摘 要：本文旨在探究多孔材料摻入量與砂漿性能的關系，介紹了裝飾砂漿性能試驗的基本內容、方法和技術標準，并在該基礎上著重探究了多孔材料摻入量對裝飾砂漿力學性能、調濕性能和甲醛凈化性能的影響。結果顯示，當貝殼粉、海泡石和硅藻土的摻入量分別為2%、3%和2%時，砂漿的抗壓、抗折強度為最大值；當3種材料的摻入量分別為2%、9%和6%時，砂漿的吸濕、放濕性能為最佳水平；當3種材料的摻入量分別為4%、3%和8%時，甲醛凈化效果最佳。

關鍵詞：新型室內環(huán)保裝飾砂漿；制備方法；性能檢測

中圖分類號：TU 578" " " 文獻標志碼：A

1 裝飾砂漿性能試驗的主要內容和方法

1.1 基本性能試驗

裝飾砂漿的基本性能包括稠度、表觀密度、收縮率、保水性、分層度、凝結時間以及吸水率等，相關試驗內容和方法應符合《建筑砂漿基本性能試驗方法》（JGJ/T70—2009）的要求，以下介紹部分試驗內容的試驗方法。

1.1.1 干密度檢測方法

在干密度檢測中，需要制備、養(yǎng)護砂漿試塊，使其達到干燥狀態(tài)，試塊的設計規(guī)格為長×寬×高=0.04m×0.04m×0.16m。稱量干燥試塊的質量，記為m。進行混凝土塊干密度檢測時，相關工作人員獲取試塊的干質量和干體積。干質量通過將試塊在干燥條件下稱重來獲取，干體積通過測量試塊的幾何尺寸并進行計算得出。在實際操作中，為了確保測試結果的準確性，通常會進行多次試驗并取平均值。此外，考慮試塊表面的不均勻性，可能需要對其進行修正，以得到更接近混凝土整體密度的結果。

1.1.2 收縮率檢測方法

收縮率試驗用于檢測砂漿的自然干燥收縮值，使用的儀器設備為立式砂漿收縮儀，試模采用棱柱體，其幾何尺寸同樣為0.04m×0.04m×0.16m。將制備好的砂漿裝入試模內，模具上設計有收縮頭，隨著砂漿收縮，收縮頭的位置會發(fā)生變化[1]。將模具放置在振動臺上，加速砂漿的收縮速度。振動4h后，對砂漿進行標準養(yǎng)護。試塊養(yǎng)護完成后將其放置在溫度為22℃、濕度為60%的環(huán)境中靜置4h，測量其初始長度，經(jīng)過28d后，再次測量試塊的長度。試塊干燥收縮值與時間間的關系通?？捎靡粋€收縮曲線來描述。該曲線顯示了混凝土在干燥過程中的收縮變化，通常包括一個初始的快速收縮階段，隨著時間推移，收縮速率逐漸下降，最終趨于穩(wěn)定。在實際測試中，通常會選擇不同的時間點進行測量，并記錄收縮率。這些數(shù)據(jù)隨后可用于繪制收縮曲線。試驗通常會進行一段較長的時間，以確保工作人員可以觀察到完整的干燥收縮過程。

1.1.3 分層度檢測方法

分層度用于評價砂漿拌合物在運輸和停放過程中的穩(wěn)定性。測試儀器包括砂漿分層度筒、振動臺和砂漿黏稠儀等。在檢測過程中，先制備砂漿，測量其初始黏稠度。將砂漿的拌合物一次性裝入筒內，以木錘敲擊筒壁，使砂漿沉落，砂漿液面與筒口保持平齊，如果砂漿不足，則適當補充。靜置0.5h后，去掉上部200mm的砂漿，將剩余的100mm砂漿倒入拌合鍋內，攪拌2min，再次測量其黏稠度，2次黏稠度的差值即為分層度值[2]。

1.2 力學性能試驗

力學性能試驗的核心是檢測室內裝飾砂漿的抗壓、抗折強度。檢測方法應符合《水泥膠砂強度檢驗方法（ISO法）》（GB/T17671—2021）中的規(guī)定。試驗過程包括砂漿配比設計、砂漿制備、試件制作、試件養(yǎng)護、抗折試驗以及抗壓試驗。

1.2.1 抗折強度的測定方法

將試件的一個側面放在試驗機的支撐圓柱上，確保支撐圓柱與試件長軸相垂直。利用加荷圓柱均勻地向試件垂直加載荷，加載速度為50N/s±10N/s，直至試件折斷?？拐蹚姸鹊挠嬎惴椒镽f=1.5FfL/b3，其中Rf為抗折強度；Ff為折斷時施加于棱柱體試件中部的載荷；L為支撐圓柱間的距離；b為棱柱體正方形截面的邊長。

1.2.2 抗壓強度測定方法

抗折強度試驗結束后，原試件被折斷，形成2個半截試件，可利用折斷的半截試件進行強度試驗。對半截試件施加載荷，加載速度為2400N/s±200N/s，直至試件破壞。試件采用棱柱體，其幾何尺寸為0.04m×0.04m×0.16m。抗壓強度Rc為最大破壞載荷Fc與試件受壓面積A的比值。

1.3 吸放濕性能試驗

砂漿吸放濕性能試驗應符合《建筑材料及制品的濕熱性能吸濕性能的測定》（GB/T20312—2006）中的操作和實施要求。在性能試驗中，采用干燥器法獲得吸濕、放濕的數(shù)據(jù)。干燥器需要達到一定的環(huán)境濕度，該濕度因素由鹽溶液決定[3]。常用的鹽溶液由無機鹽配置而成，如NaCl、KNO3、MgCl2·6H2O。

1.4 凈化甲醛性能試驗

室內環(huán)保砂漿應具備吸附、凈化室內甲醛的功能，因此要檢測砂漿對甲醛的凈化能力，《室內空氣凈化功能涂覆材料凈化性能》（JC/T1074—2021）對試驗方法做出了規(guī)定。根據(jù)其中規(guī)定，產(chǎn)品分為I類和Ⅱ類，環(huán)保砂漿應按照I類材料進行試驗。

2 新型室內環(huán)保裝飾砂漿性能試驗

2.1 新型室內環(huán)保裝飾砂漿多孔功能摻料簡介

與普通的水泥砂漿不同，新型室內環(huán)保裝飾砂漿的特點是加入了多孔摻料，包括硅藻土、海泡石以及貝殼粉，這些材料的加入改變了砂漿的性能。通過電子顯微鏡掃描觀察、X射線衍射試驗等方法，可掌握多孔材料的主要成分及其含量，具體見表1。

2.2 多孔功能摻料對裝飾砂漿力學性能的影響探究

多孔功能摻料是新型室內環(huán)保裝飾砂漿的輔料，砂漿力學性能的主要影響因素為膠砂比。本文在此次研究過程中將膠砂比統(tǒng)一設計為3∶5，即1∶1.67，在此基礎上探究多孔摻料對砂漿力學性能的影響。

2.2.1 多孔摻料單獨摻入對砂漿力學性能的影響

2.2.1.1 試驗材料配比

新型室內環(huán)保裝飾砂漿由水泥、纖維素醚、減水劑、可再分散乳膠粉以及多孔摻料等組成。制備試驗材料時，將水膠比控制為1∶1.67，纖維素醚、可再分散乳膠粉和減水劑的摻入比分別為0.15%、2.0%和0.03%。針對多孔摻料設計了4種摻入水平，分別為0%、5%、10%以及15%。

2.2.1.2 抗壓、抗折強度測定

拌合充分的砂漿制備試件硬化后，拆除模板，將其放置在標準養(yǎng)護箱內，養(yǎng)護時間分別為7d、28d，分別在第7d和第28d進行抗壓、抗折強度試驗，試驗數(shù)據(jù)見表2。

2.2.1.3 試驗結果分析

單獨摻入貝殼粉時，抗壓強度和抗折強度隨著摻入比例增加，呈現(xiàn)出先升高、后下降的趨勢。當摻入比例為10%時，抗壓強度和抗折強度為最大值。

單獨摻入海泡石時，抗壓強度和抗折強度隨著摻入比例增加呈下降趨勢，完全不摻入海泡石對應的抗壓、抗折強度最大。

單獨摻入硅藻土時，抗壓強度和抗折強度隨著摻入比例增加，呈現(xiàn)出先升高、后下降的趨勢。當摻入比例為5%時，2個指標為最大值。

縱向比較抗壓強度和抗折強度，單獨摻入貝殼粉時峰值最大，其次是硅藻土，最后是海泡石。

2.2.2 多孔摻料混合摻入對砂漿力學性能的影響

2.2.2.1 試驗材料配比

在多孔摻料混合摻入試驗中，將水膠比設計為1∶1.67，減水劑在砂漿中的質量占比為0.2%。貝殼粉、海泡石和硅藻土的摻入種類和摻入比例可通過正交試驗來確定，正交試驗的因素水平見表3。

2.2.2.2 試驗方案

按照表3設計的因素水平進行正交試驗，共計9種組合方式，在不同的摻入量下檢測砂漿硬化試件的抗壓、抗折強度，結果見表4。

2.2.2.3 結果分析

從試驗數(shù)據(jù)可知，在試驗組1中，抗壓強度為20.2MPa，抗折強度為5.0MPa，是所有組別中的最大值，其對應的壓折比為4.0。只考慮抗壓強度時，3個因素的極差分別為0.7、3.2、4.9，說明各因素對抗壓強度的影響程度為硅藻土gt;海泡石gt;貝殼粉。只考慮抗折強度時，3個因素的極差分別為1.3、0.6、0.3，說明各因素對抗折強度的影響程度同樣為硅藻土gt;海泡石gt;貝殼粉。只考慮壓折比時，3個因素的極差分別為0.2、0.3、0.2，說明各因素對壓折比的影響程度為海泡石gt;貝殼粉=硅藻土。

因此，當3種多孔料混合摻入時，硅藻土和貝殼粉的最佳摻入量均為2%，海泡石的最佳摻入量為3%，原因是在這種混合摻入配比下，新型環(huán)保砂漿試樣的抗壓、抗折強度均最大。另外，與單獨摻入某一種多孔摻料相比，多孔摻料混合摻入的砂漿力學性能也更高。

2.3 多孔功能摻料對裝飾砂漿調濕性能的影響探究

2.3.1 多孔摻料單獨摻入對砂漿調濕性能的影響

2.3.1.1 砂漿配比和制備

砂漿制備材料包括白水泥、砂、重鈣、消泡劑、纖維素醚、膠粉以及多孔摻料，按照質量百分比計算，白水泥、砂、膠粉、纖維素和消泡劑的占比分別為30%、50%、2%、0.15%和0.3%。單獨摻入貝殼粉時，設置3個梯度水平，其摻入量（質量占比）分別為5%、8%和11%；單獨摻入硅藻土時，其摻入量分別為2%、4%和6%；單獨摻入海泡石時，其摻入量分別為5%、10%和15%。

2.3.1.2 試驗結果分析

根據(jù)吸濕、放濕相關檢測方法，將試驗環(huán)境的濕度控制為70%，溫度為（22±1）℃，通過飽和鹽溶液法檢測相關數(shù)據(jù)，得到3種材料單獨摻入24h后的吸濕量和放濕量，結果見表5。從數(shù)據(jù)可知，隨著摻入量提高，砂漿的吸濕量和放濕量都逐漸升高。

2.3.2 多孔摻料混合摻入對砂漿調濕性能的影響

2.3.2.1 3種材料混合摻入的正交試驗方案

在正交試驗中，針對因素貝殼粉摻入量，設置3個水平，分別為2%（A1）、4%（A2）和6%（A3）。針對因素海泡石摻入量，設置3個水平，分別為3%（B1）、6%（B2）和9%（B3）。針對因素硅藻土摻入量，設置3個水平，分別為4%（C1）、6%（C2）和8%（C3）。

2.3.2.2 試驗結果分析

吸濕量的正交試驗結果見表6，比較各組數(shù)據(jù)在6h、12h和24h的吸濕量，試驗組別3吸濕量最佳。在9個試驗組別24h內的放濕量中，同樣是組別3放濕量最大。砂漿24h吸濕量的極差分析數(shù)據(jù)見表7。從數(shù)據(jù)可知，僅考慮砂漿吸濕量時，3種因素的影響程度為海泡石摻入量gt;硅藻土摻入量gt;貝殼粉摻入量。采用相同原理進行砂漿放濕量試驗，觀察9組正交試驗的24h放濕量，同樣是組別3放濕量最大。比較混合摻入和單獨摻入的吸濕量、放濕量，以24h試驗數(shù)據(jù)為分析對象，海泡石單獨摻入量為15%時，24h吸濕量為4.51g，相應的放濕量為1.98g，均為單獨摻入的最大值。而正交試驗組別3的吸濕量、放濕量分別為4.84g、2.72g，其吸濕、放濕性能明顯更強。因此最佳吸濕、放濕配比為組別3，即貝殼粉摻量2%、海泡石摻量9%和硅藻土摻量6%。

2.4 多孔功能摻料對裝飾砂漿甲醛吸附性能的影響

2.4.1 試驗方案

2.4.1.1 環(huán)保砂漿中多孔功能摻料配比

從調濕性能試驗和力學性能試驗的正交試驗組別中篩選出效果排名前三的組別，分別為試驗組一：貝殼粉摻入量2%、海泡石摻入量9%、硅藻土摻入量6%；試驗組二：貝殼粉摻入量4%、海泡石摻入量6%、硅藻土摻入量6%；試驗組三：貝殼粉摻入量4%、海泡石摻入量3%、硅藻土摻入量8%。

2.4.1.2 試件制備

將制備好的砂漿涂抹在玻璃板上，其面積為為正方形，邊長為0.5m，砂漿厚度為4mm～6mm，盡可能保持厚度均勻。將試件在20℃、50%濕度環(huán)境下養(yǎng)護7d，確保砂漿干燥。

2.4.1.3 試驗裝置

試驗裝置為2個容積為1m3的玻璃材質試驗艙，長×寬×高=1.25m×0.8m×1.0m。將2個艙分別編號為A、B，A為試驗艙，B為空白對照艙，對2個艙進行密封處理。

2.4.1.4 試驗方法

在A艙內放置養(yǎng)護完成的砂漿涂板，B艙內放置空玻璃板。向2個試驗艙注射濃度相同的甲醇溶液，注入量為3μL。事先在艙內放置小型電風扇，打開電風扇，0.5h后測試并記錄B艙甲醛的初始濃度n0，1d后測試B艙終止?jié)舛萵1和A艙終止?jié)舛萵2。

2.4.2 試驗結果分析

2.4.2.1 數(shù)據(jù)處理方法

根據(jù)n0和n1計算出甲醛的自然衰減率R，先求出n0與n1的差值，再求出該差值與n0的百分比。將砂漿對甲醛的凈化率記為r，則該指標的計算方法為n1與n2的差值除以n1，再求出百分比。

2.4.2.2 3個試驗組別的甲醛凈化率

3個試驗組別的甲醛凈化率結果見表8。從試驗數(shù)據(jù)可知，試驗組別三配置的環(huán)保砂漿對甲醛的凈化效果最佳，3種多孔功能摻料的配比分別為貝殼粉摻入量4%、海泡石摻入量3%和硅藻土摻入量8%。

3 結語

綜上所述，在普通砂漿中添加一定量的多孔材料，能夠改變砂漿的性能。本文主要探究了海泡石、貝殼粉以及硅藻土與砂漿性能的關系。在力學性能和調試性能研究中，分別進行單獨摻入試驗和混合摻入試驗。結果顯示，按照貝殼粉2%、海泡石3%和硅藻土2%的摻入配比，砂漿抗壓、抗折強度可達最佳水平。按照貝殼粉2%、海泡石9%和硅藻土6%的摻入配比，砂漿調濕性能達到最佳水平。

參考文獻

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