新型预拌湿混砂浆改性剂的研制及性能研究

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1、材料研究与应用广东建材2013年第9期新型预拌湿混砂浆改性剂的研制及性能研究吴昆1,2黄晓梅2胡文光z张永平2赵强·(1中国科学院纤维素化学重点实验室，中国科学院广州化学研究所；2中科院广Jr、I化学有限公司)摘要：鉴于传统湿混砂浆粘稠性一般且可施工操作时间较短(4—6小时)等问题，笔者研制开发了一种专用于预拌湿混砂浆的延时增稠改性剂。区别于传统混凝土缓凝型减水剂(如萘系、聚羧酸)及砂浆增稠剂(如羟丙基甲基纤维素醚)，本改性剂可显著改善砂浆和易性、粘稠性及粘结强度，且有效延长砂浆可施工操作时间达24小时以

2、上。系统对比了粉煤灰系列与石粉系列砂浆的各项性能，并利用扫描电镜、x射线衍射仪深入探讨了砂浆微观物化结构及改性剂作用机理。关键词：预拌湿混砂浆；延时增稠；改性剂；作用机理i前言现场搅拌砂浆对工程质量和环境卫生都存在不同程度的负面影响：如产生扬尘和噪音，现场搅拌砂浆质量难以保证，大量沙石、水泥等建材运进城区加大城市交通压力等[1]。为节约资源、保护环境和确保工程质量，2007年建设部、交通部等联合发布《关于在部分城市限期禁止现场搅拌砂浆工作的通知》，在全国127个城市限期禁止现场搅拌砂浆，倡导使用预拌砂浆。

3、湿混砂浆指按一定比例将水泥、细集料、外加剂和水等，经拌制后采用搅拌运输车运至使用地点，放入专用容器储存，并在规定时间内使用完毕的湿拌拌合物。湿混砂浆的优势包括：可直接利用、改造搅拌站现有预拌混凝土生产线进行生产，免去烘干砂子这一环节，运至工地后直接使用，不需加水搅拌等。因此，预拌湿混砂浆节能、环保且更具市场竞争力。然而，传统预拌湿混砂浆可施工操作时间较短(4～6小时)是制约其快速发展的技术瓶颈。实践经验也告诉我们，在普通混凝土减水剂(如萘系、聚羧酸)以及传统砂浆增稠剂(如羟丙基甲基纤维素醚)基础上复配添加

4、缓凝剂也仅仅能够延长预拌湿混砂浆的凝固时间，却无法长时间维持砂浆良好的和易性与粘稠性。因此，商品砂浆行业迫切需要一种可改善并长时间保持砂浆和易性、粘稠性的新型改性剂。针对上述问题，中国科学院广州化学研究所自主研发了可有效改善并长时间维持预拌湿混砂浆和易性与粘稠性的专用改性剂(w系列)。W系列改性剂为聚合物大分子，可部分吸附在水泥颗粒表面形成保护膜，减少一16一体系颗粒间的摩擦力，同时其存在还可增加颗粒闾水相体系粘度，从而赋予并长时间保持砂浆体系良好和易性及粘稠性。2实验部分2．1原料水泥：粤秀P·042．

5、5普通硅酸盐水泥；石粉：白度45，细度80目；粉煤灰：II级；砂子：河砂，细度模数2．5，含泥量0．8％。砂浆改性剂：自制，W双组份系列(WS，其中wA用于调节砂浆开放时间，wB用于调节砂浆粘稠性)，WA添加量为胶凝材料的0．8％，WB添加量为胶凝材料的2．3％；羟丙基甲基纤维素醚(HP)：市售，分子量10万，添加量为胶凝材料的0．3％；萘系减水剂(FD)：市售，缓凝型，浓度30．0％，添加量为胶凝材料的2．0％；聚羧酸减水剂(SP)：市售，缓凝型，浓度10．0％，添加量为胶凝材料的2．O％。2．2性能测

6、试分别制备粉煤灰系列湿拌砂浆以及石粉系列湿拌砂浆，其配比为m(水泥)：m(粉煤灰或石粉)：m(砂)：m(水)=210：140：1250：220，改性剂添加量如上所述。湿拌砂浆稠度、保水率、抗压强度、收缩率、粘结强度等性能测试参考JGJ／TJO一2009《建筑砂浆基本性能试验方法标准》；扫描电镜(SEM，XL30，PhilipsCorpo—ration，Holland)用于观察外加剂对砂浆微观结构的影响；X射线衍射仪(XRD，D／MAX一1200，RigakuCorpo—ration，Japan)用于观察夕

7、bDD齐,J对砂浆水化过程的影广东建材2013年第9期材料研究与应用响。3结果与讨论3．1砂浆稠度及其经时损失测试样本包括粉煤灰系列与石粉系列的空白砂浆(KB)、HP改性砂浆(KB／HP)、FD改性砂浆(KB／FD)、SP改性砂浆(KB／SP)以及wS改性砂浆(KB／WS)，观察其稠度随时间变化情况。如表l所示，空白砂浆在4小时就已经完全丧失了工作性能。HP虽然具有一定的增稠与缓凝作用，但添加了HP的砂浆在4小时后也不再具有可操作性能。添加了缓凝型萘系与聚羧酸减水剂的砂浆，在8小时还具有一定的稠度，但是在

8、12小时已基本丧失施工性能。从数据可以看出，砂浆改性剂WS的增稠延时功能远远优于HP、FD以及SP。此外，石粉系列砂浆的工作性保持能力要优于粉煤灰系列砂浆，这是由于石粉中含有碳酸钙，相比粉煤灰(以二氧化硅为主)，其“蓄水保湿”能力要强。表1砂浆稠度经时损失情况类别编号Oh4h8h12h16h20h24h粉KBl740O0煤KB／HPl75110O0灰KB／FDl726038100系KB／SPl8256370O0列KB／WSl9