銘將機械

　　以玻化微珠或閉孔（kǒng）珍（zhēn）珠岩為保溫骨料的無（wú）機輕集料保（bǎo）溫（wēn）砂漿是一種新型（xíng）建築幹粉砂漿，具（jù）有（yǒu）保溫隔熱及耐火、耐老化性能較好的特點。本文研究了水泥、改性劑、可再分散乳膠粉及不同的膠結料與保溫骨料之（zhī）比對保溫砂漿性能的影響情況

引（yǐn） 言

　　無機輕集料保溫砂漿是以玻（bō）化微珠或閉孔珍珠岩等機輕集（jí）料為（wéi）保溫骨料，水泥等無機膠凝材料為（wéi）主要膠結料（liào），並摻加高分（fèn）子聚合物及其他功能性添加劑而製成的建築幹粉砂漿，具有施工方便、保溫隔熱性能較好的特點。相比於（yú）有機保溫材料，由於（yú）砂漿采用無機礦物作為保溫骨料，故（gù）不易燃燒，防火性能好，受熱也不會散發有（yǒu）毒氣體；且其耐候性及耐老化性能也有很大提高。因此，該類保溫砂漿是一種綜合性能較好且（qiě）綠色環保的（de）新型建築保溫材料（liào）。

　　近兩年來，國內已有文獻資料（liào）報道了玻化微珠保溫砂漿的研製情況及施（shī）工技術（shù）。文獻［1］研究表明通過摻加高效砂漿發泡劑和β半水石膏，能（néng）改善玻化微珠保溫砂漿的性能。文獻［2］研（yán）究了玻化微珠（zhū）摻量及（jí）外加劑對砂（shā）漿（jiāng）性能的影響。本文參照（zhào）GB20473《建築保溫砂漿（jiāng）》的技術性能要求，通（tōng）過對砂漿稠度、幹密（mì）度、抗壓強度、拉伸粘（zhān）結強度、導熱係數、軟化係數（shù）多項指標的測試，在較為詳細地考察了水泥用量及改性劑對（duì）保溫（wēn）砂漿性能影響的同時，著重研究了加入改性劑對幹密（mì）度與導熱係數、抗壓強度間的（de）相關性影響，並探討了加入改性劑後膠（jiāo）結料與玻化微珠配比（bǐ）以及可再分散（sàn）乳膠粉摻量（liàng）不同（tóng）時對保溫砂漿性（xìng）能的影響（xiǎng）情況，可望為生產（chǎn）性能優良的（de）無機（jī）輕集料保溫砂漿提供研究基（jī）礎（chǔ）。

試 驗

1.1 原（yuán）材料

　　膠結料：本文中所指膠結料指除玻化微珠外，組成無機輕集料保溫砂漿的其他材料，包括水泥等無機膠凝材料、高分子聚合物及其他功能性添加材料。

　　水泥：42.5級普通矽酸鹽水泥，海豹水泥有限公司生產。

　　可再分散乳膠粉：乙（yǐ）烯-醋酸乙烯共聚型高分（fèn）子聚合物，最低成膜溫度0℃。

　　玻化（huà）微珠：是一種無機物玻璃質礦物（wù）材料，由火山岩粉（fěn）碎成礦砂，經過特殊膨（péng）化燒法加工而成。該材料（liào）呈不規則球狀顆粒，內部為多孔的空腔結構，表麵玻化封閉。相比於普通膨（péng）脹珍珠岩，玻化微珠具有質輕、保溫隔熱性能好、強度高的特點。試驗采用玻化微珠為河南（nán）省信陽生產，其在掃描電鏡下的（de）外（wài）觀形狀及內部結構的SEM照（zhào）片（piàn）見圖1、圖2。

　　玻（bō）化微珠的堆積密度在130~140 kg/m3，表1為顆粒粒徑分布情況。由表1可見，所采用的玻（bō）化微珠（zhū）粒徑主要集中（zhōng）在0.3~0.6 mm間。

　　此外，本文中膠結料與（yǔ）玻化微珠之比是指膠結料(質量)與玻化微珠(體積)之間的質量體（tǐ）積（jī）比；水料比指水與無機輕集料保溫砂漿之間的質量比。

1.2 試驗方法

　　試驗室環境為空氣溫度23℃±2℃，相對濕度55%~85%。

1.2.1 稠度（dù）

　　按JGJ7070―1990《建築砂漿基本性能試（shì）驗方法（fǎ）》中第三章的規定進行。

1.2.2 濕（shī）表觀密度

　　按JG158－2004《膠粉聚苯（běn）顆粒外（wài）牆外保溫係統》6.5.1的規定進行（háng）測試。

1.2.3 抗壓強度、幹密度、軟化係數

　　稠度控製在試驗所要求的範圍內。參照GB/T20473―2006《建（jiàn）築保溫砂漿》中附錄B、附錄C進行試件成型（xíng）。其中試樣的養護方式為：試樣製作後，用聚乙烯薄膜覆蓋，養護48 h±8 h後脫模，繼續（xù）用聚乙烯薄膜（mó）包裹養護至14 d，去掉薄膜，養護至28 d。

1.2.4 拉伸粘結強度（dù）

　　參照（zhào）JG/T 24―2000中6.14的規定（dìng）進行測定。其中保溫砂漿成型厚度（dù）為（wéi）6 mm，成型時用刮刀（dāo）抹實，用聚乙烯薄膜養護至14 d後，去掉薄膜繼續養護至28 d。

1.2.5 導熱係（xì）數

　　按GB/T 10294執行，其（qí）中試驗平均溫度為25℃，冷熱板溫差（chà）為20℃。

2.1 膠結料中（zhōng）水泥含量對無機輕集料保溫砂漿性能的影響

　　在無機輕（qīng）集料保溫砂漿中，水（shuǐ）泥（ní）是最主要的膠凝（níng）材（cái）料，水泥通（tōng）過（guò）水化作用，為保溫砂（shā）漿的力學性（xìng）能提供保（bǎo）障。表2反應了膠（jiāo）結料（liào）與玻（bō）化微珠之比為1∶5.5時，膠結料中水泥含量（liàng）對保溫砂漿的影響情況。

　　由表2可見，在保持膠結料與（yǔ）玻化微珠之比（bǐ）相同，水料（liào）比不變的條件下，隨膠結（jié）料中水泥的含（hán）量增大，保溫砂（shā）漿新拌漿體的稠度逐漸（jiàn）減（jiǎn）小，濕表觀密度增加，保溫砂漿（jiāng）的幹密度、抗壓（yā）強度、拉伸粘結（jié）強度均提高。而幹密度的提高，會使砂（shā）漿的導（dǎo）熱係數增大，保溫性能下降。在試驗過程中還觀（guān）察到，隨水泥用量的上升，出現了新拌漿體中膠結料對玻化微珠包裹性不佳、和易性變差、漿體較（jiào）為鬆（sōng）散的情（qíng）況，且隨時間延長，稠（chóu）度下降（jiàng）很快（kuài）。當水泥含量達（dá）94%時，10 min後漿體明（míng）顯變幹（gàn），施工操（cāo）作困難。這主要是由於一方麵水泥自身密度較大，在膠結料質量一定的情況下，增大水泥（ní）用量，膠結料的密度也（yě）相應提高，從而使其在保溫砂漿中所占體積減少，故會產生漿體包裹性變差的（de）現象；而另一方麵，水泥用量的增加，也使漿體凝結時間縮（suō）短。因此，在保溫砂漿的配方組成中，必須控製好作為主要膠凝材料水泥的用量。水泥含量高，雖可提高砂漿（jiāng）的強度，但會影響施工性能，且使材料的保溫性能降低。

　　圖3、圖4反映（yìng）水泥摻量為78%，膠（jiāo）結料與玻化微珠的比（bǐ）在1∶3.5~1∶7.0間變化時，保溫（wēn）砂漿幹密度對導熱係數、抗壓強度的影（yǐng）響情況（kuàng）。

　　由（yóu）表2可見，在保持（chí）膠結料與玻化微珠之比相同，水料比不變的條件下，隨（suí）膠結料中水泥（ní）的含量增大，保溫砂漿新拌漿體的稠度逐漸減小，濕表觀（guān）密度增加，保溫砂（shā）漿的幹密度、抗壓強度、拉伸粘結強度均提高（gāo）。而幹（gàn）密度（dù）的提高，會使砂漿（jiāng）的導熱係數增（zēng）大，保溫性能下降。在試驗過程中還觀察到，隨水（shuǐ）泥用量（liàng）的上（shàng）升，出現了新拌漿體中（zhōng）膠結料（liào）對玻化微珠（zhū）包（bāo）裹性不佳、和易性變（biàn）差、漿體較為鬆散（sàn）的情況，且隨時間延長，稠度下降很快。當水泥含量達94%時，10 min後漿體明顯變幹，施工操作困難。這主（zhǔ）要是由於一方麵水泥自身密度較（jiào）大，在膠結料質量一定的情（qíng）況下，增大水泥用量，膠結料的密（mì）度也相應提高，從而使其（qí）在保（bǎo）溫砂漿中所占體積（jī）減少，故會產生漿體包裹性（xìng）變差的現象；而另（lìng）一方麵，水（shuǐ）泥用量的增加，也使漿體凝結時（shí）間縮短。因此，在保溫砂漿的配方組成中，必須控製好作為主（zhǔ）要膠凝材（cái）料水泥的用量。水泥含量高，雖可提高砂（shā）漿的強度，但會影響（xiǎng）施工性能，且使材（cái）料的保溫性（xìng）能（néng）降（jiàng）低。

　　圖3、圖4反映水泥摻（chān）量為78%，膠結料與玻（bō）化微珠的比在1∶3.5~1∶7.0間變化時，保溫砂漿幹密（mì）度對（duì）導熱（rè）係數、抗壓強度的（de）影響情況。

2.2 改性劑對無機輕（qīng）集料保溫砂漿性能的影響

　　改性（xìng）劑（jì）是一種對玻化（huà）微珠（zhū）起輔助（zhù）作（zuò）用的保溫材料，具有較低的堆積密度，其本（běn）身的強（qiáng）度（dù）較玻化微珠高。因此，在膠結料中（zhōng）加入（rù）改（gǎi）性劑後，能（néng）使膠結料的密度降低，在（zài）保持膠結料質量不（bú）變的（de）情況下，增大膠（jiāo）結（jié）料體積（jī），不僅可改善新拌漿體的和易性（xìng），而且（qiě）還能提高保溫砂漿的抗壓強度。表3為（wéi）加入（rù）改性劑（jì）後，保溫砂漿性能的測試（shì）結果，膠結料中水泥的含量為74%。相比於表2，由表3可見（jiàn），稠度控製在8.0 cm±0.5cm，膠結料與玻（bō）化微珠比為1∶5.5的保溫砂漿，加（jiā）入改性劑後，新拌漿體的需水量有所提高，但保溫砂漿的幹密度明顯降低，從未加的386 kg/cm3降（jiàng）至313 kg/cm3，所測的導熱係數值（zhí）為0.068 W/m·K；抗壓強度值略有下降，拉伸粘結強度值從0.23 MPa減小（xiǎo）到0.17 MPa左右。這主要是由於保溫砂漿中改性劑替代了一部分膠凝材料所引起。

　　從表3中還可知，保溫砂漿（jiāng）配方相同時，不同水料（liào）比對幹密度（dù）、抗壓（yā）強度（dù）影響較大，但（dàn）對導熱係數影響相對較小。因此，在實際施工中應（yīng）控製好砂漿的用水（shuǐ）量，水量偏少，施工性能變差（chà）；水量過大，會使砂漿的抗壓強度降低。根據表3及（jí）圖3的數據，繪製（zhì）加入改性劑前後保溫砂漿幹密度與導熱係數的關係圖，結果見圖5。

　　由（yóu）圖5可見，將（jiāng）加與不加改（gǎi）性劑的兩組保溫砂漿（jiāng）幹密（mì）度（dù）與導（dǎo）熱係數的（de）數據合並於一張圖中後，所擬合的線性方（fāng）程相關係數接（jiē）近0.98，數據離（lí）散性小。這說明，改性劑對幹密度與（yǔ）導熱係數之（zhī）間的相關性影響較小。

　　根據表3及圖4幹（gàn）密度、抗壓（yā）強度（dù）的數（shù）據，繪製的加入改性劑前後保溫砂漿幹密度對抗壓強度（dù）影響的關（guān）係見圖6。由圖6可知，改性劑可明顯影響（xiǎng）幹密度與抗壓（yā）強度間（jiān）的相關性。加入改性劑（jì）後，幹密度變化對抗壓強度的影響較未加改性（xìng）劑時小。幹密度（dù）相同時，含改（gǎi）性劑的保溫砂漿抗壓強度（dù）值（zhí）明顯高於未改性的砂漿，且幹密度越小，抗壓強度值提高得越多。但當幹密（mì）度超（chāo）過497 kg/m3時，未改性的保溫砂漿強（qiáng）度將（jiāng）大於改性保溫砂漿。

　　由此可見，改性劑的加（jiā）入，對保溫砂漿幹密度與導熱係數間的相關性影響不大（dà），而在相（xiàng）同幹密度條件下，可明顯（xiǎn）提高保溫砂漿的抗（kàng）壓（yā）強度值，有利於配製幹密度、導熱係數較低，保溫性（xìng）能較好且抗壓強度較高保溫砂漿。

　　此外，從（cóng）試驗（yàn）結果中還可以發現，膠結料與玻化（huà）微珠之比會對保溫砂漿強度、導熱係數及施工性能產生較大的（de）影響。隨配比中玻化微珠含量的降低，保溫砂漿幹密度、抗壓強度（dù）、拉伸粘結（jié）強度（dù）、導熱係數、軟化係數均有不同程度提高，且新拌砂漿的（de）需水量也逐漸（jiàn）減少，漿體（tǐ）和（hé）易性（xìng）變好（hǎo），但保溫性能下降。膠結料與玻化微珠（zhū）之（zhī）比為（wéi）1∶5.5時，加（jiā）入改性劑的保溫砂漿的所測性能可滿足GB/T 20473規定I型（xíng）的（de）要求；膠結料與玻化（huà）微（wēi）珠之比為1∶3.5或4.5的保溫砂（shā）漿，所測性能可達到Ⅱ型（xíng）的要求，且（qiě）兩種型號砂漿的抗（kàng）壓強度均明顯（xiǎn）高於標準的要求。

2.3 可再分散乳膠粉（fěn）對無機輕集料保溫砂漿性能的影響

　　乙烯-醋酸乙烯共聚（jù）型可再分散乳膠粉是幹（gàn）粉砂漿中應用最為廣泛的添加（jiā）劑之（zhī）一，在保（bǎo）溫砂漿中加入（rù）膠乳粉，能改善砂漿內部粘（zhān）結能力（lì）和界麵粘結能力，提高砂漿的拉伸粘結性能及抗開裂性能。在膠結料與玻化微珠之比為1∶4.5，稠度控製為8.0 cm±0.5 cm條件下，膠（jiāo）結料中可再分散乳膠粉摻量對水（shuǐ）料比、保（bǎo）溫砂漿（jiāng）幹密（mì）度、抗壓強度與拉伸粘結強度的影響見表4。

　　由表4可見，當稠度控製在8.0 cm±0.5 cm時，隨（suí）可再分散（sàn）乳膠粉摻量的（de）增加，新拌漿體的水料比逐漸減小，抗壓強度（dù）具有增大的趨（qū）勢（shì），幹密度基本保持不變（biàn），而拉（lā）伸粘結強度提高（gāo）。這主要是因為一方麵可再分（fèn）散乳膠粉能改善（shàn）新拌砂漿的和易（yì）性，在稠度保持一定的情況下，隨可再分（fèn）散（sàn）乳膠（jiāo）粉摻（chān）量的提高，砂漿需水量（liàng）減少（shǎo），從而彌補了由（yóu）於聚合物摻入而對（duì）保溫砂漿抗壓強度所產生的不利影（yǐng）響；另一方麵可再分散乳膠（jiāo）粉是一種高分子聚合物（wù），保溫（wēn）砂（shā）漿加水混合後，水泥水化與聚合物成膜同時（shí）進行，從而形成水泥水化產物與（yǔ）聚合物膜間（jiān）的互穿網絡結構，並改善了玻化微珠（zhū）與漿體間的界麵性能，從而使保溫砂漿的自身的柔韌性增加。同時（shí），乙烯（xī）-醋酸乙烯共聚物所帶有（yǒu）的（de）極性基團（tuán），也能與（yǔ）基層（céng）間（jiān）產生分子間作用力，從而使保溫砂漿與基（jī）層間的拉伸粘結性能也得以提高。

　　圖7為膠結（jié）料中可再（zài）分散乳膠粉摻量（liàng）為4%時，保溫砂漿（jiāng）的掃描電鏡照片。從圖7可以發現，當可再分散乳膠（jiāo）粉摻量達到4%，由可再分散乳膠粉及纖維素醚所組成的聚合物包覆在水泥水化凝膠體的表麵（miàn），並在凝膠體間出現了明顯的、較為完（wán）整的膜（mó），這也說明了摻加可再分（fèn）散乳膠粉能形成水泥（ní）漿體與（yǔ）聚合物交織在一起的互穿網絡（luò）結構。

圖8為玻化微珠與膠結料間的界麵微觀形貌描SEM照片，可再分散乳膠粉摻量為（wéi）膠結料的2%。由圖可見，在（zài）聚合物存在的情況（kuàng）下，硬化的漿體與玻化微珠的玻化麵間結合（hé）緊密,形成了一個（gè）整（zhěng）體。由（yóu）此可見，將稠度控製在施工所需的範圍內（nèi），加入可再分散乳膠粉後，保溫砂漿幹密度基本不變，抗壓強（qiáng）度有提高的趨勢，且聚合物形成的膜將保溫砂漿聯結成一個整體，使拉伸粘結強（qiáng）度明顯提高。

結 語

無機輕集料保溫砂漿（jiāng）的性能受其組成材料及用量的影響。提高（gāo）水泥用（yòng）量，能（néng）改善無機輕集料保溫砂漿的抗壓強（qiáng）度、拉伸粘結強度，但使導熱（rè）係數上升，保溫性能及施工性能（néng）下降（jiàng）；改性劑（jì）能明（míng）顯提高保溫砂漿的抗壓強度值，有利（lì）於配製幹密度、導熱係數較低，保（bǎo）溫性能（néng）較好且（qiě）力學性能較高保溫砂漿；隨玻化微珠（zhū）含量的降低，保溫砂漿強度提高，施工性能改善（shàn），但導熱係數上升；在保持稠度一定的情況下，隨可再分散乳膠粉摻量增加，保溫（wēn）砂漿拉（lā）伸粘結強度提（tí）高，抗壓（yā）強度並不（bú）降低；當可再分（fèn）散乳膠粉摻量為膠結料的4%時，通過掃描電鏡能明顯地觀察到（dào）漿體中聚合物膜的形貌。因此，通過調整配方，能生（shēng）產出施工性能好，導熱係數低（dī），抗壓強度、拉伸粘結強度較高（gāo）的無機輕集料保溫砂漿。

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