聚合物改性水泥基防水砂浆的开发与应用

聚合物改性水泥基防水砂浆的开发与应用

顾期斌1,周昌盛2
(1.湖北教育学院建材系,湖北武汉430205;2.中山市筑固建材技术开发有限公司,广东中山528403)

建筑砌块填充墙易发生开裂、引起渗漏。这除了建筑砌块砌体本身的因素外,还与普通水泥砂浆抹灰材料密切相关。如何解决这一问题,更好地配合墙改工作,我们与中山市筑固建材技术开发有限公司合作,研制开发成功新型墙体聚合物改性水泥基防水抹灰砂浆—G938 固不漏浓缩剂(粉)。

1 固不漏浓缩剂( 粉) 的研制开发
1.1 固不漏浓缩剂(粉)的作用机理
固不漏浓缩剂(粉)是一种集抗裂、防渗、粘结于一体的聚合物改性水泥基复合材料,是由有机高分子聚合物、抗缩剂、防水剂等配制而成的一种浓缩型粉末状复合产品。使用时,按规定的比例添加到水泥砂浆后,生成水化硅酸钙、钙矾石、氢氧化钙一系列晶体,晶体不断长大向四周挤压,补偿和抵消了水泥的干缩,获得细微裂缝的自我修复能力;脱水后聚合物颗粒逐步靠近,最终相互连结,在水泥水化产物周围和表面形成薄膜或网络。这种具有粘结性和弹塑性的聚合物柔韧网络,将胶凝系统中的水泥水化颗粒与粗细骨料咬合在一起成为柔韧、高强的有机- 无机复合材料。极大地提高水泥砂浆的粘结性、密实性和韧性,形成坚固的防水与粘结结构。

1.2 原材料及工艺
1.2.1 原材料
(1)水泥:符合国家水泥标准的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。
(2)聚合物:最低成膜温度不低于0 ℃。由于聚合物与水泥存在化学键合,从而提高了复合材料的断裂能和韧性。
(3)混合材:包括抗缩剂、防水剂、助剂等,常用的混合材有硅粉、硅灰石、粉煤灰、膨润土、稳定剂和消泡剂。
硅粉:比表面积大于15 m2/g,为高活性掺合料,以减少未消化的水泥颗粒在体系中所占的比例,能够降低水泥水化热,提高水泥石的密实性和抗渗性。
硅灰石:天然产出的偏硅酸矿物,带有针状晶体,其针状粉具有较高的分散性、吸附性和粘结性,其纤维状结构和一定的湿膨胀性,可以起到增强、抗裂的效果。
抗缩剂:为复合环脂活性材料,加入水泥砂浆中,通过化学反应降低水泥在凝结硬化过程中的收缩率,阻止材料的收缩。
膨润土:具有很强的吸附力和阳离子交换能力。由于膨润土除表面具有吸附水外,还有大量内表面的层间水,它带有电荷,极易吸附阳离子达到平衡,所以一旦有水加入,被吸附的阳离子便与水中的其它离子交换,使阳离子水化,引起体积膨胀,因而有防渗堵漏的作用。
稳定剂:能促进水泥颗粒分散、阻止聚合物水泥粒子的凝聚、保证其混合物的均匀和稳定。
消泡剂:消除聚合物改性水泥基复合材料在加水拌合时和施工过程中产生的小气泡,从而可确保其使用性能。

1.2.2 生产设备
主要有精选机、活化器、烘干机、球磨机、包装机等。

1.2.3 加工过程
主要包括3 个部分:
(1)精选。产品组成经分析配比、颗粒经筛分加工,使之成分和粒度保持稳定,达到规范要求。
(2)活化。有机高分子聚合物经活化改性处理后,性能改善,成本降低。
(3)研磨。抗缩剂、防水剂、助剂等混合物预先烘干,一起混合研磨,保证这些组成均匀分散。

1.3 产品技术性能
经有关建筑工程质量监督检测,固不漏材料主要技术指标和检测结果如表1 所示。
表1 固不漏浓缩剂(粉)的技术要求和实测结果

表2 为掺5%固不漏浓缩剂(粉)配比的砂浆与普通水泥砂浆性能的比较。
表2 固不漏浓缩剂(粉)砂浆与普通水泥砂浆性能的比较

表3 为不同掺量的固不漏浓缩剂(粉)对砂浆对性能影响。
表3 不同掺量的固不漏浓缩剂(粉)配比的砂浆性能

2 工程应用
翠景花园·翠景湾位于中山市狮滘河畔,为具有优越品质的高尚生活社区,建筑面积18.6 万m2,外墙面镶贴7.3 cm×7.3 cm仿石高档瓷砖。为确保该工程优质、高品位,投资方为对外墙面防水和粘贴材料精心选择,购置了一套检测设备,进行比较试验,最后确定采用中山市筑固建材技术开发有限公司生产的筑固牌G938 固不漏浓缩剂,做外墙面瓷砖的防水和粘贴。砌块墙体防水与粘贴结构见图1。

2.1 防水层施工
(1)按m(水泥)∶m(建筑用中砂)∶m(固不漏浓缩剂)∶m(水)=50∶100∶5∶30 配比,预先将固不漏浓缩剂与水泥、砂干拌均匀,再加入水进一步搅拌,形成均质防水砂浆。
(2)用灰刀将防水砂浆抹于基层上,然后用刮刀或刮铲压实、抹平。防水层厚度5 mm,防水砂浆用量10 kg/m2,固不漏浓缩剂用量约0.3 kg/m2。

2.2 粘结层施工
(1)配制干粉料。按m(水泥)∶m(细砂)∶m(固不漏浓缩剂)=50∶40∶5 配比,用搅拌机将固不漏浓缩剂与水泥、细砂干拌混合均匀,待用。
(2)使用时,将干粉料加水调拌均匀,形成胶质砂浆。
(3)在粘贴瓷砖的墙面上,用灰刀将胶质砂浆抹压2~3mm 厚,做过渡找平防水层,同时起到界面粘结作用。再立即将胶质砂浆抹于饰面砖背面(厚度1~2 mm),随后用力搓压并摆正到过渡层上面即可。

2.3 产品应用效果
使用固不漏浓缩剂(粉)现场搅拌的聚合物水泥干粉防水砂浆与普通水泥抹灰砂浆相比:
(1)大幅度提高砂浆的胶结性。经现场拉拔试验,粘结强度达到0.5~0.8 MPa,超过建筑工程饰面砖粘结强度0.4 MPa的检验标准要求。
(2)明显改善砂浆的操作性。料浆和易性好,保水性佳,可以抹得很薄且均匀平滑。操作时显得顺畅、简便,可防止空鼓现象。
(3)优越的防水抗渗性,能够消除砂浆干燥与塑化收缩引起的开裂,不返浆“挂泪”。抗渗强度超过1.0 MPa,达到与干粉聚合物防水砂浆一样的效果,造价可降低近1/2。

3 结语
(1)固不漏浓缩剂(粉)能够适应不同墙体砌块基质,对被粘基层表面具有足够高的粘结强度,以克服施工时造成的粘结不牢、空鼓、剥落等弊病。并具有优良的防水、耐候和抗冻融等性能。
(2)具有高的抗裂性和抗渗能力。抹面层坚固饱满,均匀密实,大面积墙面施工应用无须留设伸缩缝,不会出现干燥收缩开裂。墙体抹面无须加挂钢网或加贴纤维网,以及其它防水处理措施,所形成的防水胶结层足以抵抗极限应力的破坏及隔断雨水的渗透。
(3)施工简单,价格便宜。施工时,按要求的配比调拌、现场加水搅匀即可使用,调拌好的胶浆使用时间即使超过3 h,甚至上午调拌留待下午施工,胶浆也不会发生泌水现象。操作时,墙体不用浇水,抹面后无须喷水养护,简便快捷.

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