砂漿外加劑

干混砂漿是將膠凝材料（水泥、粉煤灰、礦渣粉等）、特殊級配的細(xì)集料（石英砂、金剛砂等，有時(shí)需要輕質(zhì)的集料，如陶粒、發(fā)泡聚苯顆粒、膨脹珍珠巖、膨脹蛭石等）和外加劑等按一定配合比混合均勻后，以干粉狀態(tài)采用袋、桶包裝或采用散裝形式供應(yīng)的一種建筑材料。

根據(jù)用途，商品砂漿品種繁多，有用于砌筑的干粉砂漿，用于抹面的干粉砂漿，用于地面的干粉砂漿，用于防水、保溫等用途的特種干粉砂漿等。歸納起來，可以將干混砂漿分為普通干混砂漿（砌筑、抹面和地面干混砂漿）和特種干混砂漿兩類。特種干混砂漿包括：自流平地面砂漿、耐磨地坪材料、不發(fā)火耐磨地坪、無機(jī)嵌縫劑、防水砂漿、樹脂抹面砂漿、混凝土表面保護(hù)材料、彩色抹面砂漿等品種。

如此眾多的干混砂漿，需要不同品種、不同作用機(jī)理的外加劑相互搭配，通過大量試驗(yàn)，才能配制而成。干混砂漿外加劑與傳統(tǒng)的混凝土外加劑相比，首先是只能采用粉狀的產(chǎn)品，其次是冷水溶解性，或在堿性作用下逐漸溶解而發(fā)揮應(yīng)有的效應(yīng)。

一、

增稠劑、保水劑和穩(wěn)定劑由水泥、惰性或活性礦物摻合料，以及細(xì)集料所配制的普通砂漿，其主要缺點(diǎn)是黏聚性差，穩(wěn)定性不良，易泌水、離析、沉降，不易施工，施工后則黏結(jié)強(qiáng)度低、易開裂、防水性弱、耐久性差等，必須采用相適應(yīng)的添加劑進(jìn)行改性。就改善砂漿的黏聚性、保水性和穩(wěn)定性而言，可以選擇的添加劑有纖維素醚、改性淀粉醚、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺和稠化粉等。

1、纖維素醚甲基纖維素（MC）、羥丙基甲基纖維素（PMC）和羥乙基甲基纖維素（HEMC）都是以天然高分子材料（如棉花等）為原料，經(jīng)一系列化學(xué)處理加工而制得的非離子型纖維素醚。它們具有冷水溶解性、保水性、增稠性、黏結(jié)性、成膜性、潤滑性、非離子型和pH值穩(wěn)定等特性。這類產(chǎn)品的冷水溶解性大大改善，而且保水能力增強(qiáng)，增稠性明顯，引入的氣泡直徑相對較小，對改善砂漿黏結(jié)強(qiáng)度的效果大大增強(qiáng)。

纖維素醚不僅品種多樣，平均分子量范圍廣，黏度從5mPa。s到20萬mPa。s，對砂漿新拌階段和硬化后性能的影響也不同，具體選用時(shí)應(yīng)進(jìn)行大量的試驗(yàn)，選用黏度和分子量范圍合適、摻量較小、無引氣性的纖維素品種，這樣才能即獲得理想的技術(shù)性能，又具有較好的經(jīng)濟(jì)性。

2、淀粉醚淀粉醚是淀粉葡萄糖分子上的羥基與化學(xué)試劑反應(yīng)生成的醚，稱淀粉醚或醚化淀粉。經(jīng)改性的淀粉醚其主要品種有：羧甲基淀粉鈉（CMS）、烴烷基淀粉（HES）、烴丙乙基淀粉（HPS）、氰乙基淀粉等。它們都具有優(yōu)良的水溶、黏結(jié)、膨脹、流動、覆蓋、脫漿、施膠、分散和穩(wěn)定等功能，廣泛應(yīng)用在醫(yī)藥、食品、紡織、造紙、日化和石油等部門。

目前，淀粉醚應(yīng)用于干粉砂漿的前景也被十分看好，主要原因在于：①淀粉醚的價(jià)格相對比較便宜，只有纖維素醚的1/3～1/4；②淀粉醚摻入砂漿同樣會改善砂漿的黏稠性、保水性、穩(wěn)定性和黏結(jié)強(qiáng)度；③淀粉醚可以與纖維素醚以任意比例進(jìn)行復(fù)合使用，從而起到較好的改善砂漿抗流掛的效應(yīng)。已有部分砂漿產(chǎn)品，如陶瓷墻地磚膠粘劑、界面處理劑、嵌縫劑和普通商品砂漿中，以淀粉醚作為主要的增稠保水劑和穩(wěn)定劑。但縱觀我國淀粉醚生產(chǎn)廠家，許多只停留在初級產(chǎn)品的供應(yīng)上，只有少數(shù)廠家生產(chǎn)供應(yīng)改性淀粉醚，滿足砂漿生產(chǎn)企業(yè)的部分需求。

3、稠化粉砂漿稠化粉是適應(yīng)普通干粉（預(yù)拌）砂漿的生產(chǎn)而開發(fā)的一種新產(chǎn)品，主要由無機(jī)礦物和有機(jī)高分子材料等復(fù)合而成，不含石灰和引氣等組分。其摻量約為水泥重量的5%～20%。目前，上海市普通商品砂漿生產(chǎn)中，普遍采用稠化粉作為增稠、保水和穩(wěn)定成分使用，成效顯著。

聚乙烯醇和聚丙烯酰胺也有較寬的黏度范圍，但有時(shí)引氣量大，或摻入后對砂漿需水量增加過多，應(yīng)通過大量試驗(yàn)進(jìn)行選擇。

二、

可再分散乳膠粉增稠劑的主要作用在于改善砂漿保水性和穩(wěn)定性，盡管能從一定程度上防止砂漿開裂（減慢水分蒸發(fā)速率），但一般不作為改善砂漿韌性、抗開裂性和防水性的手段。

摻加聚合物改善砂漿和混凝土抗?jié)B性、韌性、抗開裂性和抗沖擊性等的做法，已得到公認(rèn)。用于對水泥砂漿和水泥混凝土改性常用的聚合物乳液有：氯丁橡膠乳液、丁苯橡膠乳液、聚丙烯酸酯乳膠、聚氯乙烯、氯偏橡膠乳液、聚醋酸乙烯酯等。隨著科研的發(fā)展，不僅對各種聚合物的改性效果進(jìn)行了較深入的研究，而且對改性機(jī)理，聚合物與水泥、水泥水化產(chǎn)物之間相互作用的機(jī)理也從理論上進(jìn)行了較深入的分析研究，并有大量的科研成果出現(xiàn)。

聚合物乳液可用于預(yù)拌砂漿的生產(chǎn)，但它直接用于干粉砂漿的生產(chǎn)顯然是不可能的，于是誕生了可再分散乳膠粉。目前干粉砂漿中使用的可再分散乳膠粉主要有：①醋酸乙烯酯-乙烯共聚物（VAC/E）；②醋酸乙烯酯-叔碳酸酯共聚物（VAC/VeoVa；③丙烯酸酯均聚物（Acrylate）；④醋酸乙烯酯均聚物（VAC）；4）苯乙烯-丙烯酸酯共聚物（SA）等。其中，以醋酸乙烯酯-乙烯共聚物的使用比例最大。

實(shí)踐證明，可再分散乳膠粉性能穩(wěn)定，對提高砂漿黏結(jié)強(qiáng)度、改善其韌性、變形性、抗裂性和抗?jié)B性等方面都具有其他外加劑所無可比擬的效果。添加由聚醋酸乙烯酯與氯乙烯、乙烯、月桂酸乙烯酯等共聚而成的憎水性乳膠粉，還可大大降低砂漿吸水率（因其具有憎水性），使砂漿透氣而不透水，增強(qiáng)了其耐氣候性，并且耐久性得以提高。

與提高砂漿抗折強(qiáng)度、黏結(jié)強(qiáng)度，降低其脆性的性能相比，可再分散乳膠粉改善砂漿保水性，增強(qiáng)其黏聚性的作用是有限的。由于摻加可再分散乳膠粉可起到分散作用，且會導(dǎo)致砂漿拌合物大量引氣，所以其減水作用十分明顯。當(dāng)然，由于引入的氣泡結(jié)構(gòu)不佳，此減水作用并未對強(qiáng)度帶來提高作用，相反砂漿強(qiáng)度隨著可再分散乳膠粉摻量的增加會逐漸減小。所以，在有些需要考慮抗壓、抗折強(qiáng)度的砂漿的研制中，往往為了降低乳膠粉對砂漿抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度的負(fù)面影響，要同時(shí)摻加消泡劑。

三、

消泡劑由于纖維素、淀粉醚以及聚合物材料的添加，無疑增加了砂漿的引氣性，這一方面影響了砂漿的抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度和黏結(jié)強(qiáng)度，降低了其彈性模量；另外一方面，也對砂漿外觀產(chǎn)生了很大影響，十分有必要消除砂漿中引入的氣泡。目前國內(nèi)主要采用進(jìn)口的干粉消泡劑來解決此問題，但必須注意的是，由于商品砂漿黏度大，氣泡的消除并不是一件非常容易的事。

四、

抗流掛劑粘貼瓷磚、泡沫聚苯板，以及涂抹膠粉聚苯顆粒保溫砂漿時(shí)，面臨的最大問題是下墜。實(shí)踐證明，摻加淀粉醚、鈉基膨潤土、偏高嶺土和蒙脫石等材料是解決砂漿施工后下墜的有效措施。解決下墜的問題主要是提高砂漿的初始剪切應(yīng)力，即提高它的觸變性。實(shí)際應(yīng)用中，選擇好的抗流掛劑并不容易，因?yàn)檫@需要解決觸變性、施工性、黏度和需水性之間的關(guān)系。

五、

憎水劑薄抹灰保溫系統(tǒng)的抹面砂漿、瓷磚填縫劑、飾面彩色砂漿和用于外墻面的干混砂漿，其防水或憎水功能是不可缺少的，這就要求摻加粉狀憎水劑，但它應(yīng)該具有如下的特點(diǎn)：①使砂漿整體產(chǎn)生憎水性，并維持長期效果；②對表面的黏結(jié)強(qiáng)度沒有負(fù)面影響；③市場上通常使用的一些憎水劑，如硬脂酸鈣由于難以迅速與水泥砂漿均勻拌合，對于干混砂漿特別是機(jī)械施工的抹灰材料并不是一個(gè)適宜的憎水性添加劑。

最近開發(fā)了一種硅烷基粉末憎水劑，它是采用易溶于水的保護(hù)膠體和抗結(jié)塊劑，通過噴霧干燥將硅烷包裹后獲得的粉末狀硅烷基產(chǎn)品。當(dāng)砂漿加水拌合后，憎水劑的保護(hù)膠體外殼迅速溶解于水，并釋放出包裹的硅烷使其再分散到拌合水中。在水泥水化后的高堿性環(huán)境下硅烷中親水的有機(jī)官能團(tuán)水解形成高反應(yīng)活性的硅烷醇基團(tuán)，硅烷醇基團(tuán)繼續(xù)同水泥水化產(chǎn)物中的羥基基團(tuán)進(jìn)行不可逆反應(yīng)形成化學(xué)結(jié)合，從而使通過交連作用連接在一起的硅烷牢固地固定在水泥砂漿中孔壁的表面。由于憎水的有機(jī)官能團(tuán)朝向孔壁的外側(cè)，使得孔隙的表面獲得了憎水性，由此為砂漿帶來了整體的憎水效果。

六、

泛堿抑制劑泛堿會影響水泥基裝飾砂漿的美觀性，是普遍存在并需致力解決的問題。據(jù)報(bào)道，最近研制成功一種樹脂基抗泛堿添加劑，是具有良好攪拌性能的可再分散粉末。這種產(chǎn)品特別適合于在浮雕涂層、膩?zhàn)?、填縫劑或飾面砂漿配方中使用，與其他添加劑具有良好的相容性。

七、

纖維在砂漿中摻加適量纖維，可以增大抗拉強(qiáng)度，增強(qiáng)韌性，提高抗開裂性。目前，干混砂漿中普遍采用化學(xué)合成纖維和木纖維?；瘜W(xué)合成纖維，如聚丙烯短纖維、丙綸短纖維等，這類纖維經(jīng)過表面改性后，不僅分散性好，而且摻量低，能有效改善砂漿的抗塑性、開裂性，同時(shí)，對硬化砂漿的力學(xué)性能影響不大。木纖維則直徑更小，摻加木纖維應(yīng)注意其對砂漿需水量的增加。