外加(jia)劑對建筑干(gan)混(hun)砂(sha)漿(jiang)性能的(de)(de)改善具有關鍵性作用(yong),但干(gan)混(hun)砂(sha)漿(jiang)的(de)(de)加(jia)入使干(gan)混(hun)砂(sha)漿(jiang)產(chan)品(pin)的(de)(de)材料成(cheng)本明(ming)顯高(gao)于(yu)傳統砂(sha)漿(jiang),其在干(gan)混(hun)砂(sha)漿(jiang)中占(zhan)材料成(cheng)本40%以上(shang)。目前,相當一部分外加(jia)劑由國外制造商供應(ying),產(chan)品(pin)的(de)(de)參考用(yong)量也(ye)由供應(ying)商提供。由此導致了干(gan)混(hun)砂(sha)漿(jiang)產(chan)品(pin)成(cheng)本居高(gao)不下,量大面廣的(de)(de)普通(tong)砌(qi)筑和(he)抹灰砂(sha)漿(jiang)推廣困難;**市場產(chan)品(pin)由國外公司控(kong)制,干(gan)混(hun)砂(sha)漿(jiang)生(sheng)產(chan)廠商利潤低,價(jia)格承受能力(li)差(cha);外加(jia)劑的(de)(de)應(ying)用(yong)缺乏系統性、針對性研究,盲從國外配方。
基于以上(shang)原因,本文對常用外加(jia)劑的(de)一(yi)些基本性能進(jin)行分析與比較,并(bing)在(zai)此(ci)基礎上(shang)對應用外加(jia)劑的(de)干(gan)混砂漿(jiang)產品性能進(jin)行研究。
1保水劑
保(bao)水劑是(shi)改善干混砂(sha)漿保(bao)水性(xing)能的關(guan)鍵外加劑,也是(shi)決定干混砂(sha)漿材料(liao)成本的關(guan)鍵外加劑之一。
1.1纖維素醚
纖(xian)維(wei)(wei)(wei)素(su)(su)(su)(su)醚(mi)(mi)(mi)是堿(jian)纖(xian)維(wei)(wei)(wei)素(su)(su)(su)(su)與醚(mi)(mi)(mi)化(hua)(hua)劑(ji)在一(yi)定(ding)條(tiao)件下反應生成一(yi)系列產(chan)物的(de)(de)總(zong)稱(cheng)。堿(jian)纖(xian)維(wei)(wei)(wei)素(su)(su)(su)(su)被(bei)不同的(de)(de)醚(mi)(mi)(mi)化(hua)(hua)劑(ji)取(qu)代(dai)而得到不同的(de)(de)纖(xian)維(wei)(wei)(wei)素(su)(su)(su)(su)醚(mi)(mi)(mi)。按取(qu)代(dai)基(ji)(ji)的(de)(de)電離性(xing)(xing)能,纖(xian)維(wei)(wei)(wei)素(su)(su)(su)(su)醚(mi)(mi)(mi)可分(fen)(fen)為(wei)(wei)(wei)離子(zi)(zi)型(xing)(如(ru)羧甲(jia)基(ji)(ji)纖(xian)維(wei)(wei)(wei)素(su)(su)(su)(su))和(he)非(fei)離子(zi)(zi)型(xing)(如(ru)甲(jia)基(ji)(ji)纖(xian)維(wei)(wei)(wei)素(su)(su)(su)(su))兩大(da)類(lei)。按取(qu)代(dai)基(ji)(ji)的(de)(de)種類(lei),纖(xian)維(wei)(wei)(wei)素(su)(su)(su)(su)醚(mi)(mi)(mi)可分(fen)(fen)為(wei)(wei)(wei)單醚(mi)(mi)(mi)(如(ru)甲(jia)基(ji)(ji)纖(xian)維(wei)(wei)(wei)素(su)(su)(su)(su))和(he)混合醚(mi)(mi)(mi)(如(ru)羥(qian)丙基(ji)(ji)甲(jia)基(ji)(ji)纖(xian)維(wei)(wei)(wei)素(su)(su)(su)(su))。按可溶(rong)(rong)(rong)解(jie)性(xing)(xing)不同,可分(fen)(fen)為(wei)(wei)(wei)水(shui)溶(rong)(rong)(rong)性(xing)(xing)(如(ru)羥(qian)乙基(ji)(ji)纖(xian)維(wei)(wei)(wei)素(su)(su)(su)(su))和(he)有機溶(rong)(rong)(rong)劑(ji)溶(rong)(rong)(rong)解(jie)性(xing)(xing)(如(ru)乙基(ji)(ji)纖(xian)維(wei)(wei)(wei)素(su)(su)(su)(su))等,干混砂漿主要用水(shui)溶(rong)(rong)(rong)性(xing)(xing)纖(xian)維(wei)(wei)(wei)素(su)(su)(su)(su),水(shui)溶(rong)(rong)(rong)性(xing)(xing)纖(xian)維(wei)(wei)(wei)素(su)(su)(su)(su)又分(fen)(fen)為(wei)(wei)(wei)速溶(rong)(rong)(rong)型(xing)和(he)經過表(biao)面處理的(de)(de)延遲(chi)溶(rong)(rong)(rong)解(jie)型(xing)。
纖維素醚(mi)在砂(sha)漿(jiang)中(zhong)的作用機(ji)理如(ru)下:
(1)砂漿(jiang)內的纖維(wei)素醚在(zai)水(shui)中溶解后(hou),由于表(biao)面活(huo)性(xing)作用保證了膠凝材料在(zai)體(ti)系(xi)中有效地均勻分布,而纖維(wei)素醚作為一種保護膠體(ti),“包裹(guo)”住(zhu)固(gu)體(ti)顆粒,并在(zai)其外表(biao)面形成一層(ceng)潤滑膜(mo),使砂漿(jiang)體(ti)系(xi)更(geng)穩定(ding),也(ye)提高了砂漿(jiang)在(zai)攪拌過程的流動(dong)性(xing)和施工的滑爽(shuang)性(xing)。
(2)纖維素(su)醚溶(rong)液由(you)于自(zi)身分(fen)子結構特點(dian),使(shi)砂漿中的水份不易失去,并在較長的一段時(shi)間內(nei)逐步釋放(fang),賦(fu)予砂漿良好的保(bao)水性和工作性。
1.1.1甲基纖維素(MC)分子(zi)式\[C6H7O2(OH)3-h(OCH3)n\]x
將精(jing)制棉經堿(jian)處(chu)理(li)后,以氯化甲烷作為醚(mi)(mi)化劑,經過一系(xi)列反應而制成纖(xian)維素醚(mi)(mi)。一般取代度為1.6~2.0,取代度不(bu)同溶解性也(ye)有不(bu)同。屬(shu)于(yu)非離子型纖(xian)維素醚(mi)(mi)。
(1)甲基(ji)纖(xian)維素可溶(rong)(rong)于(yu)冷水,熱水溶(rong)(rong)解會遇到困難,其水溶(rong)(rong)液(ye)在pH=3~12范圍(wei)內(nei)非常穩定。與淀粉(fen)、胍爾膠等以及(ji)許多表面(mian)活性劑相(xiang)容性較好。當溫(wen)度達到凝(ning)膠化(hua)溫(wen)度時,會出現(xian)凝(ning)膠現(xian)象。
(2)甲基纖(xian)維(wei)(wei)素的(de)(de)保(bao)水性取決于其添(tian)(tian)加量、粘(zhan)度(du)(du)、顆粒細(xi)度(du)(du)及溶(rong)解(jie)速度(du)(du)。一(yi)般添(tian)(tian)加量大,細(xi)度(du)(du)小,粘(zhan)度(du)(du)大,則保(bao)水率高(gao)。其中添(tian)(tian)加量對保(bao)水率影響(xiang)*大,粘(zhan)度(du)(du)的(de)(de)高(gao)低與保(bao)水率的(de)(de)高(gao)低不成正比關系(xi)。溶(rong)解(jie)速度(du)(du)主要取決于纖(xian)維(wei)(wei)素顆粒表面(mian)改性程度(du)(du)和顆粒細(xi)度(du)(du)。在以上幾(ji)種纖(xian)維(wei)(wei)素醚中,甲基纖(xian)維(wei)(wei)素和羥丙基甲基纖(xian)維(wei)(wei)素保(bao)水率較高(gao)。
(3)溫(wen)度(du)(du)的變化會(hui)嚴重影響甲基(ji)纖(xian)維素的保水(shui)率。一般溫(wen)度(du)(du)越(yue)高,保水(shui)性越(yue)差(cha)(cha)。如果砂(sha)漿(jiang)溫(wen)度(du)(du)超過40℃,甲基(ji)纖(xian)維素的保水(shui)性會(hui)明顯變差(cha)(cha),嚴重影響砂(sha)漿(jiang)的施工性。
(4)甲基纖(xian)(xian)(xian)維(wei)素對(dui)砂漿(jiang)的(de)(de)(de)施工(gong)性(xing)(xing)(xing)和粘(zhan)著性(xing)(xing)(xing)有明顯影響(xiang)。這里的(de)(de)(de)“粘(zhan)著性(xing)(xing)(xing)”是(shi)指工(gong)人涂(tu)抹工(gong)具(ju)與墻體基材之間感到的(de)(de)(de)粘(zhan)著力,即(ji)砂漿(jiang)的(de)(de)(de)剪(jian)切阻(zu)力。粘(zhan)著性(xing)(xing)(xing)大(da),砂漿(jiang)的(de)(de)(de)剪(jian)切阻(zu)力大(da),工(gong)人在(zai)使(shi)用(yong)過程(cheng)中(zhong)(zhong)所需要(yao)的(de)(de)(de)力量也(ye)大(da),砂漿(jiang)的(de)(de)(de)施工(gong)性(xing)(xing)(xing)就差。在(zai)纖(xian)(xian)(xian)維(wei)素醚產品中(zhong)(zhong)甲基纖(xian)(xian)(xian)維(wei)素粘(zhan)著力處于中(zhong)(zhong)等(deng)水平。
1.1.2羥丙基(ji)甲基(ji)纖維(wei)素(HPMC)分子式(shi)為(wei)\[C6H7O2(OH)3-m-n(OCH3)m,OCH2CH(OH)CH3\]n\]x
羥丙(bing)(bing)基(ji)(ji)甲(jia)基(ji)(ji)纖維素是近年來產(chan)量、用(yong)量都在迅(xun)速增加的纖維素品種。是由精制(zhi)棉經堿化處(chu)理后,用(yong)環氧丙(bing)(bing)烷和(he)氯甲(jia)烷作(zuo)為醚化劑,通過一系列反(fan)應(ying)而制(zhi)成(cheng)的非(fei)離子型纖維素混合醚。取代度一般為1.2~2.0。其性(xing)質受甲(jia)氧基(ji)(ji)含量和(he)羥丙(bing)(bing)基(ji)(ji)含量的比例不同,而有差別。
(1)羥丙基(ji)甲(jia)(jia)基(ji)纖(xian)維素(su)易溶于冷(leng)水,熱水溶解會遇到困(kun)難。但它在熱水中(zhong)(zhong)的(de)(de)凝膠化溫度要明顯高于甲(jia)(jia)基(ji)纖(xian)維素(su)。在冷(leng)水中(zhong)(zhong)的(de)(de)溶解情(qing)況,較甲(jia)(jia)基(ji)纖(xian)維素(su)也有大的(de)(de)改善。
(2)羥丙(bing)基(ji)甲(jia)基(ji)纖維素的(de)(de)(de)粘度與其(qi)分子量的(de)(de)(de)大小(xiao)有關,分子量大則粘度高(gao)。溫(wen)(wen)度同(tong)樣會影響(xiang)其(qi)粘度,溫(wen)(wen)度升(sheng)高(gao),粘度下降(jiang)。但其(qi)粘度高(gao)溫(wen)(wen)度的(de)(de)(de)影響(xiang)比甲(jia)基(ji)纖維素低。其(qi)溶(rong)液在(zai)室溫(wen)(wen)下儲存是穩定(ding)的(de)(de)(de)。
(3)羥丙基甲(jia)(jia)基纖維素的保(bao)水性取(qu)決于(yu)其添加(jia)量、粘度等,其相同添量下(xia)的保(bao)水率高于(yu)甲(jia)(jia)基纖維素。
(4)羥丙基(ji)(ji)甲基(ji)(ji)纖(xian)維素(su)對酸、堿具有穩定性(xing)(xing),其(qi)(qi)水溶(rong)液(ye)在pH=2~12范(fan)圍內非常(chang)穩定。苛(ke)性(xing)(xing)鈉和(he)石灰(hui)水,對其(qi)(qi)性(xing)(xing)能也沒有太大(da)影響,但堿能加快其(qi)(qi)溶(rong)解速度,并對粘度銷有提高。羥丙基(ji)(ji)甲基(ji)(ji)纖(xian)維素(su)對一般鹽類(lei)具有穩定性(xing)(xing),但鹽溶(rong)液(ye)濃(nong)度高時,羥丙基(ji)(ji)甲基(ji)(ji)纖(xian)維素(su)溶(rong)液(ye)粘度有增高的傾向。
(5)羥(qian)丙基甲基纖(xian)維(wei)素(su)可(ke)與水溶(rong)性高(gao)分(fen)子化(hua)合物混(hun)用而成為(wei)均勻、粘度(du)更高(gao)的(de)溶(rong)液。如聚乙(yi)烯(xi)醇、淀粉醚、植(zhi)物膠等。
(6)羥丙基(ji)甲(jia)基(ji)纖(xian)維(wei)素比甲(jia)基(ji)纖(xian)維(wei)素具有更好的抗酶性,其溶液(ye)酶降(jiang)解的可(ke)能性低于甲(jia)基(ji)纖(xian)維(wei)素。
(7)羥丙基(ji)甲基(ji)纖(xian)(xian)維(wei)素對砂漿(jiang)施(shi)工的(de)粘著性(xing)要高于甲基(ji)纖(xian)(xian)維(wei)素。
1.1.3羥(qian)乙基纖維素(HEC)
由精制棉(mian)經堿處理后,在丙酮的存在下(xia),用環氧乙烷作醚化劑(ji)進行(xing)反應而制成。其取代(dai)度一般為1.5~2.0。具有較強(qiang)的親水性(xing),易于(yu)吸(xi)潮(chao)。
(1)羥(qian)乙基(ji)纖維素(su)可溶(rong)于冷水中,熱水溶(rong)解較為困難。其溶(rong)液在高溫下穩定,不具有凝(ning)膠(jiao)性。在砂(sha)漿(jiang)中高溫下可使用(yong)時間(jian)較長,但(dan)保水性較甲(jia)基(ji)纖維素(su)低。
(2)羥(qian)乙基纖(xian)維素對一般酸堿都(dou)具有(you)穩定性,堿能(neng)加快其溶解,并(bing)對粘(zhan)度略(lve)有(you)提(ti)高,其在水中分散(san)性比甲(jia)基纖(xian)維素和羥(qian)丙基甲(jia)基纖(xian)維素略(lve)差(cha)。
(3)羥乙基纖維(wei)素對(dui)砂漿抗垂(chui)掛有好的性(xing)能(neng),但(dan)對(dui)水泥的緩凝時間(jian)較(jiao)長。
(4)國內一些企業生產的羥乙(yi)基纖(xian)維(wei)素(su),因含水量(liang)大,灰(hui)份(fen)高而導致其性(xing)能明顯(xian)低(di)于甲(jia)基纖(xian)維(wei)素(su)。
1.1.4羧(suo)甲(jia)基(ji)纖維素(CMC)\[C6H7O2(OH)2och2COONa\]n
由天(tian)然纖維(棉、等)經(jing)過堿處理(li)后,用一氯醋酸鈉作為(wei)醚化劑,經(jing)過一系(xi)列反應處理(li)而制成離子型(xing)纖維素醚。其取代度一般為(wei)0.4~1.4,其性能受取代度影響較大(da)。
(1)羧甲基纖維素吸(xi)濕(shi)性(xing)較(jiao)大,一般條件(jian)儲存會含有較(jiao)大水份。
(2)羧甲基纖維素水溶(rong)液(ye)不會產生凝(ning)膠,隨(sui)溫度(du)升高而粘(zhan)度(du)下降,溫度(du)超過50℃時,粘(zhan)度(du)不可逆。
(3)其穩定(ding)性(xing)受pH影響較(jiao)大。一(yi)般可用于(yu)石膏基砂漿中,不(bu)能用于(yu)水泥基砂漿中。在高(gao)堿(jian)性(xing)時(shi),會失去粘度。
(4)其(qi)保(bao)水(shui)性遠(yuan)遠(yuan)低于(yu)甲基(ji)纖維素。對石膏基(ji)砂漿有緩凝作用,并降低其(qi)強度。但羧甲基(ji)纖維素價格明顯低于(yu)甲基(ji)纖維素。
1.2淀粉醚
用(yong)于砂(sha)漿中的淀粉(fen)醚是由一些多糖類(lei)的天然聚合(he)物經改性而成。如用(yong)馬(ma)鈴薯(shu)、玉(yu)米、木薯(shu)、瓜耳豆等。
1.2.1變性淀粉
由馬(ma)鈴薯、玉米(mi)、木薯等改(gai)性(xing)而(er)成(cheng)的(de)淀粉醚(mi),保(bao)水(shui)性(xing)明顯低(di)于纖維素(su)醚(mi)。因改(gai)性(xing)程度不(bu)同(tong)表現出對酸堿(jian)穩定性(xing)不(bu)同(tong)。有些產品(pin)(pin)適(shi)用(yong)于石膏基砂(sha)漿中,又有些產品(pin)(pin)能(neng)用(yong)于水(shui)泥(ni)基砂(sha)漿中。砂(sha)漿中應用(yong)淀粉醚(mi)主要是作為增稠(chou)劑,提(ti)高砂(sha)漿的(de)抗流掛性(xing),降低(di)濕砂(sha)漿的(de)粘著性(xing),延長開放時(shi)間等。