1.1研究背景

随着我国建筑行业的蓬勃发展，特别是近期国家对干混砂浆和湿混砂浆的大力推广，砂浆添加剂可再分散乳胶粉的需求也日益猛增。然而，市场上的可再分散乳胶粉的性能良莠不齐，品质有高有低。对此，本课题在山东方达康工业纤维素有限公司试验室条件下，就国产的几种可再分散乳胶粉质量作出对比，并确定可再分散乳胶粉在正常参量对粘接砂浆和低参量下对抹面砂浆主要性能影响作出科学的研究。

1.2砂浆概述

1.2.1砌筑砂浆

砌筑砂浆的主要性能指标是砂浆与基底材料粘接力的大小，由于砌块是靠砂浆粘结成一个牢固的整体并传递荷载的，因此要求砂浆与基底材料之间应有一定的粘结强度，二者粘结强度越大，则整个砌体的整体性、强度、耐久性及抗震性等就越好。

影响粘砂浆粘接能力的主要因素有，原材料的选择和配合比的设计；基底材料的表面状态、清洁程度、湿润状况及施工养护等条件；砂浆添加剂可再分散乳胶粉的种类和参量[2]。

在本试验中表示砌筑砂浆性能的指标主要有两个，一个是聚苯板基拉拔强度，通过聚苯板的破板率来表示，当聚苯板的破板率达到60%时，一般可认为砌筑砂浆的粘接强度大于等于0.1MPa，即可符合国家标准要求。另一个是水泥基拉拔强度，水泥基拉拔强度通过高精度粘接强度检测机检测出大小，养护后的水泥基拉拔强度应大于等于0.6MPa符合国家标准要求。

1.2.2抹面砂浆

凡涂抹在建筑物和构件表面以及基底材料的表面，兼有保护基层和满足使用要求作用的砂浆，可统称为抹面砂浆（也称抹灰砂浆）。根据其功能不同，抹面砂浆一般可分为普通抹面砂浆和特殊用途砂浆（具有防水、耐酸、绝热、吸声及装饰等用途的砂浆）。 常用的普通抹面砂浆有水泥砂浆、石灰砂浆、水泥石灰混合砂浆、麻刀石灰砂浆（简称麻刀灰）、纸筋石灰砂浆（纸筋灰）等[2]。

抹面砂浆有以下特点，抹面层不承受荷载；抹面层与基底层要有足够的粘结强度，使其在施工中或长期自重和环境作用下不脱落、不开裂；抹面层多为薄层，并分层涂抹，面层要求平整、光洁、细致、美观；多用于干燥环境，大面积暴露在空气中[2]。

    影响抹面砂浆质量的主要因素是砂浆的和易性和柔韧性（压折比）。砂浆和易性包括流动性和保水性。砂浆的流动性是指砂浆在重力或外力作用下具有的流动能力，也叫稠度。砂浆的稠度用砂浆稠度仪测得的沉入度来表示。沉入度越大，砂浆的流动性越大。砂浆流动性过大，则砂浆易分层、泌水。砂浆流动性过小，则施工操作不方便，灰缝不易填充密实，降低强度。砂浆流动性大小的选择应与基体种类、施工方法和施工时的气候情况等有关。在高温干燥的环境中，如基底是吸水性较大的材料，则砂浆的流动性要大些；在低温潮湿的环境中，如基底是不吸水材料，则砂浆的流动性应小些。砂浆的保水性是指砂浆拌合物内部保持水分不流失的能力，保水性好的砂浆在运输、静置、铺设在底面上时，水都不会很快从砂浆中分离出来，仍保持着必要的稠度，从而保证了砂浆的施工性，而且还可以使水泥正常水化，保证了砌体强度。为了使砂浆具有良好的保水性，可掺入石灰膏、磨细粉煤灰或微沫剂等。砂浆的保水性用砂浆分层度仪测得的分层度来表示。建筑砂浆的分层度宜在10mm～20mm之间。分层度过大，砂浆易离析、泌水，不利于施工和砂浆强度的发展。但分层度过小，砂浆易产生干缩裂缝[2]。 

柔韧性是用砂浆的压折比来衡量的，压折比是砂浆试块在标准条件下（温度20±2℃，湿度大于90%）养护28d后的抗压强度与抗折强度的比值；压折比越小，说明砂浆的柔韧性越好，越容易施工，压折比越大，砂浆的柔韧性越差，施工较为困难。本试验由于时间因素，只是测定了砂浆3d和14d的压折比大小，通过对比3d和14d的压折比，推算出四种可在分散乳胶粉的质量好坏。影响压折比大小的主要因素有颗粒配比是否合理、气孔的大小和数量、组织结构是否均匀一致、颗粒间结合是否牢固等。目前国家对于抗压强度和抗折强度的数值并无硬性的规定，但规定了砂浆的压折比要≤3.0才算合格[2]。

1.3提出课题

本课题在山东方达康纤维素有限公司试验室条件下，选用国产的几种市场常见可再分散乳胶粉作为砂浆添加剂，按照固定的配比，规范的操作，检测砂浆的粘接强度、稠度、表观密度、分层度以及柔韧性，通过试验数据，得出结论。   

提出课题如下：

(1)对比国产可再分散乳胶粉的质量高低；

(2)研究国产可再分散乳胶粉对砂浆性能的影响；

(3)确定国产可再分散乳胶粉的最佳添加量。

1.4试验方案设计

1.4.1试验设计思路

试验的变量有两个,一个是样品品牌,另一个是样品添加量，通过控制单一品牌不同添加量来达到试验的目的。从砂浆用途来分，一是可分散乳胶粉对粘接砂浆的影响，检测出一种品牌（如乳胶粉FDK-2503）不同添加量为10kg/t，12kg/t，14kg/t，16kg/t，18kg/t 相应的抗拉粘接强度，再检测出其他品牌胶粉砂浆的抗拉粘接强度，记录数据；二是可分散乳胶粉对抹面砂浆的影响，检测出一种品牌(如乳胶粉FDK-2505) 不同添加量为9kg/t, 10kg/t, 11kg/t, 12kg/t,16kg/t时砂浆的稠度、表观密度、分层度、抗压抗折强度，计算压折比，再检测出另外几种品牌胶粉的这几项指标，记录数据；通过对比数据，得出结论。

 

第2章 试验及研究方法

2.1试验原料和设备

2.1.1试验原料

本试验所用试验原料如表2-1所示

表2-1  试验原料

原料	规格
水泥	普通硅酸盐水泥PO.425
砂	标准砂，粗砂40-70目，细砂70-100目
纤维素	砂浆专用纤维素，粘度约7万，灰分8%
pp纤维	普通pp纤维  长6mm
木质纤维	长度<1mm 灰分含量≤11%
可在分散乳胶粉	方达康：FDK-2503(粘接砂浆)， FDK-2505(抹面砂浆） 新大地：XDD-502(粘接砂浆)， XDD-503(抹面砂浆） 三维：SWF-04 (粘接砂浆)， SWF-05(抹面砂浆） 兆佳：ZJ6034(粘接抹面通用)

2.2.1水泥基抗拉拔粘接试验

   (1)制做水泥基座：以配比为水泥：砂：水=1：2.5：0.7 配制砂浆，将砂浆盛放在150×200×20mm 的钢制模具中，振实，抹平，养护成水泥基座（要求抗压强度大于45MPa）,以备试验用；

   (2)制作试验砂浆，按配比为 水泥：砂：水：纤维素：乳胶粉（FDK-2503）=200：300：90：0.5：4.5，分别称量相应的物料，将称好的的物料放入混料袋中预拌均匀，量取对应量的水分，添加到水泥胶砂搅拌机的锅内，再将预拌好的混合料加到搅拌锅中，预混合，开动水泥胶砂搅拌机，待搅拌完成后将砂浆取出，放入盆内，做成试验砂浆；

   (3)制作粘接试件，把水泥基座的打毛面用水浸湿，抹去多余水分，放上已经涂抹脱模油钢制模具（40×40×3mm），将刚做好的砂浆抹入钢模中，压实，抹平，再脱去钢模，做成试件，平行试验做3个，结果取3个试件数据的算数平均值，将做用好的试件养护7d，以待检测；

   (4)做粘接强度检测，将养护好的试件表面用200#砂纸或磨石打磨平整，擦试干净，涂上环氧树脂粘结剂（哥俩好)，拉拔金属块也涂上粘接剂，将拉拔金属块粘接到试件上，放置2-3h，用高精度粘接强度检测仪做拉拔试验，当试件与水泥基座脱离时记下拉力大小；

   (5)计算粘接拉拔强度T=F/S；F-破坏载荷（N），S-粘接面积(mm2),记录数据；

   (6)重复(2)～(5)过程其配比中的FDK-2503添加配比分别为5, 5.5, 6, 6.5,检测出对应的拉力大小，计算相应粘接拉拔强度；

   (7)把配比中的乳胶粉分别换成新大地XDD-502， 三维SWF-04， 兆佳，在相同操作条件下(温度、湿度、操作方法等）重复(2)～(6)过程，分别检测出不同品牌胶粉的不同添加量对应的粘接抗拉强度，记录数据。

2.2.2聚苯板基抗拉粘接试验

    (1)将聚苯板用圆珠笔划分成若干个正方形小格子（100×100mm），每个小格子可做一次粘接强度试验；

    (2)制作试验砂浆，按配比水泥：砂：水：纤维素：乳胶粉（FDK-2503）=200：300：90：0.5：4.5，分别称量相应的物料，将称好的的物料放入混料袋中预拌均匀，量取对应量的水分，添加到水泥胶砂搅拌机的锅内，再将预拌好的混合料加到搅拌锅中，预混合，开动水泥胶砂搅拌机，待搅拌完成后将砂浆取出，放入盆内，做成试验砂浆；                    

    (3)制作粘接试件，将已经涂抹脱模油钢制模具放置到聚苯板的小格子中部，将刚做好的砂浆抹入钢模中，压实，抹平，再脱去钢模，做成试件，平行试验做3个，结果取3个试件数据的算数平均值，将做好的试件养护7d，以待检测；

    (4)检测粘接强度，将养护好的试件表面用200#砂纸或磨石打磨平整，擦试干净，涂上环氧树脂粘结剂（哥俩好），拉拔金属块也涂上粘接剂，将拉拔金属块粘接到试件上，放置2-3h，用高精度粘接强度检测仪做拉拔试验，记录聚苯板的破板情况；

    (5)重复(2)～(4)过程,其配比中的乳胶粉（FDK-2503）添加配比分别为5, 5.5, 6, 6.5,测试出对应的聚苯板的破板情况,计算相应粘接抗拉强度；

    (6)把配比中的乳胶粉换成新大地502、三维SWF-04、兆佳，在相同操作条件下（温度、湿度、操作方法等）重复(2)～(6)过程，分别检测出不同品牌胶粉的不同添加量对应的聚苯板的破板情况，记录数据。

2.3 抹面砂浆试验步骤    

2.3.1 标准砂浆的制作 

     按添加配比为水泥：砂：水：纤维素：乳胶粉（FDK-2505）：pp纤维：木质纤维=3500：6500：1900：10：90：10：30 分别称量相应的物料，将称好的的物料放入混料袋中预拌均匀,量取1900ml的水分添加到桶内，再将拌合料加到桶内，预混合，用电动搅拌机搅拌3min,使物料充分混合均匀,制做成标准砂浆。在操作相同条件下和以上步骤基础上胶粉添加配比依次为100、110、120、160，做成相应的抹面砂浆。

2.3.2制作抗折抗压试块

(1)将以上几步骤所用的砂浆收集在一起,用电动搅拌机搅拌2min,使砂浆混合均匀；

    (2)将拌合好的砂浆装入模具中约1/3,用长播料器将砂浆向下扎至均匀分布于试模内,然后放到振实台上,振动60次,再向模具内加1/3的砂浆,用短播料器将砂浆向下扎至均匀分布,再放到振实台上振动60次，最后装满砂浆,不用播料器扎,用抹刀抹平即可,放到振实台上振动60次,用刮平仪将试模表面刮平整，将试模贴上标签编号,放置好,养护24h脱模(最多养护48h)，一组做三个试模； 

    (3)试件的养护,当抗折抗压试块制作完成后,一般应在试验室温度下养护24h,当气温较低时,可适当延长养护时间,但不应超过两昼夜,养护好后脱模，对试模进行编号标记数据（日期、时间、胶粉品牌及添加量），再放入标准养护箱（温度20±2℃,湿度大于90%）中养护3d和14d，进行抗折抗压强度试验，记录数据。

2.3.3 检测压折比

    (1)将试件在养护箱中拿出，擦拭干净试件表面，将一个侧面放在抗折试验机的支撑圆柱上，试件的长轴垂直于支撑圆柱，加荷圆柱以50±10N/S速率均匀将载荷垂直加在在棱柱体相对侧面上，直到折断，停止电机，读出抗折强度；

    (2)以一组3个试件试验数据的算数平均值作为抗折强度值，当3个数据中油超过平均值的±10%时，应剔除后去平均值作为抗折强度值，精确至0.1MPa；

    (3)以上步骤折断的试块作为抗压强度检测的试体，将试体放在抗压夹具内，受压面是试体的两个侧面，开动电机，以2400±200N/S的速率均匀加荷，直到试体破坏，出现最大抗压载荷数值，计算抗压强度Rc， Rc=F/A（F-最大载荷N，A-受力面积mm2）；

    (4)一组3个试件上得到的6个抗压强度的算数平均值作为检测结果，若6个检测值中有一个超过平均值的±10%时，应剔除，以剩余5个值的平均值作为检测结果，即为抗压强度（精确到0.1MPa）。 

第3章 试验数据与分析

3.1砌筑砂浆

3.1.1砌筑砂浆拉拔强度数据分析

（1）聚苯板基拉拔强度

通过对比聚苯板的破板率大小的方法，确定砌筑砂浆的聚苯板基拉拔强度；由试验原始数据及聚苯板基拉拔强度数据，推断四种可在分散乳胶粉的质量高低，第一是新大地可在分散乳胶粉，第二是方大康可在分散乳胶粉，第三是三维可在分散乳胶粉，第四是兆佳可在分散乳胶粉。

（2）水泥基拉拔强度

图3-1 拉拔强度

由拉拔强度曲线图3-1，可知：

①砌筑砂浆拉拔强度随乳胶粉参量的增加而增大；

②可在分散乳胶粉添加量一般在大于等于12kg/t时即可达到国家要求；

③同参量拉拔强度最好的是三维可在分散乳胶粉，第二是新大地可在分散乳胶粉，第三是方达康可在分散乳胶粉，第四是兆佳可在分散乳胶粉。

3.2抹面砂浆

 

3.2.1抹面砂浆的抗折强度、抗压强度、压折比

抹面砂浆的抗折强度、抗压强度、压折比试验数据

（1）砌筑砂浆的抗折强度

图3-5 砂浆的抗折强度

 

通过分析抗折强度曲线图，可知：

①可在分散乳胶粉在低参量下会降低抹面砂浆的抗折强度（新大地外）；

②砌筑砂浆的抗折强度在可在分散乳胶粉参量≤12kg/t时随参量的增加而减小，可在分散乳胶粉参量在≥12kg/t时随参量的增加而增大；

③砌筑砂浆的抗折强度随时间的增加而增大；

④可在分散乳胶粉在相同参量下，砌筑砂浆的抗折强度第一的是新大地可在分散乳胶粉，第二是方达康可在分散乳胶粉，第三是兆佳可在分散乳胶粉，第四是三维可在分散乳胶粉；

⑤新大地乳胶粉中可能添加了一些能显著改善砂浆抗折强度的物质。

（2）砌筑砂浆的抗压强度

图3-6 抗压强度

通过分析抗强度曲线图，可知：

①可在分散乳胶粉在低参量下会降低抹面砂浆的抗压强度；

②砌筑砂浆的抗压强度在可在分散乳胶粉参量≤12kg/t时随参量的增加而减小，可在分散乳胶粉参量在≥12kg/t时随参量的增加而增大；

③砌筑砂浆的抗压强度随时间的增加而增大；

④可在分散乳胶粉在相同参量下，砌筑砂浆的抗压强度第一的是新大地可在分散乳胶粉，第二是方达康可在分散乳胶粉，第三是兆佳可在分散乳胶粉，第四是三维可在分散乳胶粉。

（3）砌筑砂浆的压折比

图3-7 砂浆的3d压折比

 

图3-8 砂浆的14d压折比

 

通过分析抹面砂浆的3d和14d压折比曲线图，可知：

①可在分散乳胶粉在低参量下会降减小抹面砂浆的压折比；

②抹面砂浆的压折比随时间的增加而增大；

③可在分散乳胶粉在相同参量下，抹面砂浆的压折比最小的是三维可在分散乳胶粉，第二是兆佳可在分散乳胶粉，第三是方达康可在分散乳胶粉，最大的是新大地可在分散乳胶粉；

④抹面砂浆的可在分散乳胶粉在低参量下控制在15kg/t左右效果最好。

 

结    论

本试验探究了可再分散乳胶粉的品质与及可再分散乳胶粉对砂浆的性能影响，通过对试验结果和数据的分析，得出以下结论：

1.四种粘接型的可再分散乳胶粉粘接性能最好的是方达康可再分散乳胶粉；可再分散乳胶粉的添加量越大，砂浆的粘接强度越大；

2.可再分散乳胶粉在低参量下会降低抹面砂浆的抗折强度、抗压强度，当参量大于12kg/t时，可以提高抹面砂浆的的抗折强度、抗压强度；

3. 四种抹面型可再分散乳胶粉性能最好的是方达康可再分散乳胶粉，可再分散乳胶粉在低参量下可以增加砂浆的柔韧性；

4.抹面砂浆的可在分散乳胶粉在低参量下控制在15kg/t以上效果最好。