低环境负荷型聚合物改性防水砂浆的配方设计
李 豪1 ,王国庆1 ,闫娟娟1 ,陈建波2 ,赵风清1
- 河北科技大学,石家庄050018; 2. 河北中科环保有限公司,石家庄050035)
摘 要:以生态型水泥为胶凝材料,添加聚乙烯- 醋酸乙烯酯( EVA)和聚醋酸乙烯酯- 叔碳酸乙烯酯复合物、矿山细尾矿、河砂等,制成低环境负荷型聚合物水泥改性砂浆。砂浆性能达到JG/T984 – 2005《聚合物水泥防水砂浆》标准要求。
关键词:聚合物;防水砂浆;低环境负荷;尾矿;生态型水泥
防水材料一般分为刚性和柔性两种。聚合物改性水泥防水砂浆是在传统刚性水泥砂浆基础上,通过加入聚合物成分,利用无机和有机材料的协同作用,改善传统刚性防水材料抗折强度和粘结强度低,韧性差、易开裂等缺陷,因而越来越受到重视。本研究旨在利用自制的生态型水泥[ 1 ] 、尾矿(部分代替河砂) ,加入以EVA和聚醋酸乙烯酯- 叔碳酸乙烯酯为主要组分的
聚合物可再分散乳胶粉制成防水砂浆产品,实现尾矿等工业废渣的资源化利用。
1 试验
1. 1 试验原材料
生态水泥:采用矿渣、钢渣等为主要原料粉磨自制(矿渣、钢渣占总量的75% ) ;可再分散乳胶粉:采用聚乙烯醋酸乙烯酯、聚醋酸乙烯酯- 叔碳酸乙烯酯、聚丙烯酸酯等;承德铜兴矿业有限公司铜铁尾矿;消泡剂(磷酸三丁酯) ;减水剂(萘磺酸盐) 。
1. 2 试验方法
水泥配制:采用Φ500 mm ×500 mm试验磨,将钢渣、矿渣等粉磨至比表面积400～450m2 /kg;砂浆成型和养护参照JC /T 98422005《聚合物水泥防水砂浆》进行。稠度测试参照JGJ70─90《建筑砂浆基本性能试验方法》进行。抗渗性测试参照DL /T 5126─2001《聚合物改性水泥砂浆试验规程》进行。
1. 3 配方设计试验
采用正交试验方法,探索聚灰比(聚合物与水泥比) 、灰砂比(骨料采用河砂:尾矿= 1: 1) 、聚合物复配比例(聚乙烯醋酸乙烯酯EVA和聚醋酸乙烯酯- 叔碳酸乙烯酯比例, E: S)等因素和水平对强度的影响规律及显著性。加入按水泥量计的消泡剂0. 2% ,减水剂5%。主要因素及水平见表1。
正交试验结果见表2。本文以28d抗压与抗折强度的比值2压折比,作为考察砂浆物理强度和韧性主要指标。防水砂浆性能试验结果见表3。
由表2中28d压折比的极差分析结果可知,灰砂比和聚灰比显著性较为明显, E: S影响最弱,可能与胶凝材料有效含量及聚合物对水化产物构成影响较大有关,这一点与直观分析结果一致。说明砂浆体系中影响28d宏观强度的主要因素为灰砂比和聚灰比。最终确定A2B1C2为最优组合。即聚灰比12%、灰砂比1: 3、E: S为1: 1。在上述试验基础上,结合极差分析和方差分析结果,进行了优化组A2B1C2 验证试验。同时考虑原料成本因素进行配方微调,得到砂浆产品的优化物料配比为:聚灰比11%、灰砂比1: 3. 5 (尾矿、河砂质量比为1: 3) 、聚合物混合比( EVA:叔碳酸质量比为3: 1) 、减水剂0. 5% (以水泥计)消泡剂0. 2% (以水泥计) 。
从表3可看出,产品性能优异,符合聚合物砂浆的各项性能指标要求。
3 结论
采用以钢渣、矿渣、粉煤灰等为主要原材料,制成的生态水泥,代替普通硅酸盐水泥,利用工业细尾矿代替部分河砂制成聚合物防水砂浆,产品具有低环境负荷型特点。产品性能指标达到JG/T98422005《聚合物水泥防水砂浆》要求,为固体废弃物资源化开辟了一条可行的途径。
参 考 文 献
[ 1 ] 曹素改,张志国等. 利用高钙粉煤灰- 矿渣制备低碱度生态型水泥. [ J ]粉煤灰综合利用. 2006 (3) : 37～38.