可再分散乳膠粉對膠粘劑與EPS底板粘接性能的影響

韓曉冬

（天津科技大學(xué)材料科學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院 天津 300457）

干混砂漿是新型建筑材料的一種，其中用于EPS薄抹灰外保溫系統(tǒng)的粘結(jié)砂漿（膠粘劑）是外墻外保溫領(lǐng)域中用量大，范圍廣的品種。可再分散乳膠粉作為干混砂漿中的重要有機(jī)膠粘劑，雖然膠粉質(zhì)量僅占干混砂漿質(zhì)量的2%左右，但價值卻占到20%以上。干混砂漿合理配比，這一問題也是高職建筑材料工程專業(yè)建筑砂漿課程中的重點和難點。學(xué)生在教師指導(dǎo)下，研究探討不同膠粉摻量下對粘接砂漿強(qiáng)度的影響，對合理科學(xué)使用可再分散乳膠粉，從而降低生產(chǎn)成本，避免資源浪費，具有一定的現(xiàn)實意義。

試驗?zāi)康?/h2>

根據(jù)《膨脹聚苯板薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)JG149—2003》中試驗標(biāo)準(zhǔn)和試驗方法，探討不同膠粉摻量對膠粘劑與EPS底板試塊粘接性能的影響。

試驗材料

水泥：采用天水P·O 42.5；重鈣：250目；砂：細(xì)度為70目的水洗河砂；纖維素醚：赫達(dá)10萬粘度值；可再分散乳膠粉：瓦克5044N。

試驗設(shè)計

表1 施工中推薦使用的典型配合比表

本試驗是為分析可再分散乳膠粉對膠粘劑與EPS底板粘接性能影響，研究可再分散乳膠粉在干混砂漿中摻量的，所以，調(diào)整配合比為表2。

表2 本次試驗配合比表

本次試驗主要研究的是可再分散乳膠粉對粘結(jié)砂漿拉伸粘接強(qiáng)度的影響，配合比表1中，粘結(jié)砂漿的配合比變量較多，如果采用該配合比配制粘結(jié)砂漿進(jìn)行試驗，則無法準(zhǔn)確判斷可再分散乳膠粉對粘結(jié)砂漿性能的影響。

在配合比表2中，固定了水泥摻量為350kg，用水量為200kg，水洗砂為 550kg。

李扣蘭、丁盛等通過變化纖維素醚在干混砂漿中的摻量，設(shè)計研究了干混砂漿與EPS板粘接的拉伸強(qiáng)度試驗，試驗中發(fā)現(xiàn)：纖維素醚摻量增加，粘結(jié)劑的拉伸粘結(jié)強(qiáng)度也會慢慢增加，當(dāng)纖維素醚的摻量達(dá)到某一數(shù)值時，粘結(jié)劑的拉伸粘結(jié)強(qiáng)度達(dá)到峰值。如果繼續(xù)增加纖維素醚摻量，粘結(jié)劑的拉伸粘結(jié)強(qiáng)度反而迅速降低并低于空白粘結(jié)劑的數(shù)據(jù)。由此可以判定：纖維素醚對粘結(jié)劑的粘結(jié)能力有一定影響，但摻量過大會降低其粘接性能，存在一個最佳值。

由于已有的大量實踐已經(jīng)表明纖維素醚主要作用是保水和增稠，膠粉雖也具有保水性能，但其作用遠(yuǎn)不如纖維素醚明顯，而且，纖維素醚對粘結(jié)砂漿的力學(xué)性能影響效果不大。由此，本次試驗在常見配合比纖維素醚摻量（2～5kg）的基礎(chǔ)上選取較小值（2kg）作為固定參數(shù)，就是為了在保證粘結(jié)砂漿保水性和稠度基礎(chǔ)上，盡量減小其對水泥砂漿硬化體的影響，從而更準(zhǔn)確地確定，可再分散乳膠粉對粘結(jié)砂漿的作用和影響。

另外，表2配比中的重鈣屬于惰性填料，即為機(jī)械破碎的方解石、石灰石等。它們本身基本不參與化合反應(yīng)。由此，為了保證配比中的總量不變，可在內(nèi)摻膠粉的過程中，調(diào)整惰性填料重鈣的摻量為98-N（kg）。

根據(jù)以上分析，可以得出如下結(jié)論：表2中所采用的配合比，能較好地測定含有可再分散乳膠粉對膠粘劑與EPS底板粘接性能影響，為膠粉的合理使用提供參考。

試驗方法

按照《膨脹聚苯板薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)》，JG149-2003 6.3.1用表觀密度為18kg/m3的，按規(guī)定，經(jīng)過陳化后合格的膨脹聚苯板作為試驗用標(biāo)準(zhǔn)板 （抗拉強(qiáng)度≥0.1MPa），切割成70mm×70mm×20mm 的聚苯板下底板試塊，每組6塊備用。

按表2配制出膠粘劑，粘接EPS底板，粘接厚度3mm，面積40mm×40mm。

在空氣中養(yǎng)護(hù) 14d后，如圖1進(jìn)行拉伸粘接強(qiáng)度測定，拉伸速度為（5±1）mm/min。拉伸后試件如圖2，記錄每個試驗測試結(jié)果及被破壞的界面，并取4個中間值計算算數(shù)平均值。

試驗數(shù)據(jù)處理

拉伸粘結(jié)強(qiáng)度應(yīng)按下式進(jìn)行計算：

σb=Pb/A

式中σb為拉伸粘接強(qiáng)，Mpa；Pb 為破壞荷載，N；A 為試樣面積，mm2。

試驗結(jié)果

圖1 EPS試塊拉伸試驗圖

圖2 試件拉伸破壞后的界面圖

表3 不同可再分散乳膠粉摻量試塊的斷面情況表

圖3 可再分散乳膠粉摻量與拉伸粘接強(qiáng)度的關(guān)系圖

試驗結(jié)論與分析

從圖2中可知，粘結(jié)砂漿對EPS底板的拉伸粘接強(qiáng)度測試試驗中，試塊的斷面出現(xiàn)了兩種情況，即粘結(jié)砂漿與EPS底板的在粘接界面處斷裂；斷面在EPS底板內(nèi)斷裂。

從圖3中可明顯看出，對于不同摻量膠粉配制的粘結(jié)砂漿與EPS底板試塊的拉伸粘結(jié)強(qiáng)度變化較大，當(dāng)每噸粘結(jié)砂漿中膠粉摻量不低于12.5kg時，即可再分散乳膠粉摻量不低于1.25%時，粘結(jié)砂漿與EPS底板的拉伸粘結(jié)強(qiáng)度，符合《膨脹聚苯板薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)》JG149-2003規(guī)定的大于0.1MPa，或聚苯板破壞的要求。

分析表3、圖3，可以發(fā)現(xiàn)，若斷面發(fā)生在界面處，所測得試驗數(shù)值較小，也說明粘結(jié)砂漿與EPS底板的結(jié)合效果差，若斷面發(fā)生在聚苯板內(nèi)部，往往測得的試驗數(shù)值較高，也證明粘結(jié)砂漿與EPS底板的結(jié)合效果強(qiáng)，粘接牢固。

當(dāng)膠粉含量低于1.25%時，可再分散乳膠粉對粘結(jié)砂漿的影響粉基本不起作用，甚至起副作用，而且，觀察20組試塊，此時的試塊破壞往往發(fā)生在聚苯板與粘結(jié)砂漿界面處，說明界面仍是最脆弱的地方。當(dāng)膠粉含量不低于1.25%時，破壞大都發(fā)生在聚苯板內(nèi)部，說明膠粉起到了增強(qiáng)界面粘接效果的作用，界面粘接強(qiáng)度已經(jīng)大于聚苯板內(nèi)部的垂直面抗拉強(qiáng)度。

綜合以上分析，得出結(jié)論如下：對于可再分散乳膠粉對EPS底板粘結(jié)砂漿的拉伸粘接強(qiáng)度影響可以以1.25%的摻量為界，大于這一摻量即可滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。較高的膠粉摻量對粘接強(qiáng)度的增長并無實際意義。這一研究結(jié)論，對于高職建筑材料專業(yè)教師指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)，深入研究砂漿配合比的設(shè)計，以及學(xué)生了解當(dāng)前建筑新型材料的前沿與創(chuàng)新都有重要的現(xiàn)實意義。

[1]中華人民共和國建設(shè)部.JG149—2003膨脹聚苯板薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2003.

[2]蘇雷，馬保國，蹇守衛(wèi).纖維素醚對水泥漿體性能的影響?[C].武漢理工大學(xué)硅酸鹽教育部重點實驗室.第三屆全國商品砂漿學(xué)術(shù)交流會論文集.武漢：機(jī)械工業(yè)出版社，2009：157-162.

[3]王培明，張國防，張永明.聚合物干粉對水泥砂漿力學(xué)性能的影響[J].新型建筑材料，2005（1)：32-35.

[4]李扣蘭，丁盛，張?zhí)垼笛?化學(xué)添加劑對外墻外保溫干粉粘結(jié)劑性能影響的研究[J].新型建筑材料，2009（3)：39-41.

□有話職說

對于不屈不撓的人來說，沒有失敗這回事。

——俾斯麥