聚合物水泥防水砂浆（精选9篇）
聚合物水泥防水砂浆 第1篇
1 试验原料及方法
1.1 试验原料
普通硅酸盐水泥P.O 42.5 (性能指标见表1) :唐山冀东水泥股份有限公司提供;水洗河砂 (40~140目) 和石英砂 (200~250目) :石坎世堂矿业加工厂提供;纤维素醚MKX6000PF01:陶氏化学提供;减水剂F10及消泡剂P803:龙湖科技有限公司提供;苯丙乳液PS608及丁苯乳液SD623:德国巴斯夫集团提供;纯丙乳液APR-968L0:陶质化学提供。
1.2 试验方法
先将粉料部分按比例称量, 并混合均匀;再将液料部分按比例称量, 并混合均匀;最后将粉料倒入液料中, 搅拌均匀即可。其中, 聚合物水泥防水砂浆试件成型及养护方式按JC/T 984—2011《聚合物水泥防水砂浆》的有关规定进行, 检测指标包括7 d及28 d抗渗压力、28 d抗压强度及抗折强度、横向变形、收缩率和吸水率。水渗入试件深度的测定方法如下:待抗渗试验完成后, 切开试件断面, 分别测量水渗入试件的深度, 测量10个点计算平均值。
2 结果与讨论
目前, 最常用的聚合物乳液类型有VAE乳液、苯丙乳液、丁苯乳液及纯丙乳液。VAE乳液因其耐水性能较差, 很少用于聚合物水泥基防水材料中。乳液作为聚合物水泥防水砂浆的有机胶凝材料, 其种类对聚合物水泥防水砂浆的粘结强度、抗渗压力、抗压及抗折强度、横向变形等性能的影响非常明显。本研究选择具有代表性的苯丙乳液PS608、丁苯乳液SD623及纯丙乳液APR-968L0, 考察乳液型号对聚合物水泥防水砂浆性能的影响。聚合物水泥防水砂浆粉料与液料的质量比为5∶1, 其中乳液用量占总液料质量的30%。粉料部分, 普通硅酸盐水泥占总粉料质量的40%, 石英砂占总粉料质量的10%, MH10005P2纤维素醚占总粉料质量的0.05%, F10减水剂占总粉料质量的0.3%, P803消泡剂占总粉料质量的0.2%, 水洗河砂补齐至100%。
2.1 乳液型号对聚合物水泥防水砂浆抗渗压力的影响
图1是乳液型号对聚合物水泥防水砂浆抗渗压力的影响。从图1可知, 添加PS608乳液的聚合物水泥防水砂浆的抗渗压力最好, 7 d即可达到1.5 MPa不透水。添加SD623和APR-968L0乳液的聚合物水泥防水砂浆的抗渗性能相对较差, 养护7 d后抗渗压力为0.8 MPa即透水, 养护28 d后抗渗压力有一定程度的提高, 但不是特别明显。PS608乳液引气量较小, 制得的聚合物水泥防水砂浆密实度较高, 相应的抗渗性能也更突出。SD623和APR-968L0乳液的引气量较大, 制得的聚合物水泥防水砂浆密实度较低, 水分很容易通过微观空隙, 从而产生透水现象。随着养护时间的延长, 水泥水化更充分, 其产生的水化产物进一步堵塞聚合物水泥防水砂浆的部分空隙, 提高了其密实度, 从而抗渗性能也得到了提高。同时, 从聚合物水泥防水砂浆随养护时间延长, 水渗入试件的深度降低可进一步判断, 聚合物水泥防水砂浆的抗渗压力随养护时间的延长而增大。
2.2 乳液型号对聚合物水泥防水砂浆粘结性能的影响
聚合物水泥防水砂浆作为理想的背水面防水材料, 它与基层的胶粘强度决定了其能够承受的最大抗渗压力。不同乳液型号对聚合物水泥防水砂浆与基层胶粘强度的影响如图2所示。
从图2可以看出, 添加丁苯乳液SD623的聚合物水泥防水砂浆与水泥砂浆基层的胶粘强度最高, 添加PS608乳液的次之, 添加APR-968L0乳液的最差。因为SD623乳液的玻璃化温度最高, 同样掺量条件下, 制得的聚合物水泥防水砂浆的刚性最强, 表现为与水泥基层的胶粘强度最大。而PS608和APR-968L0乳液的玻璃化温度基本一致, 但APR-968L0乳液的引气量更大, 制得的聚合物水泥防水砂浆的密实度降低, 整体强度降低, 相应地与水泥砂浆基层的胶粘强度也差些。
2.3 乳液型号对聚合物水泥防水砂浆抗压及抗折强度的影响
聚合物水泥防水砂浆应用于建筑地下防水工程时, 抗压强度的大小决定其是否可用于该部位, 抗压强度越大, 其可抵抗的外部压力越大。
图3是乳液型号对聚合物水泥防水砂浆抗压及抗折强度的影响。从图3可知, 添加纯丙乳液APR-968L0的聚合物水泥防水砂浆的抗压强度最低, 只有42.0 MPa左右;添加PS608乳液的聚合物水泥防水砂浆的抗压强度在45.0 MPa左右;添加SD623乳液的聚合物水泥防水砂浆的抗压强度可达50.0 MPa。聚合物水泥防水砂浆的抗压强度主要决定于其自身的刚性, 刚性越大, 抗压强度越大。与前述的道理一样, PS608和APR-968L0乳液的玻璃化温度基本一致, 但APR-968L0乳液的引气量更大, 制得的聚合物水泥防水砂浆的密实度降低, 整体强度降低, 抗压强度也降低。SD623乳液的玻璃化温度最高, 制得的聚合物水泥防水砂浆的刚性最强, 由于引气造成的强度损失较小, 总体表现为抗压强度最大。
2.4 乳液型号对聚合物水泥防水砂浆横向变形能力的影响
聚合物水泥防水砂浆作为刚性防水材料, 存在开裂的安全隐患, 特别是厚层施工时, 材料柔韧性越好, 其抵抗开裂的性能越突出。抵抗开裂的性能也用横向变形指标来表示, 横向变形越大, 说明其抵抗变形的能力越强。
图4是乳液型号对聚合物水泥防水砂浆横向变形能力的影响。从图4可以看出, 添加丁苯乳液SD623的聚合物水泥防水砂浆的横向变形能力最差, 只有2.3 mm;添加APR-968L0乳液的最佳, 达到3.0mm。横向变形产生差异的原因同前面的道理一致:APR-968L0乳液的玻璃化温度最低, 同时引气量最大, 制得的聚合物水泥防水砂浆的总体刚性及密实度最低, 能够最大程度抵抗变形, 不产生开裂现象。
2.5 乳液型号对聚合物水泥防水砂浆吸水率的影响
图5是乳液型号对聚合物水泥防水砂浆吸水率的影响。从图5可知, 添加苯丙乳液PS608的聚合物水泥防水砂浆吸水率最低, 添加APR-968L0乳液的次之, 添加SD623乳液的最差。吸水率大小主要取决于聚合物水泥防水砂浆的密实度及孔隙表面特性。PS608乳液的引气量最小, 同样掺量条件下, 制得的聚合物水泥防水砂浆的密实度最低, 因此吸水率最小。相对于纯丙乳液APR-968L0, 丁苯乳液SD623的引气量最大, 制得的聚合物水泥防水砂浆的密实度最低, 表现为吸水率最大。由于苯丙乳液PS608、丁苯乳液SD623及纯丙乳液APR-968L0的耐水性能差别不明显, 孔隙表面的性能差别不明显, 因此聚合物水泥防水砂浆的整体密实度决定了其吸水率的大小。
3 结论
通过以上对比试验, 可以得出以下结论:
1) 添加不同类型的聚合物乳液制得的聚合物水泥防水砂浆的抗渗压力、粘结强度、抗压及抗折强度、横向变形和吸水率各不相同。
2) 相对于丁苯乳液SD623及纯丙乳液APR-968L0, 添加乳液PS608的聚合物水泥防水砂浆的抗渗性能最突出, 7 d抗渗压力可达1.5 MPa。
3) 相对于APR-968L0和PS608乳液, 丁苯乳液SD623的玻璃化温度最高, 制得的聚合物水泥防水砂浆与水泥基层的粘结强度最高;同样道理, 其抗折及抗压强度也最高。
4) 纯丙乳液APR-968L0的引气作用及低玻璃化温度, 使制得的聚合物水泥防水砂浆的横向变形能力最强, 柔韧性能更佳。
5) 苯丙乳液PS608、丁苯乳液SD623及纯丙乳液APR-968L0的耐水性能无明显差别, 由于丁苯乳液SD623的引气量最大, 制得的聚合物水泥防水砂浆的吸水率最大;添加纯丙乳液APR-968L0的次之。
6) 相对于SD623及APR-968L0乳液, 添加苯丙乳液PS608的聚合物水泥防水砂浆的综合性能更突出, 完全能够满足JC/T984—2011标准的要求。
摘要：通过试验对比研究了乳液型号对聚合物水泥防水砂浆抗渗、粘结、抗压及抗折强度等性能的影响, 结果显示添加苯丙乳液PS608的聚合物水泥防水砂浆综合性能最佳:7 d抗渗压力达到1.5 MPa, 粘结强度达到1.8 MPa;28 d抗折及抗压强度、横向变形等性能指标超过标准的要求。
关键词：聚合物水泥防水砂浆,乳液型号,抗渗压力,粘结强度
参考文献
[1]路国忠, 李凯.干粉类聚合物水泥防水砂浆的研制[J].化学建材, 2008, 24 (4) :42-44.
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[4]方楚燕, 翟金清.三元复合胶凝体系聚合物水泥防水砂浆的性能与应用[J].新型建筑材料, 2012 (10) :66-68.
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聚合物水泥类防水涂料综述 第2篇
聚合物水泥类防水涂料综述
0引言 合成高分子材料用于防水施工的时间并不长,沥青防水技术一直占据防水市场的主导地位.我国以851涂料为起点,开始了高分子涂料防水技术的研究和应用.限于成本因素,聚氨酯涂料不得不加入一些焦油,经过多年的使用,其性能还是不错的,从防水的.效果看也可以,但是由于产品采用异氰酸酯、煤焦油等作原料,二甲苯作稀料,因此有毒性,污染施工环境,不符合环保发展趋势,其应用受到限制.随着国家对环保力度的加大,防水涂料开始往水性化发展,聚合物水泥类防水涂料可谓应运而生,同时由于国内聚合物乳液技术的发展也使得水性涂料的发展有了原料保障.
作 者：张沂 作者单位：北京金泥建筑防水技术开发有限公司刊 名：中国建筑防水英文刊名：CHINA BUILDING WATERPROOFING年，卷(期)：“”(4)分类号：关键词：
聚合物水泥防水砂浆 第3篇
有效地解决建筑结构渗漏,延长建筑物的寿命一直是建筑技术的难题。除了通过密实结构达到防水抗渗以外,防水材料的使用成为一项必不可少的防水手段。与传统仅用水泥基水硬性材料防水不同,聚合物水泥防水砂浆既含有无机水硬性胶凝材料,又含有机高分子树脂,其中的无机粘结剂水泥可以提供耐水性骨架、与基面的机械粘结力、长期的耐久性和强度增长性;聚合物可以对水泥体系进行增强,聚合物均匀地分布于砂浆体系中,成膜后能增强体系的内聚力,增加体系的密实度,减少裂缝的产生。然而现有聚合物防水砂浆在低温环境中由于水化反应不完全,产品早期抗压强度低、易粉化、抗渗性能差、防水效果不好使其应用受到限制。目前对聚合物砂浆的研究主要集中在聚合物共混改性水泥砂浆,聚合物种类、掺量对水泥砂浆性能的影响,而对复合无机粘结料的配伍性研究较少,对改性机理的研究有待进一步加强。本文采用硅酸盐水泥-硫铝酸盐水泥-无水石膏三元复合胶凝体系作为聚合物水泥防水砂浆的主要组成,提高在低温环境下的产品性能,研究了胶凝体系对聚合物水泥防水砂浆性能的影响及应用。
1 实验
1.1 原材料
硅酸盐水泥(简称OPC):采用广州市花都水泥有限公司的P·Ⅱ42.5R水泥作为聚合物水泥防水砂浆的主要胶凝材料,密度3.07 g/cm3,80μm筛筛余4.8%,比表面积360 m2/kg,标准稠度27%。
硫铝酸盐水泥(简称CSA):唐山六九水泥厂的快硬硫铝酸盐水泥作为聚合物水泥防水砂浆的第2种胶凝材料,比表面积417 m2/kg。
石膏(简称Cs):采用国产无水石膏作为第3种胶凝材料,其主要组成:Ca SO482%,Ca O 1.2%,Mg O 38.2%,SO348.2%,H2O 0.5%。
聚合物乳液(简称POL):采用巴斯夫SD623丁苯乳液。
1.2 聚合物水泥防水砂浆的制备方法
硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥和石膏种类及掺量经过大量的实验进行筛选,得知以硅酸盐水泥为主的产品体系选择无水石膏作为缓凝剂和水化促进剂较好,石膏掺量为3%~5%,双组分聚合物水泥防水砂浆粉剂的配方见表1。
%
双组分聚合物水泥防水砂浆水剂配方质量分数:SD623,40%;消泡剂,0.1%;杀菌剂,0.1%;水,59.8%。
1.3 聚合物防水砂浆的性能测试方法
(1)聚合物水泥防水砂浆的抗折、抗压强度试件规格为40 mm×40 mm×160 mm,根据DL/T 5126—2001《聚合物改性水泥砂浆试验规程》中的规定成型、养护,至规定龄期后测试强度。
(2)防水砂浆涂膜抗渗压力(涂层抗渗)依据GB 23440—2009《无机防水堵漏材料》进行测试,涂膜总厚度约为2 mm。
(3)防水砂浆的吸水率根据JC/T 984—2011《聚合物水泥防水砂浆》和DL/T 5126—2001进行测试,浆料涂刷在40 mm×40 mm×160 mm的试块上,涂膜厚度为5 mm。
(4)防水砂浆的横向变形能力根据JC/T 1004—2006《陶瓷墙地砖填缝剂》附录B进行测试。
(5)防水砂浆收缩率试验,根据JC/T 984—2011和JC/T603—2004《水泥胶砂干缩试验方法》进行成型、养护和试验。
2 结果与讨论
2.1 聚合物防水砂浆凝结时间分析
表2为常温和低温环境下聚合物水泥防水砂浆的凝结时间。
表2表明,以硅酸盐水泥为主的体系,影响凝结时间是硅酸盐水泥的熟料C3A(铝酸三钙),加入一定量的硫铝酸盐水泥,相当于引入早期活性相当高的C4A3S(无水硫铝酸钙),而石膏的加入也对体系起到促进水化反应的作用。所以三元复合胶凝体系加快了体系的早期水化速度,明显缩短了聚合物水泥防水砂浆的凝结时间。以下为三元胶凝体系的水化反应过程[1]:
水化反应:
而AH3与C3ACSH10在硫酸盐存在下又反应生成钙矾石。其中,C4A3S是硫铝酸盐水泥的主要熟料成分,CSH是硅酸盐水泥的水化产物———水化硅酸钙,CSHx(硫酸盐)是无水石膏溶解在水中的产物。
水化产物钙矾石的主要特点是:(1)形成速度快;(2)高结合水能力;(3)收缩补偿的能力。钙矾石的快速生成,缩短了体系的凝结时间,提高了体系的早期强度并降低收缩率。从表2还可以得知,三元胶凝体系的收缩率比单一胶凝体系的收缩率低很多。
2.2 常温和低温环境下聚合物防水砂浆的抗压和抗折强度
防水砂浆的强度发展,主要来自胶凝体系中水泥的水化,据文献[2]可知,由于无水石膏的加入,SO42-离子会快速生成较多的钙矾石,针棒状钙矾石晶体之间相互搭接,形成网状结构,具有较好的韧性,因而抗折强度较高。而防水砂浆中硅酸盐水泥的水化产物水化硅酸钙凝胶(CSH凝胶)和氢氧化钙为产品体系提供了较高的抗压强度。硫铝酸盐水泥和石膏的掺加,使硅酸盐水泥为主的产品体系出现收缩补偿的功能。但是过量的SO42-离子容易导致在水化后期生成钙矾石产生膨胀而影响强度的发挥。不同环境温度下抗压和抗折强度的变化见表3。
由表3可知,硅酸盐水泥为主,硫铝酸盐水泥为辅的复合胶凝体系,添加无水石膏作为调节凝结时间和促进水化反应的辅助原材料,使防水砂浆具有高的抗压和抗折强度,主要因为硅酸盐水泥的水化速度和无水硬石膏的水化速度一致,无水石膏的溶解速度较慢,硅酸盐水泥的水化速度相对较慢,这样能够充分互补参与水化反应。
2.3 聚合物防水砂浆的抗渗性和吸水率
聚合物水泥防水砂浆的抗渗压力和吸水率测试结果见表4。
表4表明,聚合物水泥防水砂浆的吸水率不仅与配方体系中的憎水剂、胶粉有关,还与配方的级配性有很大关系。硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥及石膏的三元复合体系中,钙矾石的生成提高了砂浆的致密性,同时生成的AH3也非常致密,有利于提高防水砂浆的强度和抗渗压力,降低吸水率。
2.4 三元复合胶凝体系防水砂浆的应用
目前聚合物水泥防水砂浆在国内得到了广泛应用,生产防水砂浆的企业犹如雨后春笋。从防水砂浆用镘刀或抹刀施工,到毛刷、滚筒,再到机械施工,产品的施工工艺和施工性能不断调整,原先的产品标准已经不适应现在的发展需求,所以国家在2011年对聚合物水泥防水砂浆的产品标准进行了修订,修订后标准号为JC/T 984—2011,于2012年7月1日正式实施。
本研制的三元复合胶凝体系防水砂浆符合新行业标准规定的技术指标,而且有良好的施工适应性,对于特殊工程或冬季施工的应用都有很大的优势。在常温环境下,产品有2 h以上的可操作时间,6 h左右产品达到终凝,比单一胶凝体系的防水砂浆节省了一半以上的固化时间;此外,还具有较短的凝固时间,减少了涂层间的干燥时间,缩短了工程的施工时间和提高了工人的工作效率等。
3 结语
以硅酸盐水泥为主,硫铝酸盐水泥为辅,加入无水石膏进行调节的聚合物水泥防水砂浆具有强度高、吸水率低和收缩补偿性能,特别是在低温环境下,具有优异的力学性能。
参考文献
[1]陈娟,李北星,卢亦焱.硅酸盐-硫铝酸盐水泥混合体系的试验研究[J].重庆建筑大学学报,2007,29(4):121-124.
聚合物水泥防水砂浆 第4篇
聚合物水泥基防水涂料都应该检测哪些指标
防水涂料系以高分子合成材料为主体，在常温下呈无定型液态，经涂布并能在结构物表面结成坚韧防水膜的物料的总称。防水涂料
因为具有良好的防水性能，被广泛应用在地下室、卫生间、浴室和外墙等需要进行防水处理的基层表面上。
Js防水涂料，也就是聚合物水泥基涂料，又称JS复合防水涂料。其中，J就是指聚合物，S水泥（“JS”为“聚合物水泥”的拼音字头）。JS防水涂料是一种以聚丙烯酸酯乳液、乙烯-醋酸乙烯酯共聚乳液等聚合物乳液与各种添加剂组成的有机液料，和水泥、石英砂、轻重质碳酸钙等无机填料及各种添加剂所组成的无机粉料通过合理配比、复合制成的一种双组份、水性建筑防水涂料。
JS防水乳胶为绿色环保材料，它不污染环境、性能稳定、耐老化性优良、防水寿命长；使用安全、施工方便，操作简单，可在无明水的潮湿基面直接施工；粘结力强，材料与水泥基面粘结强度可达0.5MPa 以上，对大多数材料具有较好的粘结性能；材料弹性好、延伸率可达200%，因此抗裂性、抗冻性和低温柔性优良；施工性好，不起泡，成膜效果好、固化快；施工简单，刷涂、滚涂、刮抹施工均可。
根据科标检测化工实验室的官网数据，我们可以知道，js防水涂料的检测项目主要包括：
检测项目：
物理性能：外观、透明度、颜色、附着力、粘度、细度、灰分、PH值、闪点、密度、体积固体含量等；
施工性能：遮盖力、使用量、消耗量、干燥时间（表干、实干）、漆膜打磨本文章来自科标检测研究院化工实验室，未经同意严禁用于网站及商业用途，违者必究
科标检测--精准每一刻
科标检测研究院化工实验室
性、流平性、流挂性、漆膜厚度（湿膜厚度、干膜厚度）等；
化学性能：耐水性，耐酸碱性，耐腐蚀性，耐磨性，耐候性；
老化测试：盐雾老化、高低温循环、光老化、臭氧老化、人工加速老化等老化项目；
有害物质：VOC、苯含量、甲苯、乙苯、二甲苯总量、游离甲醛含量、TDI和HDI含量总和、乙二醇醚、重金属含量（铅、汞、铬、镉等）。
金属特殊设备测试：SEM、DES、荧光光谱仪、TEM、XRD、EBSD等。初次之外，科标检测的分析实验室提供的js防水涂料的分析项目包括： 对比分析 技术研发
配方还原：是指对产品或样品的组成成分、元素或原料等成分进行分析，又称配方还原；
成分分析：利用定性、定量分析手段，可以精确分析涂料油漆的组成成分、元素含量和填料含量；
对于js防水涂料来讲，由于自身产品性能的特殊性和使用环境的特殊要求，对产品进行相应的检测分析，是对产品质量和使用效果的一种监控手段，可以有效的了解产品性能，及时改进和优化生产工艺，提高产品性能。
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聚合物水泥防水砂浆 第5篇
砂浆按功能分为砌筑、抹灰、地坪、装饰砂浆等, 同时也可用于有特殊要求部位的如防水砂浆。按照材料自身特点, 防水材料一般分为刚性和柔性2种[1]。聚合物改性水泥防水砂浆是在传统的刚性水泥砂浆基础上, 通过加入聚合物成分, 利用无机和有机材料的协同作用, 改善传统刚性防水材料抗折强度和粘结强度低, 韧性差、易开裂等缺陷, 因而越来越受到重视[2,3]。
本文在原有研究基础上[4], 通过以钢渣、矿渣和粉煤灰等为主要原料粉磨制成的生态胶凝材料, 代替传统硅酸盐水泥应用于砂浆中, 采用尾矿部分代替骨料, 加入以EVA和聚醋酸乙烯叔碳酸乙烯酯为主要组分的聚合物可再分散乳胶粉。不仅可以明显改善砂浆的力学性能、施工性能、耐水性能以及降低砂浆的成本, 并且能实现工业生产中排放的大量废弃物资源化利用, 利用聚合物砂浆产业发展循环经济, 使聚合物砂浆的生产满足绿色制造的要求, 实现聚合物砂浆的高性能化和生态化。
1 试验
1.1 原材料
生态胶凝材料:采用矿渣、钢渣等为主要原料粉磨自制 (矿渣、钢渣占总量的75%) , 性能指标见表1。
普硅水泥:鹿泉东方鼎鑫水泥有限公司产42.5级普硅水泥。
可再分散乳胶粉:聚乙烯醋酸乙烯酯、聚醋酸乙烯叔碳酸乙烯酯、聚丙烯酸酯等, 市售。
骨料:粗砂或中粗砂, 细度模数2.3~3.7。
尾矿:承德铜兴矿业有限公司排放, 矽卡岩型, 含有透闪石、绿辉石及少量的云母。
消泡剂:磷酸三丁酯。
减水剂:萘磺酸盐, 河北省外加剂厂产。
1.2 试验方法
(1) 生态胶凝材料配制:采用Φ500 mm×500 mm试验磨, 将钢渣、矿渣等粉磨至要求的细度。
(2) 水泥和砂浆胶砂强度测试按GB/T 17671—1999《水泥胶砂强度检验方法》, 其它指标按GB/T 1346《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》。
(3) 砂浆成型和养护:执行JC/T 984—2005《聚合物水泥防水砂浆》。
(4) 稠度测试:参照JGJ 70─90《建筑砂浆基本性能试验方法》, 控制在70±5 mm。
(5) 抗渗性测试:执行DL/T 5126─2001《聚合物改性水泥砂浆试验规程》。
1.3 正交试验
在参考大量文献资料以及前期工作基础上, 经过探索性试验, 确立了不同的物料品种及范围。进行正交试验, 以便揭示各因素对体系性能 (主要是28 d压折比) 的影响规律。然后开展进一步优化试验验证, 从而确定聚合物砂浆的基本配比。
主要影响因素为:聚合物掺量、灰砂比 (骨料采用河砂、尾矿) 、聚合物复配比例[聚乙烯醋酸乙烯酯和聚醋酸乙烯叔碳酸乙烯酯比例, m (E) ∶m (S) ], 采用正交试验探索各因素和水平对强度的影响规律及显著性。另外, 加入水泥量0.2%的消泡剂, 0.5%的减水剂。主要因素及水平见表2。
2 试验结果分析
2.1 直观及方差分析
以28 d抗压与抗折强度的比值 (压折比) , 作为考察砂浆强度和韧性主要指标。正交试验方案及结果分别见3、表4。
由表3、表4中28 d压折比的极差和方差分析结果可知, 灰砂比和聚合物掺量显著性较为明显, m (E) ∶m (S) 的影响最弱, 可能与胶凝材料有效含量及聚合物对水化产物构成影响较大有关, 这一点与直观分析结果一致。说明砂浆体系中影响28 d压折比的主要因素为灰砂比和聚合物掺量。最终确定A2B1C2为最优组合, 即聚合物掺量12%、灰砂比1∶3、m (E) m (S) 为1∶1。
2.2 验证试验
在上述试验基础上, 结合极差分析和方差分析结果, 进行优化组A2B1C2验证试验, 结果见表5。
从表5可得出, 验证试验结果满足聚合物砂浆的各项性能指标要求, 从原料成本角度出发, 进一步优化了原料的构成, 最终优化配比为聚合物掺量11%、灰砂比1∶3.5、聚合物复配比例m (E) ∶m (S) =3∶1。
3 讨论
3.1 普硅水泥与生态胶凝材料在聚合物改性砂浆中应用对比
胶凝材料作为砂浆强度以及整体结构的主要来源, 一般采用普硅水泥。然而生态胶凝材料因其具有与普硅水泥同样的性能和较好的经济、环保效益。分别利用普硅水泥和生态胶凝材料制备的聚合物砂浆, 采用灰砂比为1∶3.5、聚合物种类比例m (E) ∶m (S) =3∶1、聚合物掺量为11%, 以水泥量0.2%的消泡剂和0.5%的减水剂, 其性能见表6。
由表6可知, 采用生态胶凝材料与普硅水泥相比聚合物改性砂浆抗压强度略低, 而压折比略高, 抗渗性能基本持平, 但生态胶凝材料不仅价格低廉, 而且能利用大量废弃物, 实现低碳绿色经济, 因此, 采用生态胶凝材料代替普硅水泥来开发聚合物改性砂浆具有明显优势。
3.2 尾矿掺量对砂浆性能的影响
尾矿部分取代骨料, 按照不同的配比加入砂浆中。不同的尾砂比, 对砂浆的性能会产生较大的影响。图1、图2分别为采用生态胶凝材料, 聚合物掺量为8%, m (E) ∶m (S) 为3∶1, 尾砂比由0∶4增加到4∶0时, 砂浆28 d抗压强度和抗渗性能的变化趋势。
由图1、图2可见, 聚合物改性砂浆抗压、抗渗压力均随尾砂比的增大而降低, 其中抗压强度在尾砂比1∶1之前降幅不平缓、有波动, 超过1∶1时降幅骤增, 下降近10 MPa。全部采用尾矿作为骨料时, 抗压强度只有10 MPa左右。就抗渗压力而言, 采用部分尾矿时抗渗压力先是略有增长, 然后随着尾矿掺量的增加逐渐下降;尾矿与河砂比大于1∶1后, 抗渗压力降到1.5 MPa以下。控制尾矿与河砂比低于1∶1时, 可以满足产品使用要求, 降低成本。可以采用尾矿替代部分河砂作骨料, 比例可控制为1∶1。
3.3 聚合物改性砂浆微结构探讨
为了更好地观察硬化的聚合物改性砂浆材料中聚合物的形态结构, 可用稀硝酸或稀盐酸对试样进行短暂的侵蚀[5,6]。为便于分析聚合物改性砂浆微观结构, 对未添加聚合物和添加聚合物的成型试块进行了电镜分析, 结果分别见图3、图4。
从图3可以看出, 普通水泥砂浆是多相聚集体, 体系中存在大量的针状晶体和少量的絮状凝胶, 水化产物独自发育, 未形成有效的连接。同时看到存在大量的孔隙, 多集中于水泥浆体与骨料界面过渡区, 并且孔隙间彼此分散。这些孔结构的空间分布影响水泥砂浆的强度、抗渗性、抗冻性、耐久性等。从图4可以看出, 掺入聚合物后砂浆的SEM图谱与普通砂浆的相比发生了明显变化。可以看到针状晶体被许多膜状物粘结在一起, 膜形成彼此交联的网状结构。形成的膜状物有些跨过孔隙、有些穿过空隙, 起架桥和填充作用, 使孔隙体积变小。同时, 由于聚合物的良好流动性填充了过渡区的孔, 良好的成膜特性更好地堵塞了砂浆中的孔隙, 使得水泥浆体与骨料界面过渡区结构更加致密, 使砂浆的抗渗透性提高。同时聚合物形成的网状膜结构增加浆体韧性, 宏观表现为抗折强度增加。
4 结语
采用以钢渣、矿渣、粉煤灰等为主要原材料制成的生态胶凝材料可以代替普通硅酸盐水泥应用于聚合物改性砂浆, 产品具有低环境负荷型材料特点。正交试验结果显示, 灰砂比对改性砂浆的影响最为显著, 其次为聚合物掺量和聚合物种类配比。通过聚合物改性, 砂浆性能得到改善, 抗渗性提高。该聚合物改性砂浆的性能指标达到JG/T 984—2005要求。可以在不明显降低产品性能的情况下, 采用尾矿取代部分河砂, 降低产品的成本, 减少资源的消耗和废渣的排放。
参考文献
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外加剂复合聚合物防水砂浆的制备 第6篇
近几年,城市地下空间的大规模开发应用,以及大量地下人防工程的修缮和恢复利用,其防水工程多采用刚柔结合、多道设防的背水面施工,因此,防水性砂浆类产品具有很大的市场需求。但是通过在工程中的应用发现,刚性防水砂浆产品存在一些问题,如抗渗能力差、吸水率和干缩率大、易开裂等[1]。目前,广泛采用掺加防水剂堵塞渗水通道等措施减少混凝土和水泥砂浆的缺陷,但由于未改变材料的内部结构形态,因此,效果不理想,尤其作为防水层不能满足建筑防水要求。本文主要针对水泥防水砂浆存在的不足进行研究,通过外加剂的复合改变材料内部结构形态,从而达到防水效果[2]。
1 原材料
1.1 水泥
选用42.5级普通硅酸盐水泥,标准稠度28.7%,安定性合格,其基本性能见表1。
1.2 黄砂
黄砂的细度模数为2.4,含泥量3%,表观密度2640 kg/m3,堆积密度1420 kg/m3。
1.3 羟丙基甲基纤维素醚
目前大多选用羟丙基甲基纤维素醚(HPMC)[3]作为保水增稠剂,能够显著改善砂浆的性能,起着保水增稠、改善施工性能等作用。本试验选用白色粉状羟丙基甲基纤维素醚。
1.4 高效减水剂
高效减水剂在不改变砂浆工作度情况下,能大幅度减少拌合水用量,提高砂浆的密实性,并且显著地提高砂浆的强度[4]。本实验选用密胺系F10高效减水剂。
1.5 消泡剂
消泡剂可以防止砂浆在搅拌过程中产生气泡从而改善粉料的润湿过程,还可以防止砂浆在施工过程中产生气泡,从而提高砂浆的抗压强度和抗渗压力[4]。
1.6 引气剂
引气剂是一种具有憎水作用的表面活性物质,可在砂浆搅拌过程中引入大量分布均匀、稳定而封闭的微小气泡。本试验所用的引气剂是十二烷基苯磺酸钠[4]。
1.7 防水剂
砂浆硬化后,一般情况下其内部存在着毛细管及空隙,因此水分会透过,即混凝土存在着渗透性,如果使用防水剂则可大大减少这种空隙,使砂浆的密实性得到提高,从而提高混凝土的抗渗性[5]。本试验采用渗透结晶型防水剂。
1.8 膨胀剂
膨胀剂与水泥、水拌合后经水化反应可生成钙矾石或氢氧化钙,使砂浆产生一定的体积膨胀,一定程度上可以减少砂浆的空隙,密实性得到提高,从而提高砂浆的抗渗性[6]。本试验采用江苏博特新材料股份有限公司生产的UEA型膨胀剂。
1.9 水
自来水。
2 试验结果及分析
2.1 减水剂和消泡剂复掺对聚合物防水砂浆性能的影响
在灰砂比、HPMC掺量一定的基础上,加入减水剂F10和消泡剂进行复合,研究其对聚合物防水砂浆抗渗性能的影响,结果见表2。
注:HPMC、消泡剂掺量为水泥质量的百分比,F10掺量为砂浆质量的百分比。
由表2可知,在灰砂比、HPMC掺量一定的基础上,随F10和消泡剂掺量的变化,砂浆的保水率在98%左右,含气量在7%左右,28 d抗压强度在24 MPa以上,28 d抗渗压力大于1.6 MPa,满足JC/T 984—2005《聚合物水泥防水砂浆》标准要求,从经济、成本考虑,优先选用G1组制备方案。
2.2 减水剂和引气剂复掺对聚合物防水砂浆性能的影响
在加入HPMC的基础上,加入减水剂和引气剂进行复合,研究其对聚合物防水砂浆性能的影响,结果见表3。
注:HPMC、消泡剂掺量为水泥质量的百分比,F10掺量为砂浆质量的百分比。
由表3可知,在灰砂比、HPMC掺量和F10掺量一定的基础上,随着引气剂掺量的变化,砂浆保水率在99%左右,保水性能很好,利于施工;但砂浆28 d抗压强度在20 MPa以下,未能满足聚合物防水砂浆的强度要求,所以,此方案不选用。
2.3 HPMC和膨胀剂复掺对聚合物防水砂浆性能的影响
在加入HPMC的基础上,加入膨胀剂进行复合,研究其对聚合物防水砂浆性能的影响,结果见表4。
注:HPMC、膨胀剂掺量为水泥质量的百分比。
从表4可知,在灰砂比、HPMC掺量一定的基础上,随着膨胀剂掺量的增加,砂浆的保水率在95%左右,满足施工要求;28 d抗压强度基本能满足聚合防水砂浆的强度要求,抗渗压力在0.8 MPa以上,满足一般防水要求,但达不到聚合物防水砂浆的抗渗要求。
2.4 HPMC和防水剂复掺对聚合物防水砂浆性能的影响
综合上述试验,在加入HPMC基础上,加入防水剂进行复合,研究其对聚合物防水砂浆抗渗性能的影响,结果见表5。
注:HPMC掺量为水泥质量的百分比,防水剂掺量为砂浆质量的百分比。
从表5可知,在灰砂比、HPMC掺量一定的基础上,随着防水剂掺量的变化,J3组砂浆的保水率不满足施工要求,J1和J3组的28 d抗压强度满足JC/T 984—2005标准规定,抗渗压力在0.8 MPa以上,只能达到一般防水要求,不满足聚合物防水砂浆要求的抗渗等级。
3 结论
(1)通过在掺入HPMC的基础上,加入一定量的F10高效减水剂和引气剂进行复掺,砂浆的抗渗性能未能满足JC/T984—2005标准规定,所以引气剂不作为选用材料。
(2)在掺入一定量HPMC的基础上,加入消泡剂进行复掺,由于纤维素醚具有引气作用,使砂浆的含气量增大,而消泡剂的掺入会降低砂浆的表面张力,含气量又会下降,提高砂浆的密实性,符合聚合物防水砂浆的制备要求。确定消泡剂的掺量为水泥总质量的0.06%、0.08%、0.10%。在此基础上再加入一定量的F10高效减水剂进行复掺,结果显示其抗渗性均能满足JC/T 984—2005标准规定要求,所以,选择HPMC掺量为水泥总质量的0.08%,F10掺量为砂浆总质量的0.05%,消泡剂掺量为水泥总质量的0.06%来制备聚合物防水砂浆,此方案作为优选方案。
(3)在掺入一定量HPMC的基础上,膨胀剂、防水剂和HPMC分别复掺,强度变化不明显,抗渗压力在0.8 MPa以上,只能达到一般防水要求,不能满足聚合防水砂浆的抗渗要求。
摘要：通过将羟丙基甲基纤维素醚、高效减水剂、消泡剂、引气剂、防水剂及膨胀剂等外加剂复掺进行试验,探索不同外加剂在砂浆中的合理掺量,使制备的砂浆具有较好的保水增稠性能,满足现场施工要求;28 d抗压强度在24 MPa以上,28 d抗渗压力大于1.6 MPa,符合JC/T 984—2005《聚合物水泥防水砂浆》标准规定。
关键词：聚合物防水砂浆,外加剂,抗渗压力
参考文献
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聚合物改性水泥砂浆力学性能的研究 第7篇
1 试验原材料及试验方法
1.1 试验原材料
1) 水泥为42.5号普通硅酸盐水泥;2) 砂子为中细砂;3) A类组分:环氧树脂乳液, 固含量为60%;B类组分:环氧树脂乳液改性剂, 分为两种, 一种为掺Ⅰ型固化剂, 另一种为掺Ⅱ型固化剂; (均为自配) ;4) 自来水。
1.2 试验方法
1) 控制相同的水灰比为0.4, 保证水泥浆体具有相似的水化程度;控制相同的流动度为 (170±50) mm, 使砂浆之间具有相似的工作性能, 并更接近于实际应用;2) 材料掺加顺序见图1;3) 养护条件:25 ℃, 50%相对湿度;4) 强度试验采用40 mm×40 mm×160 mm的三联模, 测试方法按照《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》测定抗折、抗压强度。
2 试验结果及讨论
2.1 控制水灰比为0.4, 掺加不同掺量的聚合物水泥改性砂浆
按照《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》, 实测抗折、抗压强度值如表1, 表2所示。
由表1, 表2可以看出掺Ⅰ型固化剂聚合物水泥砂浆性能较差, 抗折、抗压强度均低于基准砂浆 (未掺聚合物的水泥砂浆) , 因此只对掺Ⅱ型固化剂聚合物水泥砂浆进行分析。
2.1.1 不同聚合物掺量对抗折强度的影响
从表2和图2中看出, 聚合物改性水泥砂浆3个龄期的抗折强度值均高于基准砂浆 (未掺聚合物的水泥砂浆) , 其中3 d, 7 d的强度高出60%, 28 d的强度高出一倍之多。掺量为12%时, 3 d, 7 d的抗折强度最高, 掺量为16%时, 28 d强度最高。由此可以看出, 添加聚合物的水泥砂浆的抗折强度得到了明显的提高, 并且随着龄期的增长不断增大。这是由于水泥水化的进行, 水乳环氧树脂中的水分逐渐失去, 聚合物颗粒对水泥水化产物及集料之间的较大粘结力和对浆体孔隙的填充作用, 增加了浆体的密实度, 使得抗折强度大幅度提高;另一方面, 乳液的引气作用导致过多气泡, 改变了孔隙结构, 影响了抗折强度, 因此出现了波动。
2.1.2 不同聚合物掺量对抗压强度的影响
从表2和图3中可以看出, 掺加聚合物的水泥砂浆3个龄期的抗压强度均低于基准砂浆 (未掺聚合物的水泥砂浆) , 起先随着聚合物掺加量的增加, 抗压强度不断下降, 后来又随着聚合物掺量的增加呈现上升趋势, 逐渐接近于基准砂浆的抗压强度, 达到基准砂浆的90%左右。这是由于聚合物的自身弹性模量比水泥石低, 当复合体受压时起不到刚性支撑作用, 因此相同水灰比时改性砂浆的抗压强度比基准砂浆的强度要低, 但由于在该试验的养护条件下, 乳液中水挥发, 聚合物颗粒进一步凝结, 形成较高强度和粘结力的膜, 因此抗压强度随着龄期的增长仍有一定程度的增大。
另外, 从表3中可以明显地看出, 掺加了聚合物的水泥砂浆的压折比大大降低, 改善了水泥砂浆的柔性。
2.2 控制流动度为 (170±50) mm的不同掺量聚合物水泥砂浆
由于掺Ⅰ型固化剂的聚合物水泥砂浆实验表明此种聚合物改性效果不佳, 因此, 本次实验仅研究掺Ⅱ型固化剂聚合物水泥砂浆, 且只通过7d强度来初步研究不同聚合物掺加量对水泥砂浆抗压、抗折强度的影响。
从表4中可以看出, 所有聚合物水泥砂浆的抗折、抗压强度都高于基准水泥砂浆, 压折比都低于基准水泥砂浆。其中, 掺量为12%时砂浆的抗折强度最高, 且抗压强度也超过了基准砂浆, 压折比却低于基准水泥砂浆, 证明环氧掺量为12%时的水泥砂浆的柔度得到较好的改善。
3 结语
1) 控制相同的水灰比时, 聚合物水泥砂浆的抗折强度均高于基准砂浆, 但抗压强度低于基准砂浆;2) 控制相同的流动度时, 聚合物水泥砂浆的抗折、抗压强度均高于基准砂浆, 且聚合物掺量为12%时为最佳值, 因其与实际应用有较为相似的工作性能, 所以环氧掺量取12%比较合适;3) 添加聚合物后, 水泥砂浆的压折比降低很多, 获得了良好的柔性;4) 聚合物改性水泥砂浆是在25℃, 50%相对湿度的条件下养护, 与在空气中养护条件类似, 因此施工较为简便, 能够在常温条件下获得较优异的力学性能。
摘要：研究了两种控制方式 (控制水灰比为0.4和控制流动度为 (170±50) mm) 下, 不同聚合物掺量对水泥砂浆的力学性能影响, 以及不同龄期的聚合物水泥砂浆力学性能, 研究表明, 聚合物改性水泥砂浆具有较好的抗折强度和抗压强度, 较低的压折比。
关键词：聚合物水泥砂浆,力学性能,抗压强度,抗折强度
参考文献
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聚合物改性水泥砂浆耐久性研究进展 第8篇
聚合物水泥砂浆是以有机聚合物作为水泥砂浆的组成材料制备而成的, 聚合物的加入大大提高水泥砂浆的性能, 与普通水泥砂浆相比, 具有较小的弹性模量、较好的力学性能、优异的抗渗性能、抗生物酸侵蚀性、抗化学腐蚀性等特点, 被广泛应用在建筑、交通、水利和化工等领域[1,2,3,4,5,6,7]。
近年来, 聚合物改性水泥砂浆的研究和应用在不断地发展和变化, 其良好的性能引起了广泛关注。国内外学者对聚合物水泥砂浆开展了较为广泛的研究, 研究内容涉及到基本静力性能、动力性能、耐久性能等多个方面, 以期探索和明确聚合物水泥砂浆优缺点, 寻求应用途径, 但由于不同特性高分子的聚合物对水泥砂浆的改性效果存在一定的差异, 并不是所有聚合物有利于水泥砂浆的改性, 如丙烯酸酯、氯偏乳液在水泥砂浆会发生降解[8,9], 具有羟基是极性基团的聚合物具有吸湿作用, 会延缓其水化进程[10]等缺陷。加之聚合物价格高掺量多使其造价昂贵, 很大程度限制了其推广应用[11]。因此, 总结最新研究成果及探讨其改性方法对新材料的应用开发具有重要意义。本文重点介绍了国内外聚合物改性砂浆的抗冻性、抗渗性、抗碳化性、抗氯离子渗透性、抗酸碱腐蚀性等方面研究的最新动态。
2 抗冻性
吴韶亮[12]等以TD-08型聚合物乳液掺入到水泥乳化沥青砂浆中, 研究了聚合物对水泥乳化沥青砂浆抗冻性的变化。结果表明:随着聚合物乳液掺量的增大, 300次冻融循环后砂浆的相对动弹模量逐渐增大、质量损失率逐渐降低、砂浆的吸水率明显降低, 吸水率的降低有利于水泥乳化沥青砂浆抗冻性能的改善;掺量超过15%后, 掺量的继续增大对砂浆的抗冻性改善幅度降低, 砂浆初期抗压强度明显降低。
滕朝晖[13]等研究了可再分散性乳胶粉 (SWF) 掺量对砂浆抗冻融能力等影响。并探讨了SWF的作用机理。结果表明:随着SWF掺量的增加, 改性砂浆的抗冻融能力逐渐提高, SWF具有一定的引气作用, 可明显改善水泥砂浆的孔隙结构, 在水泥等用量不变的情况下, 可以弥补部分因引气作用而导致的强度损失。随着SWF掺量的增加总孔隙率也随之提高, 机理主要是闭孔结构的、互不相连的微小细孔使改性砂浆的抗冻融能力明显提高。
3 抗渗性
王兴培[14]等通过水性环氧树脂和水性环氧树脂固化剂加入水泥砂浆中制得新型改性水泥砂浆修复材料。测试了聚灰比为30%的水性环氧改性水泥砂浆的抗渗性。结果表明:水性环氧改性水泥砂浆的工作性能和力学性能最佳, 普通水泥砂浆的抗渗等级为P6, 改性水泥砂浆的抗渗等级为P10, 改性水泥砂浆比普通水泥砂浆的抗渗性提高了40%。
张水[15]等采用掺加苯丙乳液和聚丙烯纤维对水泥砂浆进行改性, 研究了苯丙乳液和聚丙烯纤维对水泥砂浆抗渗性的影响。结果表明:单掺10%苯丙乳液与单掺聚丙烯纤维相比水泥砂浆抗渗压力的增幅达到了100.0%。当掺加0.6kg/m3聚丙烯纤维和10%苯丙乳液时, 试样的抗渗压力值高达1.0MPa, 为基准水泥砂浆试样的5.0倍、掺10%苯丙乳液的水泥砂浆试样的2.5倍、掺0.6kg/m3聚丙烯纤维的水泥砂浆试样的3.3倍。聚丙烯纤维和苯丙乳液在水泥砂浆中的复合效应显著提高了水泥砂浆的抗渗性能。
刘广烽[16]等以苯乙烯 (St) 和丙烯酸丁酯 (BA) 为主要原料, 掺量为3%、3.5%的乳化剂十二烷基硫酸钠, 采用半连续预乳化法合成苯丙乳液, 再与硫铝酸盐水泥复合制备了聚合物硫铝酸盐水泥砂浆, 研究了聚灰比P/C对聚合物硫铝酸盐水泥砂浆抗渗性的影响。结果表明:乳化剂掺量为3%的聚合物硫铝酸盐水泥砂浆抗渗性能优于3.5%的, 当乳化剂掺量为3%、P/C=7.5%时, 抗渗性存在最优值, 渗水高度仅为10.3mm。随着聚灰比的提高, 水泥砂浆的抗渗性逐渐提高;当P/C=7.5%时, 抗渗性达到最好;P/C≥10%时, 会出现全渗现象。
赵帅[17]等通过在聚丙烯纤维增强砂浆中掺加一定量的POLYWELL BP-281型聚合物乳液, 来改善纤维与砂浆基体的界面结合, 以提高砂浆性能抗渗性能。结果表明:含量10%聚合物乳液掺入含量1%聚丙烯纤维水泥砂浆中, 相对渗透系数为1.685, 相比普通水泥砂浆下降了51.82%;抗渗性能最好。含量为5%和10%聚合物乳液分别掺入含量1%聚丙烯纤维的砂浆试样与未加入聚合物乳液的纤维水泥砂浆相比下降了15.06%和45.77%。含量为5%和10%聚合物乳液分别掺入含量2%聚丙烯纤维的砂浆试样与未加入聚合物乳液的纤维水泥砂浆相比下降了12.50%和38.46%。适量的聚丙烯纤维和聚合物乳液的加入可以进一步提高砂浆试样的抗渗性能。
4 抗碳化性
章凯[18]等研究了不同掺量的环氧树脂乳液对水泥砂浆的碳化深度随碳化龄期的变化情况。结果表明:聚灰比越大, 碳化深度越小。聚灰比为6%、灰砂比为1:2.5的水泥砂浆的3、7、21d和28d的碳化深度分别为空白水泥砂浆的80.6%、60.0%、65.1%和72.3%;灰砂比越大, 碳化深度也越小。聚灰比为8%、灰砂比为1:2的砂浆试件的碳化深度明显小于同聚灰比的灰砂比为1:2.5的试样。
刘大智[19]等研究了醋酸乙烯一乙烯共聚乳液 (EVA) 掺量对水泥砂浆的抗碳化性能研究。结果表明:EVA掺入水泥砂浆中, 其抗碳化性能提高, 随掺量的增加水泥砂浆抗碳化性能逐步提高, 在聚灰比0~15%范围内聚合物掺量越大则在水泥砂浆中硬化后形成相互交织的网状胶膜结构越完善, 水泥砂浆结构的密实度更好, 其抗碳化性能提高。掺入纳米级Si02在聚合物水泥砂浆中, 其抗碳化性能相对较差, 但远优于普通水泥砂浆。
5 抗氯离子渗透性
何如[20]等采用NEL法研究了不同掺量的苯丙聚合物乳液、丁苯乳液、VAE聚合物乳液、丙烯酸脂聚合物乳液对水泥砂浆抗氯离子渗透性能的影响。结果表明:掺加20%聚灰比的丁苯乳液改性水泥砂浆的28d氯离子渗透系数为29.8×10-14, 与空白试样相比下降幅度达75%;苯丙乳液、VAE乳液、丙烯酸酯乳液, 水泥砂浆的氯离子渗透系数相比空白试样分别降低了69%、27%、42%, 其渗透性达到了IV级标准。
周志刚[21]等采用12.5%的苯丙交联型丙烯酸乳液掺入水泥砂浆中, 以测定其氯离子扩散系数, 研究聚合物对水泥砂浆抗氯离子渗性能的影响, 结果显示:掺入丙烯酸乳液的聚合物水泥砂浆的氯离子扩散系数明显低于普通水泥砂浆, 氯离子扩散系数与普通水泥砂浆相比平均降低幅度达70%, 聚合物的加入显著改善水泥砂浆的抗氯离子渗透性能。
兰明章[22]等采用电通量法和NEL法研究了不同掺量的聚合物干粉:聚丙烯酸酯乳胶粉 (A) 、醋酸乙烯-乙烯共聚胶粉 (B) 、羟乙基甲基纤维素醚 (C) 对水泥砂浆抗氯离子渗透性能的影响。结果表明:聚合物干粉A、B、C均能够一定程度的改善水泥砂浆抗氯离子侵蚀能力。在聚合物干粉B掺量不变的情况下, 随聚合物干粉C掺量的增加, 电通量和氯离子扩散系数总体下降, 最低分别可达1035C和6.697×10-13m2/s。在聚合物干粉C掺量不变情况下, 随聚合物干粉A、B掺量的增加, 电通量和氯离子扩散系数也随之降低, 最低分别可达1036C、980C和6.817×10-13m2/s、5.959×10-13m2/s。
6 抗酸碱腐蚀性
张晏清[23]通过试验研究了掺入苯丙乳液聚合物水泥砂浆经不同浓度盐酸、硫酸、醋酸腐蚀后的性能与微观形貌。结果表明:经盐酸、硫酸溶液腐蚀后, 试件的质量、强度损失率较大;随着酸溶液浓度的增大, 试件的强度损失率增大;醋酸溶液浓度对试件的质量损失率影响较小。掺入聚合物乳液对改善水泥砂浆试件的耐盐酸腐蚀性能较为明显, 而对耐硫酸、醋酸腐蚀的改性效果较差。改性机理在于苯丙乳液的加入使水泥水化产物体系中形成高分子聚合物膜, 与水泥水化产物互相穿插, 提高了水泥砂浆的强度, 减少了固体颗粒的剥蚀性, 从而改善水泥砂浆的耐酸腐蚀性能。
黄从运[24]等采用静浆裹砂工艺分别将丁苯胶乳 (SBR) 和醋酸乙烯醋一乙烯共聚乳液 (VAE) 作为聚合物添加到水泥砂浆中, 研究了在常温的3.5%Na2SO4溶液和低温10℃以下的3.5%Mg2SO4溶液的侵蚀下聚合物水泥砂浆的抗硫酸盐腐蚀性能的影响。结果显示:在Na2SO4溶液的浸泡下, 180d时试块表面无腐蚀破坏的迹象;SBR改性砂浆的抗折强度随着腐蚀时间的增加而降低;VAE改性砂浆的抗折强度在聚灰比为8%、12%、16%随着腐蚀时间的增加而降低;VAE改性砂浆的抗Na2SO4腐蚀性能明显优于SBR改性砂浆。在低温Mg2SO4溶液的浸泡下, 180d时SBR改性砂浆聚灰比为12%、16%、20%的试块表面出现疏松、边脚脱落、开裂现象, 且随着聚灰比增大腐蚀破坏现象越显著;VAE改性砂浆无腐蚀破坏迹象。VAE改性砂浆的抗折抗蚀系数KP和抗压抗蚀系数KC的最大值分别为1.37和1.19, 其余均大于1, 具有良好的低温下抗Mg2SO4腐蚀能力。SBR改性砂浆的抗折抗蚀系数KP均大于0.6, 在聚灰比P/C为4%时可得到最高为1.39;抗压抗蚀系数KC随聚灰比P/C增大而减小, 在聚灰比P/C为4%时可得到最高为1.53, SBR改性砂浆抗Mg2SO4低温下腐蚀的性能随聚灰比的增大而降低, 具有较差低温下抗Mg2SO4腐蚀能力。
李祝龙[25]等采用SD622S羧基丁苯和丁苯5050乳液掺入水泥砂浆中制得聚合物水泥砂浆, 并研究了在2%HCl溶液, 5%H2SO4溶液和5%CH3COOH溶液对养护28d的试样浸泡60d的抗压强度试验, 以浸泡后抗压强度损失百分率作为耐腐蚀性能指标。结果表明:SD622S羧基丁苯和丁苯5050乳液的掺入, 均降低了水泥砂浆的浸泡后抗压强度损失百分率, 提高了耐腐蚀性能, 且随着聚灰比的增加, 浸泡后抗压强度损失百分率降低的幅度增大。
7 结语
目前, 聚合物改性水泥砂浆在一定程度改善了水泥砂浆的耐久性, 为了得到所要改善的效果, 应有目的地选择聚合物改性剂、改性方法, 且渴望通过不同的工艺发现新的制备方法;虽然聚合物改性水泥砂浆通过不同的工艺得到优良的耐久性, 在混凝土结构修补、隧道及给排水设施的防水等修补工程作为修补材料得到广泛的应用, 但聚合物在改性水泥砂浆的综合性能方面显示出其不足、改性机理方面的研究不够完善, 为了满足现代工业要求, 在聚合物改性水泥砂浆方面期待能够研究出具有优越的综合性能、有利于生态环保型、降低成本经济型的聚合物水泥砂浆, 以扩大其应用领域。
摘要：综述了近几年国内外聚合物改性水泥砂浆耐久性的研究进展, 重点介绍了聚合物对水泥砂浆抗冻性、抗渗性、抗碳化性、抗氯离子渗透性、抗酸碱腐蚀性等方面的性能研究, 并对聚合物改性水泥砂浆的发展趋势及应用前景作了展望。
地下工程水泥砂浆防水层施工 第9篇
1 水泥砂浆防水层施工
1.1 基层处理
防水砂浆要求与基层粘结牢固, 所以基层处理十分重要, 必须要求基层保持清洁、平整、坚实、粗糙, 并保持潮湿。
1.1.1 混凝土基层的处理。
对新建混凝土工程, 在模板拆除后, 立即用钢丝刷将表面打毛并冲洗干净。旧混凝土工程, 用凿子、剁斧、钢丝刷将表面凿毛, 清理整平后再冲水刷净。
1.1.2 砖砌体基层处理。
对于新建工程只需将表面残留的灰浆等杂物清除干净, 并浇水冲洗;对旧工程基层, 需将砌体表面疏松表皮及污物清洁干净, 直至露出坚硬的砖面, 然后用水冲洗干净。对于用石灰砂浆或混合砂浆砌筑的砖、石砌体, 需将灰缝剔成深为10mm的“U”型沟槽。
1.2 砂浆、净浆的制备
防水砂浆应采用机械搅拌, 以保证水泥砂浆的匀质性。拌制时要严格掌握水灰比, 水灰比过大, 砂浆易产生离析现象;过小, 则不易施工。
防水净浆的配制方法是, 将防水剂放入容器中, 缓慢加水并搅拌均匀, 然后加入水泥, 充分搅拌均匀。防水砂浆和防水净浆应现用现配, 并应在初凝前用完。
1.3 施工操作要点
1.3.1 刚性多层防水层施工
1.3.1. 1 混凝土墙面防水层施工的具体做法如下:
第一层为素灰层, 厚2mm, 水灰比为0.37~0.40。先抹一道1mm厚素灰, 用铁抹子往返用力抹压, 使素灰填实混凝土基层表面的空隙, 以增加防水层与基层的粘结力。随即再抹1m厚的素灰均匀找平, 并用毛刷横向轻轻刷一遍, 以便打乱毛细通路, 从而形成一层坚实不透水的水泥结合层。
第二层为水泥砂浆层, 厚4~5mm, 灰砂比1.0:2.5, 水灰比为0.60~0.65。在初凝的第一层上轻轻抹压水泥砂浆, 使砂粒能压入素灰层厚度的1/4左右, 以便两层间结合牢固, 在水泥砂浆初凝前用扫帚按顺序向一个方向扫出横向条纹。
第三层为素灰层, 厚2mm。在第二层水泥砂浆凝固并具有一定强度 (常温下间隔一昼夜) , 适当浇水湿润, 方可进行第三层操作, 其作用和方法同第一层。
第四层为水泥砂浆层, 厚4~5mm。作用与做法同第二层, 在水泥砂浆硬化过程中, 用铁抹子分次抹压5~6遍, 以增加密实性, 最后再压光。
第五层为水泥浆层, 厚1mm。当防水层在迎水面时, 则需在第四层水泥砂浆抹压两遍后, 用毛刷均匀涂刷水泥浆一遍, 随第四层一并压光。
1.3.1. 2 砖石墙面防水层的做法
除第一层外, 其他各层操作方法和要求与混凝土墙面操作相同。砖石墙面在第一层是刷水泥浆一道, 厚度约1mm, 用木板毛刷分段往返涂刷均匀后, 立即做第二层。
防水层的施工缝必须留阶梯形槎, 其接槎的层次要分明, 不允许水泥砂浆和水泥砂浆搭接, 而应先在阶梯坡形接槎处均匀涂刷水泥浆一层, 以保证接槎处不透水, 然后依照层次操作顺序层层搭接。接槎位置需离开阴阳角200mm。阴阳角均应做成圆弧形或钝角, 圆弧半径一般阳角为10mm, 阴角为50mm。抹完后, 要做好养护工作, 养护时间一般不少于14d。
1.3.2 氯化铁防水砂浆防水层施工
在处理好的基层上先涂刷一道防水浆, 接着抹底一层防水砂浆, 厚121mm。要分两次抹。第一次要用力抹压使与基层结成一体, 第一遍砂浆凝固前用木抹子均匀槎压形成麻面, 待阴干后即按相同方法抹压第二遍底层砂浆。
2 聚合物砂浆防水层施工
聚合物水泥砂浆弥补了普通水泥砂浆“刚性有余, 韧性不足”的缺陷, 使刚性抹面技术对防水工程的适应能力得以提高, 同时也扩大了刚性抹面技术的适用范围。现以EVA聚合物水泥砂浆为例, 介绍其施工方法。
2.1 基层的处理
基层表面应洁净, 无油污, 施工前宜用水冲刷干净。基层如有孔洞或裂缝, 应将其部位剔成V型槽, 以EVA聚合物水泥砂浆填空抹平。若基层已有渗漏, 应先堵漏, 后抹聚合物水泥砂浆。基层如有管道穿过, 应先沿管道周围剔成20mm×20mm的环形沟槽, 并清洗干净, 再用聚氨酯嵌缝膏嵌缝, 厚约5~8mm, 然后用聚合物水泥砂浆将缝抹平。
2.2 砂浆的配制
普通硅酸盐水泥:EVA高分子乳液:砂子:水:MS添加剂:1:0.1:2: (0.26~0.30) :0.0015。在配制过程中, 严格按照配合比净量所用的材料, 将混合均匀的粉料倒入液体料中, 拌合均匀即可使用。
2.3 施工操作要求
在已处理好的基层面上, 用长柄刷涂刷一道EVA聚合物水泥砂浆, 厚度约为0.1~0.3mm, 要涂刷均匀。素浆层干燥后, 应先将阴阳角部位以及管道根部做补强防水处理, 用聚氨脂防水涂料涂刷两道, 厚度约为1~2mm, 宽度不小于100mm。
为保证防水层质量, 大面积施工须设置分格缝。分格缝间距约4~5m, 分格面积约20m2的正方形, 施工结束后, 分格缝用聚氨脂嵌缝膏将分格缝填密实。在已表干的素浆层上, 将拌合均匀的EVA聚合物水泥砂浆沿一个方向抹压, 边抹边压, 切勿反复抹压。施工顺序是先立面后地面。接槎处应留置阶梯坡形槎。第一道砂浆终凝后, 再抹压第二道聚合物水泥砂浆, 方法同第一道砂浆。
参考文献
[1]沈春林.地下防水工程实用技术[M].北京:机械工业出版社, 2001.[1]沈春林.地下防水工程实用技术[M].北京:机械工业出版社, 2001.
[2]叶林标.防水工程禁忌手册[M].北京:中国建筑工业出版社, 2003.[2]叶林标.防水工程禁忌手册[M].北京:中国建筑工业出版社, 2003.