO2的性能提升研究引言混凝土作为一种广泛应用的建筑材料，在工业和民用建筑中扮演着重要的角色。
然而，传统混凝土存在一些问题，例如低强度、易开裂、易受环境影响等。
为了克服这些问题，研究者们开始探索添加纳米材料的可能性。
其中，添加纳米SiO2是一种被广泛研究的方法。
在纳米SiO2的引入下，混凝土的性能得到了显著提升。
本文将详细介绍混凝土中添加纳米SiO2的性能提升研究。
添加纳米SiO2的方法纳米SiO2是一种高表面积、高反应性的材料，可与水泥基体反应，提高混凝土的力学性能。
添加纳米SiO2的方法主要有两种：直接添加法和混合添加法。
直接添加法是将纳米SiO2粉末直接加入到混凝土中。
这种方法的优点是简单易行，但缺点是纳米SiO2的分散性较差，易形成团聚体，影响混凝土的强度。
混合添加法是将纳米SiO2和水泥、砂、石料等混合后再制备混凝土。
这种方法的优点是纳米SiO2能够与混凝土中的水泥基体更好地结合，提高混凝土的强度和耐久性。
性能提升研究添加纳米SiO2可以显著提高混凝土的力学性能和耐久性。
下面将分别从这两个方面进行详细介绍。
1.力学性能添加纳米SiO2可以提高混凝土的强度、硬度和抗裂性能。
研究表明，当纳米SiO2掺量为2%时，混凝土的抗压强度、抗拉强度和抗折强度分别提高了15%、20%和23%。
此外，纳米SiO2还能够显著提高混凝土的微观结构，使其更加致密，减少了混凝土中的孔隙率和渗透性。
2.耐久性添加纳米SiO2还可以提高混凝土的耐久性，抵抗氯离子渗透、硫酸盐侵蚀和碳化等作用。
研究表明，添加纳米SiO2可以显著减少混凝土中氯离子的渗透量，延缓混凝土的碳化速度。
此外，纳米SiO2还能够提高混凝土的抗冻融性能，减少混凝土的龟裂和破坏。
结论本文详细介绍了混凝土中添加纳米SiO2的性能提升研究。
添加纳米SiO2可以显著提高混凝土的力学性能和耐久性，抵抗氯离子渗透、硫酸盐侵蚀和碳化等作用。
添加纳米SiO2的方法主要有直接添加法和混合添加法。
浅谈纳米SiO2对混凝土的改性作用摘要：随着土木工程的发展以及混凝土材料应用范围的扩大，对混凝土材料的强度，耐久性等不断提出更高的要求。
纳米材料有着诸多其他材料无可比拟的优势，将纳米材料掺入混凝土中对其进行改性处理，混凝土的强度、耐久性等得到提升。
本文对纳米SiO2改性混凝土的强度，工作性，耐久性等进行归纳总结，展望了纳米混凝土的研究方向与发展趋势。
关键词：纳米SiO2；耐久性；水泥基材料引言混凝土是当今世界用量最大，用途最广的人造材料，作为建筑材料，他为人类文明的进步做出了了巨大的贡献。
我国目前进入快速发展时期，对混凝土的需求量很大，对混凝土的性能也提出了更高的要求已满足现阶段工程设计需要。
纳米材料是指尺寸从1~100nm之间，处于原子团簇和宏观个体交接区域的粒子，纳米材料除了具有其他宏观物体不具有的特殊效应：量子效应、小尺寸效应、表面和界面效应、宏观量子隧道效应等，还具有电、光、力、磁等方面的特性。
由于其独特的性质，引起了各国的广泛关注与研究。
将纳米材料掺入混凝土中，可以充分发挥纳米材料的特点，提高混凝土的各项性能。
1强度纳米SiO2对混凝土强度的提高作用主要来源于纳米SiO2的火山灰效应、微填充作用、晶核作用三方面。
纳米SiO2具有很高的火山灰活性，可以快速与水泥水化过程产生的Ca （OH）2发生反应，有效细化Ca（OH）2晶粒，生成高强度水化硅酸钙（C-S-H凝胶）[1]。
其快速生成的水化硅酸钙凝胶为混凝土中水泥水化反应结晶提供附着点，降低水化反应能垒，提高水化速度，从而有效提高混凝土早期强度。
另外，由于纳米SiO2的尺寸较小可以很好的填充混凝土水化反应后的空隙，提高混凝土的密实度，进而提高其抗压强度。
对纳米SiO2对混凝土强度的改性机理，不同学者持有不同观点。
有的学者认为掺纳米SiO2对硬化水泥石微观结构的影响主要是由于团聚颗粒对水泥分散体系的填充效应和吸水效应所致，与晶核效应无关[2]。
Nano-SiO2对水泥基饰面砂浆性能的影响朱绘美, 王培铭, 张国防（同济大学先进土木工程材料教育部重点实验室，上海200092）摘要：本文主要研究了nano-SiO2对水泥基饰面砂浆力学性能、毛细孔吸水率、耐泛碱和耐沾污性能的影响。
研究表明：nano-SiO2能显著改善水泥基饰面砂浆的性能；nano-SiO2掺量为0.5～1.5%时，砂浆毛细孔吸水率降幅超过40%；nano-SiO2掺量大于1%时，砂浆粘结强度明显提高；nano-SiO2掺量为2.0%时，砂浆抗压、抗折强度，耐泛碱性和耐沾污性均有显著提高。
从饰面砂浆的总体性能考虑，nano-SiO2的最佳掺量为胶凝材料总量的1.0～2.0%。
关键词：水泥基饰面砂浆；nano-SiO2；强度；毛细孔吸水率；耐泛碱；耐沾污1 前言饰面砂浆是由胶凝材料、骨料、填料和添加剂所组成的用于建筑墙体表面及顶棚装饰的材料，它也是一种与外墙外保温系统具有良好的匹配性的新型饰面材料，正得到广泛的推广和应用，但泛碱、易出现色差和自清洁能力差是其在推广中遇到的主要问题。
为了解决砂浆的泛碱问题，国内研究者在改变饰面砂浆胶凝材料系统方面进行了很多工作，有文献[1]提出利用以铝酸盐水泥为主、硅酸盐水泥和石膏为辅的三元胶凝材料系统可以很好的解决泛碱问题；也有文献[2]利用聚合物乳液和硅树脂乳液来代替水泥做为装饰砂浆的胶凝材料；同时人们也在不断地探索新的方法比如在水泥基材料中添加功能材料来改善饰面砂浆的某些性能。
Nano-SiO2由于具有填充效应和火山灰效应，已被引入水泥基材料的研究及应用中[3-5]。
本文欲将其添加到水泥基饰面砂浆中进行改性，探讨nano-SiO2对饰面砂浆力学性能、毛细孔吸水率、耐泛碱和耐沾污性能的影响。
2 试验2.1 原材料2.1.1 胶凝材料（1）白色硅酸盐水泥（简称WC）：强度等级为32.5，技术指标见表1。
表1 白色硅酸盐水泥技术指标白度细度凝结时间抗压强度/MPa 抗折强度/MPa初凝终凝<10% ≥45/min ≤12/h 18 26.5 42.5 3.5 4.5 6.5（2）铝酸盐水泥（简称TC）：化学组分见表2。
（3）消石灰粉（简称CH）：325目。
表2 铝酸盐水泥化学组分成分SiOAl2O3Fe2O3MgO CaO Na2O K2O SO3烧失量2含量/% 0.65 68.76 0.18 0.00 29.44 0.15 0.09 0.083 0.482.1.2 集料与填料（1）砂：30～60目的石英砂。
（2）双飞粉：325目，白色粉末。
2.1.3 可再分散乳胶粉（简称V）：醋酸乙烯－乙烯可再分散乳胶粉。
2.1.4 纤维素醚（简称M）：甲基羟乙基纤维素醚，粘度为30000 mP·s。
2.1.5 憎水剂：Elotex seal 80。
2.1.6 颜料：拜尔乐氧化铁红。
2.1.7 nano-SiO2（简称NS）：舟山明日纳米材料有限公司生产，技术指标见表3。
图1显示了nano-SiO2的微观形貌，从图中可以观察到大量近似于球状的微细颗粒聚集在一起。
技术指标表3 nano-SiO2平均粒径比表面积松装密度纯度羟基含量紫外反射率20-50 nm 640±30 m2/g <0.12 g/cm3≥99.5％>45％>85％图1 nano-SiO2的SEM图2.1.8 拌合水：自来水。
2.2 试验方案砂浆的具体配合比见表4，拌合水的用量根据新拌砂浆流动度确定，所有砂浆流动度均控制在170±5mm。
表4 砂浆配合比试验编号WC TC CH砂双飞粉V M Seal 80 颜料NS(%) C0 175 15 10 700 100 18 0.8 2 4 0 C1 175 15 10 700 100 18 0.8 2 4 0.5 C2 175 15 10 700 100 18 0.8 2 4 1.0 C3 175 15 10 700 100 18 0.8 2 4 1.5C4 175 15 10 700 100 18 0.8 2 4 2.0 C5 175 15 10 700 100 18 0.8 2 4 2.5 C6 175 15 10 700 100 18 0.8 2 4 3.0 C7 175 15 10 700 100 18 0.8 2 4 4.0 C8 175 15 10 700 100 18 0.8 2 3 5.0 注：NS掺量是指相对于水泥质量。
2.3 试验方法2.3.1 新拌砂浆流动度试验按GB/T2419-2005《水泥胶砂流动度测定方法》中规定的方法测定。
2.3.2 毛细孔吸水率试验按照JC/T1024－2007《墙体饰面砂浆》进行试验。
为了讨论方便，将基准砂浆C0的毛细孔吸水率设定为1，试验测试结果根据下面的计算公式进行处理，并将δi称为相对吸水率，即添加nano-SiO2后砂浆的毛细孔吸水率与基准砂浆吸水率的比值。
δi＝W i / W0W i——掺NS后砂浆的毛细孔吸水率（g）；W0——基准砂浆的毛细孔吸水率。
2.3.3 抗压、抗折强度按GB/T17671—99《水泥胶砂强度检验方法》中规定的方法测定。
2.3.4 粘结强度按JC/T1024－2007《墙体饰面砂浆》中规定的方法测定。
2.3.4耐泛碱性试验（1）淋水方式试块制作是在150mm×70mm×5mm的石棉水泥板上刮涂4～5mm的砂浆，刮涂前用苯丙乳液给石棉水泥板先做封底。
试块在室内标准条件（(23±2)℃，(50±5)％RH）下养护24h后，放置在试架上。
放置的倾斜度为60度。
试块上方安置了供淋水用的开孔PVC水管，开孔方向与试件表面基本垂直，水管与试件的垂直距离为15cm。
每个工作日对试块淋水3次，每次30分钟。
淋水21次后观察砂浆的表面是否有泛碱现象。
砂浆泛碱等级根据表5进行判定。
表5 泛碱程度（2）浸水方式试块制作与养护方法同淋水方式。
试块养护至1d和7d龄期时，将其浸在水中8h，取出晾干后观察试块的泛碱情况。
砂浆泛碱等级根据表5进行判定。
2.3.5 耐沾污性试验将饰面砂浆涂布于150mm×70mm×5mm的石棉水泥平板表面，厚度4～5mm，在标准试验条件（(23±2)℃，(50±5)％RH）下养护28d后，按照GB/T9780－2005中规定的浸渍法进行测试。
根据表6判定饰面砂浆的耐沾污等级。
表6 耐沾污性评定等级耐沾污性等级污染程度 观感色差 0 无污染 无可觉察的色差 1 很轻微 有刚可觉察的色差 2 轻微 有较明显的色差 3 中等 有很明显的色差 4严重有严重的色差3 试验结果3.1 水灰比图2为固定流动度时新拌砂浆水灰比与nano-SiO 2掺量的关系。
从图中可以看出：砂浆的水灰比随nano-SiO 2掺量的增加而逐渐增大。
在砂浆体系中，需水量来源于两方面：一方面是填充水，另一方面是表层吸附水。
nano-SiO 2超细颗粒的掺加，减小了混合体系的空隙率，也减少了填充水的数量；但却大大增加了表层吸附水，两种作用加总起来就引起砂浆需水量的增加。
0.70.720.740.760.780.800.511.522.5345NS 掺量/%水灰比图2 新拌砂浆水灰比与NS 掺量的关系3.2 毛细孔吸水量图3为饰面砂浆表面吸水30min 时的相对吸水率与nano-SiO 2掺量的关系。
从图中可以看出：nano-SiO 2对砂浆吸水30min 时的毛细孔吸水率影响较大。
与基准砂浆相比， nano-SiO 2掺量小于1.5％时，砂浆的毛细孔吸水率明显降低。
当nano-SiO 2掺量为1.5%时，砂浆吸水率最低，降幅为46%。
之后随着nano-SiO 2掺量的增加，砂浆毛细孔吸水率逐渐增加并趋于稳定，但仍然低于基准砂浆的吸水率。
图4为饰面砂浆表面吸水240min 时的相对吸水率与nano-SiO 2掺量的关系。
从图中可以看出：nano-SiO 2对砂浆吸水240min 的毛细孔吸水率的影响类似于对砂浆吸水30min 的毛细孔吸水率。
不同的是与基准砂浆相比，当nano-SiO 2掺量为0.5%时，砂浆吸水率最低，仅为基准砂浆的57%。
40506070809010000.511.522.5345NS 掺量/%30m i n 相对吸水率/%40506070809010000.511.522.5345NS 掺量/%240m i n 相对吸水率/%图3 砂浆30min 相对吸水率与NS 掺量的关系 图4 砂浆240min 相对吸水率与NS 掺量的关系3.3 抗压、抗折强度图5为饰面砂浆抗压强度与nano-SiO 2掺量的关系。
从图中可以看出：nano-SiO 2的掺入使得砂浆的抗压强度明显增大。
nano-SiO 2掺量小于2.0％时，砂浆抗压强度随其掺量的增加而增大，之后随着nano-SiO 2掺量的增加，砂浆的抗压强度减小并趋于稳定，但仍高于基准砂浆。
基准砂浆的抗压强度为8.9MPa ，nano-SiO 2掺量为2.0％时，为15.1MPa ，增幅约为70％。
图6为饰面砂浆抗折强度与nano-SiO 2掺量的关系。
从图中可以看出：nano-SiO 2使得砂浆的抗折强度明显增大，当其掺量为2.0％时，砂浆抗折强度最大，为4.8MPa ，与基准砂浆的3MPa 相比，增幅达60％。
之后随着nano-SiO 2掺量的增加，砂浆的抗折强度减小并趋于稳定，但仍高于基准砂浆。
581114170.511.522.5345NS 掺量/%抗压强度/M Pa1234560.511.522.5345NS 掺量/%抗折强度/M P a图5 砂浆抗压强度与NS 掺量的关系 图6 砂浆抗折强度与NS 掺量的关系3.4 粘结强度图7为饰面砂浆粘结强度与nano-SiO 2掺量的关系。
从图中可以看出：nano-SiO 2对砂浆的粘结强度影响较大。
当nano-SiO 2掺量小于1.0%时，砂浆粘结强度随其掺量的增加而增大，之后nano-SiO 2掺量的增加对粘结强度的影响不大。
基准砂浆的粘结强度为0.6MPa ，nano-SiO 2掺量为1.0%时，砂浆粘结强度为0.9MPa ，与基准砂浆相比，增幅达50%。
0.40.50.60.70.80.910.511.522.5345NS 掺量/%粘结强度/M P a图7 砂浆粘结强度与NS 掺量的关系3.5 耐泛碱性表7显示了饰面砂浆耐泛碱性与nano-SiO 2掺量的关系。
从表中可以看出：nano-SiO 2掺量为1.0～2.0%时，nano-SiO 2可以提高砂浆的耐泛碱性，砂浆1d 和7d 的浸水泛碱测试均比基准砂浆提高了一个等级。
