外墙外保温和干粉砂浆的优越性，诸多文献都有叙述;对可再分散粉在干粉砂浆中的作用，也有不少文章发表。但对外墙外保温用干粉砂浆中各组分与其性能之间的关系，国内至今少有文章涉及。 本文参考国内外的先进技术，选用部分量小但对质量起关键作用的进口原料，同时利用优质国产材料，研究外墙外保温用干粉砂浆(同时用作粘结和保护砂浆)的性能与其组分间的相关性。 2 原材料及配比范围 3 实验内容及结果 3.1 实验方法 本实验参照《外墙外保温用聚合物砂浆质量检验评定标准》(DBJ 01-63-2002，北京市建材质检站主编)、《外墙外保温复合系统(带底涂)的欧洲技术验收准则》(1999年11月版)、《外墙外保温技术规程》(建设部信息所主编)及专威特有关技术规程。 3.2 各组分对砂浆稠度(施工性)的影响 图1显示了在用水量相同时，部分组分对砂浆稠度的影响情况，其中S--稠度、C-水泥、CH-灰钙、MC--保水增稠剂、VAE--VAE胶粉，以下类同。 可见，灰钙和水泥的用量对砂浆的稠度影响较大，而在实验范围内，VAE的用量影响较小，MC的掺量则对稠度基本没有影响。 灰钙是经过处理的消化石灰，它在形态上是一种片状结构，具有一定的润滑作用，因此，一定的掺量可以增加砂浆的稠度。同时，由于灰钙溶于水后直接形成Ca(OH)2碱性溶液，而水泥是通过水化反应逐渐生成Ca(OH)2的，所以掺加灰钙的砂浆的早期碱度较高，高的碱性使MC等迅速溶解在砂浆中，减少了MC等微粉的团聚现象，因而增加灰钙的砂浆稠度增大、施工性较好。 水泥用量增大，用水量不变时， W/C减小，起润滑作用的水量相对减少，因此，砂浆稠度减小、施工性变差是不难理解的。所以，随着水泥用量的变化，为了保证良好的施工性，砂浆的用水量也要随之变化。 实际上，VAE对砂浆有一定的减水作用，而MC对砂浆的粘度影响非常大(尤其是不掺或掺量偏大时，粘度都偏大)，但在一定范围内，它们的影响就不明显了。另外，根据《建筑砂浆基本性能试验方法》测得的稠度，和施工性是不完全一致的，尤其是在MC和VAE共同存在的砂浆中，更是如此。因此，研究砂浆中MC或VAE掺量对需水量的影响时，稠度只能作为参考。 试验表明，掺加木质纤维和减水剂都能改善砂浆的施工性。 3.3 各组分对砂浆物理性能的影响 图2、图3列出了部分组分对砂浆物理性能的影响情况。图中，Pc-砂浆与水泥试块间的粘结强度，Pp- 砂浆与聚苯板间的粘结强度，其它同上。 由图3、图4可以看出： (1)水泥用量对所有强度的影响都较显著。 (2)胶粉掺量对粘结强度的影响也较为显著，尤其对聚苯的粘结强度几乎是决定作用。 (3)灰钙掺量对粘结强度影响不大。 (4)MC的掺量增大，砂浆与水泥块间的粘结强度逐渐增大，而与聚苯板间的粘结强度则是先增大后减小。 3.3.1 水泥用量对砂浆物理性能的影响 水泥是砂浆中的主要胶凝材料。水泥与水进行水化反应生成水化硅酸钙凝胶，它将砂浆中细集料(砂)等胶结成一个整体，并使其在基层(水泥块)与聚苯板间其桥梁作用。砂浆与水泥块之间的拉伸粘结强度(Pc)主要取决于水泥强度的发挥，砂浆的抗压强度(P3)及抗折强度(P2)也是如此(见图4)。因此，砂浆中的水泥用量不能太低。但水泥用量也不能太高，由图5可以看出，随着水量用量增大，砂浆的压折比逐渐增大(柔性则逐渐降低)。表2为通过正交试验得出的各因子不同水平时的抗压(P3)、抗折强度(P2)及压/折比的极差(28天)。由表2更能明显地看出，砂浆的抗压强度、抗折强度及压折比的变化几乎绝对地取决于水泥用量的变化。所以用量应该适度 水泥品种对砂浆的性能也是有较大影响的。不同品种水泥的需水量、凝结时间和强度等都可能不一样，它们都有可能影响砂浆的性能。比如，实验表明，某一知名品牌水泥的凝结时间就偏短，由其配制的砂浆的施工性就较差，在实验过程中就能感觉到砂浆越来越粘。另外，同样配比的砂浆，使用不同品种的水泥时，其拉伸强度可能相差较大。 3.3.2 VAE用量对砂浆物理性能的影响 水泥砂浆是一种比较刚硬但脆性大、柔性差的材料，所以必须用柔性极好的聚合物(如VAE)对其改性，才能与作为保温材料的聚苯板的变形性能相匹配。 VAE胶粉是砂浆中的另一种重要的胶凝材料。VAE是由于自身的干燥成膜作用而增强砂浆的各种强度的， VAE聚合物薄膜象架桥一样将砂浆中的裂缝、水泥水化物与骨料及聚苯板等连接起来。随VAE含量增加，这种架桥作用更为显著，导致拉伸强度和抗折强度的增加。但VAE含量增加对砂浆抗压强度益处不大。一般情况下，VAE含量增大，砂浆压折比降低，砂浆的柔性随之提高。(VAE掺量不变，而水泥用量增大时，砂浆的聚/灰比降低，压/折比增大，柔性降低) VAE对Pc也起重要作用，但相对而言，VAE对砂浆与聚苯之间的拉伸强度(Pp)作用更大，不掺VAE的砂浆有时对聚苯板的粘结力基本为零。 过量VAE的掺入，一方面，成本会增加，另一方面可能会引起自身网络结构不连续，同时还可能使得砂浆粘性和保气性能提高，同样可使得网络结构不连续，因而拉伸强度可能降低(见表3)。 不同厂家的胶粉，其差异还是不小的，但还在可控制范围内。 3.3.3 MC用量对砂浆物理性能的影响 MC的一个主要作用是保证水泥进一步水化所需的水分。当MC掺量 不过高时，随MC掺量的增大，砂浆保水性能提高，水泥水化程度提高、风化程度降低，因此，Pc、Pp都随之提高。当MC掺量达到一定值后，它对水泥的作用可能还在加大，但对VAE胶粉的作用则相反了，因此，砂浆与聚苯板间的粘结强度可能不再增加了。 但MC掺量过高时，MC的增稠作用显著增大，砂浆微孔增多、容重减小，而水泥石的强度与孔隙率成反比，同时VAE的网络结构也可能变得不连续、VAE的干燥成膜速度可能减慢，所以，Pc、Pp都随之减小(见表4)。 在外保温用抹面干粉砂浆中，MC的另一个重要作用是增稠作用，它能使砂浆的保气性能大大提高。标准砂浆的容重能达到2300?2500kg/m3，而增加了MC的干粉砂浆，在大量VAE的共同作用下，可以使容重保持在1500?1700kg/m3。微气孔的引入，可以使砂浆的柔性大幅提高。不过，抹面干粉砂浆的柔性以与聚苯板的伸缩性相匹配为宜，所以MC的掺量也不能过高，否则既降低了强度，又会增加成本。 不同粘度的MC，其掺量的差异较大。如前所述，MC对砂浆性能的作用是巨大的，其掺量较小而变化的影响又很显著。因此，MC的选择和使用应特别慎重。 3.3.4 其它组分对砂浆物理性能的影响 1)消泡剂的影响 使用有关方面提供的消泡剂和和相应的掺量，我们进行过大量实验。结果表明，在推荐掺量下，消泡剂是有害无益的，它虽然可以提高砂浆的粘结强度，但它同时会使砂浆孔结构不稳定，用40?40?160mm三联钢模成型后可发现明显的收缩下沉。 2)减水剂的影响 减水剂对砂浆性能的影响是比较明显的。在用水量一定时，随高效减水剂掺量的增大，砂浆与水泥的粘结强度(Pc)有显著提高，但同时与聚苯板的粘结强度(Pp)反而下降了，而且砂浆稠度(S)减小了，砂浆的工作性变得很差。因此，减水剂的掺量须控制。如砂浆强度不够，也应从其它方面考虑，不能盲目增加减水剂掺量。 3)砂、憎水剂、木质纤维等的影响 砂的粒径较粗时，砂的压、折强度较高。当砂的粒径变细后，粘结强度会提高一些，施工性也会好一些(天然砂更好)。 憎水剂需达到一定掺量(虽然价格较高)才能保证砂浆的吸水量满足标准要求。憎水剂的用量对砂浆与聚苯板的浸水粘结强度影响尤其明显，憎水剂不足时，即使VAE含量较高，砂浆与聚苯板间的浸水粘结强度也很低，在测试其拉拔强度时，要使聚苯板破坏是很难的。这对抹面砂浆的意义更大。 木质纤维主要对砂浆的施工性有益。我们的实验表明，它对砂浆的粘结强度几乎没有好处。 某些早强剂能显著增强砂浆早期的粘结强度。 3.4 关于养护问题 实验表明，适当的养护是非常重要的。如果成型后的试样放在烈日下，不加任何覆盖物的会出现裂纹，并且受水后的试样有反白现象;加覆盖物的就好得多。标养下的试件则坚硬且美观。 我们还发现养护龄期对干粉砂浆的性能是有影响的，其中，与水泥砂浆的拉伸粘结强度，常温常态的对龄期要求不高，7天与14天差别不是很大(配比好的，14天、28天的会提高;配比不好的，后期粘结强度可能会有所降低);但耐水性能与养护龄期有很大关系，比如，起水后陈放2小时的试块拉伸强度是很低的，陈放24小时后则大大提高，陈放7天后的试块拉伸强度有可能超过常温常态的。 4 结论 1) 灰钙和水泥用量对砂浆的施工性影响较大。 2) VAE、MC、水泥用量及它们之间的相互作用对砂浆物理性能影响较大。 3) 外保温抹面砂浆中需要一定量的憎水剂。 4) 养护制度对砂浆的粘结强度有较大影响。 |
