摘 要：隨著建筑行業(yè)對內(nèi)外墻防水施工要求的提高，市場上對防水砂漿的需求量和性能要求也日益提高，文章研究了如何對普通防水砂漿進(jìn)行改性，獲得一種性能更優(yōu)的聚合物防水砂漿。
關(guān)鍵詞：聚合物；改性；聚合物防水砂漿
為適應(yīng)建筑行業(yè)的發(fā)展需要，越來越多的新型建材產(chǎn)品投入應(yīng)用，防水砂漿作為主要的墻體防水產(chǎn)品在建筑工程中的應(yīng)用已經(jīng)十分普遍。傳統(tǒng)的防水砂漿是以水泥、填料和添加其它防水劑組成的普通防水砂漿，通常施工厚度在2cm左右才能起到防水效果，而且隨著時(shí)間的推移，防水性能也會(huì)大大折扣。本文將介紹通過調(diào)整填料粒徑和添加聚合物外加劑的方式，研究對粘結(jié)強(qiáng)度、抗?jié)B壓力、抗折、抗壓強(qiáng)度等性能進(jìn)行試驗(yàn)總結(jié)，為今后防水施工提供更多的思路。
1 原材料
水泥：采用“冀東”42.5R普通硅酸鹽水泥，符合《通用硅酸鹽水泥》（GB/T175-2007）。 骨料：采用石英砂，符合《建筑用砂》（GB/T14684-2001）標(biāo)準(zhǔn)，中砂II區(qū)。礦粉：符合《用于水泥和混凝土中的粒化高爐礦渣粉》（GB/T18046-2000）中S95級(jí)的要求。減水劑：廣東龍湖科技有限公司生產(chǎn)的2651F。疏水劑：廣東龍湖科技有限公司生產(chǎn)的B1490。可再分散乳膠粉：山東方達(dá)康工業(yè)有限公司。纖維素醚：HPMC。
2 試驗(yàn)方法
對于防水砂漿最主要的性能參照J(rèn)GJ/T70-2009《建筑砂漿基本性能試驗(yàn)方法》進(jìn)行聚合物防水砂漿的粘結(jié)強(qiáng)度、抗?jié)B壓力、抗折、抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，具體的物理力學(xué)性能指標(biāo)依照J(rèn)C/T984-2011《聚合物水泥防水砂漿》表一的規(guī)定�；鶞�(zhǔn)灰沙比為：1：1.2。
3 試驗(yàn)結(jié)果與分析
3.1 可再分散乳膠粉對砂漿基本性能的影響。在水灰比不變的前提下，改變可再分散乳膠粉摻加量（以占膠凝材料量計(jì)），可以明顯看到砂漿各項(xiàng)性能的變化。其試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表1所示：
表1 可再分散乳膠粉對砂漿基本性能的影響
編號(hào) 摻量（%） 稠度（mm） 28d抗壓強(qiáng)度
（MPa） 粘結(jié)強(qiáng)度（MPa） 抗?jié)B壓力（MPa）
Y-1 2.2 88 20.7 0.63 1.58
Y-2 3.3 76 23.4 0.92 1.77
Y-3 4.4 71 25.6 1.28 1.84
Y-4 5.5 64 24.1 1.56 1.82
Y-5 6.6 53 22.4 1.47 1.86
從上表中可以看出，隨著可再分散乳膠粉摻量的增加，砂漿拌合物的稠度降低，即粘稠度增加。這是因?yàn)槿槟z粉入水溶解后，在乳化成膜的過程中，增加了砂漿的內(nèi)聚力，導(dǎo)致流動(dòng)性下降。
砂漿的粘結(jié)強(qiáng)度隨著可再分散乳膠粉摻量的增加而增加，在摻量為5.5%時(shí)，粘結(jié)強(qiáng)度即可達(dá)到了1.56MPa，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于JC/T984-2011標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。砂漿的抗?jié)B壓力隨著可再分散乳膠粉摻量的增加而提高，但變化不大。
這是因?yàn)殡S著乳膠粉摻量的提高，雖然表面成膜性能提高，但是整個(gè)體系向塑料方向發(fā)展。在高乳膠粉摻量的情況下，固化后砂漿中的聚合物相逐漸超過無機(jī)水化產(chǎn)物的相，砂漿發(fā)生質(zhì)的改變，變成一個(gè)彈性體，這就可能使砂漿中含有許多大毛細(xì)孔，毛細(xì)孔的存在影響了砂漿的抗?jié)B性能。
3.2 纖維素醚對砂漿基本性能的影響。
表2 纖維素醚對砂漿基本性能的影響
編號(hào) 摻量（%） 稠度（mm） 粘結(jié)強(qiáng)度（MPa） 抗折強(qiáng)度（MPa） 抗壓強(qiáng)度（MPa） 抗?jié)B強(qiáng)度（MPa）
Y-1 0.04 76.5 0.86 7.4 17.6 0.8
Y-2 0.05 83.2 1.28 8.7 25.8 1.0
Y-3 0.06 90.6 1.46 8.2 26.7 1.3
Y-4 0.07 95.3 1.57 7.6 22.6 1.1
從表2中可以看出，隨著纖維素醚摻量的增加，砂漿流動(dòng)性、粘結(jié)強(qiáng)度逐漸增加，抗?jié)B性能和抗折、抗壓強(qiáng)度先增加后降低。這是因?yàn)槔w維素醚的保水增稠作用，稠度的增加能提高砂漿的粘結(jié)強(qiáng)度，而保水性能的提高，能夠提供給水泥水化所需足夠的水分，進(jìn)而增加砂漿的強(qiáng)度。但是另一方面，纖維素醚的“引氣”作用會(huì)使砂漿中的氣泡數(shù)量逐漸增多，氣泡的增多占據(jù)了原本砂石所占的位置，過高的纖維素醚摻量造成了砂漿試塊抗折、抗壓強(qiáng)度的降低，為了使兩種作用達(dá)到最佳的平衡點(diǎn)，我們?nèi)±w維素醚的最適摻量為0.06%。
4 作用機(jī)理分析
4.1 可再分散乳膠粉的作用機(jī)理。當(dāng)將摻有可再分散乳膠粉的干混砂漿加入水中攪拌時(shí)，在親水性的保護(hù)膠體以及機(jī)械剪切的作用下，乳膠粉顆粒分散到水中，其影響的機(jī)理來自多方面，有的乳膠粉在分散時(shí)對水的親和帶來的影響，有乳膠粉分散后黏度不同帶來的影響，有對砂漿含氣量提高以及氣泡分布帶來的影響，目前較為普遍的觀點(diǎn)是，可再分散乳膠粉對水的親和性與黏稠度的增加有助于砂漿內(nèi)聚力的提高，從而改變砂漿的粘結(jié)性能以及流動(dòng)性能。隨后，含有乳膠粉分散液的濕砂漿施工于作業(yè)面上，隨著水分在三個(gè)層面上的減少—基層的吸收、水泥水化反應(yīng)消耗、面層水分向空氣中揮發(fā)，樹脂顆粒逐漸靠近，界面逐漸融合，最終成為連續(xù)的高分子薄膜，這一過程主要發(fā)生在砂漿的氣孔以及固體的表面。隨著最終聚合物薄膜的形成，在固化的砂漿中形成了由無機(jī)與有機(jī)粘結(jié)劑構(gòu)成的框架體系，即水硬性材料構(gòu)成脆硬性骨架，可再分散乳膠粉在間隙與固體表面成膜構(gòu)成柔韌性連接。
4.2 纖維素醚的作用機(jī)理。纖維素醚本身的保水性來自于纖維素醚本身的溶解性和去水化作用。纖維素分子鏈雖然含有大量水化性很強(qiáng)的羥基，但本身并不溶于水，這是因?yàn)槔w維素結(jié)構(gòu)有高度的結(jié)晶性。單靠羥基的水化能力還不足以破壞分子間強(qiáng)大的氫鍵和范德華力。所以在水中只溶脹不溶解，當(dāng)分子鏈中引入取代基時(shí)，不但取代基破壞了氫鍵，而且因相鄰鏈間取代基嵌入而破壞鏈間氫鍵，取代基越大拉開分子間距離越大。纖維素晶格膨化后，溶液進(jìn)入，纖維素醚成為水溶性，形成高黏度溶液。
5 結(jié)論
5.1 乳膠粉對砂漿的影響： 可再分散乳膠粉可以較好的改善砂漿的粘聚性， 提高材料的粘結(jié)力、內(nèi)聚力，降低材料的吸水性、降低材料的孔隙率，增強(qiáng)材料的抗折強(qiáng)度、柔韌性、耐堿性和耐熱性，提高材料的施工性能。其摻量為5.5%（占膠凝材料量計(jì)）時(shí)， 既能達(dá)到預(yù)期效果。
5.2 HPMC對砂漿性能的影響： 主要是起的作用是保水增稠性， 對粘結(jié)強(qiáng)度和抗?jié)B性能也有所提高，同時(shí)降低基體的吸水率。
5.3 減水劑能降低砂漿的水灰比，在減少水泥用量前提下，增加砂漿密實(shí)度。短纖維除能增加砂漿抗開裂性能外，也能一定程度上提高砂漿的抗?jié)B性能。
5.4 聚合物防水砂漿的配合比為：灰沙比1：1.2；外加劑按照占膠凝材料量計(jì)，可再分散乳膠粉摻量5.5%；纖維素醚摻量0.06%；減水劑摻量0.4%；疏水劑摻量1%。砂漿能獲得最優(yōu)的綜合性能，達(dá)到抗?jié)B防水的要求。
參考文獻(xiàn)
[1] 王棟民，張琳.干混砂漿原理與配方指南[J].化學(xué)工業(yè)出版社，2010.
