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乳胶粉在干粉砂浆中的作用机理

发布时间:2018-09-07来源:宜阳县香鹿山镇航标建材厂点击:130字号:

  可再分散乳胶粉通常为白色粉末,但也有少数产品呈其他颜色。可再分散乳胶粉的成分主要包括以下几种。

  (1) 聚合物树脂。聚合物树脂位于胶粉颗粒的核心部分,也是可再分散乳胶粉发挥作用的主要成分,如聚醋酸乙烯酯/乙烯树脂,苯乙烯/丁二烯树脂,乙烯/氯乙烯/月桂酸乙烯酯树脂等;(2) 添加剂(内)。添加剂(内)起到改善树脂性能的作用。如降低树脂成膜温度的增塑剂。并非每一种乳胶粉都有添加剂成分,如醋酸乙烯酯/乙烯共聚树脂就不需要添加增塑剂。

  (3) 保护胶体。保护胶体为在可再分散乳胶粉颗粒的表面包裹的一层亲水性材料。绝大多数可再分散乳胶粉的保护胶体为聚乙烯醇。

  (4) 添加剂(外)。为进一步改善可再分散乳胶粉的性能,通常还添加除增塑剂以外的其他添加剂,这里称作添加剂(外)。通常,可再分散乳胶粉中添加超塑化剂来改善乳液的流动性和分散性。

  (5) 抗结块剂。抗结块剂通常为细矿物填料,起作用在于防止乳胶粉在储运过程中结块,也利于乳胶粉产品从纸袋或槽车中倾倒时的出来。可再分散乳胶粉在水泥砂浆中的作用机理可再分散乳胶粉在干粉砂浆中的作用机理

  可再分散乳胶粉与其他无机胶粘剂(如水泥、熟石灰、石膏、黏土等)以及各种骨料、填料和其他添加剂如甲基羟丙基纤维素醚、聚多糖(淀粉醚)、纤维素纤维等进行物理混合制成干粉砂浆。当干粉砂浆加入水中搅拌时,在亲水性的保护胶体以及机械剪切力的作用下,胶粉颗粒分散到水中。正常的可再分散乳胶粉分散所需要的时间非常短暂,例如,在干喷混凝土修补砂浆中,加有可再分散乳胶粉的干砂浆与水仅在喷嘴终处混合约0.1s的时间便喷射到施工面,这已经足以使可再分散乳胶粉充分分散和成膜。在这早期混合阶段胶粉已经开始对砂浆的流变性以及施工性产生影响,由于胶粉本身的特性以及改性的不同这种影响也就不同,有的有助流的作用,而有的有增加触变性的作用。其影响的机理来自多个方面:有胶粉在分散时对于水的亲和带来的影响;有胶粉分散后黏度不同的影响;有由于保护胶体带来的影响;有由于水泥和水带来的影响;有对砂浆含气量提高以及气泡分布带来的影响;以及自身添加剂与其他添加剂相互作用带来的影响等。其中接受较多的观点是,可再分散乳胶粉通常是砂浆含气量提高对砂浆的施工起到润滑作用,以及胶粉尤其是保护胶体分散时对水的亲和以及随后的黏度对施工砂浆的内聚力提高从而提高了和易性。含有胶粉分散液的湿砂浆施工于作业面上,随着水分在3个层面上的减少,基面的吸收,水硬性材料的反应消耗,面层的水向空气挥发,树脂颗粒逐渐靠近,界面逐渐模糊,树脂逐渐相互融合,***终成为连续的高分子薄膜,这一过程主要发生在砂浆的气孔以及固体表面。这里要强调的是,要想使得这一过程不可逆,即当聚合物膜再次遇水不会二次分散,可再分散乳胶粉的保护胶体---聚乙烯醇必须从聚合物膜的体系中分离出去。这对碱性的水泥砂浆体系不是难题,因为聚乙烯醇会被水泥水化生成的碱所皂化,同时石英类的材料对其的吸附作用,使得聚乙烯醇逐渐从体系中分离,没有了亲水性的保护胶体,本身不溶于水的由可再分散乳胶粉一次分散所成的膜就可不但在干条件,也可在长期浸水的条件发挥作用。当然在非碱性体系中,如石膏或仅有填料的体系中,由于聚乙烯醇仍有部分存在于***终的聚合物膜中,影响到膜的耐水性,但由于这些体系均不用于长期浸水的场合,以及聚合物仍然具有其特有的机械性,所以并不影响可再分散乳胶粉在这些体系的应用。随着***终聚合物薄膜的形成,在固化的砂浆中形成了由无机与有机胶粘剂构成的框架体系,即水硬性材料构成的脆硬性骨架,以及可再分散乳胶粉在间隙与固体表面成膜构成的柔韧性连接,这种连接可以想象成由很多细小的弹簧连接在刚性的骨架上,由于胶粉形成的高分子树脂薄膜的拉伸强度通常高于水硬性材料一个数量级以上,使得砂浆自身强度得以增强,即内聚力得以提高。由于聚合物的柔性,形成能力远高于如水泥等形成的刚性结构,砂浆的可变性得以提高,分散应力的作用得到大幅度提高,从而提高了砂浆的抗裂能力。随着可再分散乳胶粉掺量的提高,整个体系向塑料方向发展。在高胶粉掺量的情况下,固化后砂浆中的聚合物相逐渐超过无机水化产物的相,砂浆发生质的改变,变成一个弹性体,同时水泥的水化产物变成一种“填料”。同时,分布于界面上的可再分散乳胶粉经分散后成的膜又起到另一种关键的作用,即增加了对所接触材料的黏结性,这对一些难黏的表面,如极低吸水或不吸水的表面,如光滑的混凝土及水泥材料表面、钢板、同质砖、玻化砖面;有机材料表面,如木材、塑料,显得尤其重要。因为,无机胶粘剂对材料的黏结是通过机械嵌固的原理达到的,即水硬性的浆料渗透到其他材料的空隙中,逐渐固化,***后像钥匙嵌在锁中一样将砂浆抓附在材料表面,对以上的难黏表面,由于无法有效的渗透到材料内部形成良好的机械嵌固,使得仅有 的无机胶粘剂的砂浆没有有效的黏结,电子显微镜的观察也很多的证明了这一点。而聚合物的黏结机理则不同,聚合物是以分子间作用力与其他材料表面进行黏结,而不依赖于表面的空隙率(当然毛糙的表面与增大的接触面会提高黏结力),这一点有机物基面的情况下表现更为突出,从电子显微镜的观察也证明了其力的优越性。同时含有乙烯的可再分散乳胶粉对有机基面特别是同类的材料,如聚氯乙烯、聚苯乙烯等的黏结力更为突出这在聚合物改性干粉砂浆用于聚苯乙烯黏结与罩面时便是很好的例证。

  作用

  可再分散乳胶粉分散后成膜并作为第二种胶粘剂发挥增强作用;保护胶体被砂浆体系吸收(成膜后不会被水破坏掉,或“二次分散”);成膜的聚合物树脂作为增强材料分布与整个砂浆体系中,从而增加了砂浆的内聚力;在湿砂浆中提高施工性能;

  改善流动性能;

  增加触变与抗垂性;

  改进内聚力;

  延长开放时间;

  增强保水性。

  可再分散乳胶粉在砂浆固化后提高拉伸强度;

  增加抗弯折强度;

  减小弹性模量;

  提高可变形性;

  增加材料密实度;

  增加耐磨强度;

  提高内聚强度;

  降低碳化深度;

  减少材料吸水性;

  使材料具有***憎水性(加入憎水性胶粉)


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