建筑干混砂漿中常用外加劑基本性能外加劑對建筑干混砂漿性能的改善具有關(guān)鍵性作用，但干混砂漿的加入使干混砂漿產(chǎn)品的材料成本明顯高于傳統(tǒng)砂漿，其在干混砂漿中占材料成本40..外加劑對建筑干混砂漿性能的改善具有關(guān)鍵性作用，但干混砂漿的加入使干混砂漿產(chǎn)品的材料成本明顯高于傳統(tǒng)砂漿，其在干混砂漿中占材料成本40%以上。目前，相當(dāng)一部分外加劑由國外制造商供應(yīng)，產(chǎn)品的參考用量也由供應(yīng)商提供。由此導(dǎo)致了干混砂漿產(chǎn)品成本居高不下，量大面廣的普通砌筑和抹灰砂漿推廣困難；高端市場產(chǎn)品由國外公司控制，干混砂漿生產(chǎn)廠商利潤低，價(jià)格承受能力差；外加劑的應(yīng)用缺乏系統(tǒng)性、針對性研究，盲從國外配方?！　』谝陨显?，本文對常用外加劑的一些基本性能進(jìn)行分析與比較，并此基礎(chǔ)上對應(yīng)用外加劑的干混砂漿產(chǎn)品性能進(jìn)行研究?！　?、保水劑 　　保水劑是改善干混砂漿保水性能的關(guān)鍵外加劑，也是決定干混砂漿材料成本的關(guān)鍵外加劑之一?！　?.1纖維素醚 　　纖維素醚是堿纖維素與醚化劑在一定條件下反應(yīng)生成一系列產(chǎn)物的總稱。堿纖維素被不同的醚化劑取代而得到不同的纖維素醚。按取代基的電離性能，纖維素醚可分為離子型（如羧甲基纖維素）和非離子型（如甲基纖維素）兩大類。按取代基的種類，纖維素醚可分為單醚（如甲基纖維素）和混合醚（如羥丙基甲基纖維素）。按可溶解性不同，可分為水溶性（如羥乙基纖維素）和有機(jī)溶劑溶解性（如乙基纖維素）等，干混砂漿主要用水溶性纖維素，水溶性纖維素又分為速溶型和經(jīng)過表面處理的延遲溶解型?！　±w維素醚在砂漿中的作用機(jī)理如下：　?。?）砂漿內(nèi)的纖維素醚在水中溶解后，由于表面活性作用保證了膠凝材料在體系中有效地均勻分布，而纖維素醚作為一種保護(hù)膠體，“包裹”住固體顆粒，并在其外表面形成一層潤滑膜，使砂漿體系更穩(wěn)定，也提高了砂漿在攪拌過程的流動(dòng)性和施工的滑爽性?！　。?）纖維素醚溶液由于自身分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，使砂漿中的水份不易失去，并在較長的一段時(shí)間內(nèi)逐步釋放，賦予砂漿良好的保水性和工作性?！　?.1.1甲基纖維素（mc）分子式\[c6h7o2(oh)3-h(och3)n\]x　　將精制棉經(jīng)堿處理后，以氯化甲烷作為醚化劑，經(jīng)過一系列反應(yīng)而制成纖維素醚。一般取代度為1.6~2.0，取代度不同溶解性也有不同。屬于非離子型纖維素醚?！　。?）甲基纖維素可溶于冷水，熱水溶解會(huì)遇到困難，其水溶液在ph=3~12范圍內(nèi)非常穩(wěn)定。與淀粉、胍爾膠等以及許多表面活性劑相容性較好。當(dāng)溫度達(dá)到凝膠化溫度時(shí)，會(huì)出現(xiàn)凝膠現(xiàn)象?！　。?）甲基纖維素的保水性取決于其添加量、粘度、顆粒細(xì)度及溶解速度。一般添加量大，細(xì)度小，粘度大，則保水率高。其中添加量對保水率影響最大，粘度的高低與保水率的高低不成正比關(guān)系。溶解速度主要取決于纖維素顆粒表面改性程度和顆粒細(xì)度。在以上幾種纖維素醚中，甲基纖維素和羥丙基甲基纖維素保水率較高?！　。?）溫度的變化會(huì)嚴(yán)重影響甲基纖維素的保水率。一般溫度越高，保水性越差。如果砂漿溫度超過40℃，甲基纖維素的保水性會(huì)明顯變差，嚴(yán)重影響砂漿的施工性?！　。?）甲基纖維素對砂漿的施工性和粘著性有明顯影響。這里的“粘著???”是指工人涂抹工具與墻體基材之間感到的粘著力，即砂漿的剪切阻力。粘著性大，砂漿的剪切阻力大，工人在使用過程中所需要的力量也大，砂漿的施工性就差。在纖維素醚產(chǎn)品中甲基纖維素粘著力處于中等水平?！　?.1.2羥丙基甲基纖維素（hpmc）分子式為\[c6h7o2(oh)3-m-n(och3)m,och2ch(oh)ch3\]n\]x　　羥丙基甲基纖維素是近年來產(chǎn)量、用量都在迅速增加的纖維素品種。是由精制棉經(jīng)堿化處理后，用環(huán)氧丙烷和氯甲烷作為醚化劑，通過一系列反應(yīng)而制成的非離子型纖維素混合醚。取代度一般為1.2~2.0。其性質(zhì)受甲氧基含量和羥丙基含量的比例不同，而有差別。　?。?）羥丙基甲基纖維素易溶于冷水，熱水溶解會(huì)遇到困難。但它在熱水中的凝膠化溫度要明顯高于甲基纖維素。在冷水中的溶解情況，較甲基纖維素也有大的改善?！　。?）羥丙基甲基纖維素的粘度與其分子量的大小有關(guān)，分子量大則粘度高。溫度同樣會(huì)影響其粘度，溫度升高，粘度下降。但其粘度高溫度的影響比甲基纖維素低。其溶液在室溫下儲存是穩(wěn)定的。 　　2、建筑干混砂漿中常用外加劑基本性能 　?。?）羥丙基甲基纖維素的保水性取決于其添加量、粘度等，其相同添量下的保水率高于甲基纖維素?！　。?）羥丙基甲基纖維素對酸、堿具有穩(wěn)定性，其水溶液在ph=2~12范圍內(nèi)非常穩(wěn)定?？列遭c和石灰水，對其性能也沒有太大影響，但堿能加快其溶解速度，并對粘度銷有提高。羥丙基甲基纖維素對一般鹽類具有穩(wěn)定性，但鹽溶液濃度高時(shí)，羥丙基甲基纖維素溶液粘度有增高的傾向?！　。?）羥丙基甲基纖維素可與水溶性高分子化合物混用而成為均勻、粘度更高的溶液。如聚乙烯醇、淀粉醚、植物膠等?！　。?）羥丙基甲基纖維素比甲基纖維素具有更好的抗酶性，其溶液酶降解的可能性低于甲基纖維素?！　。?）羥丙基甲基纖維素對砂漿施工的粘著性要高于甲基纖維素?！　?.1.3羥乙基纖維素（hec） 　　由精制棉經(jīng)堿處理后，在丙酮的存在下，用環(huán)氧乙烷作醚化劑進(jìn)行反應(yīng)而制成。其取代度一般為1.5~2.0。具有較強(qiáng)的親水性，易于吸潮。　　（1）羥乙基纖維素可溶于冷水中，熱水溶解較為困難。其溶液在高溫下穩(wěn)定，不具有凝膠性。在砂漿中高溫下可使用時(shí)間較長，但保水性較甲基纖維素低?！　。?）羥乙基纖維素對一般酸堿都具有穩(wěn)定性，堿能加快其溶解，并對粘度略有提高，其在水中分散性比甲基纖維素和羥丙基甲基纖維素略差?！　。?）羥乙基纖維素對砂漿抗垂掛有好的性能，但對水泥的緩凝時(shí)間較長?！　。?）國內(nèi)一些企業(yè)生產(chǎn)的羥乙基纖維素，因含水量大，灰份高而導(dǎo)致其性能明顯低于甲基纖維素?！　?.1.4羧甲基纖維素（cmc）\[c6h7o2(oh)2och2coona\]n 　　由天然纖維（棉、等）經(jīng)過堿處理后，用一氯醋酸鈉作為醚化劑，經(jīng)過一系列反應(yīng)處理而制成離子型纖維素醚。其取代度一般為0.4~1.4，其性能受取代度影響較大?！　。?）羧甲基纖維素吸濕性較大，一般條件儲存會(huì)含有較大水份?！　。?）羧甲基纖維素水溶液不會(huì)產(chǎn)生凝膠，隨溫度升高而粘度下降，溫度超過50℃時(shí)，粘度不可逆?！　。?）其穩(wěn)定性受ph影響較大。一般可用于石膏基砂漿中，不能用于水泥基砂漿中。在高堿性時(shí)，會(huì)失去粘度?！　。?）其保水性遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于甲基纖維素。對石膏基砂漿有緩凝作用，并降低其強(qiáng)度。但羧甲基纖維素價(jià)格明顯低于甲基纖維素?！　?.2淀粉醚 　　用于砂漿中的淀粉醚是由一些多糖類的天然聚合物經(jīng)改性而成。如用馬鈴薯等?！　?.2.1變性淀粉 　　由馬鈴薯改性而成的淀粉醚，保水性明顯低于纖維素醚。因改性程度不同表現(xiàn)出對酸堿穩(wěn)定性不同。有些產(chǎn)品適用于石膏基砂漿中，又有些產(chǎn)品能用于水泥基砂漿中。砂漿中應(yīng)用淀粉醚主要是作為增稠劑，提高砂漿的抗流掛性，降低濕砂漿的粘著性，延長開放時(shí)間等。 　　淀粉醚經(jīng)常與纖維素一起使用，使這兩種產(chǎn)品性能與優(yōu)勢互補(bǔ)。由于淀粉醚產(chǎn)品比纖維素醚便宜許多，在砂漿中應(yīng)用淀粉醚，會(huì)帶來砂漿配方成本的明顯降低。　　1.2.2改性礦物保水稠化劑 　　用天然礦物經(jīng)過改性和復(fù)配制成的保水稠化劑，在國內(nèi)已得到了應(yīng)用。用于配制保水稠化劑的主要礦物有：海泡石、膨潤土、蒙脫石、高嶺土等，這些礦物通過偶聯(lián)劑等改性處理而具有一定的保水增稠性能。這類保水增稠劑應(yīng)用于砂漿具有以下幾個(gè)特點(diǎn)?！　。?）可明顯改善普通砂漿性能，解決了水泥砂漿操作性差，混合砂漿強(qiáng)度低，耐水性差的問題?！　。?）可配制出用于一般工業(yè)與民用建筑不同強(qiáng)度等級的砂漿產(chǎn)品。　?。?）材料成本明顯低于纖維素醚和淀粉醚?！　。?）保水性低于有機(jī)保水劑，所配制砂漿的干燥收縮值較大，粘結(jié)性降低.　　1.2.3可再分散型聚合物膠粉　　可再分散型膠粉由特制聚合物乳液經(jīng)過噴霧干燥加工而成。在加工過程中，保護(hù)膠體、抗結(jié)硬劑等成為不可缺少的助劑。經(jīng)過干燥后的膠粉是一些聚集在一起的80~100mm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(huì)成膜，這種膜和一般乳液成膜一樣不可逆，遇水不會(huì)再分散成為分散液。　　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)接枝有機(jī)硅、月桂酸乙烯等改善性能。不同的改性措施使可再分散膠粉具有耐水、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，很好的柔性。　　這幾種膠粉應(yīng)用于砂漿中，均對水泥的凝結(jié)時(shí)間有延緩作用，但比直接應(yīng)用同類乳液的延緩作用小。相比而言，苯乙烯一丁二烯的延緩作用最大，乙烯—醋酸乙烯的延緩作用最小。若摻量太小對砂漿性能的改善作用不明顯。 　　3、纖維材料 　　3.1木纖維 　　木纖維是以植物為主要原料，采用一系列技術(shù)加工而成，其性能不同于纖維素醚。主要性能有：　　（1）不溶于水和溶劑，也不溶于弱酸和弱堿溶液　?。?）應(yīng)用于砂漿中，在靜止?fàn)顟B(tài)下會(huì)搭接成三維立體結(jié)構(gòu)，增加砂漿觸變性和抗垂性，改善施工性。　?。?）由于木纖維所具有的三維立體結(jié)構(gòu)，在所拌砂漿中具有“鎖水”性能，砂漿中水份不會(huì)輕易被吸收或移走。但其不具有纖維素醚的高保水性?！　。?）木纖維所具有的良好毛細(xì)管效應(yīng)，在砂漿中具有“導(dǎo)水”功能，使砂漿表面和內(nèi)部水份含量趨于一致，從而減少因不均勻收縮而產(chǎn)生的裂縫?！　。?）木纖維能減小砂漿硬化體的變形應(yīng)力，減輕砂漿收縮開裂的發(fā)生?！　。?）木纖維在砂漿中長期性能變化規(guī)律，尚不清楚。　　3.2聚丙烯纖維 　　聚丙烯纖維是以聚丙烯為原料加適入適量改性劑制成。纖維直徑一般為40微米左右，抗拉強(qiáng)度300~400mpa，彈性模量≥3500mpa，極限延伸率15~18%，其性能特點(diǎn)：　?。?）聚丙烯纖維在砂漿中呈均勻三維亂向分布，形成網(wǎng)絡(luò)加強(qiáng)體系。若每噸砂漿中摻入1kg重的聚丙烯纖維，則可得到3000萬根以上的單絲纖維?！　。?）砂漿中加入聚丙烯纖維，可以有效減少砂漿在塑性狀態(tài)的收縮裂縫。不論這些裂縫是可見的還是不可見的。并能明顯減少新拌砂漿的表面泌水與集料沉降?！　。?）對于砂漿硬化體，聚丙烯纖維可以顯著降低變形裂縫的數(shù)量。即當(dāng)砂漿硬化體因變形產(chǎn)生應(yīng)力時(shí)能夠抵抗和傳遞應(yīng)力，??砂漿硬化體產(chǎn)生裂縫時(shí)，能夠鈍化裂縫尖端的應(yīng)力集中，約束裂縫擴(kuò)展。　?。?）聚丙烯纖維在砂漿生產(chǎn)中的高效分散，會(huì)成為一個(gè)難題?；旌显O(shè)備、纖維品種與摻量，砂漿配比以及其工藝參數(shù)都將成為影響分散性的重要因素?！　?.塑性減水劑 　　塑性減水劑是水泥混凝土中用量最大的外加劑。幾乎所有的減水劑都是由表面活性物質(zhì)組成，減水劑的性能由其所采用的表面活性物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)與水泥顆粒之間產(chǎn)生的界面作用決定。由于水泥顆粒在水化過程中帶有不同極性而相互吸引，包裹了許多拌合水而產(chǎn)生絮凝結(jié)構(gòu)。使用中為了達(dá)到滿意的施工性能往往需要加入更多的水，使硬化體強(qiáng)度等性能降低。減水劑加入水泥漿后，其疏水基團(tuán)定向吸附在水泥顆粒表面帶有同號電性，增大了水泥顆粒表面的ζ電位，使顆粒之間因同性靜電而相斥，破壞了水泥顆粒的絮凝結(jié)構(gòu)，使水泥顆粒得到了有效分散，釋放出絮凝結(jié)構(gòu)中的游離水，達(dá)到減水的目的?！　?、建筑干混砂漿中常用外加劑基本性能 　　4.1木質(zhì)素減水劑　　木質(zhì)素減水劑通常由亞硫酸法生產(chǎn)紙漿的付產(chǎn)品制得。一般包括木鈣、木鈉與木鎂三種，常用木鈣和木鈉即木質(zhì)素磺酸鈣和木質(zhì)素磺酸鈉，通常呈粉末狀?！　∧举|(zhì)素減水劑一般減水率為10~15%，摻量為0.2~0.3%。對水泥有緩凝作用，若摻量過大會(huì)引起水泥不凝固，對水泥砂漿有引氣作用?！　∧举|(zhì)素減水劑摻量小，價(jià)格低，適用于減水率要求低的砂漿。與高效減水劑配合使用會(huì)取得更好的效果?！　?.2蔡系減水劑　　萘系減水劑是采用工業(yè)萘、甲醛和濃硫酸和液堿為主要原料在一定反應(yīng)條件下制備而成，主要成份為萘磺酸甲醛縮合物。通常以液態(tài)或粉狀形式作為最終產(chǎn)品，是目前應(yīng)用量最大的減水劑之一。粉狀產(chǎn)品摻量一般為水泥重量0.5~1.0%，減水率可達(dá)20%左右。 　　砂漿中摻入該堿水劑可明顯提高強(qiáng)度，對凝結(jié)時(shí)間略有延長，并能改善水泥及其他外加劑在砂漿中分散性，明顯提高砂漿的施工性、抗?jié)B性、抗凍性、抗化學(xué)侵蝕性、減少收縮率。在水泥砂漿中，因減水率高、價(jià)格適中而廣泛應(yīng)用。但該減水劑用于石膏基砂漿中，減水效果不明顯?！　?.3超塑化劑　　超塑化劑即高效減水劑，減水率一般可達(dá)到30%以上。粉狀超塑化劑一般用于特種干混砂漿，如地面自流平劑、灌漿料以及耐火澆注料等產(chǎn)品。 　　5、引氣劑 　　引氣劑是一種通過物理方法使新拌砼或砂漿中形成穩(wěn)定氣泡的表面活性劑。主要有：松香及其熱聚物類、非離子型表面活性劑類、烷基苯磺酸鹽類、木質(zhì)素磺酸鹽類、羧酸及其鹽類等幾種?！　∫龤鈩┏１挥脕砼渲颇ɑ疑皾{與砌筑砂漿。由于引氣劑的加入，會(huì)帶來砂漿性能一些變化?！　。?）由于氣泡引入增加新拌砂漿的合易性和施工性，減少泌水?！　。?）單純用引氣劑會(huì)降低砂漿中的強(qiáng)度和彈性模具。若引氣劑與減水劑共同使用，且適當(dāng)配比，強(qiáng)度值可不降低?！　。?）能顯著提高砂漿硬化體的抗凍性并改善砂漿的抗?jié)B性，提高砂漿硬化體的抗侵蝕性?！　。?）引氣劑帶來砂漿含氣量的增加會(huì)增加砂漿的收縮，通過減水劑的加入可使收縮值得適當(dāng)降低?！　∮捎谝龤鈩┘尤肓糠浅Ｉ伲话銉H占膠凝材料總量萬分之幾，必須保證在砂漿生產(chǎn)時(shí)精確計(jì)量、均摻入；攪拌方式、攪拌時(shí)間等因素會(huì)嚴(yán)重影響引氣量。因此，在目前國內(nèi)的生產(chǎn)與施工條件下，砂漿中加入引氣劑一定要進(jìn)行大量的試驗(yàn)工作。　　6、早強(qiáng)劑 　　用于提高砼和砂漿的早期強(qiáng)度，常用硫酸鹽類早強(qiáng)劑，主要有硫酸鈉、硫代硫酸鈉、硫酸鋁及硫酸鉀鋁等?！　∫话銦o水硫酸鈉的應(yīng)用較多，其摻量較低早強(qiáng)效果好，但摻量太大時(shí)會(huì)引起后期膨脹開裂，同時(shí)會(huì)產(chǎn)生返堿，影響外觀和表面裝飾層效果。　　甲酸鈣也是一種很好的防凍劑，其早強(qiáng)效果好，付作用少，與其他外加劑相容性好，許多性能優(yōu)于硫酸鹽類早強(qiáng)劑，但價(jià)格較高。 　　7、防凍劑 　　如果在負(fù)溫下使用砂漿，若不采取防凍措施將會(huì)發(fā)生凍害，破壞硬化體的強(qiáng)度。防凍劑從防止結(jié)凍和提高砂漿早期強(qiáng)度二個(gè)途徑防止凍害的發(fā)生。 在常用的防凍劑中，在亞硝酸鈣和亞硝酸鈉的防凍效果最好。亞硝酸鈣由于不含鉀、鈉離子用于混凝土可減少堿骨料的發(fā)生，但用于砂漿時(shí)工作性略差，亞硝酸鈉則具有較好的工作性。防凍劑與早強(qiáng)劑和減水劑復(fù)合使用，可得到滿意的使用效果。應(yīng)用防凍劑的干混砂漿在超低負(fù)溫下使用時(shí)，應(yīng)適當(dāng)提高拌和物溫度，比如用溫水拌和?！　》纼鰟┯昧窟^大會(huì)降低砂漿后期強(qiáng)度，砂漿硬化體表面會(huì)出現(xiàn)返堿等問題，影響外觀和表面裝飾層效果?！　?、結(jié)語 　　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(huì)逐漸降低。纖維素醚供應(yīng)的國產(chǎn)化、使纖維素醚價(jià)格連續(xù)走低。淀粉醚、稠化粉等低價(jià)格保水增稠材料的成功應(yīng)用，顯著降低了普通干混砂漿的材料成本?？稍俜稚⒛z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(huì)很快突破。但是，目前對外加劑在干混砂漿中的應(yīng)用缺乏系統(tǒng)性研究。不同種類的外加劑對不同干混砂漿產(chǎn)品的針對性不強(qiáng)，一些外加劑（如纖維素醚）沒有針對在干混砂漿中的應(yīng)用特點(diǎn)提出自身性能指標(biāo)，而是輕工、化工行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)。對外加劑在干混砂漿硬化體的作用機(jī)理研究較少。這無疑會(huì)影響外加劑在干混砂漿中的合理、高效使用。因此，應(yīng)根據(jù)我國建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、墻體材料特點(diǎn)、氣候特點(diǎn)、施工水平等系統(tǒng)研究外加劑在干混砂漿產(chǎn)品中的應(yīng)用技術(shù)。