玻化微珠无机保温砂浆性能研究

22O122021第五届(中国)国际建筑干混砂浆生产应用技术研讨会论文集玻化微珠无机保温砂浆性能研究潘伟1 江洪申(瓦克化学(中国))摘要：本文主要研究了憎水荆powderD对于掺不同可再分散乳胶扮的玻化微珠无机保温砂浆的体积吸水率．抗压强度、软化系数，拉仲粘结强度和线性收缩率的影响，同时进一步研究了憎水型胶粉对于砂浆上述性能的影响。研究说明：powderD使得砂浆的体积吸水率，抗压强度，拉伸粘结强度和线性收缩率降低，但体积吸水率仍然不能很好地满足标准要求；采用憎水型胶粉与powderD复合，可以进一步改善砂浆的几乎所有性能。关键词：玻化微珠，无机保温砂浆，可再分散乳胶粉，powderD随着世界范围能源问题的日益突出．保温砂浆的研制已引起越来越多人的关注。保温砂浆由轻质保温骨料．胶凝材料和改性材料组成．按化学成分分为有机保温砂浆和无机保温砂浆两类。目前中国市场上广泛使用的胶粉聚苯颗粒保温砂浆就是有机保温砂浆．而以膨胀珍珠岩．膨胀蛭石．玻化微珠等无机矿物为轻骨料的保温砂浆那么为无机保温砂浆。无机保温砂浆有其独特的优越性。1)阻燃性好．无机保温砂浆所采用的无机不燃颗粒与有机材料相比．阻燃性较好。2)物化稳定且绿色无公害．无机保温砂浆所采用的无机材料不易与外界环境发生化学反应．因此，砂浆耐酸腐蚀．其使用寿命可以与建筑物的使用寿命一致。同时．无机保温砂浆在使用过程中不产生有害物或污染物．不会对人体和环境产生危害。3)强度高．无机保温砂浆中．作为轻质骨料的无机材料与胶凝材料紧密结合．所产生的孔隙较少．砂浆的抗压．抗拉和抗折强度较高．而且与基层粘结强度高．结构稳定。4)施工简单且经济性好．无机保温砂浆施工时．将干粉加水搅拌后就可直接涂抹于墙面，一般无需锚固．架钢丝网．涂抹粘结剂等．施工简单。无机保温砂浆原材料资源丰富。玻化徼珠保温砂浆是一种新兴的无机保温砂浆．是以玻化微珠．无机胶凝材料．添加剂，填料等混合而成的功能型干混砂浆，它克服了传统无机保温砂浆易粉化，料浆搅拌过程中线性收缩率大．易造成产品后期保温性能降低和空鼓．开裂等缺乏之处。在实际应用中．玻化微珠保温砂浆的体积吸水率往往很难满足上海市无机保温砂浆应用技术规程(征求意见稿)的要求．这是因为玻化微珠无机保温砂浆中玻化微珠所占的比例很大．而玻化微珠本身的体积吸水率可达50％左右．因此．有必要研究如何降低体积吸水率。本文考察了憎水剂VINNAPAS。powderD对于掺不同类型的VINNAPASo可再分散乳胶粉的玻化微珠无机保温砂浆性能的影响。l作者简介：潘伟，技术工程师，上海浦东新区张江高科技固区郭守敬路35t号明泰楱甲单元．20210；5，联系：1577421562t23722O122021第五届(中国)国际建筑干混砂浆生产应用技术研讨会论文集1试验1．1原材料及配比无机保温砂浆的配比方表1所示表1 无机保温砂浆的配比1撑 2# 3# 4撑 5撑 6群 7# 8群 9撑P．O42．5 80％．90％粉煤灰 5％．15％纤维素醚 0．3％．0．5％可再分散乳胶粉 2％VINNAPAS@5012T 2％VINNAPAS@4023N 2％VINNAPAS@5048HVlNNAPAS@0％ 0．1％ 0．3％ 0．5％ 0％ 0．1％0．3％ 0．5％ 0．5％PowderD其它 1％一3％保温浆料与波化微珠的比例=1609粉料：1L波化微珠加水量 20％．23％注：表中所列的百分此均为重量百分比1．2试验过程依据JG149-2003．?上海市无机保温砂浆应用技术规程(征求意见稿)?和GB20473-2006T?建筑保温砂浆?进行体积吸水率、抗压强度．软化系数．拉伸粘结强度和线性收缩率测试。①砂浆的制备用UJZ-15砂浆搅拌机搅拌制备无机保温砂浆．先参加干粉料．再参加玻化徼珠．最后参加适量的水以调节砂浆施工性，以水开始参加时计时．搅拌2分钟。②批刮厚度测试用刮刀将砂浆拌合物涂抹于混凝土试验墙上．直至砂浆下垂．测量此时的砂浆批刮厚度。③体积吸水率测试将砂浆拌合物一次注满70．7mm70．7mm×70．7mm的钢制三联模．经振捣和抹平后．将成型好的试模用聚乙烯薄膜覆盖．放在(20土3)。C．(60±5)％R．H．的养护室内养护；养护7d后拆模．试块继续放在养护室内养护到28d。测试时．将试块放入(20±3)。C的自来水中．并使试块全部浸没在水中．浸泡30min后．从水中取出试块．用拧干的湿毛巾轻轻擦去试块外表水分．并称量试块质量．根据公式计算体积吸水率。④抗压强度测试试样成型及28d养护条件同体积吸水率测试．养护28d后．将试块放入(105士5)℃的烘箱中烘干至恒重．冷却至室温．进行抗压强度测试。⑤软化系数测试试样成型及28d养护条件同体积吸水率测试．养护28d后．将试块浸入温度为(20土5)℃的水中．水2020l22012镕^月㈣目)目K8毓f*砂浆i，＆月拄$*讨会论文集面高出试垃20ram以上试件间踬大干5mm48h后从水1-取出试什 用拧干的j口毛巾捧去外表附着术进行抗Ⅱ强度试验所测得的强度值与标养蕞川下的抗斥强度值之比即为技化系数@拉伸粘结强度测试成型300ram300ram的试块在(20±3)c(60±5)％RH的养护章内养护28d养护28d后在试块外表粘4个50ram×50ram的拉拔头测试拉伸粘结强度⑦线性收缩率测试成型4040ram×160ram的试块在试块外表柱盖聚乙烯薄膜试块带模在(20±3)C90％以上RH的条件下养护养护7d后折模置于(20·3)c(60±5)％RH的条件下分别测试初始长度以及7d14d28d长度根据公式计算各个龄期的线性收缩率2结果与讨论21批刮厚度图1所示为不同配吨无机保温砂浆的批刮厚度由罔可见单掺2％5012T或2％4023N胺粉复掺2％5012T或2％4023N脞粉和powderD的砂浆批刮厚度部在4cm以上复掺2％5048H和O5％powderD的砂浆的批刮厚度最大迭到55cm而且所批刮的砂浆表现性质较好煎一目1 f间配比￡机保温砂浆的批刮4度22体积咀水宰圈2所示为币同配比无机保温砂浆的体积吸水率删试结果．由国可见对于掺2％5012T和2％4(}23N胶粉的砂浆掺powderD使得体积吸水率大幅降低随着powderD掺量的增加体积吸球率总体变化较小。powderD的掺^虽然可以使得体积吸水率降低但大局部砂浆的体积吸水率仍无法到达上海市无机保温砂浆应用技术规程(下文简写为规程)所规定的20％的体积吸水率要求(图中)。复掺2％5048H和05％powderD的砂浆相比复掺2％5012T和O5％powderD或复掺2％4023N和O50／opowderD体积吸水率明显降低2020l2仅为约15％．可以较好地满足规程要求。柏■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■_l：}〞l20弑{s目2 T目配比t机保2砂辈的件日％木率23抗压强度图3所示为不同配比无机保温砂蒙的抗压强度测试结果。由图可见对于掺5012T4023N胶粉的砂浆抗压强度均符台规程要求(205MPa)powderD的掺八使得抗压强度大幅降低随着powdeD掺量的增加掺5012T胶粉砂浆的抗压强度逐渐增加至接近来掺憎水剂的抗压强度掺4023N胶粉砂浆的抗压强度总体变化鞍小。复掺2％5048H和05％powderD的砂浆相比复掺2％5012T和0．5％powderD或复掺2％4023N和05％powdeD抗压强度增加20％左右。I—I一 -I_¨¨一．¨_目3 T目配n￡机保温砂辇的抗压强度24软化系数图4所示为不同配比无机保温砂浆的软化系数测试结果。由囤可见掺5012T4023N胶粉的所有砂浆的辕化系数均符合规程要求?≥60％)掺加不同掺量的powderD掺5012T4023N胶粉的砂浆的软化系数总体不碡低复掺2％5048H和05％powderD的砂浆的软化系数符台规程要求2020l2■■I‰●■■■-m■■I■■-@ ●■■■-妊 ■■■■I∽■●■■●m■ImM ■■■■IⅢ4 m m固4i目配此Z机保；砂槊的软化g数25拉伸粘结强度～图5所示为不同配比无机保温砂浆的拉伸粘结强度测试结果 由图可见掺5012T4023N胶粉的所有砂浆的拉伸粘结强度均符合规程要求(≥01MPa)，powderD厦其掺量的增加对掺5012T胶粉砂浆的拉伸粘结强度影口自较小使得掺4023N胶粉砂浆的拉伸粘结强度连续降低复掺2％5048H和05％powderD的砂浆拉伸牯结强度高于规程要求围5不同配比￡机保温砂浆的拉仲粘结强度2．6线性收缩率圈6所示为不同配比无机保温砂浆不同龄期的线性收缩率。由圈可见掺5012T和5048H胶粉的无机保温砂浆线性收缩率随着龄期的增加先增加但14d龄期后线性收缩率根本不再发生变化掺4023N胶粉砂浆的线性收缩率随龄期的增加根本保持不变。相比单掺5012T或4023N胶粉powderD的掺A爱其掺量的增加使得7d龄期的线性收缩率连续减小powderD对于掺5012T胺粉砂浆的14d及以上龄期的线性收缩率影响较小中高掺量的powderD使得掺4023N肢粉砂浆的14d夏“上龄期的线性收缩率逐渐减小。复掺2％5048H和O5％powderD的砂浆线性收缩率介于复掺2％5012T和4023N之间较好地符合规程要求(E025％)。2020l2季口o#{口{BHgJ幡㈨眦㈨呻l詈∽眦咖目6T目配比￡机保2砂浆的线性收缩率由上述试验结果可知单掺2％5012T2％4023N胶粉复掺2％5012T或2％4023N胶粉和powderD所制备的无机保温砂浆抗压强度软化系数拉伸粘结强度和线性收缩率指标都能满足规程要求但体积吸水率还需进一步降低至规程要求。而复掺2％5048H胶粉和05％powderD在其它性能根本有所改善的同时明显降低了砂浆的体积吸水率能够较好地符合规程要求。玻化微珠保温砂浆等无机保温砂浆是在田内对于外墙外保温材料的防火性能要求日益提高的情况下所产生的其在防火性能透气性等方面有着优势但是我们也应该认识到与目前外墙外保温体系所广泛使用的EPS板相比无机保温砂浆存在如下缺点．1)吸水率和导热系数较高保温性能耐冻融性能和耐候性能较差不适于高湿度和高寒冷地区的应用：21因胺凝材料和骨料所占的比例鞍高材科的柔性较低易在温湿度变化和外界应力作用的情况下产生收缩和开裂影响体系的性能和服役寿命-3I因玻化微珠等轻骨料性能的波动性无机保温砂浆的产品稳定性不高。针对无机保温砂浆的上述缺点我们建议1)用有机硅憎水剂在玻化微珠的生产过程中进行憎水处理．2}通过提高砂浆中的胶粉台量增加材料的柔性3l通过