可再分散胶粉在特种干砂浆产品中的作用

可再分散胶粉在特种干砂浆产品中的作用前言建筑砂浆在工业业与民用建筑筑中是一种用用量大、用途途广的建筑材材料。建筑砂砂浆有现场配配制和商品化化两种形式，目目前在欧美发发达国家砂浆浆商品化的程程度已很高，这这是因为干拌拌的袋装或散散装砂浆可以以达到加快施施工现场周转转时间、降低低劳动力成本本、适应基层层和材料品种种的变化、提提高施工质量量和保护环境境的效果。与与现场搅拌的的砂浆相比，干干拌砂浆是通通过针对特定定产品将所有有必要的组份份（如胶凝材材料、骨料和和化学添加剂剂）在严格控控制的条件下下在干拌砂浆浆工厂混合生生产的。预装装袋的干拌砂砂浆会保证高高品质的稳定定的胶凝材料料、骨料和添添加剂始终以以适当的比例例进行混合，因因此确保砂浆浆一贯的高品品质。此外，在在采用干拌砂砂浆时，可以以针对某些类类型的建筑或或材料特殊要要求而设计可可以解决某些些具体问题的的产品。从使用功能上看看，干拌砂浆浆产品分为两两大类：普通通干拌砂浆和和特种干拌砂砂浆。普通干干拌砂浆包括括砌筑、抹灰灰和地面找平平砂浆；特种种干拌砂浆产产品包括瓷砖砖胶、保温系系统粘结砂浆浆和抹面砂浆浆、自流平砂砂浆、腻子、装装饰抹灰和干干粉涂料、瓷瓷砖填缝剂、修修补砂浆和防防水密封砂浆浆等。在这些些干砂浆产品品中，除了出出自自然界的的骨料、石灰灰、水泥和石石膏等材料，还还要加入各种种添加剂以获获得可以满足足用户具体要要求的特性。目目前全球有超超过600家的大型干干混砂浆厂，每每年大约有七七千万吨的产产量，其中估估计四分之三三为普通干混混砂浆产品，包包括砌筑砂浆浆、抹灰/批荡砂浆和和找平砂浆，其其余为特种干干砂浆产品，估计年产量在一千五百万到二千万吨。在特种干砂浆产品中用量最大的三种产品为：1)瓷砖胶，几乎占了总产量的一半；2)保温系统的粘结和抹面砂浆；3)自流平砂浆。与普通干砂浆相比，特种干砂浆产品更多地依赖于两种主要的添加剂–可再分散胶粉和纤维素醚进行改性。下面我们重点讨论可再分散胶粉在特种干砂浆产品中的作用机理及应用。可再分散胶粉的的作用机理生产可再分散聚聚合物胶粉的的第一步是生生产聚合物分分散体，也称称为乳液或乳乳胶。这里需需要指出的是是国民淀粉化化学有限公司司所有Eloteex产品均以水水性聚合物分分散体为基础础，不含任何何溶剂。在这这个过程中，水水乳化的单体体(由乳化剂或或大分子保护护胶体进行稳稳定)与引发剂反反应开始进行行乳液聚合，通通过这一反应应使单体连接接起来形成长长链分子(宏观大分子)，即聚合物物。在这一反反应过程中，单单体乳化液滴滴转变为聚合合物“固体”颗粒。在这这种聚合物乳乳液中，颗粒粒表面的稳定定剂必须防止止乳胶在任何何情况下发生生聚结并由此此出现不稳定定状态。然后后通过添加不不同的添加剂剂配制成用于于进行喷雾干干燥的混合物物，再添加保保护胶体和抗抗结块剂使聚聚合物在喷雾雾干燥后形成成能够在水中中再分散的自自由流动的粉粉末。ELOTEEX通过特殊的的产品设计确确保其生产的的可再分散胶胶粉在干砂浆浆加水搅拌后后可迅速分散散。可再分散散胶粉的生产产过程示意简简图如图1所示；其典典型的物理性性能如表1所示。图1：可再分散散胶粉的生产产过程示意简简图表1：可再分散散胶粉典型的的物理性能性能指标外观白色到浅黄色自自由流动粉末末残余水分小于1%容积密度400–6600g//l灰份1%-133.5%粉末主导粒径50–1220微米再分散后的pHH值4–12最低成膜温度0–18C玻璃化温度TTg-5–255C再分散后颗粒主主导粒径0.5–55微米了解乳胶的成膜膜机理是对可可再分散胶粉粉进行进一步步讨论的前提提。图2所示的简化化图形说明了了聚合物乳液液成膜过程中中的不同阶段段：初始乳液–颗颗粒以布朗运运动的形式自自由移动；第一阶段–随随着水分的蒸蒸发，颗粒的的移动自然受受到了越来越越多的限制，水水与空气的界界面张力促使使它们逐渐排排列在一起；；第二阶段–颗颗粒开始相互互接触时，网网络状的水分分通过毛细管管蒸发，施加加于颗粒表面面的高毛细张张力引起乳胶胶球体的变形形使它们熔合合在一起，剩剩余的水分填填充在孔隙中中，膜大致形形成；第三阶段–最最后阶段是聚聚合物分子的的扩散(有时称为自自粘性)形成真正的的连续膜。图2：乳胶的成成膜过程可再分散胶粉在在聚合物改性性砂浆中的成成膜过程示意意图如图3所示：可再再分散胶粉分分布在搅拌均均匀的干砂浆浆中，砂浆加加水搅拌后聚聚合物粉末重重新分散到新新拌浆体内而而再次乳化；；由于水泥的的水化、表面面蒸发和/或基层的吸吸收造成内部部孔隙自由水水分不断消耗耗，使乳胶颗颗粒干燥后在在水中形成不不溶于水的连连续膜，这种种连续膜是通通过乳液中单单一分散的颗颗粒融合成均均质体而形成成的。为了使使可再分散胶胶粉能够在硬硬化砂浆内成成膜，必须保保证其最低成成膜温度(MFFT))低于改性砂砂浆的养护温温度。图4为扫描电子子显微镜下在在聚合物改性性水泥砂浆中中在不同位置置包括砂浆--基层界面区区、砂浆-集料界面区区和砂浆内部部观察到的乳乳胶膜。从这这些显微结构构照片可以发发现乳胶所形形成的薄膜分分布在砂浆中中不同的位置置，包括基层层-砂浆界面、孔孔隙之间、孔孔壁周围、水水泥水化产物物之间、水泥泥颗粒周围、集集料周围和集集料-砂浆界面，如如图5所示。正是是这些分布在在聚合物改性性砂浆中的乳乳胶膜使其获获得了刚性水水泥砂浆无法法具备的特性性。由于乳胶胶膜具有自拉拉伸机制，可可对其与基层层或砂浆锚接接之处施加拉拉力。在聚合合物改性砂浆浆与基层的界界面，这种作作用可以改善善砂浆与不同同基层的粘结结性能，如高高玻化瓷砖和和聚苯板等。在在砂浆的内部部这样的作用用可以将其保保持为一个整整体，换言之之，砂浆的内内聚强度提高高了。高柔性性和高弹性聚聚合物区域的的存在对砂浆浆粘结性能和和柔性的改善善可以从图66和图7的试验结果果得到证明：：随着可再分分散胶粉掺量量的增加，砂砂浆与混凝土土基层的粘结结强度获得显显著提高；而而砂浆本身的的弹性模量明明显下降，说说明其柔性获获得了改善。可再分散胶粉的的颗粒形态（见见表1）及其再分分散后的成膜膜特性使其对对砂浆在新拌拌和硬化状态态下的性能产产生了如下作作用效果：1．在新拌砂浆浆中的作用颗粒的“润滑作作用”使砂浆拌和和物具有良好好的流动性，从从而获得更佳佳的施工性能能。引气效果果使砂浆变得得可压缩，因因而更容易进进行镘抹作业业。掺加不同类型的的可再分散胶胶粉可以获得得塑性更好或或更粘稠的改改性砂浆。2．在硬化砂浆浆中的作用乳胶膜可对基层层-砂浆界面的的收缩裂缝进进行桥连并使使收缩裂缝得得以愈合。提高砂浆的封闭闭性。提高砂浆的内聚聚强度：高柔柔性和高弹性性聚合物区域域的存在改善善了砂浆的柔柔性和弹性，为为刚性的骨架架提供了内聚聚性和动态行行为。当施加加作用力时，由由于柔性和弹弹性的改善会会使微裂缝推推迟，直到达达到更高的应应力时才形成成。互相交织的聚合合物区域对微微裂缝合并为为贯穿裂缝也也有阻碍作用用。因此，可可再分散胶粉粉提升了材料料的破坏应力力和破坏应变变。图3：可再分散散胶粉在聚合合物改性砂浆浆中的成膜过过程示意图图图4：聚合物改改性砂浆在扫扫描电镜下的的微结构图5：乳胶膜在在聚合物改性性砂浆中的分分布示意图（以以瓷砖胶为例例）图6：可再分散散胶粉的掺量量对砂浆粘结结强度的影响响图7：可再分散散胶粉的掺量量对砂浆弹性性模量的影响响可再分散胶粉在在典型的特种种干砂浆产品品中的应用聚合物对水泥砂砂浆的改性使使二者获得了了互补的作用用效果，从而而使得聚合物物改性砂浆可可以用于许多多特殊的场合合。另外，由由于干拌砂浆浆在质量控制制、施工操作作、储存和环环保方面的优优势，可再分分散胶粉为特特种干砂浆产产品的生产提提供了有效的的技术手段。如如前所述，特特种干砂浆产产品中用量最最大的三个品品种是瓷砖胶胶、外墙外保保温系统中的的粘结和抹面面砂浆以及自自流平砂浆，结结合上面对可可再分散胶粉粉作用机理的的分析，我们们讨论一下它它在这三种典典型特种干砂砂浆产品中的的作用。1)瓷砖胶由于瓷砖具有良良好的装饰性性和功能性如如耐久、防水水和易清洁等等特点，它的的应用非常普普遍：包括墙墙面、地板、天天花板、壁炉炉、壁画和游游泳池等，而而且室内外均均可使用。瓷瓷砖传统的粘粘贴方法是厚厚层施工法，即即先将普通砂砂浆涂抹在瓷瓷砖背面，然然后将瓷砖贴贴压到基层上上，砂浆层的的厚度约为10到30mm。尽管这种种方法非常适适合于在不平平整基层上进进行施工，但但缺点是贴砖砖效率低、对对工人技术熟熟练程度要求求高、由于砂砂浆柔性差增增大了脱落的的危险性以及及施工现场难难以对砂浆的的质量进行严严格控制。这这种方法仅适适用于高吸水水率瓷砖，粘粘贴瓷砖之前前需要将瓷砖砖在水中浸泡泡以期达到足足够的粘结强强度。目前在欧洲大量量采用的贴砖砖方法是所谓谓的薄层粘法法，即使用齿齿形抹刀预先先将经聚合物物改性的瓷砖砖胶批刮到待待贴砖的基层层表面上使其其形成有凸起起条纹且厚度度均匀的砂浆浆层，然后将将瓷砖按压在在它的上面并并略加扭转，砂砂浆层的厚度度大约在2到4mm（见图8）。由于纤纤维素醚和可可再分散胶粉粉等的改性作作用，使用这这种瓷砖胶对对不同类型的的基层以及包包括吸水率极极低的全玻化化砖等面层均均具有良好的的粘结性能，并并具有良好的的柔性从而吸吸收由于温差差等因素引起起的应力，以以及极佳的抗抗垂流性、足足够长的开放放时间进行薄薄层施工时可可以大大加快快施工速度、易易于操作而且且无需在水中中预湿瓷砖。这这种施工方法法操作简便，也也容易进行现现场施工质量量控制。2)外墙外保保温系统外墙保温和装饰饰系统(EEIFS)是多层外墙墙体系，能够够防止潮气侵侵入内墙，可可用于商业建建筑和民用住住宅，可以提提供优异的能能源利用效率率和高得多的的设计灵活性性和创意性。这这一系统目前前在中国的建建筑物外墙复复合保温系统统中也获得了了越来越多的的应用。该系系统是将保温温隔热板如膨膨胀聚苯板粘粘结在基层上上，然后在表表面覆盖嵌有有玻璃纤维网网的砂浆保护护层，最后做做装饰面层。对外保温系统中中的聚合物改改性粘结砂浆浆而言最重要要的性能是与与基材或聚苯苯板的粘结强强度；对抹面面砂浆而言最最重要的是与与聚苯板良好好的粘结强度度、复合网格格布后优异的的抗冲击强度度和低吸水量量。在外保温温系统中最薄薄弱的环节是是聚苯板与砂砂浆的粘结界界面；而在实实际工程中最最容易出现的的问题是面层层的开裂。而而通过聚合物物对砂浆的改改性，可以使使其与聚苯板板的粘结强度度、耐水粘结结强度以及与与系统抗开裂裂性能密切相相关的系统抗抗冲击性能和和系统吸水量量满足相关标标准的要求。图图9所示的一个个简单试验可可以充分说明明聚合物改性性后砂浆对聚聚苯板粘结强强度的显著改改善：从未改改性砂浆在拉拉拔破坏时由由界面脱落到到添加2.5%的ELOTEEX可再分散胶胶粉（VA/E）进行改性性后在拉拔破破坏时聚苯板板本身破坏。图9：可再分散散胶粉改性后后砂浆对聚苯苯板粘结强度度的改善3)自流平砂砂浆在欧洲大体上有有两种不同的的地面构造，即即浮动式（中中欧）和复合合式（斯堪的的那维亚国家家）地面构造造。浮动式地地面铺设在隔隔音层上面，与与建筑物的承承重底板或墙墙壁没有任何何接触，在终终饰地板面层层(如地毯，PVC或木地地板)下面，常使使用薄层自流流平地面材料料进行找平。在在复合式地面面构造中一般般不使用隔音音层，而是在在承重地板上上面铺设一层层较厚的可泵泵自流平地面面找平层，地地板面层直接接铺设在该找找平层上。对自流平砂浆性性能的要求是是比较高的，在在新拌状态下下应具有极佳佳的流动特性性并尽可能少少用拌和水，无无泌水或沉降降现象，极佳佳的自愈性，较较长的开放时时间和工作时时间，而且在在足够的开放放时间过后强强度应快速增增长；在硬化化状态下对基基层具有良好好的粘结性，良良好的内聚性性，高抗折强强度，高耐磨磨性和低收缩缩性或膨胀性性。自流平砂砂浆的配方在在干粉砂浆产产品中是比较较复杂的，常常采用干酪素素或合成减水水剂使砂浆达达到所需要的的流动度。此此外，自流平平砂浆中还必必需添加聚合合物改性才能能达到上述要要求。ELOTEEX为自流平砂砂浆特别设计计的可再分散散粉末聚合物物产品也具有有改善流动性性的作用，因因此可以与系系统中的超塑塑化剂共同使使用，如FL12112、50V9009和50E1000S等。另外，ELOTEEX还专门开发发了具有超塑塑化功能的可可再分散胶粉粉，并能够满满足严格的环环保规定，可可以以最简化化的配方获得得具有优异的的流动性、施施工性和极低低挥发性的自自流平砂浆。结语聚合物改性的水水泥基材料已已广泛应用于于现代建筑业业