用于配制EPS外墻外保溫專用聚合物粘板和抹面砂漿的聚苯板粘結劑分為液態和干粉兩大類。目前,市場上用量最大的是液態粘結劑,主要是因為液態粘結劑價格較便宜。然而從社會發展和提高質量的角度,干粉聚苯板粘結劑無疑是發展方向。因為盡管干粉聚苯板粘結劑價格比液態的貴一些,但由它配制的聚合物砂漿具有較好的塑性和抗開裂能力,而且工廠生產、施工現場只需加水拌和就可以施工,現場不需占用大量場地堆放水泥、砂子,施工方便,利于環保。
本課題研究的干粉抹面聚苯板粘結劑,選用進口優質可再分散乳膠粉和甲基纖維素醚等原材料,與水拌合配制的聚合物砂漿具有很好的柔性,可以有效地防止開裂。由于采用優化配合比設計,在性能優于市場上同類產品的前提下,其價格基本與市場上同類干粉聚苯板粘結劑的的價格持平,具有很強的競爭優勢。
該產品已成功應用于吉林省交通廳23萬㎡住宅外墻外保溫工程以及其它多項工程,以最佳的性價比及優異的質量獲得用戶廣泛好評。
1原材料
1、1普通硅酸鹽水泥:采用吉林亞泰鼎鹿水泥有限公司生產的42.5R普通硅酸鹽水泥。
1、2砂: 采用70~140目、40~70目兩種進行摻配。
1、3可再分散乳膠粉:采用美國國民淀粉公司產品
1、4甲基纖維素醚
1、5萘系高效減水劑、憎水劑、流平劑和聚丙稀纖維
2試驗研究及性能檢測
2、1 試驗研究
根據因素水平表配制不同配比的抹面聚合物砂漿,配制方法采用正交設計,取因素水平表如表1、試驗方案如表2:
其中水泥強度等級為42.5用量為28%,砂子配比為:1號砂(70-140目):2號砂(40-70目)分別為1:2,1:3,1:4;其余材料依次按比例加入;把各原材料稱量后混勻最后加水進行攪拌均勻即可。
1、 2聚合物砂漿試驗的成型、測試結果與分析
2、2、1試件成型
取100mm×100mm×50mm的聚苯板,表面涂上抹面聚合物砂漿,厚度為3mm。經養護,兩面用環氧樹脂膠粘劑粘結尺寸為100mm×100mm的鋼底板制成試件。
2、 2、2測試結果及分析
試件經養護后,對其拉伸粘結強度進行測試。用極差分析法對其分析,得到聚合物砂漿的最佳配合比,測試結果如表3:
按極差W的大小排列,影響試驗因素的主次順序為:乳膠粉、纖維素醚、砂子配比。
用因素的諸水平做橫坐標,用平均試驗指標Ki做縱坐標,輔以作圖方法,找出最佳試驗方案:
拉伸 粘結強度(MPa)
從圖中曲線可以看出:隨著乳膠粉摻量的增加,抹面聚合物砂漿的拉伸粘結強度提高,纖維素醚的摻量為0.1%時拉伸粘結強度最高,砂子配比對拉伸粘結強度影響不大。因此,最佳試驗方案為:A2B2C3,即纖維素醚0.1%,乳膠粉4.0%,砂子配比1:3,水泥28%時可獲得最高的拉伸粘結強度。
通過對試件拉伸粘結強度及經濟性等因素的綜合分析,干粉抹面聚苯板粘結劑的配比取為:纖維素醚0.1%,乳膠粉3.5%,砂子(配比1:3)68%、,水泥28%。為提高施工性能,降低吸水率,提高耐久性和抗裂性能,在進一步試驗研究的基礎上,在配方中合理摻加了一定數量的流平劑、憎水劑、高效減水劑及聚丙烯纖維等成分。
本研究采用上述試驗研究得到的干粉抹面聚苯板粘結劑的配方加水拌制成抹面聚合物砂漿,并進行了綜合性能測定,其測定結果如表4:
由表4可知,采用上述干粉抹面聚苯板粘結劑制成的抹面聚合物砂漿的各項技術性能指標均滿足國家行業標準要求。該產品已在吉林省交通廳集資住宅小區(22萬平方米)和長春大禹城邦等多項外墻外保溫工程中廣泛應用,效果很好,受到廣泛好評。
3 機理分析
在該產品中最重要的成分是可再分散乳膠粉,它是采用乳液噴霧干燥技術生產的,乳液是以乙烯,醋酸乙烯酯和丙烯酸酯單體為基礎的聚合物。通過特殊的產品設計,可以確保干混砂漿加水后迅速分散?稍俜稚⑷槟z粉的某些聚合物改性材料起著重要的作用:它干燥后在水中形成不溶于水的連續膜將顆粒粘結在一起。這種連續膜是通過乳液中單一分散的顆粒融合成均質體而形成的。聚合物成膜的過程分為三個階段:第一階段:在初始乳液中聚合物顆粒以布朗運動的形式自由移動。隨著水分的蒸發,顆粒的移動自然受到了越來越多的限制,水與空氣的界面張力促使他們逐漸排列在一起;第二階段:顆粒開始相互接觸時,網格狀的水分通過毛細管蒸發,施加于顆粒表面的高毛細張力引起乳膠球體的變形使他們熔合在一起,剩余的水分填充在孔隙中,膜大致形成;第三階段:聚合物分子擴散(有時稱為自粘性)形成完整的連續膜。
在成膜過程中,孤立的可移動的乳膠顆粒固結為新的薄膜。該薄膜具有較高的拉應力。顯然,為了使可再分散乳膠粉能夠在硬化砂漿內成膜,必須保證最低成膜溫度低于砂漿的養護溫度。
聚合物改性砂漿中的聚合物膜在硬化砂漿中具有十分重要的作用效果。乳膠膜可以對基材砂漿界面處的收縮裂縫進行橋連并使收縮裂縫得以愈合;可以提高砂漿的封閉性;提高砂漿的內聚強度,高柔性和高彈性聚合物區域的存在改善了砂漿的柔性和彈性。為剛性的骨架提供了內聚性和動態行為,當施加作用力時,由于柔性和彈性的改善會使微裂縫推遲,直到達到更高的應力時才形成;互相交織的聚合物區域對微裂縫合并為貫穿裂縫也有阻礙作用,因此,可再分散乳膠粉提升了材料的破壞應力和破壞應變。
另一個重要成分是甲基纖維素醚,它為抹面砂漿提供了良好的保水性能,保證水泥的充分水化。
4結論
由本研究產品配制的抹面聚合物砂漿的各項性能指標完全滿足國家行業標準《膨脹聚苯板薄抹灰外墻外保溫規范》JG149-2003的要求,可以廣泛使用。