可再分散乳胶粉对水泥基自流平砂浆性能的影响.pdf

江西建材试验与研究222023年6 月可再分散乳胶粉对水泥基自流平砂浆性能的影响郭 亮江西省建材产品质量监督检验站有限公司，江西 南昌 330001摘 要：文中对乳胶粉应用在水泥基自流平砂浆中的各项性能进行了研究。结果表明：乳胶粉掺量小于1.5%时，砂浆的流动度均随乳胶粉掺量的增加而增大，且能显著增加砂浆的拉伸粘结强度。砂浆的抗压强度和抗折强度随着乳胶粉掺量的增加均出现先小幅增加后快速下降的过程。乳胶粉掺量为0.5%时，砂浆的力学性能达到最高。掺入乳胶粉后，砂浆不同龄期的尺寸变化率均越来越小，但乳胶粉掺量大于1.0%后，砂浆的尺寸变化率差距不大。关键词：乳胶粉；自流平砂浆；流动度；力学性能；尺寸变化率中图分类号：TQ177.6+2文献标识码：A文章编号：1006-2890（2023）06-0022-03Effect of Redispersible Emulsion Powder on Properties of Cement-based Self-leveling MortarGuo LiangJiangxi Construction Materials Product Quality Supervision and Inspection Station Co.Ltd.,Nanchang,Jiangxi 330001Abstract:The properties of latex powder applied in cement-based self-leveling mortar were studied experimentally.The results show that the fluidity of mortar increases with the increase of emulsion powder content when the emulsion powder content is less than 1.5%,the addition of emulsion powder can significantly increase the tensile bond strength of mortar.The compressive strength and flexural strength of mortar increased slightly at first and then decreased rapidly with the increase of emulsion powder content.When the emulsion powder content is 0.5%,the mechanical properties of mortar reach the highest.When emulsion powder is added,the size change rate of mortar at different ages becomes smaller and smaller,but when the content of emulsion powder is greater than 1.0%,the size change rate of mortar is not much different.Key words:Emulsion powder;Self-leveling mortar;Fluidity;Mechanical properties;Dimensional change rate作者简介：郭亮（1990-），男，内蒙古丰镇人，硕士，工程师，主要研究方向为建筑工程及材料。0 引言水泥基自流平砂浆具有强度高、施工方便以及耐久性好等优点，被广泛应用于地面找平1-2。目前，关于水泥基自流平砂浆的研究较多，主要分为两类，第一类主要研究掺合料及各种废渣对其产生的影响。单俊鸿等3研究了石粉、粉煤灰和硅灰对水泥基自流平砂浆各项性能的影响，得出了各种掺合料的最优掺量。徐凤广4等发现将钢渣作为细骨料和填料应用于水泥基自流平砂浆中能提高产品的强度和耐磨性，并有效改善表面粉化的现象。范晓玲等5将磨细固硫灰掺入水泥基自流平砂浆中，发现其能改善砂浆的收缩，在一定掺量范围内还能提高砂浆的早期强度。第二类主要研究各种外加剂对其产生的影响。穆鑫泉等6研究了四种缓凝剂对石膏基自流平砂浆性能的影响，结果表明，缓凝剂均会降低砂浆的抗压强度，但会提高30 min流动度。李瑶等7研究了缓凝剂和碱激发剂对水泥基自流平砂浆的影响，结果表明，两者均使砂浆强度呈现先增加后下降的趋势。张琳等8通过掺入消泡剂改善砂浆的性能，发现不同种类消泡剂对砂浆性能的影响各有不同。砂浆中掺入乳胶粉可以提高其黏结性能和工作性能。聂宗浩等9研究了乳胶粉对石膏基自流平砂浆性能的影响，发现掺入乳胶粉可以提高砂浆的韧性和抗裂性，但会降低力学性能和耐水性能。由此可见，水泥基自流平砂浆的研究已经较为成熟，仅需对部分性能进行改善。本文参考乳胶粉在石膏基自流平砂浆中的应用结果，主要研究乳胶粉对水泥基自流平砂浆性能的影响，以期制备出柔韧性与粘接性能良好的水泥基自流平砂浆。1 原材料及试验方法1.1 原材料（1）水泥：江西某公司生产的P O 42.5普通硅酸盐水泥，主要性能见表1。表1 水泥基本性能初凝时间/min终凝时间/min抗折强度/MPa抗压强度/MPa3d28d3d28d1472255.78.927.848.7（2）硫铝酸盐水泥：河北某公司生产。（3）石英砂：江西某公司生产。（4）石膏：苏州某公司生产。（5）硅灰：江西某公司生产。（6）纤维素醚：江苏某外加剂生产厂家。（7）减水剂：上海某减水剂生产厂家。（8）消泡剂：国外某消泡剂生产厂家。（9）乳胶粉：江苏某外加剂生产厂家。江西建材试验与研究232023年6 月（10）水：试验室用自来水。1.2 试验基础配合比表2 试验基础配合比gP O 42.5水泥硫铝酸盐水泥石英砂 石膏硅灰纤维素醚减水剂消泡剂28010059740200.12.50.51.3 试验方法流动度：按照 JC/T 9852017地面用水泥基自流平砂浆进行试验。拉伸粘结强度：按照 JC/T 9852017 地面用水泥基自流平砂浆进行基材制备及试验。抗压强度、抗折强度：按照 GB/T 176712021 水泥胶砂强度检验方法（ISO法）进行试验。干燥收缩：按照 JGJ/T 702009 建筑砂浆基本性能试验方法标准进行试验。2 试验结果分析与讨论2.1 乳胶粉对自流平砂浆流动度的影响根据已有成果进行总结，确定表2 为初始试验配合比。乳胶粉的掺量占胶凝材料的比例分别为0、0.5%、1.0%、1.5%和2.0%。测试的砂浆流动度结果见表3。表3 乳胶粉掺量对自流平砂浆流动度的影响乳胶粉掺量/%初始流动度/mm20 min流动度/mm01391360.51451411.01491471.51531502.0151149由表3 可以看出，随着乳胶粉掺量的增加，砂浆的初始流动度和20 min流动度均呈现增加的趋势。乳胶粉掺入砂浆后，增加砂浆的柔韧性，降低骨料之间的摩擦力，从而减少了砂浆整体的流动阻力10，本次选用的乳胶粉还有一定的减水和引气的作用，使得砂浆中的拌合水和“滚珠”数量增加，所以其初始流动性随着乳胶粉掺量的增加而增大。乳胶粉遇水后会快速溶解，水分蒸发后会形成薄膜。在砂浆加水后的20 min内，乳胶粉会逐渐成膜，这会阻碍部分砂浆内部的水分流失，起到保水的作用，所以砂浆的20 min流动度随着乳胶粉掺量的增加而增加。当乳胶粉掺量为1.5%时，砂浆的初始流动度为153 mm，20 min流动度为149 mm，均达到最大值。当乳胶粉掺量继续增加时，两者均出现了下降趋势，这可能是因为乳胶粉掺量太大，致使砂浆的黏度增加，使得砂浆的流动阻力增加，所以出现流动度下降的情况11。2.2 乳胶粉对自流平砂浆拉伸粘结强度的影响自流平砂浆一般应用于地面，需要和地面有一定的粘结力，不能出现起皮、弯拱和开裂的情况。除了地面凿毛等工艺外，还需用原材料来提高其与地面的粘结力，乳胶粉对砂浆拉伸粘结强度的影响见表4。表4 乳胶粉掺量对自流平砂浆拉伸粘结强度的影响乳胶粉掺量/%拉伸粘结强度/MPa00.90.51.21.01.51.51.72.01.8由表4 可以看出，砂浆的拉伸粘结强度随着乳胶粉掺量的增加而显著增加，但后期的增长趋势逐渐趋于平缓。未掺乳胶粉时，砂浆干燥硬化后，在砂浆与地面的界面处会由于水分蒸发而出现孔隙，降低了界面处的粘结力。掺入乳胶粉后，这些薄弱区域会由于乳胶粉的成膜而能够承受一定的拉伸，使得砂浆与地面的界面处形成有机和无机的共同胶结作用，从而提高了砂浆整体的拉伸粘结力12。乳胶粉掺量越大，后期增加的拉伸粘结强度越少，这可能是因为随着乳胶粉掺量的增加，界面处的孔隙修复达到饱和，甚至在局部出现由于乳胶粉成膜而阻止水泥与地面接触，降低了水泥与地面凿毛处的胶结作用。2.3 乳胶粉对自流平砂浆力学性能的影响自流平砂浆还需要一定的承载力，JC/T 9852017地面用水泥基自流平砂浆中对其早期强度有相应要求。乳胶粉对自流平砂浆早期强度的影响见表5。表5 乳胶粉掺量对自流平砂浆24h力学性能的影响乳胶粉掺量/%24h抗压强度/MPa24h抗折强度/MPa013.84.20.514.14.41.013.74.21.513.13.82.012.23.3由表5 可以看出，随着乳胶粉掺量的增加，砂浆的抗压强度和抗折强度均出现先小幅增加后快速下降的过程。乳胶粉掺量为0.5%时，砂浆的力学性能达到最高，24 h抗压强度为14.1 MPa，抗折强度为4.4 MPa。砂浆硬化后，由于水分蒸发会在其内部形成许多孔隙，这些区域是受力薄弱区。砂浆掺入乳胶粉后，其会在这些薄弱区域成膜，产生类似钢筋和纤维的作用，所以其力学性能出现小幅上升。当乳胶粉掺量大于0.5%时，砂浆的力学性能开始下降并且速度越来越快。掺入乳胶粉后会在砂浆内部形成网状的薄膜，在水泥水化硬化过程中，产生的薄膜会阻断水化产物之间的搭接，在水化产物界面处形成受力薄弱区13。当乳胶粉掺量增大时，在砂浆内部形成的线性网状薄膜逐渐变成片状的薄膜，受力薄弱区由线到面且区域不断增加，砂浆硬化后无法形成整体，故其力学性能逐渐下降。2.4 乳胶粉对自流平砂浆收缩的影响自流平砂浆一般是一次性浇筑成型，面积较大且施工时没有预留伸缩缝，所以对其抵抗收缩开裂的要求较高。乳胶粉对砂浆尺寸变化率的影响见图1。图1 乳胶粉掺量对自流平砂浆收缩性能的影响江西建材试验与研究242023年6 月由图1 可以看出，随着乳胶粉掺量的增加，砂浆不同龄期的尺寸变化率均越来越小，整体抵抗收缩变形能力不断提高。尤其是刚掺入乳胶粉时，与基准样相比，砂浆的尺寸变化率有明显下降。砂浆的尺寸变化主要是因为干燥收缩，砂浆在硬化过程中会逐渐失水，使得体积变小，砂浆内部部分区域形成孔隙，产生应力集中，未掺入乳胶粉时，这些区域极易形成裂纹。随着乳胶粉掺量的增加，这些应力集中区域不断成膜，在砂浆收缩时能提供一定的韧性和拉力，帮助砂浆抵抗变形，所以，乳胶粉掺量越大，砂浆的尺寸变化率越小14。当乳胶粉掺量逐渐增加时，砂浆内部成膜数量也逐渐增加，虽然能提高孔隙处的收缩变形能力，但也会使得砂浆整体的刚度下降，从而降低砂浆的抵抗变形能力。因此，乳胶粉掺量增加后，砂浆的尺寸变化率在下降，但是变化不大。3 结论（1）乳胶粉掺量小于1.5%时，砂浆的初始流动度和20 min流动度均随乳胶粉掺量的增加而增大。（2）砂浆的拉伸粘结强度随着乳胶粉掺量的增加而增加，但乳胶粉掺量大于1.5%时，拉伸粘结强度增长趋势逐渐趋于平缓。（3）随着乳胶粉掺量的增加，砂浆的抗压强度和抗折强度均出现先小幅增加后快速下降的过程。乳胶粉掺量为0.5%时，砂浆的力学性能达到最大。（4）掺入乳胶粉后，砂浆不同龄期的尺寸变化率均越来越小，但乳胶粉掺量大于1.0%时，砂浆的尺寸变化率差距不大。参考文献 1 董丽卿，贾陆军，蒋勇，等.缓凝剂对水泥基自流平砂浆性能的影响J.混凝土世界，2021（12）：66-69.2 张树鹏，李东旭.水泥基自流平砂浆的制备及其性能J.材料科学与工程学报，2014，32（1）：58-63.3 单俊鸿，张景华，王荣荣，等.矿物掺合料对机制砂水泥基自流平砂浆性能的影响J.河北工程大学学报（自然科学版），2021，38（3）：1-6，68.4 徐风广，杨凤玲，李红伟，等.低活性钢渣在地面用水泥基自流平砂浆中的应用研究J.矿产综合利用，2019（6）：84-88.5 范晓玲，徐迅，卢忠远.固硫灰对水泥基自流平砂浆水化产物和性能的影响J.混凝土与水泥制品，2012（4）：1-6.6 穆鑫泉，宋旭艳，张雪飞，等.缓凝剂对石膏基自流平砂浆的影响J.混凝土世界，2023（5）：56-60.7 李瑶，庞博，刘军.外加剂对水泥基自流平砂浆性能的影响J.沈阳理工大学学报，2019，38（6）：28-33，38.8 张琳，朱海霞，吴兆毅.消泡剂在水泥基自流平砂浆中的应用研究J.新型建筑材料，2009，36（8）：9-11.9 聂宗浩，岳雪涛，夏芙蓉，等.可再分散乳胶粉对石膏基自流平砂浆性能的影响J.混凝土与水泥制品，2023（1）：70-73.10 张建隽，靳秀芝，韩涛，等.自流平砂浆流动性的影响因素研究J.中北大学学报（自然科学版），2014，35（5）：620-624.11 孙振平，杨洁，庞敏，等.可再分散乳胶粉对钢渣砂砂浆性能的影响J.建筑材料学报，2013，16（1）：55-59.12 薛伶俐，黎红兵，梁爽，等.两种乳胶粉对三元胶凝体系饰面砂浆性能的影响J.材料导报，2014，28（18）：108-112.13 孟利娜，梁炯丰，陈林.再生微粉-可再分散乳胶粉复合水泥砂浆力学性能研究J.混凝土，2023（2）：129-130，135.14 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