周文娟，周丹

（工程結(jié)構(gòu)與新材料北京市工程研究中心，北京建筑大學，北京　100044）

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液粉比和添加劑對聚合物水泥防水砂漿力學性能的影響研究

周文娟，周丹

（工程結(jié)構(gòu)與新材料北京市工程研究中心，北京建筑大學，北京100044）

摘要：研究了液粉比和減水劑、纖維素醚2種添加劑對聚合物水泥防水砂漿力學性能的影響。結(jié)果表明，隨著液粉比的減小，砂漿的拉伸強度增大，斷裂伸長率減小，液粉比為1∶1時，防水砂漿的力學性能較好；隨著減水劑、纖維素醚摻量的增加，砂漿的拉伸強度和斷裂伸長率都先增大后減小，2種添加劑的較優(yōu)摻量均為1.5 kg/t。

關(guān)鍵詞：聚合物水泥防水砂漿；液粉比；減水劑；纖維素醚；力學性能

0　前言

聚合物水泥防水砂漿（又稱JS防水砂漿）既包含無機材料水泥，又含有機高分子聚合物乳液。有機聚合物涂膜柔性好，臨界表面張力較低，裝飾效果好，但耐老化性不足；而水泥是一種水硬性膠凝材料，剛性好，與潮濕基面的粘結(jié)力強，抗?jié)裥院?，抗壓強度高，但柔性差。二者結(jié)合，優(yōu)勢互補，剛?cè)嵯酀沙浞职l(fā)揮兩者的優(yōu)點，從而使防水砂漿抗?jié)B性、綜合性能比較優(yōu)越，達到較好的防水效果［1-4］。且聚合物水泥防水砂漿施工簡單、無毒無害、適應(yīng)性強，因而近十幾年來得到廣泛應(yīng)用。

有關(guān)JS防水砂漿的研究，有從不同聚合物乳液種類方面，也有從無機膠凝材料骨料及增塑劑等方面進行。在借鑒前人研究的基礎(chǔ)上，本文主要考察液料與粉料不同配比、減水劑和纖維素醚2種添加劑對防水砂漿拉伸強度及斷裂伸長率等力學性能的影響。

1　原材料及試驗方案

1.1原材料

水泥：北京金隅42.5級普通硅酸鹽水泥。砂：天然細砂，細度100～200目；石灰石粉：AT-0026，河北彩瑞建材有限公司生產(chǎn)；減水劑：聚羧酸減水劑PC-1016，西卡；消泡劑：ST-4400，水泥砂漿消泡劑；纖維素醚：MC20000，拜耳；水：自來水。

1.2試驗方法

按照GB/T23445—2009《聚合物水泥防水涂料》和GB/T 16777—2008《建筑防水涂料試驗方法》規(guī)定執(zhí)行。

1.3試驗方案

（1）液粉比對JS防水砂漿性能的影響試驗。聚合物乳液采用VAE乳液（2012）、苯丙乳液（1350）單摻及復(fù)摻共3種，乳液與水的比例為95∶5，液粉比分別采用：1∶1.2、1∶1.1、1∶1、1∶0.9、1∶0.8共5種，消泡劑用量為0.3%，分散劑用量為0.2%，成膜助劑用量為0.1%，粉料用量見表1。

表1　聚合物水泥防水砂漿粉料用量　kg/t

（2）纖維素醚及減水劑對JS防水砂漿性能的影響試驗。液粉比采用1∶1，纖維素醚及減水劑摻量分別為0.5、1.0、1.5、2.0及2.5 kg/t。

按照以上配合比，進行JS防水砂漿拉伸強度和斷裂伸長率測試，進而研究液粉比和添加劑對防水砂漿力學性能的影響。

2　試驗結(jié)果與分析

2.1液粉比對JS防水砂漿力學性能的影響（見表2）

表2　液粉比對JS防水砂漿力學性能的影響

2.1.1液粉比對JS防水砂漿拉伸強度的影響

由表2可以看出，JS防水砂漿的拉伸強度均符合GB/T 23445—2009的要求（Ⅰ型≥1.2MPa）。當采用苯丙乳液（1350）和VAE乳液（2012）單摻時，砂漿的拉伸強度均隨粉料用量的增加先降低后升高，液粉比為1∶0.9時，砂漿的拉伸強度最?。徊捎肰AE乳液的砂漿拉伸強度明顯高于采用苯丙乳液的。當2種乳液復(fù)摻時，砂漿的拉伸強度均小于2組乳液單摻時的強度，這可能是因為，復(fù)摻時乳液的相容性不好，高分子聚合物之間產(chǎn)生了范德華斥力，致使砂漿的拉伸強度降低。

2.1.2液粉比對聚合物水泥防水砂漿斷裂伸長率的影響

由表2可以看出，隨著液粉比減小，聚合物水泥防水砂漿的斷裂伸長率呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢。當采用苯丙乳液（1350）時，斷裂伸長率的減小趨勢比采用VAE乳液（2012）和復(fù)摻乳液時都明顯，并且當液粉比小于1時，砂漿的斷裂伸長率明顯低于200%，不能符合GB/T23445—2009的要求（Ⅰ型≥200%）。采用VAE乳液（2012）和2種乳液復(fù)配時，防水砂漿的斷裂伸長率在300%左右。

聚合物乳液失水而成為具有粘結(jié)性和連續(xù)性的彈性膜層，水泥吸收乳液中的水而硬化，從而使柔性的聚合物膜層與水泥硬化體相互貫穿而牢固地粘結(jié)成一個堅固而有彈性的防水層。涂膜具有較大的延伸率，柔性的聚合物填充在水泥硬化體的空隙中，使水泥硬化體更加致密而富有彈性；水泥硬化體又填充在聚合物相中，使聚合物具有更好的柔韌性［5］。而當采用VAE乳液（2012），液粉比為1∶1時，水泥與聚合物的填充作用最好，砂漿性能較優(yōu)異。

2.2減水劑和纖維素醚對聚合物水泥防水砂漿

力學性能的影響（見表3）

表3　添加劑對JS防水砂漿力學性能的影響

2.2.1減水劑對聚合物水泥防水砂漿性能的影響

減水劑作為防水砂漿的添加劑，雖然用量較小，但是能夠使水泥顆粒分散，改善和易性，降低用水量，從而提高水泥基材料的致密性和硬度，增大其流動性，顯著改善砂漿的工作性。由表3可知，隨著減水劑摻量的增加，防水砂漿的拉伸強度和斷裂伸長率都表現(xiàn)為先增加后降低的趨勢，當摻量為1.5 kg/t時，拉伸強度和斷裂伸長率都達到最大，分別為2.01MPa、374.24%，符合GB/T23445—2009的要求。當減水劑用量較少時，其分散作用較弱，釋放出的自由水量少，水泥不能完全水化，影響砂漿的力學性能；而當用量過大時，減水劑的引氣隔離作用明顯發(fā)揮，減水劑不但能吸附在固液界面上，還能吸附在液氣界面上，使砂漿中易于形成許多微小氣泡，從而降低了砂漿的拉伸強度和斷裂伸長率［6］。

2.2.2纖維素醚對聚合物水泥防水砂漿性能的影響由表3可以看出，隨著纖維素醚摻量的增加，防水砂漿的拉伸強度和斷裂伸長率也都表現(xiàn)為先增加后降低的趨勢，和減水劑的影響結(jié)果相似。當摻量為1.5 kg/t時，拉伸強度和斷裂伸長率都達到最大，分別為1.99MPa、437.16%，此時砂漿性能最優(yōu)。當纖維素醚用量較少時，砂漿體系中的水泥顆粒不能均勻地分散，使得水泥與聚合物反應(yīng)生成乳膠膜的過程不能充分進行，從而使得砂漿的拉伸強度和斷裂伸長率都較低；而隨著纖維素醚用量的增加，水泥在砂漿體系中顆粒逐漸分布均勻，纖維素醚包裹在固體顆粒表面形成一層潤滑膜，使砂漿體系更穩(wěn)定；繼續(xù)增加纖維素醚用量，則其引氣作用表現(xiàn)明顯，破壞了潤滑膜的整體性，反而又降低了砂漿的力學性能。

3　結(jié)　語

（1）隨著液粉比的減小，防水砂漿的拉伸強度逐漸提高，斷裂伸長率不斷減小，當液粉比為1∶1時，JS防水砂漿的性能較好。VAE乳液配制的JS防水涂料的綜合性能優(yōu)于苯丙乳液及二者復(fù)配乳液。

（2）隨著減水劑和纖維素醚摻量的增加，JS防水砂漿的拉伸強度和斷裂伸長率均先增大后降低。當減水劑摻量為1.5 kg/t時，拉伸強度和斷裂伸長率都達到最大，分別為2.01 MPa、374.24%；當纖維素醚摻量為1.5 kg/t時，拉伸強度和斷裂伸長率分別為1.99MPa、437.16%。

參考文獻：

［1］沈春林.聚合物水泥防水涂料［M］.北京：化學工業(yè)出版社，2010.

［2］買淑芳，徐素華.混凝土聚合物復(fù)合材料及其應(yīng)用［M］.北京：科學技術(shù)文獻出版社，1996.

［3］趙守佳，田翠.聚合物水泥防水涂料發(fā)展現(xiàn)狀與展望［J］.中國建筑防水，2014（12）：7-13.

［4］雷生山.適合JS防水涂料的聚合物乳液［J］.涂料工業(yè)，2002（2）：40-41.

［5］李成吾，杜曉寧，劉艷輝.聚合物水泥防水涂料的制備及其拉伸性能［J］.新型建筑材料，2015（1）：72-76.

［6］馬雙平，周芬朱，華雄.減水劑表面活性及作用機理［J］.商品混凝土，2014（6）：34-36. nace slag［J］.Journal of Materials Science，2008，43：2356-2361.

（PXM2015_014210_000005）；

教師隊伍建設(shè)－創(chuàng)新團隊項目（市級）（2015年）

（02147515002）

中圖分類號：TU57+8.12

文獻標識碼：A

文章編號：1001-702X（2016）05-0113-03

基金項目：北京市教育委員會市屬高校創(chuàng)新能力提升計劃項目

收稿日期：2015-12-20

作者簡介：周文娟，女，1977年生，安徽泗縣人，副教授，主要從事固體廢棄物資源化技術(shù)研究工作。

The impact of liquid powder and additives on the mechanical properties of polymer cement waterproof mortar

ZHOU Wenjuan，ZHOU Dan
（Engineering Structure and New Materials Engineering Research Center of Beijing，Beijing University of Civil Engineering and Architecture，Beijing 100044，China）

Abstract：This paper studies the effect of liquid powder，water reducing agent and cellulose ether on the mechanical properties of polymer cement waterproof mortar.The results show that tensile strength increased and breaking elongation decreased with the decreasing of the liquid-powder ratio，when the liquid powder ratio is 1∶1，waterproof mortar′s mechanical performance is better. With the increasing of water reducing agent and cellulose ether，the tensile strength and breaking elongation increases and then decreases，the better component of the two additives are both 1.5 kg/t.

Keywords：polymer cement waterproofmortar，liquid-powder ratio，water reducing agent，cellulose ether，mechanical properties