商品砂浆用化学外加剂
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关于高效建筑砂浆外加剂的使用的探讨当前,我国建筑工程中60%以上的建筑物仍沿用砖、砌块等墙体材料。
砌筑、抹灰施工中使用的建筑砂浆都为水泥砂浆或混合砂浆。
所谓混合砂浆就是在水泥砂浆中掺加一定量的石灰膏或石灰粉,以改善其和易性,使之容易施工操作。
但由于石灰质量不稳定,导致所配制的砂浆强度低、粘结性差,影响砌体工程质量,而且由于石灰粉掺加时粉尘大,施工现场劳动条件差,环境污染严重,不利于文明施工。
因此,如何提高和稳定建筑砂浆的质量,改善施工操作条件等是建筑施工中亟待研究解决的现实问题。
国外建材市场采用干拌料商品供应砌筑、抹灰用砂浆材料,使用较方便,性能较稳定,但成本很高。
国内自70年代末开始,一些地方采用微沫剂来改善砂浆的和易性,即在水泥砂浆中掺入松香皂来代替部分或全部石灰。
实践证明,砂浆中掺入微沫剂后,能改善和易性,而对其强度有一定影响,加量过多将明显降低砂浆的强度和粘结性,故目前已很少使用,有的地区已明文规定禁止使用。
SG系列高效建筑砂浆外加剂(以下简称SG系列外加剂)是一种新型的水泥砂浆拌合物添加剂,它完全不同于微沫剂,它的掺入不仅能显著改善建筑砂浆的和易性和保水性,而且能明显提高水泥砂浆的各项性能指标。
一、配制SG系列外加剂是根据水泥拌合物的水化机理,选用多种无机材料、有机高聚物、表面活性剂、偶联添加剂等专用材料配制而成的。
为了满足不同施工要求,SG系列外加剂分为SG—l型(砌筑用)及SG—2型(粉刷抹灰用)2种。
二、性能对掺SG系列外加剂配制的建筑砂浆性能作了较系统的实验室研究,并与末掺外加剂的水泥砂浆及混合砂浆的性能作了对比。
试验采用杭州双流水泥厂生产的425#散装普通硅酸盐水泥;砂的细度模数为1.81的建筑用细砂或标准砂;SG—1型外加剂掺量为水泥用量的0.2%;SG—2型外加剂掺量为水泥用量的0.4%~0.6%。
试验方法按JGJ70—90要求进行。
(一)SG系列外加剂对砂浆用水量、稠度及凝结时间的影晌由表1可见,掺加SG系列外加剂后,砂浆的用水量明显下降,在稠度相近时,其用水量可减少10%以上,有的可达20%~30%,甚至更多。
砂浆外加剂国标标准砂浆外加剂在建筑行业中扮演着重要的角色,它能够改善砂浆的性能,提高工程质量。
而国标标准对于砂浆外加剂的使用起到了指导作用,保证了建筑工程的可靠性和一致性。
本文将介绍砂浆外加剂的国标标准及其影响。
一、国标标准的意义国标标准是指在国家层面上制定的技术标准,具有法律效力和公信力。
对于砂浆外加剂来说,国标标准起到了以下几个重要的作用:1. 提供性能要求:国标标准明确了砂浆外加剂的性能要求,如黏结强度、抗渗透性、耐久性等。
这些性能要求为外加剂生产企业提供了参考依据,同时也方便了工程施工单位选用合适的外加剂。
2. 确保质量一致性:国标标准规定了外加剂的质量控制要求,包括原材料的选取、生产过程的控制等。
这样能够保证不同厂家生产的外加剂质量稳定一致,提高了工程质量和可靠性。
3. 促进科学发展:国标标准不断完善和更新,随着科学技术的进步和建筑工程的需求变化,会对砂浆外加剂的标准进行修订和更新。
这种科学的发展促进了外加剂行业的创新和发展,推动了整个建筑行业的进步。
二、国标标准的适用范围国标标准适用于各类建筑工程中所使用的砂浆外加剂,包括硅酸盐外加剂、截石外加剂、膨胀剂等。
这些外加剂在建筑施工中起到了不同的作用,如提高砂浆的流动性、降低收缩性等。
国标标准对于这些外加剂的性能要求都有详细的规定。
三、国标标准的主要内容国标标准对于砂浆外加剂的要求主要包括以下几个方面:1. 外观要求:外加剂应为均匀的颗粒状或粉末状,无结块、积水和明显的杂质。
2. 化学成分要求:国标标准规定了各类外加剂的化学成分范围,如硅酸盐外加剂的主要成分应符合规定。
3. 性能要求:国标标准对于砂浆外加剂的性能有详细的规定,如外加剂的黏结强度、抗渗透性等应满足标准要求。
4. 使用方法要求:国标标准提供了外加剂的使用方法,包括添加剂的比例、搅拌时间等。
这些方法的正确使用能够保证砂浆外加剂的效果。
四、国标标准的影响国标标准对于砂浆外加剂行业的影响是深远的。
什么是外加剂与水泥的适应性化学外加剂已成为商品混凝土的第五组分,其品种日益增多,性能不断提高。
商品混凝土新技术,如高强高性能商品混凝土、泵送商品混凝土、商品商品混凝土、流态商品混凝土、自密实商品混凝土、水下不分散商品混凝土、喷射商品混凝土等的快速发展与广泛应用,均依赖于外加剂技术的不断提高。
关于商品混凝土外加剂,除了自身必须具有良好的性能外,在使用过程中,还存在着一个普遍而又非常重要的问题,就是与水泥的适应性,如商品混凝土坍落度经时损失快就是外加剂与水泥不适应的典型例子。
对于商品泵送商品混凝土、流态商品混凝土、自密实商品混凝土及低水胶比高性能商品混凝土等来说,与外加剂的适应性是一个非常重要且必须考虑的一个问题。
如果外加剂与水泥的适应性不好,不但会降低外加剂的有效作用,增加外加剂的掺量,从而增加商品混凝土的成本,而且还可能使商品混凝土无法施工或者引发工程事故。
与水泥存在着适应性问题的外加剂包括普通减水剂、高效减水剂、缓凝剂(有机缓凝剂、缓凝减水剂、缓凝高效减水剂)、普通泵送剂、高效泵送剂、保坍剂(控制商品混凝土坍落度损失的外加剂)等。
由于这些外加剂多是减水型外加剂,且主要是减水剂组分与水泥及其他外加剂组分之间存在着适应性问题,故人们经常又将外加剂与水泥的适应性称之为减水剂与水泥的适应性,而事实上,某些有机缓凝剂、速凝剂、膨胀剂等外加剂也存在着与水泥的适应性问题。
影响外加剂检验结果的因素有很多,特别是在水泥组成和细度方面。
因此,检验减水剂及泵送剂等外加剂时,应使用G B 8076-1997标准规定的基准水泥;基准水泥除应满足42.5级硅酸盐水泥技术的要求,还应满足以下条件:C3A 含量为6%~8%、C3S 含量为50%~55%、f -C a O 含量1.2%、碱含量(N a2O+0.658K2O)1.0%、比表面积32020m2/kg 。
在实际工程中使用的水泥,由于其组成与细度同基准水泥不相同,故外加剂在实际工程中的作用效果可能与使用基准水泥的检验结果有差异。
砂浆外加剂的作用及注意事项摘要:在建筑砂浆中使用砂浆外加剂能显著改善砂浆和易性,防渗抗裂,节能、高效、环保。
还能以很小的掺量来代替砂浆中的石灰,减少拌合用水、节约水泥、节约原材料和能源。
本文提出了砂浆外加剂的作用及注意事项。
关键词:砂浆外加剂;作用;注意事项建筑砂浆在建筑工程中是一种用量大、用途广泛的建筑材料。
砂浆是由胶凝材料、细骨料及水组成的混合物。
砂浆按其作用可分为砌筑砂浆与抹面砂浆。
在建筑砂浆中使用砂浆外加剂能显著改善砂浆和易性,防渗抗裂,节能、高效、环保。
还能以很小的掺量来代替砂浆中的石灰,减少拌合用水、节约水泥、节约原材料和能源。
本文提出了砂浆外加剂的作用及注意事项。
一、砂浆外加剂的品种与性能我国从50年代开始在混凝土和砂浆中开始应用松香皂及松香热聚物引气剂,起到了节约水泥、取代白灰及提高砂浆性能的效果。
70年代以来,混凝土外加剂在国内外都得到了较快的发展。
砂浆外加剂也由单一的松香皂类发展为各种成分的有机、无机复合外加剂。
由主要是引气成分为主的单一成分发展为引气,减水等复合型。
目前常用的砂浆塑化剂主要是两大类:①松香树脂类;②合成表面活性剂即烷基苯磺酸盐类。
较具代表性的有冶金部研制的KF微孔塑化剂。
KF砂浆微孔塑化剂的主要成分为松香皂化物及十二烷基苯磺酸钠,还有少量的三聚磷酸钠及其他一些引发剂、增强剂等。
其主要成分松香皂化物与十二烷基苯磺酸钠属阴离子表面活性剂。
它们能在砂浆中产生大量的微小气泡。
由于这些气泡的作用,使砂浆具有较大的弹性和不透水性,表现出很好的流动性、保水性和易于铺展,具有较高的强度和粘结力;又能提高抗渗和抗冻融性能。
使用砂浆外加剂除提高砂浆质量外,还能收到较大的经济效益。
它可以节省原材料,节约能源和防止环境污染。
加人砂浆外加剂,可以节约砌筑砂浆中的全部石灰和抹灰砂浆中的部分石灰。
这样不但节约了原材料的费用,运输费,而且节约了能源,包括了煅烧石灰的能源,也减少了运输的紧张。
aos在砂浆外加剂中的应用
砂浆外加剂是一种能够改善砂浆性能和提高施工效率的化学品。
其中,AOS(烷基醚硫酸钠)是一种常用的砂浆外加剂。
AOS能够改善砂浆的流动性,提高其粘附力和耐水性。
同时,AOS 还能够减缓砂浆的凝结时间,从而延长了施工时间。
除此之外,AOS还能够降低砂浆的收缩率,并且可以有效地抑制砂浆中的气泡和裂缝,提高砂浆的稳定性和耐久性。
由于AOS具有优异的性能,因此在建筑和工程领域广泛应用。
它可以用于各种类型的砂浆,包括水泥砂浆、石膏砂浆、粘土砂浆等。
总的来说,AOS是一种十分有效的砂浆外加剂,可以显著提高砂浆性能和施工效率,广泛应用于建筑和工程领域。
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商品(预拌)砂浆简述关键词:建筑砂浆基础知识商品砂浆(又称干混砂浆、干粉砂浆、干砂浆或干粉料),目前建筑砂浆的主要建设行政管理部门拟统一名称为“预拌砂浆”。
英文名为dry-mixedmor-tar,是将干粉状的骨料(沙子)、胶凝材料、化学添加剂等均匀混合,通过计算机计量控制、机械化生产、产品可以散装运到现场,作业时只要按一定比例加水搅匀,即可直接使用的新型砂浆。
干粉水泥砂浆具有质量稳定、施工效率高、收缩小、不起泡、保温、环保、节约成本等优点,在西方国家广泛使用。
产品的包装形式可分为散装或袋装。
一、商品(干粉)砂浆分类:商品(干粉)砂浆按用途和性能可分成两大类:一类是用作普通砌筑、抹灰、地面的砂浆――普通干粉砂浆。
此类砂浆用量较大,性能与传统配制的砂浆较接近,在材料配比中外加剂掺量较少,因而价格较为便宜。
主要用于砌筑工程的干粉砌筑砂浆、抹灰工程的干粉抹灰砂浆、地面工程的干粉地面砂浆。
另一类是特种干粉砂浆,指对性能有特殊要求的专用建筑、装饰类干粉砂浆,包括:瓷砖粘结砂浆、聚苯板(EPS)粘结砂浆、外保温抹灰砂浆、内外墙腻子粉、干粉类涂料、地面自流平(耐磨)砂浆、聚合物水泥防水砂浆、高性能刚性防水砂浆等等,品种繁多。
二、商品(干粉)砂浆标记:1、普通干粉砂浆标记符号用砂浆类别、强度等级和水泥品种符号结合表示。
如:DM 10-P.O含义:DM,干拌砌筑砂浆;10,强度等级10Mpa;P.O,普通硅酸盐水泥。
2.特种干粉砂浆标记符号用砂浆类别的英语名称缩写表示。
如同一品种砂浆有不同性能等级的区别,标记符号后可跟代表主要性能等级的有关数据。
三、商品砂浆生产及其工艺设备:1、原材料组成商品(干粉)砂浆的种类很多,其成份也比较复杂,一般如下:胶结料采用水泥、石膏、石灰等;主要集料有黄沙、石英砂、石灰石、白云石、膨胀珍珠岩等;矿物掺合料主要是工业副产品、工业废料及部分天然矿石等,如矿渣、粉煤灰、火山灰、细硅石粉;另外还有特种建筑用纤维、保水增稠材料及各种外加剂等。
水泥混凝土聚合物外加剂研究进展水泥混凝土外加剂是一种在混凝土搅拌过程中掺人,用以改善混凝土性能的物质,其掺量一般不于水泥质量的5%(特殊情况除外)[1]。
它是现代高性能混凝土不可缺少的组分之一,是混凝土改性的一种重要技术和方法。
掺少量外加剂既可显著改善新拌混凝土、砂浆、水泥浆的性能(不增加用水量提高和易性,调节凝结时间,减小泌水和离析,改善渗透性和可泵性,减小坍落度损失率等),又可改善硬化混凝土、砂浆、水泥浆的性能(延缓或减小水化热,加速早期强度的增长,提高抗压、抗弯或抗拉强度,提高防冻性、防渗性和防锈性,增强抗干缩、抗碱集料反应的能力等)[2]。
混凝土外加剂按其主要功能可分为四类:(1)调节或改善混凝土拌和物流变性能的外加剂;(2)调节混凝土凝结时间、硬化性能的外加剂;(3)改善混凝土耐久性的外加剂;(4)改善混凝土其它性能的外加剂。
按化学组成可分为三类:(1)无机化合物外加剂;(2)有机化合物外加剂包括小分子有机物和聚合物表面活性剂;(3)有机物和无机物复合外加剂[3]。
本文仅就聚合物类混凝土外加剂进行分类综述。
1 水泥混凝土聚合物外加剂水泥混凝土外加剂中,聚合物表面活性剂占有极其重要的作用。
它们是有一定的相对分子质量范围的、可溶于水的、离子型或非离子型的碳链或杂链的聚合物,可明显分为亲水部分和疏水部分。
它们中的绝多数对水泥具有分散作用,因而常用作混凝土减水剂。
1.1 普通减水剂普通减水剂是在混凝土水灰比不变的情况下能提高和易性;或相同和易性时可降低混凝土用水量并能提高水泥石强度的外加剂。
普通减水刘基本效能是:减水率于5%(一般小于10%);3天、7天的抗压强度提高10%以上,28天抗压强度提高5%以上。
早在本世纪30年代初,美国就已使用亚硫酸盐纸浆废液制备木质素磺酸盐作为混凝土减水剂。
40年代和50年代,与木质素系减水剂具有同等效果的各种普通减水剂的开发和研究工作已开始发展起来。
根据文献资料检索,到目前为止,常见的用做普通减水剂的聚合物有:(1)木质素磺酸盐及其改性物[4~7]。
干混砂浆外加剂的种类及其作用与现场拌制砂浆的外加剂相比,干混砂浆外加剂具有以下特点:①不含水,一般为固体; ②与水泥、砂及其它外加剂混合时, 干态不发生反应, 而加水后能充分分散并高效发挥其作用。
干混砂浆外加剂主要有可再分散聚合物胶粉、保水增稠剂、减水剂、调凝剂、防水剂、纤维、消泡剂等 [1]。
其中纤维素醚和可再分散聚合物胶粉是近年来才开发的干混砂浆中最常用而且效果非常显著的两种外加剂。
1.1 可再分散聚合物胶粉目前主要应用的可再分散聚合物胶粉有:醋酸乙烯酯与乙烯的共聚胶粉(VAC/E、乙烯与氯乙烯及月桂酸乙烯酯三元共聚胶粉 (E/VC/VL、醋酸乙烯酯与乙烯及高级脂肪酸乙烯酯三元共聚胶粉 (VAC/E/VeoV a 、醋酸乙烯酯与高级脂肪酸乙烯酯共聚胶粉 (VAC/VeoV a 、丙烯酸酯与苯乙烯共聚胶粉 (A/S、醋酸乙烯酯与丙烯酸酯及高级脂肪酸乙烯酯三元共聚胶粉 (VAC/A/VeoV a 、醋酸乙烯酯均聚胶粉 (PVAC 、苯乙烯与丁二烯共聚胶粉 (SBR[2]。
可再分散聚合物胶粉可以改善干混砂浆中以下性能:①新拌砂浆的保水性和工作性; ②对不同基层的粘结性能;③砂浆的柔性和变形性能;④抗折强度和内聚性;⑤耐磨性;⑥韧性;⑦密实度 (抗渗性。
可再分散胶粉在薄层抹灰砂浆、瓷砖粘结剂、外墙外保温系统、自流平地坪材料中应用均有良好的效果 [3]。
1.2 保水增稠剂保水增稠剂主要有:纤维素醚类、淀粉醚等。
在干混砂浆中使用的纤维素醚主要是甲基羟乙基纤维素醚 ( M H E C 和甲基羟丙基纤维素醚 (MHPC。
纤维素醚有以下三个功能 [4] :①它可以使新拌砂浆增稠从而防止离析并获得均匀一致的可塑体;②本身具有引气作用, 还可以稳定砂浆中引入的均匀细小气泡; ③作为保水剂, 有助于保持薄层砂浆中的水分 (自由水 ,从而在砂浆施工后使水泥可以有更多的时间水化。
淀粉醚能影响以石膏、水泥和石灰为基料的砂浆稠度, 改变砂浆的施工性和抗下垂性, 特殊类型的淀粉醚可以降低砂浆对镘刀的粘附或延长施工时间。
混凝土外加剂概述混凝土外加剂是一种除水泥、砂、石和水之外在混凝土拌制之前或拌制过程中以控制量加入的、用于使混凝土能产生所希望的变化的物质。
混凝土外加剂的特点是品种多、惨量小,而在混凝土改性中起到重要作用,因此它的质量控制、应用技术、品种选择较之其他工程材料更为重要。
已制定有国家标准或行业标准的十四中化学外加剂:普通减水剂、引气剂、引气减水剂、高效减水剂、防冻剂、膨胀剂、缓凝高效减水剂、防水剂、泵送剂、早强剂、缓凝减水剂、早强减水剂、速凝剂。
混凝土外加剂的生产,是因为混凝土必性的需要,混凝土外加剂的发展史;是和混凝土的发展史息息相关的。
在某种程度上讲,混凝土外加剂在追求自身发展的过程中,同时也推动了混凝土技术的发展。
一般国际上公认的混凝土第三次技术革命—高强混凝土的诞生,其技术依托重心乃是高效减水剂的重大突破。
世界上最早出现的混凝土外加剂应推1898年的疏水剂和塑化剂,但到1910年才成为工业产品。
而较大规模的发展始于十九世纪三十年代,当时美国以松香树脂为原料,首先研制出一种AE引气剂,由于解决了公路路面的抗冻问题曾风行一时。
到了十九世纪三十年代国外又研制出了以纸浆废液为主要材料的M系减水剂,这咱外加剂在很大程度上改善了混凝土的可塑性,被誉主现代混凝土减水剂的开始。
十九世纪六十年代,日本和联邦德国先后推出了萘磺酸盐和三聚氯胺高效减水剂,从此外加剂对混凝土的改性技术进入了划时期。
迄今为此,为满足高强度、大流态、保塑好的新型混凝土配制需要,多种被称为高性能减水剂的产品已逐渐露出头角。
如羟基羧酸盐复合性高性能减水剂、高效保塌减水剂、高分子保塌减水剂,这些新型减水剂一般减水率都大于20%,且具有良好的保塑作用。
但究其本质,主体材料仍为萘磺酸盐或三聚氯胺树脂。
我国的混凝土处加剂起步较晚,1950年华北窑业公司研究所制出我国第一个外加剂产品,即长城牌引气剂。
该产品首次应用于天津飞机场跑道,使混凝土抗冻性、耐蚀性均有所提高,并在武汉长江大桥和其它水利工程中得以应用。
外加剂对建筑干混砂浆性能的改善具有关键性作用,但干混砂浆的加入使干混砂浆产品的材料成本明显高于传统砂浆,其在干混砂浆中占材料成本40%以上。
目前,相当一部分外加剂由国外制造商供应,产品的参考用量也由供应商提供。
由此导致了干混砂浆产品成本居高不下,量大面广的普通砌筑和抹灰砂浆推广困难;高端市场产品由国外公司控制,干混砂浆生产厂商利润低,价格承受能力差;外加剂的应用缺乏系统性、针对性研究,盲从国外配方。
基于以上原因,本文对常用外加剂的一些基本性能进行分析与比较,并在此基础上对应用外加剂的干混砂浆产品性能进行研究。
1保水剂保水剂是改善干混砂浆保水性能的关键外加剂,也是决定干混砂浆材料成本的关键外加剂之一。
1.1纤维素醚纤维素醚是碱纤维素与醚化剂在一定条件下反应生成一系列产物的总称。
碱纤维素被不同的醚化剂取代而得到不同的纤维素醚。
按取代基的电离性能,纤维素醚可分为离子型(如羧甲基纤维素)和非离子型(如甲基纤维素)两大类。
按取代基的种类,纤维素醚可分为单醚(如甲基纤维素)和混合醚(如羟丙基甲基纤维素)。
按可溶解性不同,可分为水溶性(如羟乙基纤维素)和有机溶剂溶解性(如乙基纤维素)等,干混砂浆主要用水溶性纤维素,水溶性纤维素又分为速溶型和经过表面处理的延迟溶解型。
纤维素醚在砂浆中的作用机理如下:(1)砂浆内的纤维素醚在水中溶解后,由于表面活性作用保证了胶凝材料在体系中有效地均匀分布,而纤维素醚作为一种保护胶体,“包裹”住固体颗粒,并在其外表面形成一层润滑膜,使砂浆体系更稳定,也提高了砂浆在搅拌过程的流动性和施工的滑爽性。
(2)纤维素醚溶液由于自身分子结构特点,使砂浆中的水份不易失去,并在较长的一段时间内逐步释放,赋予砂浆良好的保水性和工作性。
1.1.1甲基纤维素(MC)分子式\[C6H7O2(OH)3-h(OCH3)n\]x将精制棉经碱处理后,以氯化甲烷作为醚化剂,经过一系列反应而制成纤维素醚。
一般取代度为1.6~2.0,取代度不同溶解性也有不同。
商品砂浆用化学外加剂商品砂浆包括预拌砂浆和干粉砂浆,是近几年在我国发展起来的新型建筑材料[1]。
商品砂浆具有施工速度快、质量容易保证、环保施工、多种功能、利于建筑新技术和现代化施工技术的推广等优点,符合我国经济发展和建筑业发展趋势。
商品砂浆用外加剂是保证商品砂浆质量和功能的最主要成分,各种商品砂浆质量的保证和功能化的获得主要是通过引入各种性能的化学和矿物外加剂来实现的,这一点与商品混凝土有相似之处。
尽管我国砂浆外加剂研究与应用已有一定的进展,但与砂浆外加剂发展成熟的国家相比较,还有很大差距,已有的砂浆外加剂是远远满足不了实际需求[2]。
因此应该加强提高我国的商品砂浆外加剂研究开发研究。
2商品砂浆用外加剂的分类2.1 商品砂浆的分类干粉砂浆的组成根据品种不同组成材料也不同, 主要有:水泥、石灰粉、石膏粉、轻砂、石英砂、珍珠岩、聚苯颗粒、蛭石、粉煤灰、聚合物胶粉、纤维以及各种化学外加剂,如塑化剂、缓凝剂、分散剂、引气剂、活化剂等。
装饰性干拌砂浆还要添加不同着色材料。
商品砂浆的种类很多,法国一个砂浆工厂就能生产40~50种。
商品砂浆从生产和施工方式上可分为预拌砂浆和干粉砂浆;从用途上可分为普通砂浆(砌筑、抹灰、地面砂浆等)和特种砂浆,包括:(1)自流平地面砂浆(2)防水砂浆(3)保温砂浆(4)装饰砂浆(5)修复砂浆(6)特殊用途砂浆(7)粘结砂浆(8)水泥基灌注料等特种工程材料。
2.2 干粉砂浆用外加剂的分类砂浆用化学外加剂与混凝土用化学外加剂既有相似之处,又有所不同。
这主要是由于砂浆与混凝土的用途不同所决定的。
混凝土主要用作结构材料,而砂浆主要是饰面和粘结材料。
参考混凝土外加剂的分类方法,砂浆化学外加剂也可以按化学成分和主要功能用途进行分类。
2.2.1按化学成分分类(1)无机盐类砂浆外加剂:如早强剂、防冻剂、速凝剂、膨胀剂、着色剂、防水剂等;(2)高分子表面活性剂:这类外加剂主要是表面活性剂,如塑化剂/减水剂、减缩剂、消泡剂、引气剂、乳化剂等;(3)树脂类高分子:如聚合物乳液、可再分散聚合物胶粉、纤维素醚、水溶性高分子材料等;2.2.2按主要功能分类(1)改善新拌砂浆工作性能(流变性能)的外加剂,包括增塑剂(减水剂)、引气剂、保水剂、增粘剂(粘度调节剂);(2)调节砂浆凝结时间、硬化性能的外加剂,包括缓凝剂、超缓凝剂、速凝剂、早强剂等;(3)改善砂浆耐久性的外加剂,引气剂、防水剂、阻锈剂、杀菌剂,碱-集料反应抑制剂;(4)改善砂浆体积稳定性的外加剂,膨胀剂、减缩剂;(5)改善砂浆力学性能的外加剂,聚合物乳液、可再分散聚合物胶粉、纤维素醚等;(6)改善砂浆装饰性的外加剂,着色剂,表面美化剂,光亮剂;(7)特殊条件下施工的外加剂,防冻剂、自流平砂浆外加剂等;(8)其它,如杀菌剂、纤维等3干粉砂浆专用化学外加剂性质和用途砂浆材料与混凝土材料的重要区别在于砂浆作为铺筑和粘结材料,使用时一般为薄层结构,而混凝土大多数情况下作为结构材料使用,用量也大。
所以商品混凝土施工时对工作性的要求主要是稳定性、流动性和流动性保持能力。
而砂浆使用时主要要求则是保水性能好、粘聚性和触变形性能。
3.1 保水剂砌筑砂浆、抹灰砂浆、保温砂浆、自流平地面砂浆、防水砂浆等都需要使用保水剂,以保证砂浆具有足够的保水能力,防止水分的过渡蒸发和基层的吸水而开裂和降低砂浆的强度。
保水剂一般采用增加液体粘度或聚合物类有机材料,如纤维素醚类物质(甲基纤维素、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素),此外水溶性高分子聚合物如聚丙烯酰胺、聚乙烯醇等也有显著增加水溶液粘度的作用,增加砂浆的保水能力。
聚合物乳液和可再分散聚合物胶粉一般作为改善砂浆粘结性能的材料,但他们也有很好的保水能力。
聚合物材料的保水性能与其组成、结构和分子量有密切关系。
水溶性高分子类保水剂对水溶液粘度的影响与溶液的酸碱度度有密切关系。
一般作为水泥砂浆的保水剂使用再碱性环境中,要求这些材料在碱性环境中是稳定的。
无机材料中,沸石粉、膨润土、硅藻土、硅灰、膨胀剂和硫酸铝等也具有很好的保水能力,特别是多孔类的矿物材料。
3.2 可再分散聚合物胶粉目前用在干粉砂浆中的聚合物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)醋酸乙烯酯均聚物;(4)聚丙烯酸酯均聚物;(5)醋酸苯乙烯共聚物;(6)醋酸乙烯酯-乙烯共聚物等,大多数为醋酸乙烯-乙烯共聚物粉料。
聚合物粉末通常是白色的具有干流动性的白色粉末,灰分约有5%~10%,灰分主要来自于隔离剂。
聚合物粉末的典型粒径约为0.08mm,当然这是乳液颗粒聚集体的尺寸,在水中重新分散以后,乳液颗粒典型粒径为1~5um。
以乳液形式直接使用的乳液颗粒的典型的粒径一般为0.2um左右,因此聚合物粉末形成乳液的颗粒粒径比较大一些[3]。
对聚合物胶粉的物理性能和质量要求如表1。
可再分散性聚合物粉末制备方法可分为两种,一是采用现有的某些乳液通过喷雾干燥加工而成的。
其程序是先通过乳液聚合获得聚合物乳液,然后经过喷雾干燥而获得的。
在喷雾干燥之前为了防止胶粉的团聚和改善性能,常加入一些助剂,如杀菌剂、喷雾干燥助剂、增塑剂、消泡剂等,在喷雾干燥过程中,或者刚刚干燥之后还要加入隔离剂,以防止粉末在储存过程中发生结团。
常用的隔离剂有粉体二氧化硅、碳酸钙等。
德国的巴斯福公司报道了通过加有干燥助剂的聚合物水分散体来制备聚合物粉末的方法。
向待干燥的聚合物水分散体中加入一种聚电解质作为干燥助剂,该聚电解质可以离解成聚离子和相反离子的方式溶于水基分散介质中,聚离子的电荷与分散的聚合物微粒的表面电荷极性相反。
美国哈罗和哈西公司提供了一种改进聚合物粉末稳定性的方法,通过对含有选用的低HLB值表面活性剂的乳液聚合物进行喷雾干燥的方法得到的适宜于用作水泥改性剂聚合物胶粉。
表1 聚合物粉末的质量要求砂浆中的聚合物可以改善对基体的粘结性能,还可以使地面层避免起尘,提高耐磨性、抗裂性、抗折和抗拉强度。
ELOTEX开发了具有提高流动性的可再分散胶粉,这种产品可以用于自流平系统的合成胶凝材料,使用无需再添加超塑化剂【4】。
3.3 缓凝剂(超缓凝剂)与促凝剂缓凝剂目前主要使用的产品有糖钙、糖蜜等,用作缓凝剂还有羟基酸(柠檬酸、酒石酸、葡萄糖酸、水杨酸、乙酸、马来酸、单宁酸、乙糖酸等),碳水化合物(蔗糖)或其它一些化合物(丙三醇、聚乙烯、甲基硅铝酸钠、对氨基苯磺酸)等。
商品砂浆使用的缓凝剂主要应该考虑两个方面,一是预拌砂浆用缓凝剂,预拌砂浆搅拌运到工地以后,施工时间长,所以要求砂浆有足够的施工时间,甚至要求砂浆24小时或者36小时,以满足较长施工时间的要求。
可作为超缓凝剂使用的物质有磷酸盐、羟基羧酸(盐)、多元醇等,这些材料虽然能长时间延缓砂浆的凝结时间,但不会引起砂浆长龄期力学性能的降低;另一方面,干粉砂浆缓凝剂也与混凝土用缓凝剂有所区别,因干粉砂浆的胶凝材料除硅酸盐水泥外,还有高铝水泥、硫铝酸盐水泥、石膏、石灰等,所以使用的缓凝剂也主要是羟基羧酸盐、磷酸盐、硼砂等。
可选择的早强促凝类材料有无机盐类早强剂,如氯化钙、氯化钠、硝酸钙、亚硝酸钠、硝酸钠、硝酸钾、硫代硫酸钠、硫酸钾、硫酸铝、碳酸钾和碳酸钠等;有机物类的促凝材料有三乙醇胺、甲酸钙、乙酸钠、乙酸钙和乳酸铁等物质;天然矿石类促凝物质有煅烧明矾石制成的早强剂、芒硝等。
此外,一些人工合成的矿务类物质有铝酸钙、氟铝酸钙和硫铝酸钙矿物。
3.4 防冻剂防冻剂的作用防止在负温下施工的砂浆和混凝土受到冻害,保持一定的过冷液体,使水泥的水化反应继续进行,砂浆或混凝土的强度保持一定增长。
通常一些降低水溶液冰点的无机盐类常作为防冻组分使用。
混凝土防冻剂中严禁使用氯盐类防冻剂用于钢筋混凝土和预应力混凝土结构中,严禁尿素等防冻组分用于封闭结构的混凝土施工。
砂浆中一般不含有钢筋,且施工时体积小,散热快,容易受到冻害,在没有钢筋的砂浆中可以采用含氯的防冻组分。
现在我国尚没有砂浆防冻剂的标准,使用时一般参考混凝土防冻剂行业标准《混凝土防冻剂》(JC475-2002)。
一些化合物的饱和溶液的最低共溶点温度如表2所示。
表2 化合物水溶液的冰点3.5 消泡剂消泡剂的种类很多,常用的消泡剂有:具有分支结构的醇类物质(如异丙醇、异戊醇)、高级脂肪醇(二异丁基甲醇)、脂肪酸及脂肪酸脂类(如豆油、蓖麻油等)、酰胺类(二硬脂酸乙二胺等)、磷酸脂类等。
磷酸三丁酯是常用的消泡剂,可用于水溶液的消泡,也可以用于其它物质的消泡;有机硅化合物(聚二甲基硅氧烷),既可用于水溶液体系消泡,也可以用于非水溶液消泡,它的表面张力极低,易于在溶液表面铺展,形成液膜的表面强度很低,它的含量只需要十万分之几就可以起到消泡左右。
但由于有机硅类消泡剂不溶于水,使用时需要制成乳液和粉剂产品。
可以通过在分子中引入聚环氧丙烷或环氧乙烷亲水基改善其溶解性。
国民淀粉、德国明凌公司等现在都有粉状的消泡剂,在配置干粉砂浆产品时使用非常方便。
良好的消泡剂必须具备较好的化学稳定性、低于被消泡介质的表面张力和不溶于被消泡介质等条件。
对于砂浆混凝土等强碱性体系,要求消泡剂具有较好的分散性和破泡性,同时,又具有较好的抑泡性和耐碱性。
需要注意的是,消泡剂的针对性很强,在一种体系中有消泡作用而在另一体系中可能会产生引气作用【6】,因此,针对不同体系应选择最有效的消泡剂,或复合消泡剂。
3.6 减缩剂与膨胀剂为了防止砂浆收缩开裂,特别是自流平地面和防水砂浆类薄层材料,常常采用减缩剂和膨胀剂。
减缩剂的主要化学成分可用通式R10(AO)nR2来表示,其中主链A为两种碳原子数为2-4的烷基顺序嵌聚合和随机嵌段聚合而得到;n表示聚合度,通常为2-5;R为氢原子、烷基、硅烷基或苯基等;典型的减缩剂有低级醇环氧乙烷加成物,聚醚和聚乙二醇等。
减缩剂一般为液体产品,能增大水的粘度,降低水的表面张力,一般可以减少混凝土的干缩20-40%,早期减少干缩值可达到50%或者更多。
经验表明,每立方米混凝土掺加1公斤减缩剂的效果相当于掺加5公斤膨胀剂或者少用8公斤水。
减缩剂可以与膨胀剂一起使用,两者相互取长补短,协调作用,在减少砂浆混凝土开裂方面会取得更好的效果。
3.7 增塑剂(减水剂)砂浆用增塑剂是指能改善新拌砂浆流变性能和工作性的外加剂,主要包括各种普通减水剂,高效减水剂、缓凝剂和引气剂等。
在砌筑砂浆和抹面砂浆中为了改善砂浆的和易性和保水性,常加入减水剂、引气剂和纤维素类增粘剂,使新拌砂浆在容易抹面施工的同时,还具有一定的触变性。
具有适宜触变性能的砂浆砌筑时表现出砂浆填充饱满、不流淌和砌筑性能好的特点。
作为混凝土外加剂广泛使用的减水剂在砂浆中也可以使用,但应根据砂浆的品种和性能进行选择。
砌筑和抹面砂浆采用木质素磺酸盐或糖钙类普通减水剂就可以满足使用要求,而且因为普通减水剂具有一定的引气性能,对砂浆的和易性也有改善。