防水劑對干粉砂漿泛堿抑制的研究

1、2009年第3期6月混凝土與水泥制品CHINA CONCRETE AND CEMENT PRODUCTS2009No 3June防水劑對干粉砂漿泛堿抑制的研究黃永茂1，陳欣2（1. 河北化工醫(yī)藥職業(yè)技術(shù)學(xué)院，石家莊050026；2. 中材人工晶體研究院，北京100018）摘要：從干粉砂漿泛堿的成因出發(fā)，研究了硅烷防水劑對砂漿泛堿的抑制效果以及加入防水劑對砂漿力學(xué)性能的影響。試驗結(jié)果表明，防水劑的加入可以有效地降低砂漿泛堿的程度，對砂漿的力學(xué)性能沒有明顯影響，說明硅烷防水劑也可以是一種有效的泛堿抑制劑。關(guān)鍵詞：砂漿；泛堿抑制；防水劑Abstract:Based on the causes of

2、efflorescence of ready mixed mortar, the restraining effect of silane waterproofing agent on efflorescence of mortar was studied. And the influence on the mechanical properties of mortar was also studied. The experimental results show that the silane waterproofing agent can effectively decrease the

3、degree of efflorescence of mortar, and the mechanical properties of mortar are still very well after the silane waterproofing agent to be blended in.Key word:Mortar, Efflorescence restraining, Waterproofing agent 中圖分類號：TU528.042文獻標識碼：A文章編號：1000-4637（2009）03-13-020前言干粉砂漿以其品質(zhì)、效率、環(huán)保等方面的顯著優(yōu)越砂漿內(nèi)部，使內(nèi)部Ca （

4、OH ）2隨水份沿裂縫、毛細管向外遷移至表面，形成表面泛堿3。性，在建筑市場上被廣泛使用。但在長期的使用過程中也出現(xiàn)了一些質(zhì)量問題，其中之一就是干粉砂漿的泛堿現(xiàn)象。泛堿現(xiàn)象俗稱析白或起霜, 是建筑砂漿表面經(jīng)常發(fā)生的現(xiàn)象。它一般為白色粉末，常呈絮團或絮片狀。在許多建筑物墻面，尤其是雨篷和墻的連接處、屋面排水口處及許多常與水分接觸的抹灰砂漿表面處經(jīng)常出現(xiàn)這種現(xiàn)象1。泛堿會嚴重影響建筑工程觀感質(zhì)量，有時還會影響裝修時的著色效果及基層與表面裝修、粉刷層的粘結(jié)質(zhì)量, 甚至?xí)斐少|(zhì)量事故。在水泥砂漿中，CaCO 3是形成泛堿的主相。水泥水化后生成Ca （OH ）2溶解于砂漿內(nèi)部的游離水中形成11.1試驗原

5、材料水泥采用42.5級普通硅酸鹽水泥；砂為建筑細砂、石英砂兩種，細度分別為4070目、70140目；外加劑包括德國科萊恩甲基纖維素醚、北京產(chǎn)JGB 高分子聚合物膠粉和道康寧300硅烷防水劑。1.2試驗方法（1）試驗原理硅烷是一種分子中同時含有兩種不同化學(xué)性質(zhì)基團的有機硅化合物，通式為Y-R-SiX 3。其中Y-R 為非水解的有機基團，具有憎水性，X 則為可水解基團，在水中能水解轉(zhuǎn)化為Si-OH ，從而可以同砂漿表面的活性硅羥基發(fā)生縮合反應(yīng)，形成穩(wěn)定的Si-O-Si-C 鍵，使有機基團覆蓋砂漿表面形成表面憎水層4，起到阻止外部水分進入砂漿內(nèi)部的作用，從而減少鹽分的遷移量，有效抑制泛堿現(xiàn)象的發(fā)生。

6、硅烷水解后的產(chǎn)物還能發(fā)生自身的縮合反應(yīng)，形成低聚硅烷5，它能填充水泥砂22.19何真, 陳衍, 梁文泉, 等. 內(nèi)養(yǎng)護對混凝士收縮開裂性能的影響J.新型建筑材料, 2008(8:6-10.收稿日期：2009-04-07Ca 2+和OH -，當(dāng)砂漿繼續(xù)硬化干燥時，結(jié)構(gòu)內(nèi)部的游離水會逐漸沿著毛細孔或微裂縫向表面滲出，帶出的Ca （OH ）2會迅速吸收空氣中的CO 2，生成不易溶于水的白色CaCO 3，水分蒸發(fā)后它會殘留在砂漿表面，形成泛堿2。泛堿的另外一個成因是外部水份入侵固化后的CONCRETE. 1st International Conference on Microstructure Re

7、lated Durability of Cementitious Composites 13-15October 2008：313-323. 17Lura P, van Breugel K, Maruyama I. Autog enous and drying shrinkage of high-strength lightweight aggregate concrete at early ages the effect of specimen size. In:Proceedings of RILEM International!Conference on Early Age Cracki

8、ng in Cementitious Systems, Haifa, Israel, 2001:337-44.18周宇飛, 胡曙光, 王發(fā)洲, 等. 高吸水性樹脂顆粒對混凝土自收縮與強度的影響J.華中科技大學(xué)學(xué)報（城市科學(xué)版）, 2008,25(1:16-2009年第3期混凝土與水泥制品表1總第167期加入硅烷防水劑后砂漿力學(xué)性能的變化漿干燥固化時形成的裂縫及毛細管，起到抗裂作用，可有效地減少水泥砂漿固化過程中內(nèi)部Ca （OH ）2向外遷移形成的表面泛堿。（2）試樣制作每次按預(yù)定配方，配料2000g ，攪拌均勻后涂抹于150mm 150mm 5mm 的陶瓷磚上面。每組試驗涂抹四塊試樣。要求確保

9、涂抹表面的平整度，以便測試表面泛堿程度。（3）試樣養(yǎng)護環(huán)境砂漿均在低溫高濕（5、90%相對濕度）的情況下進行養(yǎng)護（低溫高濕條件下泛堿現(xiàn)象明顯），養(yǎng)護24h 后拿出，放置在通風(fēng)干燥處干燥24h ，如此干濕循環(huán)三次，并在7d 后觀察試樣的表面泛堿情況。（4）試樣泛堿程度的測定及表述本實驗以方形試樣表面的泛堿總面積占整個試樣面積的百分比來評價泛堿程度。利用數(shù)碼相機及專業(yè)圖像處理軟件來分別測量同配方下四個試樣的數(shù)據(jù)，然后取平均值。試驗采用數(shù)碼照相機將待測的砂漿表面拍攝下來，然后利用專業(yè)的圖像處理軟件Image-ProPlus6.0對表面產(chǎn)生的泛堿面積進行測量，由此可計算出泛堿面積占抹面砂漿總面積的百分

10、比，并以此作為泛堿程度的指標進行表述。60.4為宜。2.2硅烷防水劑對砂漿力學(xué)性能的影響從表1可以看出，硅烷防水劑的加入沒有對砂漿的強度產(chǎn)生明顯影響，抗折強度和抗壓強度的數(shù)值均在小范圍內(nèi)波動，強度指標均符合干粉砂漿生產(chǎn)與應(yīng)用技術(shù)規(guī)范（上海市工程建設(shè)規(guī)范DG/TJ08-502A-2000）的要求，說明硅烷防水劑的加入對結(jié)構(gòu)用水泥砂漿的承載力沒有產(chǎn)生不利的影響。3結(jié)論（1）硅烷防水劑的加入可以明顯降低干粉砂漿的泛堿程度，其泛堿抑制程度在一定范圍內(nèi)隨硅烷加入量的增大而增加。硅烷摻加量為0.4%時，對泛堿的抑制效果較理想，超過此摻入量后，對泛堿的抑制作用趨于平穩(wěn)，反倒可能會造成泛堿抑制的經(jīng)濟性下降。（

11、2）硅烷的加入除了在砂漿表面形成憎水層防止外部水份侵入之外，還能填充砂漿水泥空隙、防止裂縫及毛細管的形成，從而減少內(nèi)部Ca （OH ）2向外遷移形成泛堿。在此兩種機制的協(xié)同作用下，顯著提高了泛堿抑制效果。（3）硅烷的摻加在對泛堿起顯著抑制作用的同時，對水泥砂漿的力學(xué)性能并無不利影響，不影響水泥砂漿內(nèi)部結(jié)構(gòu)的形成及最終的承載力。參考文獻：22.1試驗結(jié)果與分析硅烷摻量對泛堿程度的影響用外摻法分別向水泥中加入不同量的硅烷，再經(jīng)攪拌制得水泥砂漿，硅烷加入量分別是：0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%。實驗測得不同硅烷摻量下砂漿的泛堿程度如圖1所示。60504030201000.00.10

12、.20.30.40.51范孟華. 既有建筑泛堿問題的探討J.建筑科學(xué)，2006vol.22,No.5. 2Ralejs Tepfers, et al. Study of the Applicability to the Fatigue of Concrete of the Palmgren -Miner Partial Damage Hypothesis J.Magazine of Concrete Research, 1997, 29(100.3Byung Hwan Oh, Cumulative Damage Theory of Concrete under Variable-Amplitude Fatigue Loadings. ACI Materials Journal,Jan.Feb.,1991:41-47.4黃世強，等. 新型有機硅高分子材料M.化學(xué)工業(yè)出版社，2004：40-70.如圖可知，隨著硅烷防水劑添加量的增大，砂漿的泛堿面積逐漸降低，泛堿程度由不加硅烷防水劑時的5周寧琳編. 有機硅聚合物導(dǎo)論M.科學(xué)出版社，2000：60-90. 6蘭明章，張星. 干粉砂漿泛堿抑制研究.