丙烯酸可再分散乳胶粉在刚性防水砂浆中应用

0 前言
刚性防水砂浆具有与基层和后继工序中材料相容性较好的“双亲”特性,可喷、可刷、可抹,施工非常简便,对于活动性不是很大的基层,如隧道、地下室等,刚性防水砂浆非常适用,在边角和活动性较大的部位可以配合柔性防水砂浆使用,以获得最优的整体防水效果[1]。只要配合比、施工方法适当,一般来说水泥基材料的抗渗性能优异,完全可以满足防水要求,抗渗等级非常容易达到P12。一般工程中水压很少超过0.3MPa,但实际工程中经常出现防水砂浆大面积渗水、漏水现象,不能满足抗渗防水要求[2],这是由于普通防水砂浆的柔韧性不够,极易开裂;另外,防水砂浆层厚度较小,由于水泥基材料毛细孔吸水作用,使得防水砂浆吸水性太强,不能起到很好的防水防潮作用。因此,提高柔韧性和降低其吸水性是开发刚性防水砂浆的关键。可再分散乳胶粉可以赋予砂浆良好柔韧性和低吸水率[3],满足防水砂浆的要求。丙烯酸可再分散乳胶粉较EVA 乳胶粉具有更好的耐水性、防水性[4]。本文重点研究本公司生产的丙烯酸乳胶粉6041A 在刚性防水砂浆中的应用,并与EVA 乳胶粉进行对比试验。

1 试验
1.1 原材料
水泥:冀东P·O42.5 水泥;粉煤灰:Ⅱ级粉煤灰,需水量比98%,烧失量3.2%,28 d活性指数0.75;重钙:400 目;膨胀剂:江苏博特JM-Ⅲ;消泡剂:P803;纤维素醚:HPMC(黏度40Pa·s);可再分散乳胶粉:天维宝辰公司纯丙烯酸乳胶粉6041A,玻璃化温度为-10 ℃;选择一种市场上用量较大的EVA 可再分散乳胶粉作为对比,玻璃化温度为-7 ℃。

1.2 试验方法
刚性聚合物防水砂浆的养护方法、抗压、抗折、压折比、粘接强度、抗渗性和收缩率测试按照JC/T 984—2005《聚合物水泥防水砂浆》进行;吸水率按照DL/T 5126—2001《聚合物改性水泥砂浆试验规程》进行,成型40 mm×40 mm×160 mm 三联模,在(20±3)℃、(50±5)%相对湿度的环境下养护至28 d,在80 ℃干燥48 h 后进行浸水试验,测试其48 h吸水率。

1.3 试验配方
试验配方见表1,其中1#为基准砂浆;2#~6#配方中胶粉为6041A丙烯酸可再分散乳胶粉,乳胶粉掺量分别为1%、2%、3%、4%及5%;7#配方中胶粉为EVA可再分散乳胶粉,其掺量为3%。
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2 试验结果与讨论
2.1 乳胶粉掺量对防水砂浆抗折和抗压性能的影响丙烯酸乳胶粉6041A 掺量对防水砂浆的抗压、抗折强度及压折比的影响见表2。
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由表2可以看出:(1)各组配方的抗压、抗折强度都较高,都能满足JC/T 984—2005 标准中抗折强度大于8.0 MPa,抗压强度大于24 MPa 的要求;随着胶粉6401A 掺量的增加,抗压强度有较为显著的下降,而抗折强度随着胶粉掺量的增加先增加后降低,在胶粉6401A 掺量为3%时抗折强度最高;在一般的干混砂浆中经常观察到的现象是抗折强度随着胶粉掺量的增加而降低,与本实验的结果不一致,这可能是由于在本实验中消泡剂掺量较高,在一定程度上降低了聚合物引气造成的不利影响;(2)压折比随着胶粉掺量增加而降低,胶粉掺量为3%时,压折比为3.04,当胶粉6401A 掺量超过3%时,压折比可以满足JC/T 984—2005标准中小于3.0的要求。

2.2 乳胶粉掺量对防水砂浆粘接强度的影响
从表2 可以看出,随着胶粉6401A 掺量的增加,砂浆的粘接强度显著上升。当6041A胶粉掺量分别为0、1%、2%、3%、4%和5%时,砂浆的28 d粘接强度分别为0.84、1.68、1.91、2.24、2.39和2.51 MPa,掺入1%的胶粉可使粘接强度提高90%。这有利于避免空鼓起壳、提高体系的整体性和防水性能。

2.3 乳胶粉掺量对防水砂浆抗渗性的影响
从表2可以看出,即使不加入胶粉,当在配方中加入部分消泡剂后也可以获得较为优异的抗渗性能,当丙烯酸胶粉掺量增加时,砂浆抗渗能力有一定的提高。水泥基材料本身具有非常优异的抗渗性能,通过降低水灰比可以显著提高水泥基材料的抗渗性,一般工程中水压很少超过0.3 MPa,但在实际工程中漏水、渗水现象仍然屡见不鲜,这是由于基础变形、环境变化等引起的第二类荷载使防水体系开裂渗水;另外,由于水泥基是亲水性很强的材料,防水砂浆往往只做3~5 mm 厚,在这个厚度下水泥基材料的毛细吸水将起更重要作用[2],本文通过毛细吸水率来评价在这种作用下防水砂浆的性能。

2.4 乳胶粉掺量对防水砂浆吸水率的影响
水泥基材料毛细吸水一般用吸水率和吸水高度来表征[5],从表2 可以看出,随着胶粉6401A 掺量的增加,砂浆的吸水率逐渐降低,未掺乳胶粉的试件吸水率高达13.44%,丙烯酸胶粉掺量为1%、2%、3%、4%、5%的防水砂浆吸水率分别为9.86%、5.72%、3.82%、3.14%、2.95%。胶粉掺量在3%以内时,随着胶粉掺量增加,吸水率下降幅度非常大;当胶粉掺量超过3%时,吸水率随着胶粉掺量增加而下降的幅度逐渐变缓。

2.5 丙烯酸乳胶粉与EVA乳胶粉在防水砂浆中性能对比
对比4#和7#砂浆性能可以看出,丙烯酸胶粉6041A 配制的砂浆具有更低的压折比,更高的抗渗性,吸水率约为EVA乳胶粉配制砂浆的50%,可见丙烯酸乳胶粉6041A 在防水砂浆中应用具有优异的性能。

3 结论
(1)丙烯酸胶粉6041A 掺量超过3%时,防水砂浆压折比可以小于3,抗压强度大于24 MPa,抗折强度大于8.0 MPa。
(2)掺入丙烯酸乳胶粉可以显著提高砂浆本体的抗渗能力。
(3)随着丙烯酸胶粉6401A 掺量的增加,砂浆的吸水率逐渐下降。
(4)掺丙烯酸乳胶粉6041A 的砂浆较掺EVA 乳胶粉的砂浆具有更低的吸水率,在本文实验条件下,丙烯酸乳胶粉配制的砂浆48 h 吸水率仅为EVA 乳胶粉配制砂浆的50%。
(5)掺入丙烯酸可再分散乳胶粉的防水砂浆防水性能优异,适合在防水砂浆中应用。

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