可再分散乳膠粉在裝配式建筑用修補砂漿中的應用研究

華麗 黃洋林 楊良彬

（廣州協堡建材有限公司）

隨著我國建筑行業的不多迭代更近發展，裝配式建筑逐步替代一些傳統的現場作業施工方法。裝配式建筑建造速度快，節省了大量人工，較傳統的建筑模式更加經濟，同時也更加環保。2016 年9 月14 日國務院召開國務院常務會議，提出要大力發展裝配式建筑推動產業結構調整升級，2016 年9 月27 日國務院出臺《國務院辦公廳關于大力發展裝配式建筑的指導意見》，對大力發展裝配式建筑、未來裝配式建筑占比新建筑目標、重點發展城市進行了明確。

但預制構件在制作時經常出現一些質量缺陷，例如由于振搗不當、跑漏漿、等造成小面積裂縫，致使制作出來的構件出現缺棱掉角、蜂窩麻面、孔洞等缺陷。避免構件產生缺陷的方法除了在制作過程中注意這些制作工藝問題外，還可以采用修補砂漿來修補裂縫進行補救。傳統的修補砂漿要求（如表1）凝結時間長，早期強度不高，與修補面的相容性能不好，容易脫開，更不利于修補后的預制構件快速裝車，嚴重影響交貨周期。因此研制出一種粘結性能好又能快速修補的砂漿對與構建件的制作是很有必要。聚合物改性后的修補砂漿可以與修補面更好地粘結在一起，其中起到關鍵的重要組成成分就是可在分散乳膠粉。本試驗系統地研究了可再分散性乳膠粉摻量對修補砂漿的物理性能、力學性能的影響。

表1 JG/T336-2011 物理性能指標要求

1 試驗

1.1 試驗主要原材料

北極熊雙快硫鋁水泥、華新PⅡ52.5R 硅酸鹽水泥，細骨料為80～200 目石英砂，可再分散乳膠粉為寶辰化學6300E，減水劑為聚羧酸減水劑，水為自來水。

1.2 試驗方法

聚合物改性的修補砂漿制備方法為：將兩種水泥、砂、減水劑和乳膠粉及其他外加劑按照配合比比例稱量好后，放在干燥的預混攪拌機中攪拌180s，使材料均勻混合。

按照GB/T17671-1999《水泥膠砂強度檢驗方法（ISO 法）》制備砂漿拌和物。砂漿流動度根據GB/T2419-2005《水泥膠砂流動度測定方法》要求進行測試。砂漿的抗壓強度和抗折強度根據GB/T17671-1999 要求進行測試。砂漿的拉伸黏結強度和凝結時間根據JGJ／T70-2009《建筑砂漿基本性能試驗方法標準》要求的方法進行測試。

1.3 試驗配合比

在本次進行強度對比試驗時，保持修補砂漿流動度在170±5mm 的范圍內。在這個范圍內調整水灰比，硫鋁酸鹽水泥與硅酸鹽水泥的比例選擇8:2，80～100 目砂按照灰砂比為1:1 的用量，減水劑摻量為水泥的0.12%，可再分散乳膠粉按照兩種水泥總質量的百分比外摻，摻量范圍為0～10%（如表2）。

在本次進行凝結時間試驗時，保持所有組的水灰比相同，可再分散乳膠粉摻量范圍為0～12%（如表3）。

2 試驗結果與分析

2.1 可再分散乳膠粉摻量對改性修補砂漿凝結時間的影響

可再分散乳膠粉摻量對修補砂漿改性后對凝結時間的影響見圖1。

圖1 乳膠粉摻量對砂漿凝結時間的影響

從圖1 可以看出，可再分散乳膠粉的加入會延長修補砂漿的凝結時間，且凝結時間隨著可再分散乳膠粉摻量的增加而逐漸延長。可再分散乳膠粉顆粒溶于水后，會形成膜狀物質，這些膜狀物質覆蓋于水泥顆粒表面，隨著可再分散乳膠粉摻量的提高，膜狀物質的覆蓋面積也不斷增加，水泥顆粒無法與水快速的接觸，同時也對水化產物的遷移形成了一定的阻礙，從而降低了水泥的水化速度，因此隨著可再分散乳膠粉的摻量增加凝結時間相應的延長；可再分散乳膠粉顆粒也會與水泥水化產物發生反應，消耗部分Ca(OH)2，既而延緩水化反應的進行，延長凝結時間。[3]

2.2 可再分散乳膠粉對砂漿強度的影響

可再分散乳膠粉摻量對砂漿強度的影響分別見圖2、圖3、圖4。

圖2 可再分散乳膠粉摻量對砂漿抗壓強度的影響

圖4 可再分散乳膠粉摻量對砂漿拉伸粘結強度的影響

由圖2 可以看出，1d 時，不摻加可再分散乳膠粉的修補砂漿抗壓強度為40.26MPa，摻加10%可再分散乳膠粉時，砂漿最低抗壓強度為23.43MPa，與不摻加可再分散乳膠粉的砂漿相比降低了41.8%。28d 時，不摻可再分散乳膠粉的修補砂漿抗壓強度為68.23MPa；摻加10%可再分散乳膠粉時，砂漿最低抗壓強度為48.03MPa，與不加可再分散乳膠粉的砂漿相比降低了29.81%。

加入膠粉后砂漿變黏，砂漿的內部均勻性變差，并且可再分散膠粉的引氣量隨著摻量的增大而增大[4]，這些都對砂漿的抗壓強度的增大產生負面影響。可再分散膠粉對砂漿28d抗壓強度的影響比1d的影響小，也說明了可再分散乳膠粉對砂漿早期的水化反應得抑制比較明顯。

由圖3 可知，1d 時，不摻可再分散乳膠粉的砂漿抗折強度為6.91MPa，摻加4%可再分散乳膠粉時，砂漿最高抗折強度為7.34MPa，與不加可再分散乳膠粉的砂漿相比增加了6.22%；摻加10%乳膠粉時，砂漿最低抗折強度為6.83MPa，與不加可再分散乳膠粉的砂漿相比降低了1.16%。28d 時，不摻可再分散乳膠粉的砂漿的抗折強度為12.56MPa，摻加4%可再分散乳膠粉時，砂漿抗折強度最高為13.95MPa，摻加10%可再分散乳膠粉時，砂漿抗折強度最低為12.02MPa，分別比不加可再分散乳膠粉的砂漿增加了11.06%、降低了4.29%，隨著可再分散乳膠粉摻量的增加，砂漿的抗折強度先增大后減小。

由圖4 可知，拉伸粘結強度隨著可再分散乳膠粉摻量的提高逐漸提高，當摻量達到6%，拉伸粘結強度達到最高，比未添加可再分散乳膠粉的砂漿粘結強度提高了192.5%，當摻量超過6%，砂漿粘結強度不再上升，逐漸趨于穩定。可再分散乳膠粉在新拌砂漿里復原形成的聚合物乳液均勻分散，聚合物乳液失水形成了聚合物膜填充了砂漿內部的空隙，砂漿內部缺陷減少，而且修補面的聚合物膜在修補基體上起到了錨固的作用，因此砂漿的抗折強度和拉伸黏接強度逐漸增大。[5]

可再分散乳膠粉具有引氣的作用，雖然加入適量的可再分散乳膠粉可提高砂漿的粘結強度，但是當可再分散乳膠粉摻量過多時，修補砂漿與水泥基面之間的接觸面因為氣泡也會產生空隙，（如圖5 和圖6）降低了修補砂漿與水泥基面的接觸面積。當可再分散乳膠粉摻量超過8%時，可再分散膠粉對砂漿粘結強度的影響由這兩個因素共同作用，所以砂漿粘結強度不會繼續提升。

圖5 可在分散乳膠粉摻量6%

圖6 可在分散乳膠粉摻量10%

2.3 可再分散乳膠粉對壓折比的影響

砂漿柔韌性是評價砂漿開裂性的重要指標之一，壓折比（抗壓強度與抗折強度之比）可以反映水泥砂漿的柔韌性壓折比越小，表示砂漿的柔韌性越好。改性修補砂漿壓折比與可再分散乳膠粉摻量的關系如圖7所示。

圖7 可再分散乳膠粉摻量對改性修補砂漿壓折比的影響

由圖7 可知，隨著可再分散乳膠粉加入，砂漿壓折比呈整體下降的趨勢。1d 時，砂漿的壓折比隨著摻量的提高而降低，當可再分散乳膠粉摻量為10%，砂漿最低壓折比為3.43，比不摻加膠粉的砂漿壓折比降低了41.2%。3d 及28d 時，砂漿壓折比隨著可再分散乳膠粉摻量的提高呈波動狀。3d 時，砂漿最低砂漿壓折比為4.27，比不加入可再分散乳膠粉的砂漿壓折比降低了31.7%。28d 時，砂漿最低壓折比為3.99，比不加入可再分散乳膠粉的砂漿壓折比降低了26.7%。因此加入可再分散乳膠粉可以有效提升砂漿的韌性。

3 結論

⑴加入可再分散乳膠粉會適當延長修補砂漿的凝結時間，隨著摻量的增加凝結時間逐漸變長，當膠粉摻量大于10%，凝結時間增長趨于穩定，凝結時間適當延長有利于修補施工。

⑵隨著可再分散乳膠粉摻量的增加，抗壓強度呈現直線下降趨勢，可再分散乳膠粉摻量為10%時，28d時砂漿抗壓強度與膠粉摻量0%時相比降低了29.81%。砂漿的抗折強度隨著可再分散乳膠粉摻量的增加先增大后減小，28d時，摻加4%可再分散乳膠粉時，砂漿抗折強度最高為13.95MPa，摻加10%可再分散乳膠粉時，砂漿抗折強度最低為12.02MPa，分別比不加可再分散乳膠粉的砂漿增加了11.06%、降低了4.29%。

⑶拉伸粘結強度隨著可再分散乳膠粉摻量的提高逐漸提高，當摻量達到6%，拉伸粘結強度達到最高，比與膠粉摻量0%時的砂漿粘結強度提高了192.5%，當摻量超過6%，砂漿粘結強度不再上升，逐漸趨于穩定。

⑷加入可再分散乳膠粉可以減小砂漿的壓折比提升砂漿的柔韌性。28d 時，砂漿最低壓折比為3.99，比膠粉摻量0%時的砂漿壓折比降低了26.7%。