淺談涂層水泥砂漿的密實度

錢曉陽 魏肖波 徐亦冰 陳 銳 周柯帆

（浙江科達新型建材有限公司 浙江嵊州 312400）

前言

隨著一體化板的推廣，在聚氨酯保溫板、EPS板上涂刮水泥砂漿層的應(yīng)用越來越多。保溫板上涂刮砂漿層后，涂上涂料系列，做成砂漿型裝飾保溫一體化板[1]。目前，保溫板上涂的砂漿涂層一般采用抹面砂漿。抹面砂漿在保溫板上涂層，施工性能差，水泥砂漿硬化后，內(nèi)部結(jié)構(gòu)較松散，抗拉抗沖擊性能不理想。改進涂層用的水泥砂漿迫在眉睫。涂層水泥砂漿的各種性能要求較高，保溫板上涂刮的砂漿層，要求表面平整、不開裂、強度高等。如果涂層水泥砂漿的各種性能能達到一體化板的高標準，砂漿型裝飾保溫一體化板就能得到很大的發(fā)展。

水泥砂漿的強度一般是由組成水泥砂漿材料的性能和水泥砂漿硬化后的內(nèi)部結(jié)構(gòu)來決定的。剖開砂漿層，就會看到砂漿層的橫截面會有很細的孔泡結(jié)構(gòu)[2]。一般來說水泥砂漿孔泡越細，密實度越高，強度也越高。孔泡越粗，密實度越低，強度也越低。這里的密實度是指水泥砂漿固體物質(zhì)的體積占比，是水泥砂漿層內(nèi)水泥、水泥水化物、砂等充實的程度，反映了水泥砂漿的致密程度。為了便于比較，從水泥砂漿硬化后的內(nèi)部結(jié)構(gòu)著手，通過觀察比較不同水泥砂漿的孔泡大小，來討論影響水泥砂漿密實度的因素。

1 實驗部分

1.1 主要原材料

325#425#水泥：明峰建材集團；6031E膠粉：北京寶辰聯(lián)合科技股份有限公司；

纖維素醚MH64S：浙江海申新材料有限公司；HX6000GY4纖維素醚：信越化學；

PVA1788：上海舜水化工；901減水劑：上海舜水化工；

6225減水劑：北京寶辰聯(lián)合科技股份有限公司；F10減水劑：巴斯夫。

1.2 水泥砂漿樣板

將水泥砂漿按表1配方配制，干粉混合均勻；按比例加水，攪拌均勻，并調(diào)好粘度，再在聚氨酯保溫板上涂成20cm×10cm×0.6cm的樣板；保養(yǎng)十四天后，剖開截面看孔泡的大小。

表1 涂層用水泥砂漿配方

2 結(jié)果與討論

2.1 結(jié)果

各組中孔泡大小：

Ⅰ組：4#≤3#＜2#＜1#；Ⅱ組：7#＜5#＜6#；Ⅲ組：10#＜9#＜8#

Ⅰ組孔泡整體比Ⅱ組和Ⅲ組的要細。Ⅱ組的孔泡整體比Ⅲ組的細。

備注：Ⅰ組用的是425#水泥，Ⅱ組、Ⅲ組用的是325#水泥，Ⅲ組用的325#水泥放置時間較長。

實驗過程中，用YG4纖維素醚的水泥砂漿保水時間明顯比用MH64S的長。并且表面基本上無裂紋。而用MH64S纖維醚的水泥砂漿表面有細小的裂紋。

2.2 討論

三組實驗表明，用YG4纖維素醚的水泥砂漿硬化后，孔泡結(jié)構(gòu)明顯比用MH64S的細。一般涂層用的水泥砂漿，多數(shù)生產(chǎn)廠家會參考抹面砂漿的配方，采用粘度偏大的纖維素醚類做增稠劑及保水劑。MH64S纖維素醚屬于非離子型增稠劑，主要靠水合作用和分子之間的纏繞來增稠。添加這類纖維素醚的水泥砂漿在拌漿、涂層的過程中，水泥砂漿內(nèi)部相互作用力小，空氣容易混入，導致砂漿內(nèi)部孔泡粗、密實度小。另外MH64S纖維素醚具有靜態(tài)和低剪切下高粘，高剪切下低粘的特性。水泥砂漿從漿槽里翻滾到涂刮到保溫板上的過程，是剪切的過程。高剪切低粘的水泥砂漿，在涂刮過程中使刮刀和保溫板間的擠壓作用力小，砂漿和板材的貼合度不夠，導致涂層水泥砂漿板的強度性能不足。YG4是疏水改性纖維素醚，是屬于締合型增稠劑，在纖維素醚的支鏈上進行疏水改性。這樣，使在原有纖維素醚增稠的基礎(chǔ)上又具有了締合增稠的作用。疏水改性的疏水基團，與乳膠粒子、表面活性劑及顏填料粒子發(fā)生吸附締合作用，形成立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，達到增稠目的[3]。添加疏水改性纖維素醚的水泥砂漿在攪拌、涂層過程中，水泥砂漿內(nèi)部相互作用力大，空氣不易混入，因此密實度也相對較大。并且水泥砂漿在中高速剪切下，也有較高的粘度，砂漿在涂層時，較高的動態(tài)粘度使刮刀產(chǎn)生較大的擠壓力，從而把砂漿牢牢地涂刮在保溫板材上。疏水型纖維素醚可再次使涂在板材上的水泥砂漿形成立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使水泥砂漿有更好的密實度和成膜性[4]，從而使水泥砂漿有了更高的強度。

保溫板上涂層的水泥砂漿，部分水份易被板材吸收，另外涂的水泥砂漿層較薄，一般厚度4～8mm，水份蒸發(fā)相對較快，容易在整塊板材中形成裂縫，因此，要求纖維素醚有一定的保水性[5]。保水時間越長，越有利于水泥的水化和凝結(jié)硬化，生成的水化物逐步填充毛細孔，促進了水泥砂漿的強度發(fā)展[6]。保水性好壞與纖維素醚的固有粘度與加量有關(guān)，粘度越大、加量越大，保水性能越好。實驗證明，MH64S纖維素醚，若用量小，水泥砂漿的和易性差，施工性能差；若用量過大，和易性好，施工性能好，但易阻斷砂漿中交聯(lián)物質(zhì)的交聯(lián)，因而影響了強度。用疏水型纖維素醚的砂漿，具有良好的施工性能，并且保水性時間長，和易性好，硬化后密實度好、強度高。疏水型纖維素醚，還減少了拌和砂漿時水的用量，一定程度上減小了孔泡的大小，從而使水泥砂漿有了更高的密實度。

水泥砂漿中引入少量PVA粉，能提高保水性能，在水化過程中還能形成有機-無機復合薄膜基質(zhì)，水泥水化產(chǎn)物與其相互穿插，構(gòu)成致密的空間網(wǎng)絡(luò)微觀結(jié)構(gòu)，提高水泥砂漿的機械強度[7]。PVA不耐堿，一般加量在2‰以內(nèi)，過量的PVA粉不但會影響施工性能，還會降低水泥砂漿的強度。

從三組實驗中看出，用325#的水泥配成的水泥砂漿，形成的孔泡結(jié)構(gòu)遠遠比425#的粗，形成的強度也低。不同牌號的水泥，有不同的礦物成分、不同的細度、不同的存放時間，使水泥有了不同的活性、不同的水化程度，從而導致水泥砂漿有不同的密實度。采用牌號相對較高、一定粗細程度、適當存放時間的水泥，有利于提高水泥砂漿的密實度和強度。

實驗表明，巴斯夫的F10、北京寶辰的6225減水劑不但減水效果好，而且在添加后，水泥砂漿內(nèi)部形成的孔泡結(jié)構(gòu)也明顯變細。與6225同為羧酸型的901減水劑，不但沒有起到好的減水效果，砂漿內(nèi)部形成的孔泡結(jié)構(gòu)明顯較粗大。減水劑影響了孔泡的粗細，從而影響水泥砂漿的密實度，也影響了水泥砂漿的強度。

減小涂層水泥砂漿的孔泡大小、增加水泥砂漿的密實度還有很多方法，調(diào)整配比、選用更好的材料、引入活性硅灰等方法，都值得我們?nèi)L試。

3 結(jié)論

影響涂層水泥砂漿密實度的因素很多，纖維素醚、水泥、減水劑等等。只有采用合理的配方，使用合理的材料，才能減小砂漿的孔泡大小、改善砂漿中的孔隙結(jié)構(gòu)，才能提高涂層水泥砂漿的密實度、提高涂層水泥砂漿的強度。只有把涂層水泥砂漿的密實度、強度做好了，砂漿型裝飾保溫一體化板才能得以推廣。

[1]錢曉陽，徐亦冰，馬才永.砂漿型聚氨酯一體化板[J].建材與裝飾，2018，01（3）：138～139.

[2]張金喜，金珊珊.水泥混凝土微觀孔隙結(jié)構(gòu)及其作用.科學出版社.

[3]徐國才.常用增稠劑的增稠機理和應(yīng)用特點.2016年浙江省建筑涂料年會論文集：259～263浙江省粘接技術(shù)協(xié)會涂料分會編.

[4]張恒，劉麗麗，趙娜娜，等.疏水改性羥乙基纖維素締合增稠機理研究[J].高校化學工程學報，2012，26（4）：661～666.

[5]張彬，賀鴻珠，鐘世云.纖維素醚在水泥砂漿中的作用機理及影響因素[J].上海建材，2008，03：32～36.

[6]王新民，李頌.新型建筑干拌砂漿指南.中國建筑工業(yè)出版社.

[7]范基駿，陳日高，羅朝巍，等.水泥砂漿的PVA改性機理研究[J].廣西大學學報，2009，34（4）：513～516.