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        組分對(duì)含鋁酸鹽水泥填縫劑性能影響初探

        2013-07-11 07:07:22潘曉明
        商品混凝土 2013年10期
        關(guān)鍵詞:鋁酸鹽緩凝劑配方

        潘曉明

        (安徽皖維花山新材料有限責(zé)任公司,安徽 238002)

        0 引言

        瓷磚,由于其特殊的裝飾效果及耐久性在國內(nèi)的應(yīng)用已有半個(gè)世紀(jì)的時(shí)間,早期的瓷磚粘貼工程中對(duì)于磚縫并不作特別處理,傳統(tǒng)的瓷磚填縫方法,就是用水泥砂漿或白水泥來嵌,有時(shí)候?yàn)榱伺浜洗纱u的顏色,瓦工自己會(huì)調(diào)一些顏料在里面。其實(shí)這是有很多弊端的,比如遇到潮濕的季節(jié)會(huì)發(fā)霉,如果去擦,肯定不能徹底清潔,時(shí)間長(zhǎng)了顏色容易變黑,而且沒過多久,水泥就容易開裂、脫落、滲水。這也是上世 紀(jì) 80 年代的外墻粘貼瓷磚的建筑出現(xiàn)墻體滲漏的問題特別多的原因之一。填縫劑的出現(xiàn)在一定程度上緩解了上述問題,但普通水泥基填縫劑又給使用帶來了新的問題:泛白發(fā)花,使得原來設(shè)計(jì)的顏色偏離;不耐酸:無法在一些需要經(jīng)常接觸弱酸的環(huán)境使用;無抗菌作用:在廚房間衛(wèi)生間等場(chǎng)所使用非常容易出現(xiàn)發(fā)霉發(fā)黑的問題;收縮:易于出現(xiàn)微裂紋從而引起滲水問題。鋁酸鹽水泥正是為了解決這些問題而引入到填縫劑中,鋁酸鹽水泥的特定礦物成分以及水化生成的水化物組合(CAH10、C2AH8、C3AH6、AH3) 使它具有一些獨(dú)特的性能,諸如:

        (1)速硬;

        (2)耐高溫和熱沖擊;

        (3)耐化學(xué)侵蝕,尤其是酸類;

        (4)耐微生物侵蝕;

        (5)耐沖擊和耐磨損。

        含有鋁酸鹽水泥的填縫劑是通過與其它無機(jī)膠凝材料(硅酸鹽水泥、硫酸鈣等)以及各種添加劑相結(jié)合而達(dá)到最佳的性能。對(duì)此應(yīng)用來說,良好的初始工作性和隨后快速固化,以及高強(qiáng)度、高耐久性、高穩(wěn)定性、美觀性等都至關(guān)重要。其中的基本技術(shù)原理就是在膠凝材料整個(gè)水化過程中嚴(yán)格控制鈣礬石形成的數(shù)量和形態(tài),以保證獲得所期望的短期至長(zhǎng)期的宏觀性能。鋁酸鹽水泥的使用是唯一一種經(jīng)得起考驗(yàn)的、足夠靈活的在許多應(yīng)用中都能夠達(dá)到所有性能要求的配方技術(shù)。

        本文是筆者對(duì)鋁酸鹽水泥在干混砂漿中應(yīng)用介紹的一部分,主要講述鋁酸鹽水泥與硅酸鹽水泥復(fù)合后的配方調(diào)整及配方組份對(duì)于填縫劑性能的影響,通過數(shù)據(jù)說明鋁酸鹽水泥與硅酸鹽水泥復(fù)合的使用比例及配方調(diào)整方向。

        1 原材料與試驗(yàn)結(jié)果

        1.1 原材料

        鋁酸鹽水泥:凱諾斯公司的Ternal White?。

        水泥:42.5 級(jí)白色普通硅酸鹽水泥。

        重鈣粉:細(xì)度為 200 目。

        砂:兩種河砂,含硅量 8 6%,N E 1 4(最大粒徑400μm,平均粒徑 200μm)BR36(最大粒徑 400μm,平均粒徑 125μm)。

        纖維素醚:Walocell 6000 MKX。乳膠粉:采用一種有防水功能的乳膠粉。緩凝劑與促凝劑均為工業(yè)級(jí)材料,市售。

        1.2 測(cè)試配方

        測(cè)試配方見表1。

        表1 測(cè)試配方

        測(cè)試配方見表1。

        配方中變化鋁酸鹽水泥與普硅水泥的配方比,分別采用

        ——0% 鋁酸鹽水泥 + 35% 普硅水泥

        ——3%鋁酸鹽水泥 + 32% 普硅水泥

        ——8%鋁酸鹽水泥 + 27% 普硅水泥

        ——20%鋁酸鹽水泥 + 15% 普硅水泥

        探討填料細(xì)度變化對(duì)于產(chǎn)品性能影響;緩凝劑、早強(qiáng)劑變化對(duì)產(chǎn)品性能影響等。

        1.3 試驗(yàn)結(jié)果

        測(cè)試按 JC/T1004—2006《陶瓷墻地磚填縫劑》中相應(yīng)的要求進(jìn)行拌合并成型測(cè)試試件,測(cè)試其可操作時(shí)間(初凝、終凝)、抗壓、抗折強(qiáng)度及吸水率。

        1.3.1 緩凝劑變化對(duì)性能影響

        在這個(gè)測(cè)試中,我們固定鋁酸鹽水泥與普硅水泥的比例,復(fù)合兩種緩凝劑,測(cè)試緩凝劑變化對(duì)于材料性能的影響。因瓷磚填縫劑對(duì)可操作時(shí)間沒有特別的要求, 我們選取了可操作時(shí)間為 1h 左右時(shí)的緩凝劑的添加量,測(cè)試時(shí)我們采用酒石酸(簡(jiǎn)稱 TA)與檸檬酸(簡(jiǎn)稱 AC)兩種材料, 并以不同的比例復(fù)合,具體見表2。

        表2 緩凝劑比例變化情況 %

        緩凝劑的種類與比例變化對(duì)于凝結(jié)時(shí)間的影響,如圖1所示。

        圖1 緩凝劑的種類變化對(duì)于凝結(jié)時(shí)間影響

        圖1 分析可得,酒石酸對(duì)于材料有更強(qiáng)的緩凝作用,過長(zhǎng)的凝結(jié)時(shí)間對(duì)于現(xiàn)實(shí)中的操作并不理想,而且還容易引起泛白的問題,因而在后面的試驗(yàn)中我們選取酒石酸與檸檬酸1:1 的比例。

        1.3.2 促凝劑對(duì)于材料性能影響

        在這個(gè)測(cè)試中,我們固定鋁酸鹽水泥與普硅水泥的比例,復(fù)合兩種促凝劑,測(cè)試促凝劑變化對(duì)于材料性能的影響及綜合成本等因素, 我們選取了促凝劑的添加量為 1.5%,測(cè)試時(shí)我們采用碳酸鈉(簡(jiǎn)稱 SC)與碳酸鋰(簡(jiǎn)稱 SL)兩種材料, 并以不同的比例變化復(fù)合,具體見表3。

        表3 促凝劑比例變化情況 %

        促凝劑的種類與比例變化對(duì)于凝結(jié)時(shí)間的影響,如圖2所示。

        測(cè)試結(jié)果顯示,促凝劑對(duì)于材料的凝結(jié)時(shí)間影響不大,對(duì)于早期強(qiáng)度有一定影響,因而在后面的試驗(yàn)中我們選取碳酸鈉 0.05% 與碳酸鋰 0.1% 的比例。

        1.3.3 填料細(xì)度變化對(duì)產(chǎn)品性能影響

        固定膠凝材料的比例及其它填加劑的比例,變化砂子與重鈣粉的比例,如表4。

        圖2 促凝劑變化對(duì)材料性能影響

        表4 填料變化對(duì)材料性能影響

        當(dāng)采用比較細(xì)的石英砂時(shí)(NE14),材料的可操作性能(跳桌流動(dòng)度)和凝結(jié)時(shí)間基本沒變化,但力學(xué)性能方面有所不同, 采用 NE14 時(shí),材料的抗壓抗折強(qiáng)度和吸水率明顯好于采用 BR36 的配方。同時(shí),我們可以發(fā)現(xiàn),砂子相同時(shí)變化重鈣粉的量對(duì)于材料性能影響不大。

        1.3.4 膠凝材料的比例變化對(duì)材料性能的影響

        膠凝材料的比例變化對(duì)材料性能的影響,如表5。

        表5 膠凝材料的比例變化對(duì)材料性能的影響

        材料在室溫標(biāo)養(yǎng) 3d,后在 70℃ 熱養(yǎng) 25d,之后測(cè)試材料性能。測(cè)試數(shù)據(jù)顯示,在鋁酸鹽水泥(Ternal White)與白色普硅水泥的添加量為 8% 和 27% 材料的綜合性能最好,強(qiáng)度值比較高,吸水量最低。

        3 結(jié)論

        (1)鋁酸鹽水泥的特殊水化過程,形成的水化產(chǎn)物具有更高的致密度和更好的均勻性,故而高鋁水泥砂漿具有更好的強(qiáng)度、更低的吸水率和更好的耐磨性能。鋁酸鹽水泥與普通硅酸鹽水泥以合 適的比例復(fù)合使用,不但提高了材料的固化速度,還降低了吸水率,從而更有利于避免填縫劑的泛白現(xiàn)象。

        (2)由于鋁酸鹽水泥與普硅水泥復(fù)合后凝時(shí)間變會(huì)變短,合適種類及用量的緩凝劑、促凝劑在保證操作時(shí)間的同時(shí),使材料盡快達(dá)到較好的初期性能,根據(jù)本測(cè)試的強(qiáng)論,我們推薦酒石酸與檸檬酸 1:1 的比例,碳酸鈉與碳酸鋰 1:2 的比例在配方體系中應(yīng)用

        (3)填料方面,石英砂的細(xì)度對(duì)于材料一定的影響,而重鈣粉則影響不大。

        (4)鋁酸鹽水泥與普硅水泥復(fù)合的比例影響材料的綜合性能,如吸水率,泛白與否,本試驗(yàn)推薦鋁酸鹽水泥與普硅水泥以 1:3 復(fù)合使用。

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