中天建设集团有限公司 浙江省 310008
【摘 要】研究了掺羟乙基甲基纤维素和乙烯基共聚物的水泥砂浆的力学性能，试验结果表明，聚合物的掺入对砂浆的力学性能影响较大，砂浆的抗压、抗折强度有所下降，但砂浆的韧性、抗收缩等变形力学性能得到改善。
【关键词】聚合物；干粉；水泥砂浆
一、前言
我们曾研究了羟乙基甲基纤维素和乙烯基共聚物2种聚合物干粉对水泥砂浆物理性能的影响。结果表明，这两种聚合物干粉均对水泥砂浆物理性能有着重要影响。
二、试验
1、原材料
水泥：P.O 42.5型灰水泥；砂：采用烘干细砂，细度模数1.69；聚合物干粉：（1）羟乙基甲基纤维素醚MHEC60001P6固体粉末，粘度为60000MPa?s（以下记作M），主要成分为乙烯基共聚物；（2）可再分散乳胶粉DM200，视密度为400±100g/L（以下记作D），主要成分是乙烯-醋酸乙烯酯共聚物。M和D最低成膜温度均为0℃，玻璃化转化温度Tg为-14℃。掺合料：市售石灰石粉（双灰粉）；拌和水：自来水.
2、配合比设计
采用灰砂比（质量）1∶2，所有配方的掺合料均为水泥用量的10%（质量分数），M掺量按水泥用量的0～0.6%（质量分数）变化，D掺量按水泥用量的0～7%（质量分数）变化.拌合水的用量根据新拌砂浆流动度确定，所有砂浆流动度均控制在175±5mm，由此确定出砂浆的水灰比.具体配合比见表1.
表1 水泥砂浆配合比表
3、试验方法
硬化砂浆28d拉伸粘结强度：参照德国标准DIN-18555检验方法测定。粘结基层分别采用C30预制混凝土板、加气混凝土砌块及GRC空心隔墙板3种。拉伸粘结强度测定基本方法为：用特定方法在预先准备的3种基材上分别粘结50mm×50mm×5mm的砂浆试块，在20±2℃，相对湿度（60±5）%的养护室内养护至28d龄期。到达测定龄期后，在待测的砂浆试块上涂抹足量的环氧树脂粘结剂，将抗拉夹具粘在上面。待环氧树脂能产生足够粘结力后，用拉拔试验机测定砂浆的拉伸粘结强度。砂浆的耐热及耐水拉伸粘结强度：试件分别在21d正常条件养护7d 70℃烘箱中养护；21d正常条件养护+7d 20±1℃的水中养护两种条件下，用上述方法分别测定水泥砂浆的耐热及耐水拉伸粘结强度.
三、试验结果及分析
1、聚合物干粉水泥砂浆28d抗压抗折强度、折弹比
图1、图2分别为水泥砂浆28d抗压抗折强度（p抗压、p抗折）随聚合物掺量变化的示意图。从图中可以看出，掺入聚合物后，砂浆的抗折抗压强度均比不掺聚合物的对比砂浆A00有所下降，显然这是聚合物的引气作用导致砂浆体积密度下降所致，但M和D对砂浆强度的影响作用是不同的：随着M掺量的增加，砂浆的抗压抗折强度均呈单一的递减趋势；与M相比，由于D的减水作用，使它对抗压强度下降的影响相对要小些，且在相同M掺量下，随着D掺量的增大，砂浆的抗折强度呈明显的增长趋势。
图1 28d水泥砂浆抗压强度与聚合物掺量的关系
需注意的是，当两种聚合物掺量均很大时，砂浆的抗压、抗折强度急剧下降.
图3为聚合物水泥砂浆的抗折强度与弹性模量的比值和聚合物掺量之间的关系示意图。水泥砂浆的折弹比在一定程度上反映了砂浆的脆性，即“韧性”情况。该比值愈大，表明砂浆的韧性越好，砂浆具有较好的抗裂性能[3]。图中可以看出，无论是掺入M还是D，砂浆的“韧性”均得到明显改善，即变形能力得到提高，两者复掺则更加有利。
2、聚合物干粉水泥砂浆拉伸粘结强度
（1）正常养护条件下砂浆在不同基层上的拉伸粘结强度
图4显示了混凝土基层上水泥砂浆拉伸粘结强度随聚合物掺量的变化情况。除A32、A33、A34外，砂浆拉伸粘结测试破坏面均发生在砂浆与混凝土基层的界面上。图中掺入聚合物M和D后砂浆的拉伸粘结强度大幅度提高，M掺量越大（在0.4%以内），砂浆的粘结强度越高，D的掺入对砂浆粘结强度的提高则更加有利。两者复掺，由于纤维素醚良好的保水性及乳胶粉较强的粘结性能，使砂浆的粘结抗拉强度更有大幅度的提高，如A24砂浆的粘结强度是空白对比砂浆A00的3.7倍。需要注意的是，当两种聚合物掺量进一步增大时，A32、A33、A34这些抗折抗压强度较低的砂浆，粘结破坏面发生在砂浆内部。
GRC板材基层、加气混凝土砌块基层上的拉伸粘结强度试验充分显示了聚合物砂浆良好的粘结性能。空白对比砂浆A00及单掺聚合物D的A01、A02、A03编号水泥砂浆在这些基层上根本无法粘结，成型时由于砂浆中的水分很快被基层吸收，硬化砂浆通常成粉状或单独的50mm×50mm×5mm坚硬试块；而其余编号的砂浆均能在这些基层上牢固粘结，破坏面均发生在基层内部。聚合物砂浆试块拨出时带出了GRC板材表皮，说明砂浆与基材的粘结力已高于基材本身的强度。抗拉粘结数值在0.12～0.25MPa波动。
图4 混凝土基层上水泥砂浆拉伸粘结强度比与聚合物掺量的关系
由此可见，聚合物的掺量存在一个合适的范围，过多掺量的聚合物会引起砂浆本身强度的大幅度下降，从而影响到砂浆的粘结强度。对于高吸水、易收缩的轻质砌块及墙板基层，若单考虑抹灰要求，少量掺入M（掺量为0.2%）即可使砂浆具有良好的粘结功能；而用作墙地砖粘结剂、修补砂浆、接缝材料等特殊用途的砂浆，则需提高M和D的掺量，具体可根据砂浆用途、基层材质在试验范围内选定。
四、工程应用实例
GRC轻质隔墙板是属于建设部推广的十项新技术中的“框架轻墙”体系，是一种具有许多优良特性的非承重墙体材料，但在工程运用中常常出现墙体在墙板拼缝处出现裂纹、厨房卫生间墙体渗水等质量问题。主要原因在于，传统的接缝材料为配以108胶水的砂浆，此类砂浆通常不能适应GRC板材吸水性强、高收缩性的特点，且砂浆的保水能力、粘结能力及耐温性差。
针对上述原因，选择了A20、A31配方砂浆作为板材接缝材料，按一定的施工工艺要求，由中天建设集团有限公司在其承建的诸暨项目GRC轻质隔墙板施工工程中进行试验性施工。
经施工单位证明，经聚合物后的接缝砂浆，施工性能和粘结性能明显优于该单位所采用的传统配方砂浆，工程至今已完工1年多，接缝处未出现裂纹。该新型接缝砂浆完全能适应GRC板材吸水性强、高收缩性的特点，能解决长期困扰的板材接缝易开裂、墙体出现渗水的质量问题。可以预测，该工程能经受春夏秋冬不同温度、湿度气候条件的长期考验。
五、结束语
综上所述，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；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。
参考文献：
[1]王培铭，张国防，吴建国.聚合物干粉对水泥砂浆的减水和保水作用[J]新型建筑材料，2014（12）：15-33.
[2]张国防.聚合物干粉对水泥砂浆体积密度和吸水性能的影响[J]新型建筑材料，2014（19）：17-53.
论文作者:毛生莲
论文发表刊物:《低碳地产》2016年第3期
论文发表时间:2016/10/9
标签：砂浆论文; 聚合物论文; 强度论文; 水泥论文; 干粉论文; 基层论文; 抗压强度论文; 《低碳地产》2016年第3期论文;