銘將機械

　　以玻化（huà）微珠或閉孔珍珠岩為保溫骨料的無機輕集料保溫砂漿（jiāng）是一種（zhǒng）新（xīn）型建築幹粉砂漿，具有保溫隔熱及耐火（huǒ）、耐老化性能較好（hǎo）的特點。本文研（yán）究了水泥、改性劑、可再分散乳膠粉及不同的膠結料與保溫骨料之（zhī）比對保溫（wēn）砂漿性能的影響情況

引 言

　　無機輕（qīng）集料保溫砂漿是（shì）以玻化微（wēi）珠或（huò）閉孔珍珠岩等機輕集料為保溫骨料，水（shuǐ）泥等無（wú）機膠凝材料為主要膠結料，並摻加高分（fèn）子聚合物及其他功能性添加劑而製成的（de）建築幹粉砂（shā）漿，具有施（shī）工方便、保溫（wēn）隔熱性能較好的特點。相比於有機保（bǎo）溫材料，由於（yú）砂漿采用（yòng）無機（jī）礦物作為保溫骨料，故不易燃燒，防（fáng）火性能好，受熱也不會散發有毒氣體；且其耐候性及耐老化性能也有很大（dà）提高。因此，該類保溫砂漿是一種綜合性能較好且綠色環保的（de）新型建築保溫（wēn）材料。

　　近兩年來，國內已（yǐ）有文獻資料報道了玻化微珠保溫砂漿的研製情況及施（shī）工技術。文（wén）獻［1］研究表明通（tōng）過摻（chān）加高（gāo）效砂漿發泡劑和β半水石膏，能改善玻化微珠保溫砂漿的性能。文（wén）獻［2］研究了玻化微珠摻量及（jí）外加劑對砂漿性能的影響。本文參照GB20473《建築保溫砂（shā）漿》的技術性能要求，通過對砂漿稠（chóu）度、幹密度、抗壓強度、拉伸粘結強度、導熱係數、軟（ruǎn）化係（xì）數多項指標的測試，在較（jiào）為詳細地考察了水泥用量及改性（xìng）劑對保溫（wēn）砂漿性能影響的同時，著重研究了加入改性劑對幹密度與導熱係數、抗壓（yā）強度間的相關性影響，並探討（tǎo）了加入改性劑後膠結料與玻化微珠配比以（yǐ）及可再分散乳膠粉摻量不同時對保溫砂漿性能的影響情況，可望為生產性能優良的無機輕集（jí）料保溫砂漿提供研究基礎。

試 驗

1.1 原（yuán）材料（liào）

　　膠結料（liào）：本文（wén）中所指（zhǐ）膠結料（liào）指除玻化微珠外，組成無機輕集料保溫砂漿的其他材料，包括水泥等無機膠凝材料、高（gāo）分子聚合物及其他功（gōng）能性添（tiān）加材料。

　　水泥：42.5級（jí）普通矽酸鹽水泥，海豹水泥有限公司生產。

　　可再分散乳（rǔ）膠粉：乙烯-醋酸乙烯共聚型高分子（zǐ）聚合物，最低成膜溫度0℃。

　　玻化微珠：是一種無機物玻璃質礦物材（cái）料，由（yóu）火山岩粉碎成礦砂，經過特殊膨化燒法加工而成。該材料呈不規則球狀（zhuàng）顆粒，內部為多孔的空（kōng）腔結構，表麵玻化封閉。相比於普通膨脹珍（zhēn）珠岩，玻化微珠具有質輕（qīng）、保溫隔熱性能好、強度高的（de）特點（diǎn）。試驗采用玻化微（wēi）珠為河南（nán）省信陽生（shēng）產，其在掃描電鏡下（xià）的外觀形狀及內部結構的SEM照片（piàn）見圖1、圖2。

　　玻化微（wēi）珠的堆積密度在130~140 kg/m3，表1為顆粒粒徑分布情況。由表1可見，所采用的玻化微珠粒徑主要集中在0.3~0.6 mm間。

　　此外，本文中膠結料與玻化微珠之比是指膠結料(質量)與玻化微珠(體積)之間的質量體積比；水料比（bǐ）指水與無機輕集料保溫砂漿之間的質量比。

1.2 試驗方法

　　試驗（yàn）室環境為空（kōng）氣溫（wēn）度（dù）23℃±2℃，相對濕度55%~85%。

1.2.1 稠度

　　按JGJ7070―1990《建築（zhù）砂漿基本性能試驗方法》中第三章的規定進行。

1.2.2 濕表觀密度

　　按JG158－2004《膠粉聚苯顆粒外牆外保溫係統》6.5.1的規定進（jìn）行測試。

1.2.3 抗壓強度、幹密度、軟（ruǎn）化係數

　　稠度控製在試驗所要求的範圍（wéi）內。參照GB/T20473―2006《建築保溫砂漿》中附錄B、附錄C進行試件成型。其中試樣的養護方式為：試樣製作後，用聚乙烯薄膜覆蓋，養護48 h±8 h後（hòu）脫模，繼續用聚乙烯薄（báo）膜包裹養護至14 d，去掉薄膜（mó），養護至28 d。

1.2.4 拉伸粘結強度

　　參照JG/T 24―2000中6.14的規定進（jìn）行（háng）測定。其中（zhōng）保（bǎo）溫砂漿成型厚（hòu）度（dù）為6 mm，成型時用刮刀抹實，用聚乙（yǐ）烯薄膜養護至14 d後，去（qù）掉薄膜繼續養護至28 d。

1.2.5 導熱係數

　　按GB/T 10294執行，其中試驗平均溫度為（wéi）25℃，冷熱板溫差為20℃。

2.1 膠結料中水泥含量對無（wú）機輕集料保溫砂漿性能的（de）影響

　　在無機輕集料保溫砂漿中，水泥是最主要的膠凝材料，水（shuǐ）泥通（tōng）過水化作（zuò）用，為保溫砂漿的力學性能提供保障。表2反應了膠結料與玻化微珠之（zhī）比為1∶5.5時，膠結料中水泥含量對保溫砂漿的影響情（qíng）況。

　　由表2可見，在保持膠結料與玻化微珠之比相同，水料（liào）比（bǐ）不（bú）變的條件（jiàn）下，隨膠結料中水泥的含量增大，保溫砂漿新拌（bàn）漿體的稠度逐漸減小，濕表觀密度（dù）增加，保溫砂漿的幹密度、抗壓強度、拉伸粘結強度（dù）均提高。而幹密度的提高，會使砂漿的導熱係數增大，保（bǎo）溫（wēn）性能下降。在試驗過程中還觀察到，隨水泥用量的上升，出現了（le）新拌漿體中膠結料對玻化微珠包（bāo）裹性不佳、和易性變差、漿體（tǐ）較為鬆散的情況，且隨時間延長，稠（chóu）度下降很快（kuài）。當（dāng）水泥含量達94%時，10 min後（hòu）漿體明顯變幹，施工操作困難。這主要是由於一方麵水（shuǐ）泥自身密度較大，在膠結料質量一定的情況下，增大水泥（ní）用（yòng）量，膠結料的密度（dù）也相應提高，從而使其在保溫砂漿中所占體積減少，故會產（chǎn）生漿體包裹性變差的現象；而另一方麵，水泥用量的增加，也（yě）使漿體凝結（jié）時（shí）間縮（suō）短（duǎn）。因此，在保溫砂漿（jiāng）的配方組成中（zhōng），必須控製（zhì）好作為主要膠凝材料水泥的用量。水泥含量高，雖可提高砂漿的強度，但會影響施工性能，且使材料的保溫性能降低。

　　圖3、圖4反映水（shuǐ）泥摻量為78%，膠結料（liào）與玻化微珠的比在1∶3.5~1∶7.0間變化（huà）時，保溫砂漿幹密度對導熱係（xì）數、抗（kàng）壓強度的影（yǐng）響情況。

　　由表（biǎo）2可見，在保持（chí）膠結料與玻化（huà）微珠之比相同，水料比不變的條件（jiàn）下，隨膠結料中水泥的含量增大，保溫砂漿（jiāng）新拌漿體的稠度逐（zhú）漸減小，濕（shī）表觀密度增加，保溫砂漿（jiāng）的幹密度、抗壓強度、拉伸粘結強度均提高。而幹密度（dù）的提高（gāo），會（huì）使砂漿的導熱係數增大，保（bǎo）溫性能下降。在（zài）試（shì）驗過（guò）程中還觀察到，隨水泥用量的上升，出現了新拌漿體中膠結料對玻化微珠包裹性不佳（jiā）、和易性變差（chà）、漿體較為鬆散的情況（kuàng），且隨時間延長，稠度下降很快。當水泥（ní）含量達94%時，10 min後漿體明顯變幹（gàn），施工操作困難。這主要是由於一方麵水（shuǐ）泥自身密度較大，在膠結料質量（liàng）一定的情（qíng）況下（xià），增大水（shuǐ）泥用量，膠結料的密度也相應提高，從而（ér）使其在保溫砂漿中所占（zhàn）體積減少，故會產生漿（jiāng）體包裹性變差的現（xiàn）象；而另一方麵，水泥用量的增加，也使（shǐ）漿體凝（níng）結時間縮短。因此，在保溫砂漿的配方組成中，必須控製好作為主（zhǔ）要（yào）膠凝材（cái）料水泥的用量。水泥含量高，雖可提高砂漿的強度，但會影響施工性能，且（qiě）使材料的保溫性能降低。

　　圖3、圖（tú）4反映（yìng）水泥摻量為78%，膠結料與玻（bō）化微珠的比（bǐ）在1∶3.5~1∶7.0間變化時，保溫砂（shā）漿幹密度對導熱係數、抗壓強度的影響情（qíng）況。

2.2 改性劑對無機輕集料保溫砂漿性能的影響

　　改性劑（jì）是一種對玻化微珠起輔助作用的保溫材料，具有（yǒu）較（jiào）低的堆積密度，其本身的強（qiáng）度（dù）較玻化微珠高。因此，在膠結料中加入改性劑後，能使膠結料的密度（dù）降低（dī），在保持膠結料質量不變的情況（kuàng）下，增大膠結料體積，不僅可改善新拌漿體（tǐ）的和易（yì）性，而且還能提高保溫砂漿的抗壓強度。表3為加入改（gǎi）性劑後（hòu），保溫砂漿性能的測試結果，膠結料中水（shuǐ）泥的含量為74%。相比於表2，由表3可見，稠度控製在8.0 cm±0.5cm，膠結料與玻化微珠比為1∶5.5的保溫砂漿，加入改性劑後，新拌漿體的需水量有所提高（gāo），但保溫砂漿的（de）幹密度（dù）明顯降低，從未（wèi）加的386 kg/cm3降至313 kg/cm3，所測的導熱係數值為0.068 W/m·K；抗壓強度值略有（yǒu）下降，拉伸粘（zhān）結強度值從0.23 MPa減小到0.17 MPa左右。這主（zhǔ）要（yào）是由於保溫砂漿中（zhōng）改性劑替代了一部分膠凝材（cái）料所引起。

　　從表3中還可知，保溫（wēn）砂漿配（pèi）方相同時（shí），不同水料比對幹密度（dù）、抗壓強度影響較大，但（dàn）對導熱係數影響相對較小。因此，在實際施工中應控製好砂漿的用水量，水量偏少，施工性能變差（chà）；水量過（guò）大（dà），會使砂漿的抗壓強度降（jiàng）低。根據表3及（jí）圖3的數據，繪製加入改性劑（jì）前後保溫砂漿（jiāng）幹密度與導熱係數的關係圖，結果見圖5。

　　由圖5可（kě）見，將加與不加改性劑的兩組保溫砂漿幹密度與（yǔ）導熱係數的（de）數據合（hé）並（bìng）於一張圖中後，所擬合的線性（xìng）方程相關係數接（jiē）近0.98，數據離散性（xìng）小。這說明，改性（xìng）劑對幹密（mì）度與導熱係數（shù）之間的相關性影響較小。

　　根據表3及圖4幹密度、抗（kàng）壓強（qiáng）度的數據，繪（huì）製的加入改性劑前後保溫砂漿幹密度對抗壓強度影響（xiǎng）的關係見圖6。由（yóu）圖6可知，改性劑可明顯影響幹密度與抗壓強度間的相關（guān）性。加入改性劑後，幹密度變化對抗壓強度的（de）影（yǐng）響較未加改性劑時小。幹密度相同時，含改性劑的保溫砂漿抗壓強度值明顯高於未改性的砂漿，且幹密度（dù）越小，抗壓強度值提高得越多。但當（dāng）幹密度超過497 kg/m3時，未改性（xìng）的保溫砂（shā）漿強度將大於（yú）改性保溫砂（shā）漿。

　　由此可（kě）見，改性劑的加入，對保溫砂漿幹密度與導熱係數間的相關性影響不大，而在相同幹密（mì）度條件下，可明顯提（tí）高（gāo）保溫砂漿的抗壓強度（dù）值，有（yǒu）利於配（pèi）製幹密度、導熱係（xì）數較低，保溫性能較好且（qiě）抗壓強度較高保溫砂漿。

　　此（cǐ）外，從試驗結果中還可以發現，膠結料與玻化微珠（zhū）之比會對（duì）保溫砂漿強度、導熱係（xì）數及施工性能產生較大（dà）的影（yǐng）響。隨配比中玻化微珠含量的降低，保溫砂（shā）漿幹密度、抗壓強度、拉伸粘結強度、導熱（rè）係數（shù）、軟化係數均（jun1）有不同程度提高，且新拌砂漿的需水量也逐漸減少，漿體和易性變（biàn）好，但保溫性能下降。膠結料與玻化微珠之比為1∶5.5時，加入改性劑的保溫（wēn）砂漿的所測性能可滿足GB/T 20473規定I型的要求；膠結料與玻化微珠之比為1∶3.5或4.5的保（bǎo）溫砂漿，所（suǒ）測性能可達到Ⅱ型的要求，且兩種型號砂漿的抗壓強度均明顯高（gāo）於標準的（de）要求（qiú）。

2.3 可再分散乳膠粉對無機輕集料保溫砂漿性能的影響

　　乙烯-醋酸乙烯共聚型可再分散乳膠粉是幹粉砂漿中應用最為廣泛的添加劑之一，在保溫砂（shā）漿中加入（rù）膠乳粉，能改善砂漿內部粘結能力和界麵粘結能力，提高砂漿的拉伸粘結性能及抗開裂性能。在膠結（jié）料與玻化微珠之比為1∶4.5，稠度控製為8.0 cm±0.5 cm條件下（xià），膠結料中可再分散乳膠粉摻量對水料比（bǐ）、保溫砂漿幹密度、抗（kàng）壓強度與拉伸粘結強度的影響見表4。

　　由表4可見，當稠度控製在8.0 cm±0.5 cm時，隨可再分散乳膠粉摻量的增加，新拌漿體的水料比逐漸（jiàn）減小，抗壓強度（dù）具（jù）有（yǒu）增大的趨勢（shì），幹密度基本保持不變，而拉伸粘結強度提（tí）高。這主（zhǔ）要（yào）是因為一方麵可（kě）再分散乳膠粉（fěn）能改善新拌（bàn）砂漿的（de）和易性，在稠度（dù）保持（chí）一定（dìng）的情況下，隨可再分散乳膠粉摻量的提高，砂漿需水（shuǐ）量減少，從而彌（mí）補了由於聚合（hé）物摻入而（ér）對保溫砂漿抗壓強度所產生的不利影響；另一方麵可再分散乳膠粉是一種高分子聚合物，保溫砂漿加水混合後，水泥水（shuǐ）化與聚合物成膜同時進行（háng），從而形成水泥水化產物與聚合物膜間的互穿網絡結（jié）構，並改善了玻化微珠與漿體間的界麵性能，從（cóng）而使保溫砂漿的（de）自身的柔韌性增加。同時，乙烯-醋酸乙烯共聚物所帶有的（de）極性基團，也能與基（jī）層間產生分子（zǐ）間作用力，從而（ér）使保溫砂漿與基層間的（de）拉伸（shēn）粘結（jié）性能也得以提高。

　　圖7為膠結料中可（kě）再（zài）分散乳膠粉摻量為4%時（shí），保溫砂（shā）漿的掃描電鏡照片。從圖7可以發（fā）現，當可再分散乳（rǔ）膠粉摻量達（dá）到4%，由可再分散乳膠粉（fěn）及纖（xiān）維（wéi）素醚所組成的聚合物包覆在水泥水（shuǐ）化凝膠體的表麵，並在凝膠體間出現了明（míng）顯的、較為完（wán）整的（de）膜，這也說明了摻加可再分（fèn）散乳膠粉能（néng）形成水泥漿體與聚合物交（jiāo）織（zhī）在一起的互穿網絡結構。

圖8為玻化微珠與膠結料間（jiān）的界麵微觀形貌描SEM照片，可再分散（sàn）乳膠粉摻量為膠結料的2%。由圖可（kě）見，在聚合物存在的情況（kuàng）下，硬化的漿體與玻化微（wēi）珠的玻化麵間結合緊密,形成了一個整體（tǐ）。由此可見，將稠度控製在施工所需的範圍（wéi）內，加入可再分散乳膠粉後，保溫砂（shā）漿幹密度基（jī）本不變，抗壓強度（dù）有提高（gāo）的趨勢，且聚合物（wù）形成的膜將保溫砂漿聯結成一個整體，使拉伸粘結強度明顯提高。

結 語

無機輕集料保溫砂漿的性（xìng）能受其組成材料及用量的影響。提高水泥用量，能改善無（wú）機輕集料（liào）保溫砂漿的抗壓強度、拉伸粘結強度，但使導熱係數（shù）上升，保溫性能及施工性能下降；改性劑能明顯（xiǎn）提高保溫砂漿的抗壓強度（dù）值，有利於配製幹密度、導熱係（xì）數較低，保溫性能較好且（qiě）力學性能較（jiào）高保（bǎo）溫砂漿；隨玻化微珠含量的降低，保溫（wēn）砂漿強度提高，施工性能改善，但導熱係數上（shàng）升；在保持稠度一定的情況下，隨可再分散乳膠粉摻量增加，保（bǎo）溫砂（shā）漿拉伸粘結強度提高，抗壓強度並（bìng）不降低；當可再分散乳（rǔ）膠粉摻量為膠結料的4%時，通過掃描（miáo）電鏡能明顯地觀察到（dào）漿體中（zhōng）聚合物膜的形貌。因此，通過調整配方，能生產出施工性能好，導熱（rè）係數低，抗壓強度（dù）、拉伸粘結強度較高的無機輕集料（liào）保溫砂漿。

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