加氣混凝土專用防水界面劑的研究與應(yīng)用

試驗(yàn)研究

加氣混凝土專用防水界面劑的研究與應(yīng)用

□□ 王毅1，孫璐艷2，袁澤洋3(1.四川華西綠舍新型墻體材料有限公司，四川 成都611300；2.四川工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，四川 德陽618000；3.四川華西綠舍建材有限公司，四川 成都610081)

摘要：為了滿足加氣混凝土墻體的施工要求，在普通砂漿中摻入了外加劑，該外加劑由可再分散乳膠粉(EVA)、羥丙基甲基纖維素醚(HPMC)、硬脂酸鈣按一定比例混合而成。研制出具有良好力學(xué)性能和防水性能，且滿足規(guī)范規(guī)定和施工要求的加氣混凝土專用防水界面劑。

關(guān)鍵詞：防水界面劑；加氣混凝土；性能

文章編號(hào)：1009-9441(2015)03-0001-04

中圖分類號(hào)：TU 528.2

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Abstract：In order to meet the requirements of aerated concrete wall construction，the authors mix admixture，which is mixed by re-dispersible latex powder (EVA)，hydroxypropyl methyl cellulose ether (HPMC)，calcium stearate according to a scale，in the ordinary mortar.They produces the aerated concrete waterproof interface agent which not only has goof mechanical property and waterproof property but also can meet the specification and construction requirements.

作者簡介：王毅(1964-)，男，重慶市人，工程師，現(xiàn)主要從事加氣混凝土制品及相關(guān)配套產(chǎn)品的研究與應(yīng)用工作。通訊作者：袁澤洋。

收稿日期：2015-05-13

引言

加氣混凝土制品是以硅、鈣為原材料，以鋁粉(膏)為發(fā)氣劑，經(jīng)過高壓蒸汽養(yǎng)護(hù)而成的高性能、多氣孔混凝土，它具有質(zhì)量輕、保溫好、易加工、不燃燒等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛用于工業(yè)與民用建筑中的墻體、樓板和屋面板[1]。針對(duì)加氣混凝土制品多孔、吸水性強(qiáng)的特點(diǎn)，在進(jìn)行抹灰工程之前，需要對(duì)加氣混凝土墻面進(jìn)行預(yù)處理，以阻止抹灰砂漿中的水分被墻面快速吸收，避免出現(xiàn)砂漿粘結(jié)力下降、空鼓開裂等情況[2]。

目前，針對(duì)以上情況，一些生產(chǎn)廠家和科研院所進(jìn)行了一些研究。黃烏燕[3]通過正交試驗(yàn)研究了粉煤灰摻量、水膠比、漿體厚度對(duì)界面劑力學(xué)性能的影響，研制出一種加氣混凝土界面劑；福建省建科院從原材料選擇和施工方法等方面入手，對(duì)加氣混凝土界面劑進(jìn)行了深入研究，并取得了一些成果[4-5]。鑒于現(xiàn)有文獻(xiàn)對(duì)加氣混凝土界面劑防水性能的研究極少，本文結(jié)合四川地區(qū)的環(huán)境氣候特點(diǎn)，不僅對(duì)加氣混凝土界面劑的力學(xué)性能和施工性能進(jìn)行了深入研究，而且研究了固體憎水劑對(duì)界面劑防水性能的影響，研制出一種防水型加氣混凝土界面劑。

1試驗(yàn)

1.1　原材料

(1)水泥：重慶拉法基水泥廠生產(chǎn)的P·C 32.5R水泥。

(2)粉煤灰：Ⅰ級(jí)。

(3)砂子：細(xì)度為0.212~0.106 mm(70~140目)。

(4)外加劑：由EVA、HPMC和硬脂酸鈣(粉末)按一定比例混合而成。

1.2　配制方法

試驗(yàn)時(shí)，先將各種干粉原材料稱量準(zhǔn)確，倒入水泥膠砂攪拌鍋中，攪拌機(jī)慢攪1 min拌制均勻成干粉砂漿，然后再將水加入到攪拌鍋中，先慢后快，均攪拌2 min，制成砂漿拌合物。

1.3　試驗(yàn)方法

本試驗(yàn)中，界面劑的壓剪粘結(jié)強(qiáng)度、拉伸粘結(jié)強(qiáng)度等性能，均參考DB51/T 5071—2011《蒸壓加氣混凝土砌塊墻體自保溫工程技術(shù)規(guī)程》中的規(guī)定進(jìn)行試驗(yàn)；吸水性測試參考JC/T 1004—2006《陶瓷墻地磚填縫劑》中的試驗(yàn)方法進(jìn)行試驗(yàn)。

2試驗(yàn)結(jié)果及討論

以下試驗(yàn)中原材料摻量均為1 t干料中該種原材料的含量，特殊說明除外。

2.1　水泥

水泥是界面劑中主要的膠凝材料，對(duì)界面劑的力學(xué)性能指標(biāo)有重要影響。在相同條件下，測試了不同水泥摻量對(duì)界面劑抗壓強(qiáng)度和壓剪粘結(jié)強(qiáng)度的影響，試驗(yàn)結(jié)果如圖1和圖2所示。

從圖1可以看出，隨著水泥摻量的增加，界面劑的抗壓強(qiáng)度逐漸增大，水泥摻量為450 kg時(shí)，抗壓強(qiáng)度>16 MPa，考慮到加氣混凝土板的抗壓強(qiáng)度為5 MPa左右，所以界面劑的抗壓強(qiáng)度也不宜過高。

圖1　水泥摻量對(duì)界面劑抗壓強(qiáng)度的影響

從圖2可以看出，隨著水泥摻量的增加，界面劑的壓剪粘結(jié)強(qiáng)度呈增大趨勢，當(dāng)水泥摻量為350 kg時(shí)，界面劑7 d壓剪粘結(jié)強(qiáng)度為0.91 MPa，14 d則為1.25 MPa，可滿足規(guī)范要求。

圖2　水泥摻量對(duì)界面劑壓剪粘結(jié)強(qiáng)度的影響

綜合分析圖1和圖2得知，界面劑中水泥摻量不宜過高，否則界面劑的抗壓強(qiáng)度遠(yuǎn)大于加氣混凝土的強(qiáng)度，會(huì)增加加氣混凝土墻體開裂的風(fēng)險(xiǎn)，并且使界面劑成本增加。水泥摻量為300~350 kg時(shí)，界面劑的力學(xué)性能可滿足規(guī)范要求。

2.2　EVA

EVA是界面劑中的主要外加劑之一。在界面劑中摻入適量EVA，可以改善界面劑的粘結(jié)性能、流動(dòng)性和保水性等性能指標(biāo)。在相同條件下，測試了不同EVA摻量對(duì)界面劑壓剪粘結(jié)強(qiáng)度和拉伸粘結(jié)強(qiáng)度的影響，試驗(yàn)結(jié)果如圖3所示。

圖3　EVA摻量對(duì)界面劑粘結(jié)性能的影響

從圖3可以看出，隨著EVA摻量的增加，界面劑壓剪粘結(jié)強(qiáng)度和拉伸粘結(jié)強(qiáng)度均有不同程度的提高；相比較而言，EVA摻量在5~10 kg時(shí)，界面劑粘結(jié)性能有較大程度的提高；而摻量在10~20 kg時(shí)，線型趨于平緩，粘結(jié)性能提高幅度較小。當(dāng)EVA摻量為10 kg時(shí)，壓剪粘結(jié)強(qiáng)度7 d和14 d分別為0.85 MPa和1.16 MPa，拉伸粘結(jié)強(qiáng)度7 d和14 d分別為0.56 MPa和0.81 MPa，均滿足規(guī)范要求。

2.3　HPMC

HPMC是增稠劑，可以提高砂漿的保水性。測試了不同HPMC摻量對(duì)界面劑保水性的影響，如表1所示。為了防止HPMC對(duì)砂漿的力學(xué)性能產(chǎn)生劣化作用，測試了HPMC對(duì)界面劑力學(xué)性能的影響，如圖4和圖5所示。

表1　HPMC摻量對(duì)界面劑保水性的影響

圖4　HPMC摻量對(duì)界面劑抗壓強(qiáng)度的影響

圖5　HPMC摻量對(duì)界面劑粘結(jié)性能的影響

從表1可以看出，隨著HPMC摻量的增加，界面劑的保水性逐漸趨于100%，當(dāng)HPMC摻量僅為0.5 kg時(shí)，界面劑的保水性已有較大程度的提高，可達(dá)到92%，超過規(guī)范中保水性>88%的規(guī)定；當(dāng)摻量為1 kg時(shí)，保水性已經(jīng)接近100%。當(dāng)摻量>1 kg時(shí)，保水性增加幅度極小，說明在摻量較小的情況下，界面劑保水性對(duì)HPMC摻量比較敏感；摻量較大時(shí)，對(duì)界面劑保水性的影響可忽略不計(jì)。

從圖4可以看出，隨著HPMC摻量的增加，界面劑的抗壓強(qiáng)度逐漸減小，當(dāng)摻量為2 kg時(shí)的抗壓強(qiáng)度為9.1 MPa，比不摻HPMC時(shí)下降了15.4%。圖5中，隨著HPMC摻量的增加，摻量在1 kg以內(nèi)時(shí)，界面劑壓剪粘結(jié)強(qiáng)度有較大的提高，在摻量1~2 kg范圍內(nèi)，壓剪粘結(jié)強(qiáng)度有所下降；拉伸粘結(jié)強(qiáng)度變化范圍較小，規(guī)律性不明顯，但摻量在1 kg以內(nèi)時(shí)，拉伸粘結(jié)強(qiáng)度略有提高。

由此可見，HPMC摻量在0.5~1 kg范圍內(nèi)對(duì)界面劑的粘結(jié)強(qiáng)度有一定的提高作用，對(duì)抗壓強(qiáng)度有一定劣化作用，但在可控范圍之內(nèi)。結(jié)合HPMC對(duì)界面劑保水性和力學(xué)性能影響的分析，可以確定HPMC的摻量為1 kg。

2.4　硬脂酸鈣

為了使界面劑具有良好的防水性能，在界面劑中摻入了一定量的硬脂酸鈣。在相同條件下，測試了不同硬脂酸鈣摻量對(duì)界面劑240 min吸水量的影響，試驗(yàn)結(jié)果如表2所示。

表2　硬脂酸鈣摻量對(duì)界面劑吸水量的影響

從表2可以看出，隨著硬脂酸鈣摻量的增加，界面劑吸水量逐漸減小，當(dāng)摻量為20 kg時(shí)，240 min吸水量僅有0.5g，基本不吸水，遠(yuǎn)低于規(guī)范要求。

界面劑上墻噴水5 min后的效果如圖6和圖7所示。從圖6與圖7的對(duì)比可以看出，防水界面劑表面噴水后，水滴在表面呈現(xiàn)很強(qiáng)的流動(dòng)性，說明界面劑表面具有較強(qiáng)的憎水性；而普通界面劑表面噴水后，水滴基本沒有流動(dòng)，很快被界面劑吸收。由此可見，防水界面劑的防水效果明顯優(yōu)于普通界面劑。

圖6　防水界面劑

為了考察硬脂酸鈣對(duì)界面劑的力學(xué)性能是否有劣化影響，研究了硬脂酸鈣摻量對(duì)界面劑力學(xué)性能的影響，試驗(yàn)結(jié)果如圖8和圖9所示。

從圖8和圖9可以看出，隨著硬脂酸鈣摻量的增加，圖中曲線變化較平緩，界面劑的粘結(jié)強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度均無大的變化，說明硬脂酸鈣在一定摻量范圍內(nèi)對(duì)界面劑的力學(xué)性能影響不大。通過以上分析可以確定，在一般防水要求的情況下，硬脂酸鈣的適宜摻量范圍為5~10 kg；在防水要求極嚴(yán)的情況下，硬脂酸鈣的適宜摻量范圍為15~20 kg。

圖7　普通界面劑

圖8　硬脂酸鈣摻量對(duì)界面劑抗壓強(qiáng)度的影響

圖9　硬脂酸鈣摻量對(duì)界面劑粘結(jié)強(qiáng)度的影響

3防水界面劑配方與耐久性能

通過以上試驗(yàn)，得到界面劑的優(yōu)化配方如表3所示。

表3　界面劑配方　kg/t

按照DB51/T 5071—2011《蒸壓加氣混凝土砌塊墻體自保溫工程技術(shù)規(guī)程》規(guī)定的性能指標(biāo)和試驗(yàn)方法，對(duì)界面劑的耐久性能進(jìn)行了測試，并與規(guī)范進(jìn)行了對(duì)比，試驗(yàn)結(jié)果如表4所示。

表4　界面劑性能指標(biāo)

從表4可以看出，界面劑浸水處理后的拉伸粘結(jié)強(qiáng)度比未處理14 d提高了10.6%，界面劑經(jīng)熱處理、凍融循環(huán)和堿處理后的拉伸粘結(jié)強(qiáng)度均有一定劣化，但均高于規(guī)范規(guī)定。經(jīng)第三方檢測機(jī)構(gòu)檢測，該界面劑各項(xiàng)性能指標(biāo)均優(yōu)于DB51/T 5071—2011《蒸壓加氣混凝土砌塊墻體自保溫工程技術(shù)規(guī)程》中的規(guī)定，滿足使用要求。

4工程應(yīng)用

4.1　施工方法

(1)清除加氣混凝土墻面的浮灰等雜物。

(2)檢查砌筑灰縫是否飽滿，不飽滿處必須填補(bǔ)平整后再涂刷界面劑。

(3)使用手持式攪拌機(jī)拌制界面劑漿體，控制水料比為1∶4，以達(dá)到適當(dāng)稠度。

(4)配好的漿料必須在3 h內(nèi)用完，已干結(jié)的砂漿禁止使用。

(5)涂刷厚度較大時(shí)宜分層進(jìn)行，每層涂刷1~2 mm。

(6)抹灰工程須在界面層涂刷24 h后進(jìn)行。

4.2　工程案例

加氣混凝土防水界面劑研制成功以來，已經(jīng)在華西集團(tuán)職工食堂、雅安蘆山龍門山莊、成都大悅城等項(xiàng)目中成功應(yīng)用。在項(xiàng)目施工期間，經(jīng)過跟蹤調(diào)查和測試，該界面劑使用方便，現(xiàn)場只需加水?dāng)嚢?，無二次污染，拌合物具有良好的保水性，并且有較好的粘結(jié)性能，上墻效果優(yōu)良，可以有效提高基體的抗?jié)B性，抹灰工程質(zhì)量較好，墻面無空鼓、開裂現(xiàn)象。

5結(jié)論

5.1加氣混凝土專用防水界面劑施工操作簡便，具有良好的保水性和力學(xué)性能，滿足加氣混凝土墻體的施工要求。

5.2加氣混凝土專用防水界面劑具有良好的抗?jié)B性能，可有效改善墻面抹灰工程的質(zhì)量，解決加氣混凝土墻面空鼓、開裂等質(zhì)量問題，提高墻面耐久性能。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張繼能，顧同曾.加氣混凝土生產(chǎn)工藝[M].武漢：武漢工業(yè)大學(xué)出版社，1992.

[2] 彭佳惠，毛靖波，張建新.可再分散乳膠粉對(duì)水泥砂漿的改性作用[J].硅酸鹽通報(bào)，2011，20(4)：915-919.

[3] 黃烏燕.加氣混凝土砌塊墻體界面劑配合比試驗(yàn)研究[J].三明學(xué)院學(xué)報(bào)，2013，30(2)：66-72.

[4] 封海波，吳敬龍.加氣混凝土專用界面劑研制及性能研究[J].福建建筑，2008(10)：30-31.

[5] 呂官記，江家嘉.加氣混凝土砌塊界面劑的對(duì)比試驗(yàn)研究[J].河南建材，2012(6)：21-23.

Research and Application of Aerated Concrete Special Waterproof Interface Agent

WANG Yi1，SUN Lu-yan2，YUAN Ze-yang3

(1.Sichuan Huashi Green Homeland New Wall Materials Co.，LTD，Chengdu，Sichuan，611300，China；2.Sichuan Engineering Technical College，Deyang，Sichuan，618000，China；3.Sichuan Huashi Green Homeland Building Materials Co.，LTD，Chengdu，Sichuan，610081，China)

Key words：waterproof interface agent；aerated concrete；performance

(編輯盛晉生)