銘將機械

　　以玻化微珠或閉孔（kǒng）珍珠岩（yán）為保溫骨料的無機輕集料保溫砂漿是一種新型建（jiàn）築幹粉砂漿，具有保溫隔熱（rè）及耐火（huǒ）、耐老化（huà）性（xìng）能較好的特點。本文研（yán）究了水（shuǐ）泥、改性（xìng）劑、可再分散乳膠粉及不同的膠結料與保溫骨料之比對保溫砂漿（jiāng）性能的影響情（qíng）況

引 言

　　無機輕（qīng）集料保溫砂漿是（shì）以玻（bō）化微珠或閉孔珍珠岩等機輕集料為（wéi）保溫（wēn）骨（gǔ）料，水泥等無機膠凝材料為主（zhǔ）要膠結（jié）料，並（bìng）摻（chān）加高分子聚合物及其他功能性添加劑而製成（chéng）的建築幹粉砂漿（jiāng），具有施工方便（biàn）、保溫隔熱性能較好（hǎo）的（de）特點。相比於有機保溫材料，由（yóu）於砂漿采用無（wú）機礦物作為（wéi）保溫骨料，故不易燃燒，防火性能好，受熱也不會散發（fā）有毒氣體（tǐ）；且其耐候性及（jí）耐老化性能也有很大提高。因此，該類保溫砂漿（jiāng）是一種綜合性能較好且綠色環保的新型建築保溫材料。

　　近兩年來，國內已有文（wén）獻資料報道了玻化微珠保（bǎo）溫砂漿（jiāng）的研製情（qíng）況及施工技術。文（wén）獻［1］研究表明通過摻加高效砂（shā）漿發泡劑和β半水石膏（gāo），能改善（shàn）玻化微珠保溫砂漿的性能。文獻［2］研究（jiū）了玻化微珠摻量及外（wài）加劑（jì）對（duì）砂漿性能（néng）的影響。本文參照GB20473《建築保溫砂漿》的技術性能要求，通過對砂漿稠度、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，在較為詳細地考察了水（shuǐ）泥用量及改性劑對保（bǎo）溫砂漿性能影響的同（tóng）時，著重研（yán）究了加入改性劑對幹密度與導熱係數（shù）、抗壓強度間的相關性影（yǐng）響，並探討了加入改性劑後膠結料與玻化微珠配比以及可再分散乳膠粉摻量不同時（shí）對保溫（wēn）砂漿性能的（de）影響情況（kuàng），可望為生產性能優良的無機輕集料保溫砂漿提供研究基（jī）礎。

試 驗

1.1 原（yuán）材料

　　膠結料：本文中所（suǒ）指膠結料指除玻化微珠外，組成無機輕集料保溫砂漿的其他材料（liào），包括水泥等無機（jī）膠凝材（cái）料、高分（fèn）子聚合物及其他功能性添加材料。

　　水泥：42.5級（jí）普通矽酸鹽（yán）水泥，海豹水泥有限公司生產。

　　可再分散乳膠粉：乙烯-醋酸乙烯共聚型高分子聚合物，最低成膜溫度0℃。

　　玻化微珠（zhū）：是一（yī）種無機物玻璃質礦物材料，由火山岩粉碎成礦砂（shā），經過特殊膨化燒法加工而成。該材料呈不規則球狀顆粒，內部為多孔的空腔結構，表（biǎo）麵玻化封閉。相比於普通膨脹珍珠岩（yán），玻（bō）化微珠具有質輕、保溫隔熱性能好、強（qiáng）度高的特點。試驗采用（yòng）玻化微珠為河南省信陽生產，其在掃描電鏡（jìng）下的外觀形狀及內部（bù）結構的SEM照片見圖1、圖2。

　　玻化微珠（zhū）的堆（duī）積密度在130~140 kg/m3，表1為（wéi）顆粒粒徑分（fèn）布情況。由表（biǎo）1可（kě）見，所采用（yòng）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（zhū）(體積)之間的質量體積比；水（shuǐ）料比指水與無（wú）機輕集料保溫砂漿之間的質量比。

1.2 試驗方（fāng）法

　　試驗室環（huán）境（jìng）為空氣溫度23℃±2℃，相對濕度55%~85%。

1.2.1 稠度

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

1.2.2 濕表觀（guān）密度

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

1.2.3 抗壓強度、幹密度、軟（ruǎn）化係數

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

1.2.4 拉伸粘結強度

　　參照JG/T 24―2000中（zhōng）6.14的規（guī）定進行測定。其中保溫砂漿成型厚度為6 mm，成型時用刮刀抹實，用聚（jù）乙烯薄膜養護至14 d後，去掉薄膜繼續養護至28 d。

1.2.5 導熱係數

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

2.1 膠結料中水（shuǐ）泥含量對無（wú）機輕集料保溫砂漿性能的影響

　　在無機輕集料保溫砂漿中，水泥是最主要的（de）膠凝材料，水泥通過水化作用，為保溫砂漿的力（lì）學性能（néng）提供保（bǎo）障。表2反應了膠結料與玻化微珠之比為1∶5.5時（shí），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，水料比（bǐ）不（bú）變的條件下，隨膠結料（liào）中水泥的含（hán）量增大，保溫砂漿新拌（bàn）漿體的稠度逐漸減小，濕（shī）表觀密（mì）度增加，保溫砂漿（jiāng）的幹密度、抗壓強度、拉伸粘結強（qiáng）度均提高。而幹密度的提高，會使砂漿的導熱係數增大，保溫性能下降。在試驗（yàn）過程中還觀察到，隨水泥用量的上升，出現了新拌漿體中膠結（jié）料對玻化微珠包裹性不佳、和易性變差、漿體較為鬆散的情況，且隨（suí）時間延長，稠（chóu）度下降很快。當水泥含量達94%時，10 min後（hòu）漿體明顯變幹，施（shī）工操作困難。這主要是由於一方麵水泥自身密度較大，在膠結料質量（liàng）一（yī）定的情況下，增大水泥用量，膠結料的密度也相應提高，從而使其在保溫砂漿（jiāng）中所占體積減少，故會產生漿體包裹性變差的現象；而另一方麵（miàn），水泥用量的增（zēng）加，也使漿體凝結時間縮短。因此，在保溫砂漿的配方組成中，必須控製好作為主要膠凝材料水泥的用量（liàng）。水泥含量（liàng）高，雖可提高砂漿（jiāng）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反映水泥摻量（liàng）為78%，膠（jiāo）結料與玻化微珠的比在（zài）1∶3.5~1∶7.0間（jiān）變化時，保溫砂漿幹密度對（duì）導熱係數、抗壓強度的影響情況。

　　由表2可（kě）見，在（zài）保持膠結料與玻化微珠之比相同，水料比不變的條件下，隨膠結料中水泥（ní）的含量增大，保（bǎo）溫砂漿新拌漿體的稠度逐漸減小，濕（shī）表觀密度增加，保（bǎo）溫（wēn）砂漿的幹密度（dù）、抗壓強度、拉伸粘結強度均提高。而（ér）幹密度的提高，會使砂漿的導熱係數增大，保溫性能下降。在試驗過程中還觀察到，隨水泥用量的上（shàng）升，出現（xiàn）了新拌漿體中膠結料對玻化微珠包裹性（xìng）不佳、和易性（xìng）變差、漿體較為鬆散的（de）情況，且隨時間（jiān）延長，稠度下降很快。當水泥含量達94%時，10 min後漿體明顯（xiǎn）變幹，施工操作困難。這主要是（shì）由於一（yī）方麵水泥自身密度（dù）較大，在膠結料質量（liàng）一（yī）定的情況下，增（zēng）大水（shuǐ）泥用量，膠結料的密度也相應提高，從而使其在保溫砂漿（jiāng）中所占體積減少，故會產生漿體包裹性變差的現象；而另一方麵，水泥用量的增加，也使漿體凝結時間縮短。因此，在保溫砂漿的（de）配方組成中，必須（xū）控製好作為主要膠凝材料水泥的用量。水泥（ní）含量高，雖可提高砂漿的強度，但會影響施工性能，且使材（cái）料的保溫性能（néng）降低。

　　圖3、圖（tú）4反映水泥摻量為78%，膠結料與玻化微珠的（de）比在（zài）1∶3.5~1∶7.0間變化時，保溫砂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（gǎi）性劑是一種對玻化微（wēi）珠起輔助作用的保溫材料，具有較低的堆積密度，其本身的強度較玻化微（wēi）珠高。因此，在（zài）膠結料中加入改性劑後，能使膠結料的密（mì）度降低，在保持（chí）膠結料質量不變的情況下，增大（dà）膠結料體積（jī），不僅可改善新拌漿（jiāng）體的（de）和易性，而且還能提高保溫砂漿的抗壓強度。表3為（wéi）加入改性劑後（hòu），保溫砂漿性能的測試結果，膠結料（liào）中水泥的含量（liàng）為74%。相比於表2，由表3可見，稠度（dù）控製在8.0 cm±0.5cm，膠結料與（yǔ）玻化微珠比為1∶5.5的保溫砂漿，加（jiā）入改性劑後，新拌漿體的需水量有所提高（gāo），但保溫砂漿的幹密度明顯降低，從未加的386 kg/cm3降至313 kg/cm3，所測（cè）的導熱係（xì）數值為0.068 W/m·K；抗壓強度值（zhí）略有下降，拉伸粘結（jié）強（qiáng）度值從0.23 MPa減小到0.17 MPa左右。這主（zhǔ）要是由於保溫砂漿中（zhōng）改性劑替代了一部（bù）分（fèn）膠（jiāo）凝材料所引起。

　　從表3中（zhōng）還可知，保溫砂漿配方相同時（shí），不（bú）同水料比（bǐ）對幹密度、抗壓強度影響較大，但對導熱係數（shù）影響相（xiàng）對較（jiào）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；水量過大，會使砂漿的抗壓（yā）強度降低。根據表3及圖3的數據，繪製加入改性劑（jì）前後保溫砂（shā）漿幹密度與導熱係數的（de）關係圖，結果見圖（tú）5。

　　由圖5可見，將加（jiā）與不加改性劑的兩組保溫砂漿幹密度與導熱係（xì）數的數據合並於（yú）一張圖中後，所擬合的線性方程相關（guān）係數接近（jìn）0.98，數據離散性小。這說明，改性劑對（duì）幹密度與導熱係數之間的相（xiàng）關性影響較小。

　　根據表3及圖4幹密（mì）度、抗壓強（qiáng）度的（de）數據，繪製的加入改性劑前後保溫砂漿幹密度對抗（kàng）壓強（qiáng）度影響的關係見圖（tú）6。由圖6可知，改性劑可明顯影響幹密度與抗壓強度間的相關性（xìng）。加入改性劑後，幹密度（dù）變化（huà）對抗壓強度的影響較未加改性劑（jì）時小。幹密（mì）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，且幹密度越小，抗壓強度值（zhí）提高得越多。但當幹密度超過497 kg/m3時，未改性的保溫砂漿強度將大於改性保溫砂漿。

　　由此（cǐ）可見，改性（xìng）劑的加入，對保溫砂漿幹密度與（yǔ）導熱係數間（jiān）的相關性影響不大，而在相同幹（gàn）密度條件下，可明顯提高保溫砂漿的抗壓強度值，有利於配製幹密度、導熱係數較低，保溫性能較好且抗壓強度較高保溫（wēn）砂漿。

　　此外，從試驗結果中還（hái）可以發現，膠結料與玻化微珠之比會對保溫砂漿強（qiáng）度、導熱係數及施工性能產生較大的影響。隨配比中玻化微珠含量的降低，保溫砂漿幹（gàn）密（mì）度、抗（kàng）壓（yā）強度、拉（lā）伸粘結強度、導熱係數、軟化係數均有不同程度提高，且新拌砂漿的需水量也（yě）逐漸減（jiǎn）少，漿體和易性變好，但保溫性能下降。膠結（jié）料與玻化微珠（zhū）之比為（wéi）1∶5.5時，加入改性劑的保溫砂漿的所測性（xìng）能可滿（mǎn）足GB/T 20473規定I型的要求；膠結料與玻化（huà）微珠之比為1∶3.5或4.5的保溫砂漿，所測性能可達到Ⅱ型的要求，且兩種型號砂漿的抗壓強度均明顯高於標準的（de）要求。

2.3 可（kě）再分散乳膠粉對無機輕集料保溫砂漿性（xìng）能的影響

　　乙烯-醋酸乙（yǐ）烯共聚型可再分散乳（rǔ）膠粉是幹粉砂漿中應用最（zuì）為廣泛的添加（jiā）劑之一，在保溫砂漿中加入膠乳粉，能改善砂漿內部粘結能力和界麵（miàn）粘（zhān）結能力，提高（gāo）砂漿的拉伸粘（zhān）結性能及抗開裂性能。在膠結料與玻化微珠（zhū）之比（bǐ）為1∶4.5，稠度（dù）控製為8.0 cm±0.5 cm條件（jiàn）下，膠結料中可再分散乳膠粉（fěn）摻量對水料比、保（bǎo）溫砂漿幹密度、抗壓強度與拉伸粘結（jié）強度的影響見表（biǎo）4。

　　由表4可見，當（dāng）稠度控（kòng）製（zhì）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減小，抗壓強度具有增大的趨勢，幹（gàn）密度基本保持不變，而拉伸（shēn）粘結強度提高。這主要是（shì）因（yīn）為一方麵可再分散（sàn）乳膠粉能改善新拌砂漿的和（hé）易性，在稠度保持一定的情況下，隨可再分散乳膠粉摻量的提高，砂漿需水量減少，從而彌補了由（yóu）於聚合物摻入而對（duì）保溫砂漿抗壓強度所產生的不（bú）利影響（xiǎng）；另一方麵可再分散乳膠粉是一種高（gāo）分子聚合物，保溫砂漿加（jiā）水（shuǐ）混合後，水泥水化與聚合物成膜（mó）同時進行，從而形成水泥水化產物與聚合物膜間的互（hù）穿網絡結構，並改善了玻化微珠與漿體間的界麵性能（néng），從而使保溫砂（shā）漿的自身的柔（róu）韌性增加。同時，乙（yǐ）烯-醋酸乙烯共聚物所帶有的極（jí）性基團，也（yě）能與基層間產生分子間（jiān）作用力，從而使保溫砂漿與基層（céng）間的（de）拉伸粘結性能也得（dé）以提高。

　　圖（tú）7為膠結（jié）料中可再分散乳膠粉摻量為（wéi）4%時，保（bǎo）溫砂漿的掃（sǎo）描（miáo）電（diàn）鏡照片。從圖7可以發現，當可再分（fèn）散乳膠粉摻（chān）量達到4%，由（yóu）可再分散乳膠粉及纖維（wéi）素醚所組成的（de）聚合（hé）物包覆在水泥水化凝膠體的表麵，並（bìng）在凝膠體間出現了明顯的、較（jiào）為完整的膜，這也說明（míng）了（le）摻加可再分散乳膠粉能形成水泥（ní）漿體與聚合物交織在一（yī）起的互穿網絡結構。

圖8為玻化微珠與（yǔ）膠結料間的界麵微觀形貌（mào）描SEM照片，可再分散乳膠粉摻（chān）量為膠結料的2%。由圖可（kě）見，在聚合物存在的情況下，硬化的漿體與玻化微珠的玻化麵間結合緊密,形成了一個整（zhěng）體。由（yóu）此可見，將稠度控製在施工所需的（de）範圍內（nèi），加入可再分散乳膠粉後，保溫砂（shā）漿幹密度基本不變，抗壓強（qiáng）度有提高的趨勢，且聚合物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能受其組成（chéng）材料及用量的影響。提高水泥用量，能改善無機輕集料（liào）保溫砂漿的抗壓強度（dù）、拉伸粘結強（qiáng）度，但使導熱係數上升，保溫性能及施工性能下降；改性劑能明顯提高保溫砂漿的抗（kàng）壓（yā）強度（dù）值，有利於配製幹密度、導熱係數較低（dī），保（bǎo）溫性能較好且力學性能較高保溫砂漿；隨玻化微珠（zhū）含量的降低，保溫砂漿強度提高（gāo），施工性能改善，但導熱係數上升（shēng）；在保持稠度一定的情況（kuàng）下，隨可再分散乳膠粉摻量增加，保溫砂（shā）漿拉伸粘結強度提高，抗壓強度並不（bú）降低；當可再分散乳膠粉摻量為（wéi）膠結料的4%時，通過掃描（miáo）電鏡能明顯地觀察到漿體中聚合物（wù）膜的形貌。因此，通過調整配方，能生（shēng）產出（chū）施工（gōng）性能好，導熱係數低（dī），抗壓強度、拉伸粘結強度較高的無機輕集料保溫砂漿。

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