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1、砂浆常用外加剂及使用方法第一部分 砂浆简介砂浆又分为湿拌砂浆和干粉砂浆两种，系指由专业生产厂家生产 的、经干燥筛分处理的细集料与无机增稠材料、矿物掺合料和添加剂 按一定比例混合而成的一种颗粒状或粉状混合物，用袋装或散装的形 式运到建筑工地，加水拌和后就可直接使用的砂浆类建筑材料。我国在上世纪 90 年代末开始加大宣传力度和采用政府政策引 导、干预的措施，积极灌输商品砂浆的观念，通过投入一定的人力、 物力进行开发研究，以科研单位牵头制定了一些相关规程，取得了一 定的成绩。在有关标准中也纳入了已较普及的特种干粉砂浆，如墙地 砖胶粘剂、界面处理剂等。今天已发展到 300 家生产厂，年产量达 120万
2、吨。厂家主要分布在北京、上海、广州及其周边地区。大多厂 家为单一产品，只有少数几个大厂可生产系列产品。最初主要产品是 混凝土地面用水泥基耐磨材料(曾称为混凝土地面硬化剂)、瓷砖私结 剂、混凝土界面剂、腻子等。现在种类已有很多，除上述种类外，还 有外墙保温体系专用砂浆、嵌缝剂、自流平砂浆、防火砂浆、防水砂 浆、修补砂浆、无机灌浆材料和彩色饰面砂浆等等。由于干粉砂浆的蓬勃发展，国外很多化工巨头开始在中国设立办 事处或公司，生产或销售干粉砂浆用的聚合物干粉。例如美国国民淀 粉公司、德国瓦克公司、科莱恩公司、拜耳公司、CFF公司等在中国 销售干粉砂浆用聚合物干粉。聚合物干粉种类主要包括纤维素醚、聚 醋
3、酸乙烯脂及其共聚物等。国内也有很多公司生产或与国外公司合作 生产销售聚合物干粉，产品大多限于纤维素醚类产品，价格便宜，但 质量还有待于提高。干粉砂浆的种类丰富，目前广泛应用在建筑工程中的主要有以下 几种：(1)粘结砂浆：如瓷砖粘结剂、填缝剂、保温隔热复合系统专 用粘结砂浆等；(2)抹灰砂浆：如内外墙打底抹灰、腻子、彩色装饰 砂浆、隔热砂浆等；(3)砌筑砂浆：如普通砌筑砂浆、混凝土砌块专 用薄床砂浆、保温砌筑砂浆等；(4)地坪砂浆：如普通地坪砂浆、自 流平砂浆等。普通干粉砂浆主要由:无机胶结料水泥、细集料砂子、 矿物掺合料、保水增稠材料和化学添加剂等5 种以上物料组成。(1) 无机胶结材料 无机
4、胶结材料是指本身具有水硬活性并对混凝土强度有贡献的 材料，包括水泥、消石灰粉等。水泥是最主要的无机胶结材料，也是 干粉砂浆的重要组成部分，其性能直接影响到砂浆的流变性、硬化性、 强度、干缩率等。传统砂浆常采用加石灰膏的办法来改善砂浆的保水 性、和易性等性能，在干粉砂浆中，加入消石灰粉也是为了达到同样 的目的。但消石灰粉对砂浆最终的抗渗性和干缩性存在一定的负面影 响。(2) 细集料建筑砂浆一般采用细度模数在 2.3-3.0 之间的中砂进行配料。 集料的级配和细度模数会影响砂浆的塑性及其硬化体的力学性能，集 料颗粒的形状也会影砂浆的工作性。颗粒越接近球状，砂浆越容易操 作。这是由于球形颗粒具有“滚
5、珠”作用，而多角形颗粒会形成较多 的机械啮合，使内摩擦增大。由于球形颗粒的表面积与体积之比较小， 包裹颗粒所需的水泥浆较少，因而能剩余较多的水泥浆增进砂浆的工 作性。同理，圆滑表面的颗粒比粗糙颗粒的和易性要好。(3) 矿物掺和料 常用的矿物掺和料是工业副产品或工业废料，如粉煤灰等。粉煤 灰的颗粒非常细、呈球形，掺入后可在用水量增加很少的情况下改善 砂浆的工作性，并减少砂浆因缺乏细粉料而产生的离析和泌水现象。 粉煤灰的价格一般比水泥低得多，替代部分水泥用量还能降低砂浆的 生产成本。(4) 保水增稠材料 干粉砂浆中采用的保水增稠材料需具有水溶性，一般为有机聚合 物粉末。它在拌和物中的可分散性好，对
6、各类物质具有很好的胶豁性。 有机聚合物能在砂浆颗粒表面形成聚合物膜，这种聚合物膜的抗拉强 度比普通砂浆大 10倍以上，可使砂浆具有良好的粘结性和可压缩性， 不松散离析，减缓水分的渗入和蒸发，使砂浆比较容易操作，有利于 砂浆的薄层作业，并可使砂浆具有良好的抗裂、抗冻性能，避免收缩 裂缝的产生。但保水增稠材料会增加砂浆的气孔率，使砂浆密度降低、 强度性能有所下降。(5) 化学添加剂化学添加剂从功能上可分为减水剂、调凝剂、引气剂、增塑剂等。 减水剂能够在保持砂浆工作性不变的情况下，显著地降低砂浆的水灰 比，使硬化体的强度、抗渗性、耐久性等性能得到改善。调凝剂是调 节水泥凝结时间的外加剂，分为速凝剂和
7、缓凝剂两种，分别用以加速 或延缓水泥矿物的水化。引气剂可在砂浆中引进定量的微细气泡，其 主要作用是减少砂浆的泌水和离析现象，改善其工作性，并对提高砂 浆的耐久性有一定作用，对水泥的凝结和硬化速度没有显著的影响。 为了提高干粉砂浆的综合性能，实际应用中采用复合添加剂。国外的 经验表明，选择适宜的化学添加剂，不但可以提高砂浆的施工性能， 而且还可以降低材料成本。第二部分 砂浆用外加剂2.1可再分散性乳胶粉1、定义和分类可再分散性乳胶粉是聚合物乳液通过加入其它物质改性，经喷雾 干燥形成，以水作为介质可再形成乳液，具有可再分散性的聚合物粉 末。可在分散性乳胶粉主要由一下几种组分组成：聚合物树脂、添加
8、剂、保护胶体、抗结块剂。其中，聚合物树脂是主要材料，其余的均为改善胶粉的性能而添加的材料，比如聚乙烯醇用来保护胶体，细矿物填料用来抗结块等等。常用的可再分散性乳胶粉的名称和代号如下表所示乳胶粉(VAe/E)、乙烯与氯乙烯及月桂酸乙烯醋三元共聚乳胶粉 (E/VC/VL)、醋酸乙烯醋与乙烯及高级脂肪酸乙烯酶三元共聚乳胶粉 (VAe/E/VeoVa) 、醋酸乙烯醋与高级脂肪酸乙烯醋共聚乳胶粉 (VAe/VeoVa)、丙烯酸醋与苯乙烯共聚乳胶粉(A/S)、醋酸乙烯醋与 丙烯酸醋及高级脂肪酸乙烯醋三元共聚乳胶粉(VAe/ A/VeoVa)、醋 酸乙烯醋均聚乳胶粉(SBR)、其他二元与三元共聚乳胶粉、其他
9、加入 功能性添加剂的配方乳胶粉等。2、性能和作用 可再分散乳胶粉在新拌砂浆中的作用是提高施工性能、改善流 动性能、增加触变与抗垂性、改善内聚力、延长开放时间和增强保水。再分散乳胶粉的加入可以延长砂浆的初终凝时间，但对砂浆的 缓凝效果略有不同。大多数类型的可再分散乳胶粉对砂浆具有缓凝作 用，在砂浆中可再分散乳胶粉加入有助于延长砂浆的可操作时间。可再分散乳胶粉在硬化砂浆中的作用是提高砂浆拉伸强度（水泥 体系中的附加粘接剂）、增强抗折强度、减小弹性模量、提高可变形 性、增进耐磨强度、提高内聚强度、降低碳化深度、减少材料吸水性 和使材料具有憎水性（加入憎水性胶粉）等特性。2. 2纤维素醚1、定义和分类
10、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
11、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S；C6H702 (OH) 3-h (OCH3) nx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1.62.0，取代度不同溶解性也有不同。 属于非离子型纤维素醚。(1) 甲基纤维素可溶于冷水，热水溶解会遇到困难，其水溶液在 pH=312 范围内非常稳定。与淀粉
12、、胍尔胶等以及许多表面活性剂相 容性较好。当温度达到凝胶化温度时，会出现凝胶现象。 采集者退 散(2) 甲基纤维素的保水性取决于其添加量、粘度、颗粒细度及溶 解速度。一般添加量大，细度小，粘度大，则保水率高。其中添加量 对保水率影响最大，粘度的高 低与保水率的高低不成正比关系。溶 解速度主要取决于纤维素颗粒表面改性程度和颗粒细度。在以上几种 纤维素醚中，甲基纤维素和羟丙基甲基纤维素保水率较高。(3) 温度的变化会严重影响甲基纤维素的保水率。一般温度越高，保水性越差。如果砂浆温度超过40C，甲基纤维素的保水性会明显 变差，严重影响砂浆的施工性。(4) 甲基纤维素对砂浆的施工性和粘着性有明显影响。
13、这里的“粘 着性”是指工人涂抹工具与墙体基材之间感到的粘着力，即砂浆的剪 切阻力。粘着性大，砂浆的 剪切阻力大，工人在使用过程中所需要 的力量也大，砂浆的施工性就差。在纤维素醚产品中甲基纤维素粘着 力处于中等水平。1.1.2羟丙基甲基纤维素(HPMC)分子式为C6H702 (OH) 3-m-n (OCH3)m，OCH2CH(OH)CH3nx 采集者退散羟丙基甲基纤维素是近年来产量、用量都在迅速增加的纤维素品 种。是由精制棉经碱化处理后，用环氧丙烷和氯甲烷作为醚化剂，通 过一系列反应而制成的非离子型纤维素混合醚。取代度一般为 1.22.0.其性质受甲氧基含量和羟丙基含量的比例不同，而有差别。(1
14、) 羟丙基甲基纤维素易溶于冷水，热水溶解会遇到困难。但它 在热水中的凝胶化温度要明显高于甲基纤维素。在冷水中的溶解情 况，较甲基纤维素也有大的改善。(2) 羟丙基甲基纤维素的粘度与其分子量的大小有关，分子量大 则粘度高。温度同样会影响其粘度，温度升高，粘度下降。但其粘度 高温度的影响比甲基纤维素低。其溶液在室温下储存是稳定的。(3) 羟丙基甲基纤维素的保水性取决于其添加量、粘度等，其相 同添量下的保水率高于甲基纤维素。(4) 羟丙基甲基纤维素对酸、碱具有稳定性，其水溶液在 pH=212 范围内非常稳定。苛性钠和石灰水，对其性能也没有太大影响，但碱 能加快其溶解速度， 并对粘度销有提高。羟丙基甲
15、基纤维素对一般 盐类具有稳定性，但盐溶液浓度高时，羟丙基甲基纤维素溶液粘度有 增高的倾向。（5）羟丙基甲基纤维素可与水溶性高分子化合物混用而成为均匀、 粘度更高的溶液。如聚乙烯醇、淀粉醚、植物胶等。（6）羟丙基甲基纤维素比甲基纤维素具有更好的抗酶性，其溶 液酶降解的可能性低于甲基纤维素。（7）羟丙基甲基纤维素对砂浆施工的粘着性要高于甲基纤维 素。1.1.3羟乙基纤维素（HEC）由精制棉经碱处理后，在丙酮的存在下，用环氧乙烷作醚化剂 进行反应而制成。其取代度一般为 1.52.0.具有较强的亲水性，易 于吸潮。（1）羟乙基纤维素可溶于冷水中，热水溶解较为困难。其溶液在 高温下稳定，不具有凝胶性。在
16、砂浆中高温下可使用时间较长，但保 水性较甲基纤维素低。（2）羟乙基纤维素对一般酸碱都具有稳定性，碱能加快其溶解， 并对粘度略有提高，其在水中分散性比甲基纤维素和羟丙基甲基纤维 素略差。（3）羟乙基纤维素对砂浆抗垂挂有好的性能，但对水泥的缓凝时 间较长。（4）国内一些企业生产的羟乙基纤维素，因含水量大，灰份高而 导致其性能明显低于甲基纤维素。1.1.4 羧甲基纤维素（CMC） C6H702 （OH） 2och2C00Nan 由天然纤维（棉、等）经过碱处理后，用一氯醋酸钠作为醚化剂， 经过一系列反应处理而制成离子型纤维素醚。其取代度一般为 0.41.4，其性能受取代度影响较大。(1) 羧甲基纤维素吸湿性较大，一般条件储存会含有较大水 份。(2) 羧甲基纤维素水溶液不会产生凝胶，随温度升高而粘度下降， 温度超过50C
