蒸压加气混凝土砌块保温砌浆新技术

蒸压加气混凝土砌块保温砌浆新技术

0复合墙体抗压强度湿压混凝土砌块是一个集加热和承担能力于一体的多功能墙体材料。根据我国目前的节能标准，湿压混凝土砌块可用于生产单一材料，节能50%，其余墙体材料可用于复合处理。复合墙的施工复杂，周期长，成本高。由于普通砂浆一般为水泥砂浆或混合砂浆,其表观密度为1600~1800kg/m3,导热系数为0.8~1.0W/(m·K),而蒸压加气混凝土砌块的表观密度一般为500~800kg/m3,抗压强度为3.5~10.0MPa,导热系数为0.1~0.2W/(m·K),两者导热系数相差过大,在北方寒冷地区易使砌体出现“冷桥”现象,砌筑灰缝引起的能量损失约达25%,严重者会导致整个墙面出现结露现象。针对此问题,本文研究了一种与蒸压加气混凝土砌块相配套的新型保温砌筑砂浆。1主要原材料和试验方法1.1珍珠岩超细陶砂42.5级普通硅酸盐水泥,亚泰集团生产;粉煤灰,化学成分为:SiO262.52%、Al2O3+TiO222.89%、Fe2O34.00%、CaO0.67%、MgO1.15%取自长春热电二厂;珍珠岩超细陶砂,粒径0.1~0.5mm,堆积密度510kg/m3,筒压强度3.4MPa,漂浮率78%,使用温度760℃、2h无破坏,其表面形态见图1,长春建工集团生产;熟石灰,吉林产;羟乙基纤维素醚,白色粉末,河北兴泰纤维素有限公司生产;可再分散性聚合物乳胶粉,瓦克公司生产;引气剂,SJ型,河北筑盛建材开发有限公司生产;高效减水剂FDN,吉林省建筑材料工业设计研究院建材厂生产。从图1可以看出,珍珠岩超细陶砂有较好的颗粒级配,在一定程度上可提高砂浆的密实度。颗粒表面无孔隙并附有大量活性玻璃体,可增加陶砂的表面活性,使珍珠岩超细陶砂与水泥浆体界面粘结得到改善。同时,珍珠岩超细陶砂有较好的保温隔热性能,故选其作为保温砂浆的骨料。1.2砂浆性能评定试块制备及基本性能测试参照JGJ70—90《建筑砂浆及基本性能试验方法》。砌筑砂浆性能评定按照JC890—2001《蒸压加气混凝土砌筑与抹面砂浆》进行。由于珍珠岩超细陶砂有较大的吸水率,在试块制备前需对其进行表面憎水处理,采用BS16内渗型有机硅憎水剂,憎水剂与水的质量比为1∶6,然后进行表面喷涂,自然晾干。2结果与讨论2.1可再分散乳液粉对保温砌筑砂浆拉伸粘结强度的影响掺入可再分散乳胶粉主要目的是为了改善砂浆和易性,提高砂浆的粘结强度。从图2可以看出,随着可再分散乳胶粉掺量的增加,砂浆的稠度逐渐降低,当掺量达到2%以后,下降趋势减缓。从图3、图4可以看出,砂浆的抗压强度和抗折强度均随着可再分散乳胶粉掺量的增大而先升高然后降低,当掺量达到2%时其抗压强度和抗折强度达到最大值。从图5可以看出,随着可再分散乳胶粉掺量的增加,保温砌筑砂浆的拉伸粘结强度呈上升趋势。加入一定量的可再分散乳胶粉后,砂浆会形成聚合物富集区,由于水泥的水化,水分蒸发及基材的吸收,会形成聚合物膜,增加了细集料与水泥浆体之间的密实度,使稠度降低(见图2)。图3和图4中,强度先升高后降低,是由于可再分散乳胶粉结构本身具有永久内增塑作用的乙烯基官能团,改善了砂浆的柔性。再者,乳胶粉的可再分散性使硬化浆体内裂缝传递更加复杂,增加了保温砌筑砂浆的柔韧性;其强度下降是由于可再分散乳胶粉掺量超过一定范围后,由于聚合物弹性模量比硬化水泥浆体低,并且聚合物链柔性大,当复合体受压时起不到刚性支撑作用。图5中,拉伸粘结强度随着可再分散乳胶粉掺量的增加而增大,是因为聚合物在水泥水化产物中聚合,增加了水化产物相互之间的接触点,从而加强了水泥石内部粒子之间的粘结。同时,可再分散乳胶粉在砂浆中作为第二粘结剂与水泥相互结合共同发挥作用,提高了保温砌筑砂浆的拉伸粘结强度。2.2羟乙基纤维素醚的制备机理掺入羟乙基纤维素醚的主要目的是提高保温砌筑砂浆的保水性能。从图6、图7可以看出,随着羟乙基纤维素醚掺量的增加,砂浆的稠度、分层度逐渐降低,起到很好的保水作用。从图8、图9可以看出,随着羟乙基纤维素醚掺量的增加,砂浆的抗压、抗折强度逐渐下降,当掺量超过0.1%后,强度下降趋势减缓。这是因为羟乙基纤维素醚掺入时,会在拌合物内形成大量微小气泡,同时增加了砂浆中的柔性聚合物。当试块受压时,大量的微小气泡会降低砂浆的抗折强度,而柔性聚合物会提高砂浆的抗折强度,在二者共同的作用下,会使保温砌筑砂浆的抗折强度下降幅度减小;当试块受压时,由于气泡和柔性聚合物起不到刚性支撑作用,因此抗压强度下降。羟乙基纤维素醚的结构式中带有亲水基、羟基(—OH)和醚键(—O—)(见图10)。在水中溶解时,结构上的羟基和醚键上的氧原子会与水分子缔合成氢键,使游离水失去“自由”,降低溶液流动性,使其变稠。羟乙基纤维素醚是非离子纤维素醚,不论溶液呈酸性、中性、碱性,其性能都很稳定,因此,当将羟乙基纤维素醚加入砂浆中,其结构上羟基和醚键上的氧原子与水分子缔合成氢键,形成空间网状,使游离水变成结合水,起到很好的保水作用(见图7),既可防止砂浆泌水离析,又能在养护初期防止水分过快蒸发或被基材过快吸收,使水泥能较好的水化,从而可使砂浆与基材的粘结强度得到提高。2.3温砌筑砂浆强度加入引气剂的主要目的是降低密度和导热系数,提高保温性能。从图11、图12可以看出,随着引气剂掺量的增加,保温砌筑砂浆的抗压强度和抗折强度下降。原因是引气剂可以在拌合物中引入大量微小且分布均匀的气泡,这些气泡会降低砂浆的密实性,因此砂浆的强度降低。同时,这些气泡在砂浆中如滚珠般作用,可以使新拌砂浆的和易性得到改善,并且这些气泡在硬化的水泥浆体中保留下来,形成独立的气孔,起着阻断毛细孔的作用,降低砂浆的导热系数(见图13)。2.4骨料表面的聚合物从图14(a)可看出,可再分散乳胶粉在水泥石结构中形成连续的网状结构,且在水泥石结构中分布均匀,并在骨料表面形成聚合物薄层,包裹在骨料表面。同时,水泥石与骨料结合面的聚合物提高了水泥石与骨料之间的粘结强度,减小了界面处的孔隙尺寸,改善了界面结构,提高了界面粘结强度。从图14(b)可知,可再分散乳胶粉与羟乙基纤维素醚同时作为水泥基相中的分散相,与水泥相共同作用,提高了水泥浆体的致密性。3%不符合《标准》第5款的情况通过以上研究可得出,保温砌筑砂浆中可再分散乳胶粉、羟乙基纤维素醚和引气剂的适宜掺量分别为2%、0.1%和0.02%。此配合比下,蒸压加气混凝土专用保温砌筑砂浆的性能指标为:加水后稠度88mm,分层度不大于20mm,密度不大于1050kg/m3,抗压强度11.12MPa,抗折强度2.67MPa,粘结强度0.51MPa,导热系数0.133W/(m·K),抗冻性(-25~20℃,25次)合格。4性能评价及结果(1)加入可再分散乳胶粉可改善保温砌筑砂浆的和易性,并且明显提高保温砌筑砂浆的粘结强度,当掺量为2%时性能最佳。(2)加入羟乙基纤维