干混砂浆中通用外加剂.docx

建筑干混砂浆中常用外加剂基本性能外加剂对建筑干混砂浆性能的改善具有矣键性作用， 但干混砂浆的加入使干混砂浆产品的材料成本明显高于传统砂浆，其在干混砂浆中占材料成本 40%以上目前，相当一部分外加剂由国外制造商供应，产品的参考用量也由供应商提供由此导致了干混砂浆产品成本居高不下，量大面广的普通砌筑和抹灰砂浆推广困难；高端市场 产品由国外公司控制，干混砂浆生产厂商利润低，价格承受能力差；外加剂的应用缺乏系统性、针对性研究，盲从国外配方基于以上原因，本文对常用外加剂的一些基本性能进行分析与比较， 并在此基础上对应用外加剂的干混砂浆产品性能进行研究1保水剂保水剂是改善干混砂浆保水性能的关键外加剂，也是决定干混砂浆材料成本的关键外加剂之一1.1纤维素酰纤维素醮是碱纤维素与酰化剂在一定条件下反应生成一系列产物的总称 碱纤维素被不同的酰化剂取代而得到不同的纤维素醍按取代基的电离性能，纤维素醮可分为离子型（如蔑甲基纤维素）和非离子型（如甲基纤维素）两大类按取代基的种类，纤维素酰可分为单酰（如甲基纤维素）和混合酰（如羟丙基甲基纤维素）按 可溶解性不同，可分为水溶性（如羟乙基纤维素）和有机溶剂溶解性（如乙基纤维素）等，干混砂浆主要用水溶性纤维素，水 溶性纤维素又分为速溶型和经过表面处理的延犬溶解型。

纤维素酰在砂浆中的作用机理如下：（1）砂浆内的纤维素酰在水中溶解后，由于表面活性作用保证了胶凝材料在体系中有效地均匀分布，而纤维素酰作为 一种保护胶体，包裹”住固体颗粒，并在其外表面形成一层润滑膜，使砂浆体系更稳定，也提高了砂浆在搅拌过程的流动性 和施工的滑爽性2 ）纤维素酰溶液由于自身分子结构特点，使砂浆中的水份不易失去，并在较长的一段时间内逐步释放，赋予砂浆 良好的保水性和工作性1.1.1 甲基纤维素(MC)分子式 \[C6H702(0H)3-h(0OI3)n\]x将精制棉经碱处理后，以氯化甲烷作为酰化剂，经过一系列反应而制成纤维素酰一般取代度为1.6-2.0，取代度不同溶解，性也有不同属于非离子型纤维素酰1) 甲基纤维素可溶于冷水，热水溶解会遇到困难，其水溶液在pH=3~12范围内非常稳定与淀粉、服尔胶等以及许 多表面活性剂相容性较好当温度达到凝胶化温度时，会出现凝胶现象2 )甲基纤维素的保水性取决于其添加量、粘度、颗粒细度及溶解速度一般添加量大，细度小，粘度大，则保水率 高其中添加量对保水率影响最大，粘度的高低与保水率的高低不成正比关系溶解速度主要取决于纤维素颗粒表面改性程度 和颗粒细度。

在以上几种纤维素酰中，甲基纤维素和羟丙基甲基纤维素保水率较高3 )温度的变化会严重影响甲基纤维素的保水率o 一般温度越高，保水性越差如果砂浆温度超过40C,甲基纤维素的保水性会明显变差，严重影响砂浆的施工性4)甲基纤维素对砂浆的施工性和粘着性有明显影响这里的 粘着性”是指工人涂抹工具与墙体基材之间感到的粘着力，即砂浆的剪切阻力粘着性大，砂浆的剪切阻力大，工人在使用过程中所需要的力量也大，砂浆的施工 性就差在纤维素酰产品中甲基纤维素粘着力处于中等水平1.1.2 羟丙基甲基纤维素(HPMC )分子式为 \[C6H7O2(OH)3-m-n(OCH3)m,(W(3{(OH)CH3\]n\]x羟丙基甲基纤维素是近年来产量、用量都在迅速增加的纤维素品种O是由精制棉经碱化处理后，用环氧丙烷和氯甲烷作为酰化剂， 通过一系列反应而制成的非离子型纤维素混合酰 取代度一•般为1.2-2.0其性质受甲氧基含量和羟丙基含量的比例不同，而有差别1 )羟丙基甲基纤维素易溶于冷水，热水溶解会遇到困难但它在热水中的凝胶化温度要明显高于 甲基纤维素在冷水中的溶解情况，较甲基纤维素也有大的改善2) 羟丙基甲基纤维素的粘度与其分子量的大小有关，分子量大则粘度高。

温度同样会影响其粘度，温度升高，粘度下 降但其粘度高温度的影响比甲基纤维素低其溶液在室温下储存是稳定的(3) 羟丙基甲基纤维素的保水性取决于其添加量、粘度等，其相同添量下的保水率高于甲基纤维素4) 羟丙基甲基纤维素对酸、碱具有稳定性，其水溶液在 pH=2~12范围内非常稳定苛性钠和石灰水，对其性能也没有太大影响，但碱能加快其溶解速度，并对粘度销有提高羟丙基甲基纤维素对一般盐类具有稳定性，但盐溶液浓 度高时，羟丙基甲基纤维素溶液粘度有增高的倾向5) 羟丙基甲基纤维素可与水溶性高分子化合物混用而成为均匀、粘度更高的溶液如聚乙烯醇、淀粉酰、植物胶 等6 )羟丙基甲基纤维素比甲基纤维素具有更好的抗酶性，其溶液酶降解的可能性低于甲基纤维素7)羟丙基甲基纤维素对砂浆施工的粘着性要高于甲基纤维素1.1.3羟乙基纤维素(HEC)由精制棉经碱处理后，在丙酮的存在下，用环氧乙烷作酰化剂进行反应而制成其取代度一般为1.5~2.0具有较强的亲水，性，易于吸潮1) 羟乙基纤维素可溶于冷水中，热水溶解较为困难其溶液在高温下稳定，不具有凝胶性在砂浆中高温下可使 用时间较长，但保水性较甲基纤维素低2) 羟乙基纤维素对一般酸碱都具有稳定性，碱能加快其溶解，并对粘度略有提高，其在水中分散性比甲基纤维素 和羟丙基甲基纤维素略差。

3) 羟乙基纤维素对砂浆抗垂挂有好的性能，但对水泥的缓凝时间较长4) 国内一些企业生产的羟乙基纤维素，因含水量大，灰份高而导致其性能明显低于甲基纤维素1.1.4 蔻甲基纤维素(制C) \[C6H7O2 (OH) 2och2C0Wa\]n由天然纤维(棉、等)经过碱处理后，用一氯醋酸钠作为酰化剂，经过一系列反应处理而制成离子型纤维素酹其取代度一般为0.4~1.4，其性能受取代度影响较大1) 竣甲基纤维素吸湿性较大，一般条件储存会含有较大水份2) 蔑甲基纤维素水溶液不会产生凝胶，随温度升高而粘度下降，温度超过 50'C时，粘度不可逆3) 其稳定性受pH影响较大一般可用于石膏基砂浆中，不能用于水泥基砂浆中在高 碱性时，会失去粘度4 )其保水性远远低于甲基纤维素对石膏基砂浆有缓凝作用，并降低其强度但毯甲基纤维素价格明显低于甲基纤 维素1.2淀粉酰用于砂浆中的淀粉酰是由一些多糖类的天然聚合物经改性而成 如用马铃薯、玉米、木薯、瓜耳豆等1.2.1变性淀粉由马铃薯、玉米、木薯等改性而成的淀粉酰，保水性明显低于纤维素酰因改性程度不同表现出对酸碱稳定性不同有 些产品适用于石膏基砂浆中，又有些产品能用于水泥基砂浆中。

砂浆中应用淀粉醍主要是作为增稠剂，提高砂浆的抗流挂性， 降低湿砂浆的粘着性，延长开放时间等淀粉酰经常与纤维素一起使用， 使这两种产品性能与优势互补 由于淀粉酰产品比纤维素酰便宜许多，在砂浆中应用淀粉酰，会带来砂浆配方成本的明显降低1.2.2瓜耳胶酰瓜耳胶酰是由天然瓜耳豆经改性而成的一种性能较为特殊的淀粉酰 主要由瓜耳胶与丙烯酸基官能团发生酰化反应，生成含有2•羟丙基官能团结构，是一种多聚半乳甘露糖结构1 )与纤维素酰相比，瓜耳胶酰更容易溶于水 pH瓜耳胶酰的性能基本上没有影响2 )在低粘度、少掺量的条件下，瓜耳胶可以等量取代纤维素酰，而具有相近的保水性但稠度、抗垂挂性、触变性 等明显改善3 )在高粘度、大掺量条件下，瓜耳胶不能代替纤维素醍，二者混合使用会产生更优异的性能4) 瓜耳胶应用于石膏基砂浆中可明显降低施工时的粘着性，使施工更滑爽对石膏砂浆的凝结时间和强度，无不利影 响(5) 瓜耳胶应用于水泥基砌筑和抹灰砂浆中可等量替代纤维素酰，并赋予砂浆更好的抗垂挂性、触变性和施工的滑爽性6) 瓜耳胶还可用于瓷砖粘结剂、地面自流平剂、耐水腻子、墙体保温用聚合物砂浆等产品中7) 由于瓜耳胶价格明显低于纤维素酰，砂浆中使用瓜耳胶会带来产品配方成本的明显降低。

1.2.3改性矿物保水稠化剂用天然矿物经过改性和复配制成的保水稠化剂， 在国内已得到了应用用于配制保水稠化剂的主要矿物有：海泡石、膨润土、蒙脱石、高岭土等，这些矿物通过偶联剂等改性处理而具有一定的保水增稠性能这类保水增稠剂应用于砂浆具有以下几个特点1) 可明显改善普通砂浆性能，解决了水泥砂浆操作性差，混合砂浆强度低，耐水性差的问题2) 可配制出用于一般工业与民用建筑不同强度等级的砂浆产品3) 材料成本明显低于纤维素醍和淀粉酰4 )保水性低于有机保水剂，所配制砂浆的干燥收缩值较大，粘结性降低2可再分散型聚合物胶粉可再分散型胶粉由特制聚合物乳液经过喷雾干燥加工而成在加工过程中，保护胶体、抗结硬剂等成为不可缺少的助剂经过干燥后的胶粉是一些聚集在一起的 80-100mm的球形颗粒这些颗粒可溶于水，并形成比原来乳液颗粒略大的稳定分散液，这种分散液失水干燥后会成膜，这种膜和一般乳液成膜一样不可逆，遇水不会再分 散成为分散液可再分散型胶粉可分为：苯乙烯一丁二烯共聚物、叔碳酸乙烯共聚物、乙烯一•醋酸乙酸共聚物等，并以此为基础接枝有机硅、月桂酸乙烯等改善性能不同的改性措施使可再分散胶粉具有耐水、耐碱、耐侯以及柔性等不同的性 能。

含有月桂酸乙烯和有机硅，可使胶粉具有良好的疏水性高度支链化的叔碳酸乙烯酯，具有较低的Tg值，很好的柔性这几种胶粉应用于砂浆中，均对水泥的凝结时间有延缓作用，但比直接应用同类乳液的延缓作用小相比而言，苯乙烯一丁二烯的延缓作用最大，乙烯 一醋酸乙烯的延缓作用最小若掺量太小对砂浆性能的改善作用不明显3纤维材料木纤维是以植物为主要原料，采用一系列技术加工而成，其性能不同于纤维素醍主要性能有:(1 )不溶于水和溶剂，也不溶于弱酸和弱碱溶液(2) 应用于砂浆中，在静止状态下会搭接成三维立体结构，增加砂浆触变性和抗垂性，改善施工性3) 由于木纤维所具有的三维立体结构，在所拌砂浆中具有 锁水”性能，砂浆中水份不会轻易被吸收或移走但其不具有纤维素酰的高保水性4) 木纤维所具有的良好毛细管效应，在砂浆中具有 导水”功能，使砂浆表面和内部水份含量趋于一致，从而减少因不均匀收缩而产生的裂缝5 )木纤维能减小砂浆硬化体的变形应力，减轻砂浆收缩开裂的发生6) 木纤维在砂浆中长期性能变化规律，尚不清楚3.2聚丙烯纤维聚丙烯纤维是以聚丙烯为原料加适入适量改性剂制成纤维直径一般为 40微米左右，抗拉强度300^400mpa，弹性模量〉3500mpa，极限延伸率15F8%，其性能特点：(1) 聚丙烯纤维在砂浆中呈均匀三维乱向分布，形成网络加强体系。

若每吨砂浆中掺入 1kg重的聚丙烯纤维，则可得到3000万根以上的单丝纤维2 )砂浆中加入聚丙烯纤维，可以有效减少砂浆在塑性状态的收缩裂缝不论这些裂缝是可见的还是不可见的并 能明显减少新拌砂浆的表面泌水与集料沉降3 )对于砂浆硬化体，聚丙烯纤维可以显著降低变形裂缝的数量即当砂浆硬化体因变形产生应力时能够抵抗和传 递应力，当砂浆硬化体产生裂缝时，能够钝化裂缝尖端的应力集中，约束裂缝扩展4 )聚丙烯纤维在砂浆生产中的高效分散，会成为一个难题混合设备、纤维品种与掺量，砂浆配比以及其工艺参数 都将成为影响分散性的重要因素4塑性减水剂塑性减水剂是水泥混凝土中用量最大的外加剂几乎所有的减水剂都是由表面活性物质组成，减水剂的性能由其所采用的表面活性物质的分子结构与水泥颗粒之间产生的界面作用决定由于水泥颗粒在水化过程中带有不同极性而相互吸引，包裹了许多拌合水而产生絮凝结构使用中为了达到。