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    VAE乳膠粉對水泥基自流平修補劑性能影響的研究

    放大字體  縮小字體 發布日期:2014-05-19   來源:地坪網   瀏覽次數:1459
    李光球1,2, 郭一鋒1,2, 陳曉龍1,2(1.蘇州市姑蘇新型建材有限公司,215132,江蘇蘇州;2.蘇州市姑蘇新型建材工程技術研究
    【地坪網資訊】李光球1,2, 郭一鋒1,2, 陳曉龍1,2
    (1.蘇州市姑蘇新型建材有限公司,215132,江蘇蘇州;2.蘇州市姑蘇新型建材工程技術研究中心,215132,江蘇蘇州)
    摘要:通過乙烯-醋酸乙烯酯乳膠粉的玻璃化溫度和摻量兩個方面對自流平修補劑的性能進行了對比實驗,當選用具有高玻璃化溫度的乙烯-醋酸乙烯酯乳膠粉,摻量在修補劑總量的1.5%~2.5%時,具有較高的性能。
    關鍵詞:玻璃化溫度;聚合物乳膠粉;自流平修補劑
    乳膠粉種類較多,其性能用途相差較大,在砂漿中應用的效果差別較大。目前,被廣泛應用的乳膠粉主要有乙烯-醋酸乙烯酯乳膠粉(VAE乳膠粉)、丙烯酸酯-苯乙烯乳膠粉等,乙烯-醋酸乙烯酯乳膠粉(VAE乳膠粉)因具有相對優良的粘結性、柔性、力學性能與較寬的玻璃化溫度(Tg)而被廣泛應用。
    1 試驗材料及試驗方法
    1.1 試驗用原材料
    水泥為河南某公司生產的硫鋁酸鹽水泥, 強度等級為42.5;纖維素醚為市購HPMC 500;膨脹劑為自產;聚羧酸減水劑為蘇州某公司產Talon 101;碳酸鋰、酒石酸為市購,純度98%;乳膠粉為市購。
    1.2 試驗方法
    按配合比要求稱量各組分,進行預混合,然后加水攪拌3min,靜置5min后,繼續攪拌2min,再按試驗要求澆筑成型試件,不得振搗,根據需要可適當插搗、放氣。按《水泥基灌漿材料》(JC/T 986—2005)中的規定進行流動度試驗, 按《聚合物水泥防水砂漿》(JC/T 984—2011)中規定的試驗方法進行抗壓強度、抗彎強度及抗滲壓力試驗。
    1.3 試驗基本配合比
    試驗基本配合比見表1;钚蕴盍习{米二氧化硅、納米氧化鋁等活性納米材料和微硅粉、活性火山灰、沸石粉等成分。

    2 試驗結果分析
    2.1 不同玻璃化溫度的乳膠粉對修補劑性能的影響可再分散乳膠粉的玻璃化溫度(Tg)指聚合物由彈性狀態轉為玻璃態的溫度。當溫度高于Tg時,材料具有彈性應力行為, 受力時產生彈性變形; 當溫度低于Tg時,材料行為類似玻璃,易產生脆性破壞。通常Tg值越高,成膜后的硬度升高,剛性好則耐熱性好;反之,Tg值
    越低,成膜后的硬度降低,但彈性和柔韌性好。不同玻璃化溫度的乳膠粉在修補劑中體現的性能亦不同。試驗中選用相同品牌、不同玻璃化溫度的VAE膠粉進行對比試驗(乳膠粉摻量為修補劑總量的1.5%),其型號為A,B,C,玻璃化溫度分別為16,4,-7℃。最低成膜溫度分別為4,1,0℃。具體試驗結果見圖1~5。

    由圖1,2可知,修補劑中加入乳膠粉后流動度有明顯降低,初終凝時間均有延長,可操作時間得以改善,但3種乳膠粉對流動度和初終凝時間的影響基本相同。由圖3可知, 在修補劑中摻入3種不同玻璃化溫度的乳膠粉后, 修補劑的3 d和28 d抗彎強度均有不同程度的提高,但抗彎強度的增長無明顯的趨勢變化,修補劑對抗彎強度增長幅度的影響基本相同; 而在修補劑中摻入3種乳膠粉后,修補劑的3 d和28 d抗壓強度大幅度降低, 尤其是玻璃化溫度最低的C乳膠粉對修補劑的抗壓強度影響最大; 對比摻入乳膠粉A的修補劑與未摻入乳膠粉的修補劑可知,3 d和28 d抗壓強度分別降低2.5%和1.6%; 對比摻入乳膠粉B的修補劑與未摻入乳膠粉的修補劑可知,3 d和28 d抗壓強度分別降低17.8%和9.5%;對比摻入乳膠粉C的修補劑與未摻入乳膠粉的修補劑可知,3 d和28 d抗壓強度分別降低22.7%和22.2%。
    由圖4可知,不同玻璃化溫度的乳膠粉對修補劑的粘結強度影響差異較大, 對比摻入乳膠粉A的修補劑與未摻入乳膠粉的修補劑可知,粘結強度由1.5 MPa增長至2.73 MPa,增長幅度為80%;對比摻入乳膠粉B的修補劑與未摻入乳膠粉的修補劑可知, 粘結強度由1.5MPa增長至2.33 MPa,增長幅度為55%;對比摻入乳膠粉C的修補劑與未摻入乳膠粉的修補劑可知, 粘結強度由1.5 MPa增長至2.12 MPa,增長幅度為41%。
    由圖5可知,3種乳膠粉對修補劑的收縮率影響較小, 主要是該修補劑采用硫鋁酸鹽水泥為主要膠凝材料,復配多種膨脹組分而成,其自身不收縮,甚至產生微膨脹,故乳膠粉的摻入對修補劑收縮率基本無影響。
    由試驗結果可知,3種型號的乳膠粉對修補劑的流動度和初終凝時間影響相似, 而玻璃化溫度高的乳膠粉A對修補劑的抗彎強度和粘結強度有所提高, 提高幅度較大,對抗壓強度稍有降低,但降低幅度較小。
    2.2 乳膠粉摻量對修補劑性能的影響
    當修補劑加入水中攪拌時, 在親水性的保護膠體及機械剪切的作用下,乳膠粉顆粒均勻分散到水中,界面逐漸相互融合,最終形成連續的聚合物薄膜。隨著聚合物薄膜的形成, 在固化的砂漿中形成了由有機與無機膠粘劑構成的框架體系, 即水硬性材料構成的脆硬性骨架以及大分子聚合物在間隙與固體表面成膜構成的柔韌性連接。由于聚合物的柔性,其形變能力遠高于水泥砂漿的剛性結構,砂漿的可變柔性能力得以提高,提高了砂漿的抗裂能力。隨著乳膠粉摻量提高,整個體系向塑料方向發展。本試驗從修補劑的強度、凝結時間、粘結強度及抗滲壓力等方面著手,研究乳膠粉摻量對修補劑性能的影響,具體試驗結果見圖6~10。由圖6可知,隨著乳膠粉摻量的增加,修補劑的初終凝時間加長,有效延長了修補劑的可操作時間。由圖7,8可知,隨著乳膠粉摻量的增加,修補劑的粘結強度與抗滲壓力逐漸提高, 當摻量達到1.5%時,粘結強度達到2.6 MPa,抗滲壓力達到1.5 MPa,已能滿足產品性能要求;當摻量低于2.5%時,增長幅度較大,當摻量大于2.5%,增長幅度降低。由圖9可知,隨著乳膠粉摻量增加其抗彎強度稍有改善, 但抗壓強度隨著乳膠粉摻量增加而大幅降低。由圖10可知,隨著乳膠粉摻量的增加,修補劑流動度大幅降低。


    3 結語
    (1) 3種型號的乳膠粉A,B,C對修補劑的流動度和初終凝時間影響近似, 而玻璃化溫度高的乳膠粉A使修補劑的抗彎強度和粘結強度有所提高, 提高幅度較大,使抗壓強度稍有降低,但降低幅度較小。
    (2) 隨著乳膠粉摻量的增加, 修補劑的流動性變差,而修補劑的凝結時間得以延長;隨著乳膠粉摻量的增加,修補劑硬化漿體由剛性逐漸向彈性過渡,其粘結強度和抗滲壓力逐漸提高,抗壓強度逐漸降低。
    (3) 由以上試驗結果可知,在研究修補劑整體性能時,選用玻璃化溫度高的VAE乳膠粉,且摻量為修補劑總量的1.5%~2.5%最佳。
    參考文獻
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