可再分散乳膠粉在BY系列干混砂漿中的研究與應(yīng)用

1、可再分散乳膠粉在BY系列干混砂漿中的研究與應(yīng)用朱衛(wèi)華(上海寶冶工程技術(shù)有限公司上海200941)摘要：本文通過可再分散乳膠粉定義與作用機(jī)理的介紹，對其在BY系列干混砂漿中的性能作了實(shí)驗(yàn)研究，以BY系列灌漿料等材料為例，列舉了其在干混砂漿領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。關(guān)鍵詞：可再分散乳膠粉，BY系列，干混砂漿，應(yīng)用TheResearchandApplicationoftheDispersibilityLatexPowderUsedinBYSeriesDry-mixedMortarZhuWeihua(ShanghaiBaoyeEngineeringTechnologyCorporation,Shanghai:2

2、00941)Abstract:Inthisarticle,Authorsthroughtoexpatiatetheperformanceofthedispersibilitylatexpowder,givingtheexamplehadofBYSeriesDry-mixedMortar,illustrateditsapplicationandpintedoutthedispersibilitylatexpowder'sexcellenteffect.Keyword:DispersibilityLatexPowder,BYSeries,Dry-mixedMortar,Applicatio

3、n1可再分散乳膠粉的定義及作用機(jī)理1.1可再分散乳膠粉的定義可再分散乳膠粉是高分子聚合物乳液經(jīng)噴霧干燥的粉體。這種粉末與水或砂漿中的水混合進(jìn)行再乳化后，具有與原始乳液相同的性質(zhì)，即水分蒸發(fā)后形成膜，這種膜具有高柔韌性，對各種基材都具有優(yōu)異的粘結(jié)性。可再分散型膠粉可分為苯乙烯一丁二烯共聚物、叔碳酸乙烯共聚物、乙烯一醋酸乙酸共聚物等，并以此為基礎(chǔ)添加月桂酸乙烯和有機(jī)硅等以改善性能。不同的改性措施使可再分散乳膠粉具有耐水、耐堿、耐侯以及柔性等不同的性能。含有月桂酸乙烯和有機(jī)硅，可使膠粉具有良好的疏水性。高度支鏈化的叔碳酸乙烯酯，具有較低的Tg值，具有很好的柔性。1.2可再分散乳膠粉的作用機(jī)理可再分散

4、乳膠粉之所以能改善砂漿性能，是因?yàn)樗梢栽谏皾{顆粒表面形成聚合物膜，膜上部分表面有氣孔，而氣孔表面被砂漿填充，使應(yīng)力集中降低，并在外力的作用下會產(chǎn)生松弛而不破壞。另外，砂漿在水泥水化后形成剛性骨架，而聚合物形成的膜可以提高剛性骨架的彈性和韌性?？稍俜稚⑷槟z粉具有原分散體相同的效果，聚合物在砂漿中形成聚合物網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，對砂漿起改性作用。即在干燥或固化過程中黏結(jié)填料，提高它們對有機(jī)或無機(jī)基材的黏結(jié)強(qiáng)度。由于有水溶性保護(hù)膠體存在，所以保水性也有所改善，在水凝性黏結(jié)料的改性中這也是一種重要的優(yōu)點(diǎn)?？稍俜稚⑷槟z粉的特點(diǎn)是只能分散一次，當(dāng)砂漿硬化后再次遇水變濕時，它不會再次分散。經(jīng)過干燥后的膠粉是一些聚集在

5、一起的80100um的球形顆粒。這些顆?？扇苡谒?，并形成比原來乳液顆粒略大的穩(wěn)定分散液，這種分散液失水干燥后會成膜，這種膜和一般乳液成膜一樣不可逆，遇水不會再分散成為分散液。生產(chǎn)這些乳膠粉的難點(diǎn)是必須在高溫下將這些在室溫下就會形成連續(xù)膜，甚至是發(fā)黏的連續(xù)膜的分散液轉(zhuǎn)變成流動性的粉體，因此，并不是所有的分散液都可以轉(zhuǎn)變成可再分散的乳膠粉的。如在粘結(jié)砂漿中，對可再分散乳膠粉的量要求比較多，它的加入使砂漿的抗彎強(qiáng)度、抗裂性、附著強(qiáng)度、彈性、韌性都有改善，最終可以避免砂漿收縮開裂，還可以減少粘結(jié)層的厚度。2 BY系列干混砂漿定義可再分散乳膠粉的歷史始于五十年代中期，1957年由德國瓦克化學(xué)公司（原名德

6、國威凱化學(xué)公司）首次成功開發(fā)出粉斗聚合物VINNAPAS可再分散乳膠粉。目前該產(chǎn)品主要由美國國民淀粉、德國瓦克等公司生產(chǎn)。本文所說的BY系列干混砂漿是指經(jīng)干燥篩分處理的細(xì)骨料與無機(jī)膠結(jié)料、保水增稠材料、減水劑、抗裂劑、消泡劑等添加劑按一定比例混合均勻而成的一種粉狀混合物，用專用罐車或密封三合一復(fù)合防水紙袋運(yùn)到工地現(xiàn)場，加水?dāng)嚢枋褂玫母煞哿?，如BY系列灌漿料、特種地坪、軌道膠泥、結(jié)構(gòu)加固料等。可再分散乳膠粉作為水泥、石膏基干混料中最重要的一種粘結(jié)劑，在BY系列干混砂漿起著重要作用。因其價格高，對砂漿性能影響大而成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。本文以上海寶冶工程技術(shù)有限公司所生產(chǎn)的BY系列高強(qiáng)無收縮灌漿料等干

7、混砂漿為例，結(jié)合可再分散乳膠粉的具體性能和特點(diǎn)予以論述。3可再分散乳膠粉在BY系列干混砂漿中的實(shí)驗(yàn)研究可再分散乳膠粉的發(fā)明使得干粉砂漿明顯優(yōu)越于傳統(tǒng)砂漿。BY系列干混砂漿通過加入可再分散乳膠粉，使水泥或石膏為基材的砂漿的性能能滿足各種施工建筑的需要。實(shí)驗(yàn)表明，BY系列干混砂漿添加可再分散乳膠粉有雙重作用。首先是提高砂漿的保水性，形成一層膜減少水分的蒸發(fā)；其次它的黏結(jié)作用提高了砂漿強(qiáng)度。加有可再分散乳膠粉的水泥砂漿，聚合物使剛而脆的水泥灰砂漿變得有一定的柔韌性，彈性模數(shù)降低，因此在負(fù)荷下有較高的塑性。上海寶冶工程技術(shù)有限公司生產(chǎn)的BY系列干混砂漿主要應(yīng)用了德國瓦克VINNAPAS再分散乳膠粉。它

8、的物理特性如表1。表1VINNAPAS可再分散乳膠粉的性能型號基礎(chǔ)聚合物外觀平均粒徑（um）玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg（。C）粘度(cps)(25C.10rpm)最低成膜溫度（。C）8031HVC/E/VL白色粉末9020000+18034HVC/E/VL白色粉末9020000+15010NVac/E白色粉末902000+4+167031HVac/VeoVa/E白色粉末9020000+43 .1可再分散乳膠粉對粘結(jié)強(qiáng)度的影響在實(shí)際運(yùn)用中，即便有界面處理劑的輔助作用，為保證BY系列干混砂漿能長期牢固地附著在基層上，添加一定量的5010N可再分散乳膠粉能確保有長期可靠的粘結(jié)力。無論在吸收性基面（如混凝土等

9、）、有機(jī)類基面（如木材）或非吸收基面（如金屬，例如船甲板）上，BY系列干混砂漿的粘結(jié)強(qiáng)度均隨5010N可再分散乳膠粉摻量的增加而有顯著提高，見表2。以破壞形式為例，摻入5010N可再分散乳膠粉的BY系列干混砂漿的粘結(jié)強(qiáng)度試驗(yàn)的破壞均發(fā)生在材料內(nèi)或基面內(nèi)，而并不在界面處，表明其粘結(jié)性良好。表25010N可再分散乳膠粉對BY系列干混砂漿粘結(jié)強(qiáng)度的影響可再分散乳膠粉摻量（%）與混凝土粘結(jié)強(qiáng)度（MPa00.5211.2021.4631.6542.08注：粘結(jié)強(qiáng)度試件的養(yǎng)護(hù)條件為（23±2）C,相對濕度為（50±5）%28do3.2可再分散乳膠粉對抗折、抗壓強(qiáng)度的影響在水灰比與含氣量

10、，ff定的條件下，5010N可再分散乳膠粉對BY系列干混砂漿的抗折、抗壓強(qiáng)度的影響如表3所示。表35010N可再分散乳膠粉對BY系列干混砂漿抗折、抗壓強(qiáng)度的影響可再分散乳膠粉摻量（為抗折強(qiáng)度（MPa抗壓強(qiáng)度（MPa壓折比04.6876.816.411.05.8768.611.692.07.3260.58.273.08.7560.16.874.012.1559.64.91注：抗折、抗壓強(qiáng)度試件的養(yǎng)護(hù)條件為（232）C,相對濕度為（50±5）%28d。由表3可見，隨5010N可再分散乳膠粉摻量的增加，抗壓強(qiáng)度略有下降，而抗折強(qiáng)度明顯提高，即壓折比（抗壓弓雖度/抗折強(qiáng)度）逐漸減少。這反映了

11、BY系列干混砂漿的脆性隨5010N可再分散乳膠粉摻量的增加而顯著降低。這將降低BY系列干混砂漿的彈性模量，提高其抗裂性。4可再分散乳膠粉在BY系列干混砂漿中的實(shí)踐應(yīng)用正是由于可再分散乳膠粉具有上述這些獨(dú)特的性能，如抗水性，施工性及隔熱性等，近年來，上海寶冶工程技術(shù)有限公司在原有BY系列灌漿料、特種地坪的基礎(chǔ)上不斷增加干混砂漿品種，使其在BY系列干混砂漿中的應(yīng)用范圍更加廣泛，在灌漿料、軌道膠泥、結(jié)構(gòu)加固料、填縫膠泥、濾板填充料、瓷磚粘結(jié)劑、瓷磚勾縫劑、干粉界面劑、外墻外保溫砂漿、自流平砂漿、修補(bǔ)砂漿、裝飾砂漿、防水砂漿等各種干混砂漿中大顯身手。實(shí)踐表明，可再分散乳膠粉在BY系列干混砂漿中所起到的

12、作用主要有以下幾個方面：表4可再分散乳膠粉在BY系列干混砂漿中的作用序號階段作用1.減少用水量；1BY系列干混砂漿凝結(jié)前2.提高可施工性；3.延長可施工時間1.增強(qiáng)對所有的表面的粘附力2.增加粘結(jié)力2BY系列干混砂漿凝結(jié)后3.增加繞曲力4.增加彈性5.改善抗?jié)B性本文重點(diǎn)以BY系列干混砂漿中的BY系列灌漿料、修補(bǔ)砂漿、濾板密封填充料為例，對可再分散乳膠粉在BY系列干混砂漿中的實(shí)踐應(yīng)用情況闡述如下：4.1 BY系列灌漿料BY系列灌漿料是上海寶冶工程技術(shù)有限公司的主打產(chǎn)品，也是拳頭產(chǎn)品。目前市場上品種繁多良莠不齊，為了與市場上的作坊企業(yè)和假冒李鬼拉開檔次，產(chǎn)品除了常規(guī)的自流、早強(qiáng)高強(qiáng)、微膨脹、流動性

13、好等特點(diǎn)外，上海寶冶工程技術(shù)有限公司不斷更新灌漿料配比，占領(lǐng)高端市場。在BY系列灌漿料中加入可再分散乳膠粉，能顯著提高其粘結(jié)性和柔性。通過可再分散乳膠粉的耐皂化性可以控制砂漿接觸水和霜后的黏結(jié)度，通過醋酸乙烯與其它合適單體共聚可以制得耐皂化的聚合物。利用以乙烯為不可皂化的共聚單體的經(jīng)驗(yàn)制造含乙烯的可再分散乳膠粉，可以滿足對乳膠粉耐老化和耐水解性方面的全部要求，尤其在條件惡劣油污大的設(shè)備安裝現(xiàn)場更能體現(xiàn)優(yōu)勢。研究還發(fā)現(xiàn)，在BY系列灌漿料加入可再分散乳膠粉后，除提高對基面的黏結(jié)強(qiáng)度外，同時還能顯著提高耐磨性，且能降低應(yīng)力，有助于避免形成收縮裂紋。實(shí)踐也證明，加入可再分散乳膠粉后的BY系列灌漿料各項(xiàng)

14、性能指標(biāo)都有較大的提高，如流動度達(dá)到了340mm上，1天抗壓強(qiáng)度提高至30MPa以上，且無腐蝕性、抗沖擊、耐震動，膨脹率和鋼筋粘接力也遙遙領(lǐng)先同類產(chǎn)品。4.2 BY系列修補(bǔ)砂漿BY系列修補(bǔ)砂漿廣泛應(yīng)用在填補(bǔ)孔洞、填平凹凸不平的表面以及加厚水泥層。用可再分散乳膠粉調(diào)配的砂漿粘結(jié)強(qiáng)度在要修補(bǔ)的混凝土的抗拉強(qiáng)度范圍之內(nèi)，此外，抗撓曲強(qiáng)度亦有相當(dāng)提高?？稍俜稚⑷槟z粉起粘結(jié)劑和保水劑的作用，即使未固化也能提高緊靠表面的薄砂漿層的凝固。用可再分散乳膠粉改性的修補(bǔ)砂漿對二氧化碳、二氧化硫等可能會損壞鋼筋混凝土的物質(zhì)的防透性提高?？稍俜稚⑷槟z粉便于手工施用和干濕噴射施工。在配制混凝土修補(bǔ)砂漿時可再分散乳膠粉通

15、常與粉狀的消泡劑和其它添加劑同時使用。添加劑包括有保水劑，高效減水劑，緩凝劑和早強(qiáng)劑等。2007年6月，上海某鋼鐵公司一深梁施工時由于振搗不充分，且施工中在模板接縫處及連接螺栓孔處漏漿，出現(xiàn)整跨梁露筋、梁底沒有保護(hù)層、柱頭處混凝土有漏振等現(xiàn)象。針對不同部位出現(xiàn)的蜂窩、露筋、孔洞等混凝土缺陷，施工單位采用了上海寶冶工程技術(shù)有限公司的修補(bǔ)砂漿，有針對性地進(jìn)行缺陷修補(bǔ)，先鑿去蜂窩處薄弱松散的混凝土和突出的顆粒，將薄弱混凝土和突出的顆粒鑿去，孔洞周圍的松散混凝土和軟弱漿膜鑿除，再用壓力水沖洗刷洗干凈后支模，灑水充分濕潤后再用修補(bǔ)砂漿強(qiáng)力填塞搗實(shí)，并認(rèn)真養(yǎng)護(hù)，取得了很好的效果。4.3 BY系列濾板密封填

16、充料BY系列濾板密封填充料是上海寶冶工程技術(shù)有限公司針對環(huán)保企業(yè)在污水處理方面的獨(dú)特需求，與國內(nèi)知名的環(huán)保企業(yè)聯(lián)合研制開發(fā)的新一代環(huán)保型水泥基產(chǎn)品，無收縮、黏結(jié)性能好、早強(qiáng)高強(qiáng)，并具有質(zhì)量可靠、縮短工期、降低成本和方便施工的優(yōu)點(diǎn)。它能使硅結(jié)合面形成緊密結(jié)合，廣泛應(yīng)用于污水處理池及各種過濾隔板的粘接填充，是環(huán)保領(lǐng)域快速施工時代的理想結(jié)合材料。考慮到污水處理工藝為曝氣生物濾池，處理深度為二級生化處理，在配置濾板密封填充料時，加入合適的可再分散乳膠粉，以提高密封防水砂漿的粘結(jié)性和韌性，亦使密封防水砂漿具有高拒水性，而且能改善施工性能，便于施涂和抹平。使砂漿具有保水性和便于施工。在實(shí)驗(yàn)過程中，我們曾發(fā)

17、現(xiàn)，由大塊的混凝土制成的過濾隔板由于溫度改變以及膨脹系數(shù)的差異，容易在結(jié)合面之間產(chǎn)生應(yīng)力，為了抵銷這種應(yīng)力砂漿層決不能發(fā)脆，而應(yīng)該有柔性以減少剪切應(yīng)力。在加入適合的可再分散乳膠粉，減少水泥用量就可以配成具有柔性的濾板密封填充料。實(shí)踐也生動地證明了這一點(diǎn)。BY系列濾板密封填充料先后在江蘇宜興污水處理廠、河北廊坊富士康新泉污水處理廠、陜西省咸陽西郊污水處理廠、山東勝利油田東營污水處理廠二期擴(kuò)建工程等項(xiàng)目中得到成功使用。5結(jié)論隨著我國建筑干混砂漿行業(yè)的快速發(fā)展，外加劑對干混砂漿成本的制約作用會逐漸降低?？稍俜稚⑷槟z粉國產(chǎn)化進(jìn)程的加快，可能打破由國外供應(yīng)商控制我國膠粉市場的局面。這些都預(yù)示著外加劑對干混砂漿材料成本的制約瓶頸會很快突破。BY系列干混砂漿各種性能可通過加入可再分散乳膠粉得到明顯改善?？紤]到聚合物砂漿的成本和使用條件，我們認(rèn)為在剛性粘結(jié)場合可提高水泥的摻量達(dá)到粘結(jié)效果，但在需要柔性粘結(jié)的場合應(yīng)增加膠粉摻量。綜合而言，可再分散乳膠粉在BY系列干混砂漿中的作用主要體現(xiàn)在：提高BY系列干混砂漿對各種基材的粘接性，保證在各種使用條件下砂漿粘接強(qiáng)度的耐久性。降低BY系列干混砂漿的彈性模量，提高彈性和柔韌性。使材料能承受一定的基材形變、外力