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VAE乳胶粉对水泥基自流平修补剂性能影响的研究

放大字体  缩小字体 发布日期:2014-05-19   来源:地坪网   浏览次数:1037
李光球1,2, 郭一锋1,2, 陈晓龙1,2(1.苏州市姑苏新型建材有限公司,215132,江苏苏州;2.苏州市姑苏新型建材工程技术研究
【地坪网资讯】李光球1,2, 郭一锋1,2, 陈晓龙1,2
(1.苏州市姑苏新型建材有限公司,215132,江苏苏州;2.苏州市姑苏新型建材工程技术研究中心,215132,江苏苏州)
摘要:通过乙烯-醋酸乙烯酯乳胶粉的玻璃化温度和掺量两个方面对自流平修补剂的性能进行了对比实验,当选用具有高玻璃化温度的乙烯-醋酸乙烯酯乳胶粉,掺量在修补剂总量的1.5%~2.5%时,具有较高的性能。
关键词:玻璃化温度;聚合物乳胶粉;自流平修补剂
乳胶粉种类较多,其性能用途相差较大,在砂浆中应用的效果差别较大。目前,被广泛应用的乳胶粉主要有乙烯-醋酸乙烯酯乳胶粉(VAE乳胶粉)、丙烯酸酯-苯乙烯乳胶粉等,乙烯-醋酸乙烯酯乳胶粉(VAE乳胶粉)因具有相对优良的粘结性、柔性、力学性能与较宽的玻璃化温度(Tg)而被广泛应用。
1 试验材料及试验方法
1.1 试验用原材料
水泥为河南某公司生产的硫铝酸盐水泥, 强度等级为42.5;纤维素醚为市购HPMC 500;膨胀剂为自产;聚羧酸减水剂为苏州某公司产Talon 101;碳酸锂、酒石酸为市购,纯度98%;乳胶粉为市购。
1.2 试验方法
按配合比要求称量各组分,进行预混合,然后加水搅拌3min,静置5min后,继续搅拌2min,再按试验要求浇筑成型试件,不得振捣,根据需要可适当插捣、放气。按《水泥基灌浆材料》(JC/T 986—2005)中的规定进行流动度试验, 按《聚合物水泥防水砂浆》(JC/T 984—2011)中规定的试验方法进行抗压强度、抗弯强度及抗渗压力试验。
1.3 试验基本配合比
试验基本配合比见表1。活性填料包括纳米二氧化硅、纳米氧化铝等活性纳米材料和微硅粉、活性火山灰、沸石粉等成分。

2 试验结果分析
2.1 不同玻璃化温度的乳胶粉对修补剂性能的影响可再分散乳胶粉的玻璃化温度(Tg)指聚合物由弹性状态转为玻璃态的温度。当温度高于Tg时,材料具有弹性应力行为, 受力时产生弹性变形; 当温度低于Tg时,材料行为类似玻璃,易产生脆性破坏。通常Tg值越高,成膜后的硬度升高,刚性好则耐热性好;反之,Tg值
越低,成膜后的硬度降低,但弹性和柔韧性好。不同玻璃化温度的乳胶粉在修补剂中体现的性能亦不同。试验中选用相同品牌、不同玻璃化温度的VAE胶粉进行对比试验(乳胶粉掺量为修补剂总量的1.5%),其型号为A,B,C,玻璃化温度分别为16,4,-7℃。最低成膜温度分别为4,1,0℃。具体试验结果见图1~5。

由图1,2可知,修补剂中加入乳胶粉后流动度有明显降低,初终凝时间均有延长,可操作时间得以改善,但3种乳胶粉对流动度和初终凝时间的影响基本相同。由图3可知, 在修补剂中掺入3种不同玻璃化温度的乳胶粉后, 修补剂的3 d和28 d抗弯强度均有不同程度的提高,但抗弯强度的增长无明显的趋势变化,修补剂对抗弯强度增长幅度的影响基本相同; 而在修补剂中掺入3种乳胶粉后,修补剂的3 d和28 d抗压强度大幅度降低, 尤其是玻璃化温度最低的C乳胶粉对修补剂的抗压强度影响最大; 对比掺入乳胶粉A的修补剂与未掺入乳胶粉的修补剂可知,3 d和28 d抗压强度分别降低2.5%和1.6%; 对比掺入乳胶粉B的修补剂与未掺入乳胶粉的修补剂可知,3 d和28 d抗压强度分别降低17.8%和9.5%;对比掺入乳胶粉C的修补剂与未掺入乳胶粉的修补剂可知,3 d和28 d抗压强度分别降低22.7%和22.2%。
由图4可知,不同玻璃化温度的乳胶粉对修补剂的粘结强度影响差异较大, 对比掺入乳胶粉A的修补剂与未掺入乳胶粉的修补剂可知,粘结强度由1.5 MPa增长至2.73 MPa,增长幅度为80%;对比掺入乳胶粉B的修补剂与未掺入乳胶粉的修补剂可知, 粘结强度由1.5MPa增长至2.33 MPa,增长幅度为55%;对比掺入乳胶粉C的修补剂与未掺入乳胶粉的修补剂可知, 粘结强度由1.5 MPa增长至2.12 MPa,增长幅度为41%。
由图5可知,3种乳胶粉对修补剂的收缩率影响较小, 主要是该修补剂采用硫铝酸盐水泥为主要胶凝材料,复配多种膨胀组分而成,其自身不收缩,甚至产生微膨胀,故乳胶粉的掺入对修补剂收缩率基本无影响。
由试验结果可知,3种型号的乳胶粉对修补剂的流动度和初终凝时间影响相似, 而玻璃化温度高的乳胶粉A对修补剂的抗弯强度和粘结强度有所提高, 提高幅度较大,对抗压强度稍有降低,但降低幅度较小。
2.2 乳胶粉掺量对修补剂性能的影响
当修补剂加入水中搅拌时, 在亲水性的保护胶体及机械剪切的作用下,乳胶粉颗粒均匀分散到水中,界面逐渐相互融合,最终形成连续的聚合物薄膜。随着聚合物薄膜的形成, 在固化的砂浆中形成了由有机与无机胶粘剂构成的框架体系, 即水硬性材料构成的脆硬性骨架以及大分子聚合物在间隙与固体表面成膜构成的柔韧性连接。由于聚合物的柔性,其形变能力远高于水泥砂浆的刚性结构,砂浆的可变柔性能力得以提高,提高了砂浆的抗裂能力。随着乳胶粉掺量提高,整个体系向塑料方向发展。本试验从修补剂的强度、凝结时间、粘结强度及抗渗压力等方面着手,研究乳胶粉掺量对修补剂性能的影响,具体试验结果见图6~10。由图6可知,随着乳胶粉掺量的增加,修补剂的初终凝时间加长,有效延长了修补剂的可操作时间。由图7,8可知,随着乳胶粉掺量的增加,修补剂的粘结强度与抗渗压力逐渐提高, 当掺量达到1.5%时,粘结强度达到2.6 MPa,抗渗压力达到1.5 MPa,已能满足产品性能要求;当掺量低于2.5%时,增长幅度较大,当掺量大于2.5%,增长幅度降低。由图9可知,随着乳胶粉掺量增加其抗弯强度稍有改善, 但抗压强度随着乳胶粉掺量增加而大幅降低。由图10可知,随着乳胶粉掺量的增加,修补剂流动度大幅降低。


3 结语
(1) 3种型号的乳胶粉A,B,C对修补剂的流动度和初终凝时间影响近似, 而玻璃化温度高的乳胶粉A使修补剂的抗弯强度和粘结强度有所提高, 提高幅度较大,使抗压强度稍有降低,但降低幅度较小。
(2) 随着乳胶粉掺量的增加, 修补剂的流动性变差,而修补剂的凝结时间得以延长;随着乳胶粉掺量的增加,修补剂硬化浆体由刚性逐渐向弹性过渡,其粘结强度和抗渗压力逐渐提高,抗压强度逐渐降低。
(3) 由以上试验结果可知,在研究修补剂整体性能时,选用玻璃化温度高的VAE乳胶粉,且掺量为修补剂总量的1.5%~2.5%最佳。
参考文献
[1] 王栋民,张琳编.干混砂浆原理与配方指南[M].北京:化学工业出版社,2012.
[2] 李玉海,王娟.养护条件及乳胶粉玻璃化温度对瓷砖胶拉拔强度影响的研究[M].上海:化学建材,2007.
[3] 张雄,张永娟主编.建筑功能砂浆[M].北京:化学工业出版社,2006.
[4] 孙玉宝,刘清,侯梁,等.三种聚羧酸系外加剂与水泥及矿物掺合料的相容性对比研究[J].建筑技术,2012,43(1):53-55.


 
 
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