多聚胶粉在干混砂浆中的应用研究

　　　　　　　　　　　　　　北京环益美高分子聚合物研究所总工程师　　周广德　

　　　摘要　聚合物干混砂浆在建筑装饰装修工程和保温节能工程上取代普通砂浆，起着增粘、增强、抗裂作用，水泥砂浆粘结强度的提高、抗裂等都跟水化反应条件、水养护条件密切相关，多聚胶粉作为聚合物产品，可帮助水泥利用自然生态环境条件，充分水化和长时间持续性自行养护，以利于水泥发挥出最佳性能，同时控制和降低其收缩性。

　　 关键词 多聚胶粉　干混砂浆 外墙腻子 外墙防裂 绿色生态建材

　 一、概述
   长期以来，很多人认为水泥砂浆抹墙易出现龟裂、空鼓、脱落，是因为水泥粘结能力差、粘结性能不好、不稳定造成的，其实事实并非如此，只要水化充分、有良好的水养护条件，水泥的粘结强度及其稳定性都是很好的。本文根据水泥特性，水泥水化、凝结硬化条件，水泥砂浆最佳粘接强度的形成，环境气候因素对水泥砂浆的影响，水泥的干缩性与抗裂问题，聚合物在水泥砂浆中的作用等进行探讨和研究，供业内人士参考。

　　二、水泥的特性及在聚合物砂浆中的作用
    水泥与自然环境是很和谐的，良好的自然环境条件（又特别是雨水天气），对水泥的水化、凝结硬化等都有较大的帮助，水泥可以适应各种复杂的自然环境(地上、地下、水下)和各种气候条件（日晒、雨露、冰雪、风吹、酸雨、紫外线等），其粘结强度、抗老化、抗潮湿能力、环保性、长期稳定性、使用寿命、经济实用性等方面，可以达到几十年，甚至上百年不变，是其它材料难以替代的。
水泥作为无机水硬性胶凝材料，它的特征是水硬性材料，它的强度与综合性能的发挥可以完全靠水来实现，聚合物砂浆也如此，没有水的作用，再好的聚合物砂浆也发挥不了作用，可以用水泥砂浆与红砖(火砖)的粘结，来举例说明水泥的水化条件与凝结的关系，我们直接往干燥且吸水性很强的红砖上抹水泥砂浆，结果是水泥砂浆的水份会被干燥的红砖所吸收，水泥得不到水化，造成凝结困难，水泥砂浆难以粘结红砖，但只要我们先将干燥的红砖扔到水中浸泡一下，让红砖先吸足水份后，再将水泥砂浆抹在红砖上，这样就能够将红砖牢牢地粘结住，由此可见，水泥本身作为胶凝材料，只要水化充分，其粘结性能会是很好，水泥在聚合物砂浆中主要起粘结作用，其本身的品质对聚合物砂浆性能影响是很大的，如果水泥本身质量低劣、性能不稳定，就是加很多的胶粉

　　四、聚合物产品在水泥砂浆中的作用及影响
    水泥的水化、水养护是水泥砂浆强度形成的必要条件，普通砂浆由于没有加入聚合物，其保水性和利用环境条件自养护能力较差，而聚合物材料可以提高水泥初期强度，具有向水泥砂浆提供良好的保水、养护功能，使水泥达到最佳强度，同时控制水泥干缩力，防止裂缝产生等。
水泥除水硬性特征外，还有一个最重要的优点就是适应生态环境和具有生态功能，其微细孔结构有助于它不断吸收利用环境中的水气进行自养护，墙体中或砂浆中过多的水份与潮气也可透过微细孔向外界释放，在释放水份与潮气的同时，还可将分解出来的盐碱类物质通过微细孔晰出，能吸能放，使墙体更加结实、牢固、耐用，对生态环境也是很有益的，是重要生态建筑材料。
　　聚合物产品在水泥砂浆中的应用已有多年历史，从聚乙烯醇缩甲醛胶粘剂，到合成乳液、乳胶类有机化学胶粘剂、各种纤维素等，但在实际应用中，有机化学胶粘剂能很快成膜并具有很强的封闭性，能迅速封闭水泥微细孔，形成 “硬壳”现象，并使水泥丧失呼吸功能，不利于水泥进一步水化和自养护，对水泥的后期强度的不良影响也是明显的。有一个实验可以说明问题，我们往外墙上刚抹好并已表干的普通砂浆上喷水，水泥砂浆层能吸收一定水份，砂浆遇水养护后，其强度就会随之增强，其干缩力就会相应减小，如我们间隔喷水的次数越多、持续时间越长，水泥砂浆形成强度就越快，且强度会越来越高，干缩产生裂纹的机率就会小；而掺加了聚乙烯醇缩甲醛或乳胶类等封闭性很强的有机化学胶粘剂的水泥砂浆，其表干后进行喷水试验，由于水泥微细孔被封闭，其结果是砂浆层不能吸入水份，无论我们再间隔喷水多少次数，持续喷水多长时间，此时水份对于水泥砂浆层没有任何作用，使水泥砂浆完全丧失自养护功能，随着有机化学胶粘剂的老化，水泥砂浆的粘结强度反而会下降，因此，我们不能盲目地听信并不专业的厂商的说法，应该科学地选择能帮助水泥砂浆充分水化、有利于水泥自养护的优质的、功能型的聚合物产品。　

　　五、多聚胶粉的特点及作用机理
　　多聚胶粉是北京环益美高分子聚合物研究所的研究人员针对水泥砂浆特性，选用多种高分子材料，经高温聚合、干燥、粉末化的一种网状结构树脂类可再分散聚合物，该胶粉分粘结型和抹面型两种，可完全替代进口产品，该胶粉具有快粘、粘结牢固、抗裂防裂和环保等特点，可以促使水泥砂浆充分水化，具有较强的可持续保水功能（保水能力优于MC、HPMC），不断提高水泥砂浆的粘结强度，有效地控制和防止水泥砂浆因干缩而产生龟裂纹、空鼓、脱落等常见质量通病问题，对32.5R和42.5R普通硅酸盐水泥的后期强度的提高最为明显，它不封闭水泥微细孔，能帮助水泥砂浆利用环境中的水气进行持续性长时间自养护，直到水泥砂浆达到最佳化强度后，该胶粉才开始逐步降解，直到完全降解都不会对水泥砂浆产生任何不良影响，更不会危害环境，可有效解决目前水泥砂浆中因使用乳胶类（合成乳液、乳胶粉、聚乙烯醇等）、纤维素类（MC、HPMC等）等产品，对水泥砂浆的水化不够充分和作用时间过短、水泥砂浆难以利用自然条件实现自动养护等技术难题。产品成本上，由于不用合成乳液、乳胶粉和HPMC等，大大节约了干混砂浆的产品成本，经北京、天津、河北、黒龙江、辽宁、吉林、江苏、重庆等10多个省市的数百万平方米的建筑工程上近五年多时间的应用表明，该胶粉性能稳定可靠，有较强的经济性和实用性，可专门应用于生产外墙外保温粘结砂浆、抹面砂浆、外墙抗裂腻子、建筑防水工程专用防裂胶浆，复层（浮雕）涂料和氟碳树脂漆的防裂底涂和以水泥为基料的钢结构防火涂料防裂底涂等产品，其应用范围很广泛。
　　六、综述
　　聚合物干混砂浆品质与性能，应充分考虑水泥的水化、水泥砂浆保水能力、后期自养护功能等，促使水泥砂浆的粘结强度达到最佳化的同时，降低和控制水泥干缩力，防止产生裂缝，选择优质水泥和高性能、多功能型的聚合物产品，聚合干混砂浆就能够拥有较强较持久稳定的粘结强度，有效地解决龟裂、空鼓、脱落等常见质量问题。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　2006年8月25日于北京通州 

附：作者简介

周广德，男，北京环益美高分子聚合物研究所总工程师，从事科技工作二十余年，有多年的理论研究和丰富的实践经验，为上千家企业、几百个工程项目提供过上万次的技术咨询服务，发表专业论文二十余篇，其中有四篇论文获得优秀论文奖，有两篇论文入编《中国现代化建设研究文库》，其专业技术水平受到业内人士好评。主要研究方向：高分子材料、生态建材、建筑保温节能技术、内外墙各种腻子、技术咨询服务等。

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