聚合物水泥防水浆料的性能研究

   日期:2022-02-08     浏览:154    
核心提示:聚合物水泥防水浆料的性能研究王岳,聂雁翔,张军,汪婷,朱厚信(安徽朗凯奇建材有限公司,安徽合肥230001)聚合物水泥防水浆料
聚合物水泥防水浆料的性能研究
王岳,聂雁翔,张军,汪婷,朱厚信
(安徽朗凯奇建材有限公司,安徽合肥230001)

聚合物水泥防水浆料作为一种新型的环保型防水材料,结合了水泥的刚性和高分子材料的柔性,具有良好的物理力学性能和耐久性[1]。苯丙乳液是聚合物水泥防水浆料常用的一种聚合物乳液,可将水泥水化产物的颗粒连接起来,延长水泥的硬化时间,提高聚合物水泥防水浆料的强度、粘结性及耐水性,同时改善水泥的脆性, 克服传统水泥粘结层和抹面层易胀缩开裂等弊病[1-2]。本研究主要讨论了苯丙乳液和润湿剂的添加量对聚合物水泥防水浆料性能的影响,探讨了消泡剂的选用以及聚合物水泥防水浆料的耐水性。

1 实验
1.1 原料及仪器
苯丙乳液:Acronal PS 608,工业级,巴斯夫(中国)有限公司;42.5 普通硅酸盐水泥:工业级,巢湖市铁鹏水泥厂;100~200 目石英砂、SM 高效减水剂:工业级,苏州兴邦化学建材有限公司;润湿剂OP-10:工业级,北京东联化工有限公司;消泡剂NXZ、消泡剂BH-508:工业级,合肥柏晗化工有限公司;杀菌剂:工业级,罗门哈斯贸易(上海)有限公司。SHBY-40B 型数控水泥混凝土标准养护箱:浙江辰鑫机械设备有限公司;YAW-300D 型微机控制压力试验机:浙江辰鑫机械设备有限公司;NDJ-5S 旋转黏度计:上海平轩科学仪器有限公司。
1.2 聚合物水泥防水浆料的配制
将消泡剂、润湿剂和杀菌剂按照一定的比例加入苯丙乳液中,然后加入不同比例的水,搅拌均匀后即得到不同固含量的液料。粉料的配比见表1。后按照液粉比为1∶3 配制防水浆料。

1.3 性能测试
聚合物水泥防水浆料试样的制备、养护以及性能测试,均按照标准JC/T 2090—2011《聚合物水泥防水浆料》Ⅰ型的要求进行。

2 结果与讨论
2.1 苯丙乳液的添加量对聚合物水泥防水浆料性能的影响
选择性能优良的聚合物乳液对防水浆料是非常重要的。本研究选用巴斯夫Acronal誖PS 608 苯丙乳液,其玻璃化温度(Tg)为10 ℃,与水泥的相容性良好,可为防水浆料提供良好的和易性,同时有利于提高其密实度。该乳液的添加量对防水浆料性能的影响,如图1 所示。

由图1 可以看出,随着乳液添加量的增加,聚合物水泥防水浆料的抗折强度增加,抗压强度减小。这表明,随着乳液添加量的增加,更多的聚合物乳液包覆水泥颗粒,使得水泥水化反应减少,所以表现出抗折强度增加、抗压强度下降。综合防水浆料性能以及成本等因素,苯丙乳液的添加量为35%比较合适。
2.2 润湿剂对聚合物水泥防水浆料性能的影响
2.2.1 润湿剂的添加量对聚合物水泥防水浆料性能的影响
由于水泥和石英砂本身都有一定的表面能,往往会凝聚,甚至出现团聚现象,形成二次粒子。尤其是在聚合物乳液的作用下,水泥与石英砂的粘结作用加剧,使水泥无法与水充分接触,而仅仅通过机械搅拌作用很难将凝聚的粒子分散,影响水泥水化的进程,进而影响防水浆料的性能。润湿剂是一种表面活性剂,能够降低粒子的表面能,阻止颗粒之间的凝聚作用,使防水浆料分散均匀。图2 分别是少量润湿剂(0.2%)加入前后,防水浆料试样放大200 倍后的表面形貌图像。由图2(a)可知,在加入润湿剂前,试样表面凸凹不平,颗粒有凝聚现象;由图2(b)可知,加入少量润湿剂后,试样表面规整,颗粒分散比较均匀。

2.2.2 润湿剂的添加量对聚合物水泥防水浆料黏度的影响
适量润湿剂的加入,能够使聚合物水泥防水浆料分散均匀,同时降低黏度。图3 是润湿剂的添加量对防水浆料黏度(3# 转子,6 r/min)的影响。由图3 可知,在一定的范围内,随着润湿剂添加量的增加,防水浆料的黏度呈现下降趋势。试验还发现,防水浆料的黏度低于2 500 mPa·s 时比较容易施工。但是,润湿剂的加入会产生大量气泡,为接下来的消泡带来困难,同时也会影响防水浆料的耐水性[3]。综合各方面因素考虑,润湿剂的添加量为0.2%比较合适。

2.3 消泡剂对聚合物水泥防水浆料性能的影响
泡沫是影响聚合物水泥防水浆料防水性能的重要因素。泡沫一般由以下几个因素引起:1)乳液本身带来的大量表面活性剂;2)润湿剂、分散剂等各种表面活性剂的使用;3)制备时搅拌带来的大量气泡。针对泡沫问题,可使用合适的消泡剂,两种及两种以上消泡剂的复合使用也是解决泡沫问题的一条路径[4]。本研究在防水浆料的制备过程中,采用一种消泡剂与两种消泡剂复合使用作对比。第1 组:液料配制时直接加入0.3%的消泡剂NXZ,搅拌均匀后,按照液粉比为1∶3 加入粉料,所得到防水浆料试样放大200倍后的表面形貌,如图4(a)所示。可以看出,试样表面有许多气孔存在。第2 组:液料配制时直接加入0.2%的消泡剂NXZ,消泡片刻后,另加入0.05%的消泡剂BH-508,搅拌均匀后,按照液粉比为1∶3 加入粉料,防水浆料样块放大200 倍后的表面形貌,如图4(b)所示。可以看出,试样表面几乎无气孔存在。通过上述两组对比试验发现,两种消泡剂的协同作用,不仅能够减少消泡剂的用量,节约成本,而且能够明显减少防水浆料中的气泡。

2.4 防水浆料的耐水性
耐水性是指防水材料本身能够承受水的侵蚀作用而不受破坏的能力[4],对于聚合物水泥防水浆料来说,其耐水性和防水性同样重要。在标准条件下养护7 d 和28 d 的聚合物水泥防水浆料,随着在水中浸泡时间的变化,其抗压、抗折强度变化见表2。从表2 可以看出,养护7 d 后,随着试样在水中浸泡时间的增加,其抗折强度略有减少;养护28 d后,其抗折强度趋于稳定,保持在8.0 MPa 左右。这表明,试件经过28 d 养护后,乳液的成膜稳定性较好,这种稳定性对于聚合物水泥防水浆料而言意义重大。

3 结论
1)随着苯丙乳液添加量的增加,聚合物水泥防水浆料试件的抗折强度增大、抗压强度减小。综合浆料性能以及成本等因素,苯丙乳液的添加量为35%比较合适,此时,聚合物水泥防水浆料的抗折强度和抗压强度分别为6.9 MPa 和19.6 MPa。
2) 适量的润湿剂能使聚合物水泥防水浆料分散均匀,当润湿剂的添加量为0.2%时,聚合物水泥防水浆料的黏度为2 480 mPa·s,有利于施工。
3) 消泡剂NXZ 与消泡剂BH-508 复配使用,能够明显减少聚合物水泥防水浆料中的气泡。
4)经过28 d 的养护后,聚合物水泥防水浆料的耐水性能良好。
 









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