興耀樹脂膠粉與干混砂漿的關系

前言

干混砂漿產業和建筑節能事業正在穩步發展,干混砂漿添加劑,從依賴進口原材料到完全國產化,標志著我國在相關基礎的材料研究與應用技術上取得了進步。干混砂漿是所有建筑保溫系統和建筑裝飾工程上,都要使用的重要材料,筆者認為,聚合物添加劑是除水泥以外的另一種重要的干混砂漿原材料,其中水泥是主要的膠凝材料,干混砂漿中也只有水泥才能達到幾十年,上百年穩定的粘結性能,聚合物添加劑是不可能達到的；而水泥砂漿能否發揮出良好的,持久的粘結性能,要靠聚合物添加劑提供的幫助,就是促進水泥砂漿更充分的水化反應,增強保水能力和自然養護能力。因些,掌握水泥科學知識,正確認識和理解水泥砂漿與聚合物添加劑的作用機理與相互間的關系,處理好干混砂漿系列技術性問題,是很重要的。

一,干混砂漿的性質和作用

干混砂漿是以無機膠凝材料,一定目數的骨料,添加劑等按一定比例組成的,經干混均勻的一種顆粒和粉狀混合物,其品質優良,性能穩定,不僅粘結強度高,還可減少裂紋裂縫現象。

從水泥是水硬性無機膠凝材料這一特性上,已經十分清楚地表明水泥就是粘結材料,水泥就是人造石,水泥良好的粘結力,強度和硬度就是水化反應,水氣持續養護的結果,只要有良好的水的條件和作用,水泥不存在粘結不良的問題。

1,水泥與水

水泥的粘結強度主要是靠水的作用,約三百多年前,人類發明水泥,到普遍學會水泥的生產和使用技術,人們便熟知了這一點。干混砂漿配方中,常用的水泥品種是普通硅酸鹽水泥,普通硅酸鹽水泥是應用最廣泛,性能最穩定的水泥品種,其它水泥還無法取代它的地位和作用,從上百年的應用實踐上,普通硅酸鹽水泥的強度形成和性能的穩定,是一個由弱到強的過程,而這個過程紿終是離不開水的條件和作用,凡是早強的水泥或違背水泥水化原理,忽視水泥水硬性的材料性質,采用不科學的早強方法提高水泥的早期強度,就會嚴重阻礙水泥砂漿性能的正常發揮,其水泥砂漿的穩定性及后期強度都會很差。

干混砂漿的技術原理上,其添加劑的作用除增粘增稠,防流掛,增加初粘強度外,最重要的是保水和保持水分的能力,這也是砂漿能否穩定地發揮性能的關鍵。在干混砂漿的材料與應用上,就有不少違背水泥水化原理的事例,認為：砂漿早期強度越高,形成強度越快就越好,工期越短,越省工越好,不求質量,成本越低越好,這些極端錯誤的思想,在業界普遍存在,有些工程項目,還未到交工驗收,就出現質量問題,還有更多的工程項目,投入使用還沒多長時間就出現很多質量問題,這說明在建筑工程管理上還存在一些問題。研究與實踐表明,水泥砂漿強度的穩定期至少可能需要6－12個月（一個自然冷熱循環）,或更長時間。建筑工程質量乃百年大計,體現一個國家與民族的文明程度,文化和科學技術水平,需要我們加強專業技術的推廣與普及工作和職業教育與培訓工作,提高研究與設計,材料應用和施工科學技術水平。

2,水泥強度形成的過程與其它因素

水泥的水化與凝結硬化是一個連續過程,先水化反應,后凝結,凝結硬化效果如何,要取決于水化反應的條件（必須有水的作用）,水化的越充分,水養護的越好,持續的時間越長,強度相應會越高。在長期的研究和實踐中,我們有以下幾點體會：

（1）水泥的水化與凝結硬化速度受環境溫度,濕度的影響也是明顯的。即環境溫度越高,水化與凝結硬化速度就越快；環境溫度越低時,水泥的水化與凝結硬化的速度相應就越慢。

（2）濕度對水泥的水化凝結速度和水泥砂漿后期強度的作用也是很明顯的。即砂漿中水分,濕度越大,水分保持時間越長,水泥的水化反應越充分,凝結速度越慢,干縮性越小,水泥的凝結效果越好,后期強度越高。以普通硅酸鹽水泥為例,通過實驗分析,正常情況下,水泥水化后,會逐漸干燥收縮和變硬,噴水養護一次,水泥砂漿的強度就會有一次上升,從水與水泥水化,硬化過程與強度,收縮性的關系上看問題,筆者認為水泥水化后,只要干燥收縮的越快,水泥變硬的速度就越快,干縮性也就越大,后期強度都會很差,較容易導致龜裂,空鼓,脫落；水泥水化后,在長時間連續性自保水養護下,水泥的硬度和干縮過程呈由弱到強（漸進式）,直到最佳強度,可以避免因水泥干縮過快產生強力收縮產生應力,破壞結構,導致龜裂,空鼓,脫落等質量通病問題。

（3）水泥砂漿養護問題。水泥水化反應到初凝,終凝后,再到強度的不斷提高,都與水氣的不斷作用有關。即：從水化,初凝到終凝,主要靠拌和砂漿時摻入的水分,而粘結性能的穩定與后期強度的不斷提高所需要的保水與水氣養護（就是常說的“養生”）,則就要依靠聚合物的作用與自然環境條件。

（4）水泥砂漿與生態環境的關系及相互影響。水泥砂漿屬于生態材料,是可以循環利用的材料,具有很好的生態功能,對環境不僅無害,而且對環境有益。它的生態功能有三點：一是作為“人造石”,它能夠適應不同的地理條件和不同的氣候環境。長期處于水中的水泥鋼筋混凝土橋墩,埋于地下的水泥樁,架設于空中的橋梁,在北方干燥冰冷和南方潮濕悶熱氣候環境等,都可不同程度地正常發揮作用；二是可以充分利用自然環境條件。水泥砂漿的微細孔,具有自動吸收,利用和釋放墻體中的濕氣,環境空氣中的水氣進行自我水氣養護的能力,能將墻體材料中含有的對墻體結構有腐蝕作用的鹽堿類物質水解后析出來,使墻體更結實耐用；三是水泥砂漿,特別是生態性水泥砂漿,對城市自然生態環境系統是有益的,它可以平衡墻體與環境水氣,即空氣濕度大時,有水氣條件時,它可以自動吸附一定水氣,當環境氣候干燥時,它可以向空氣中釋放水氣,能有效改善和調節城市空氣的干濕度,減少因空氣過于干燥而產生大量浮塵和可吸入性顆粒物。

水泥的微細孔是其生態特征,如果水泥砂漿微細孔被外墻乳膠漆,封底膠,乳膠粉,聚乙烯醇膠水等,人為地全部封閉后,這不僅對建筑結構,墻體材料的性能穩定,建筑物的使用壽命等均有不良后果,且對于生態環境的不利影響也是很大。因此,重視干混砂漿微細孔的作用,加強對干混砂漿功能,適應能力及應用技術研究,又特別是既能提高干混砂漿的粘結強度,防止產生裂紋和裂縫,又有益于生態環境保護的新型聚合物產品開發研究,以推動我國干混砂漿事業科學,穩步發展。

二,生態多功能樹脂膠粉的性能

生態多功能樹脂膠粉是北京環益美高分子聚合物研究所的研究人員,針對水泥砂漿的特性,歷經八年的理論研究和應用實踐,選用多種具有生態功能的高分子材料和獨創先進的生產工藝,研發出七個膠粉系列產品,其中水泥膠粉,多聚膠粉（粘結砂漿專用）,多聚膠粉（抹面砂漿專用）等三種膠粉,可供生產普通外墻膩子粉,外墻防裂膩子粉,外墻生態彩色膩子粉,外墻生態粉狀彩涂,聚合物粘結砂漿,聚合物抹面抗裂砂漿,瓷磚粘結劑,瓷磚勾縫劑,堵漏劑,膠粉聚苯顆粒保溫漿料,閉孔珍珠巖保溫漿料,無機復合類保溫材料,自流平砂漿,人造石,文化石和氟碳樹脂漆,環氧樹脂地坪等專用防裂砂漿等數十個新型生態高效建材產品,被國內外工程項目廣泛應用。產品綜合性能,生態效益和企業的科技實力,商業信譽等,具有一定的影響力,在業界廣受好評。

1,生態多功能樹脂膠粉的性能及特點

生態多功能樹脂膠粉是在高溫條件下聚合,經過干燥,粉末化等多種工藝過程制成的品質優良,性能穩定,用途廣泛,對人居和生態環境有益,科學合理的新型聚合物,它的主要性能與特點有：

（1）生態環保無污染。在產品的制造,運輸,使用過程中和使用后,對人體和環境不僅無毒害,還對人居環境,環境保護,生態環境的良性循環大有益處。

（2）技術過硬,性能穩定性好。在密封狀態下,將其處于40℃和－25℃的氣候環境中,膠粉品質不會發生改變。

（3）粘稠度好,可改善砂漿的批刮容易性,打磨容易性,有效提高砂漿的初粘力,后期強度,使用壽命及穩定性。

（4）可促使水泥砂漿充分水化,向水泥砂漿提供良好的,可持續性的自養護幫助,有效控制和降低水泥砂漿的干縮性,防止產生龜裂紋。

（5）不會改變水泥的水硬性的特性,不封閉水泥砂漿的微細孔,充分利用和發揮水泥砂漿微細孔對于砂漿本身和生態環境體系的重要作用。

（6）生態多功能樹脂膠粉的應用范圍很廣泛,除用于外墻膩子,干混砂漿等產品的生產外,還可用于生產內墻普通膩子粉,仿瓷涂料,內墻乳膠漆,建筑用膠水,耐水膩子粉,膏狀耐水膩子,高級生態瓷粉涂料,高級生態內墻彩色瓷粉涂料,粉刷石膏,石膏粘結劑等一系列產品。

2,生態多功能樹脂膠粉與可再分散乳膠粉,聚乙烯醇粉末的性價比

生態多功能樹脂膠粉與可再分散乳膠粉,聚乙烯醇粉末是目前干混砂漿中主要使用的聚合物品種（其它有復配型產品,如母料類混合型產品,因其選用的材質較復雜多變,材料的品質上的差異,配制上的隨意性等等,品質難有保障,所以廠家要慎用）。其性能對比如下：

（1）乳膠類和聚乙烯醇粉末的成膜較快,膜質密實,具有很強的封閉性,當砂漿中乳膠粉的添加量在1.8%以下時,砂漿的粘結力會明顯減弱,如添加量在3%以上時,砂漿的微細孔會被封閉,會阻礙砂漿的水化和自養護,影響砂漿的后期強度；而生態多功能樹脂膠粉的成膜很快,其膜呈網狀結構,它在遇水成膜12小時左右,可使砂漿的微細孔處于全封閉狀態,以保持砂漿中的水分含量,促進砂漿水化的連續性,其保持水分和保水能力是乳膠類和聚乙烯醇粉末加羥丙基甲基纖維素醚的五倍以上,在砂漿凝固至表干后,其網狀結構的膜會自然張開,膠粉中的有效成分會幫助水泥砂漿利用墻體內和環境中的水氣條件,自動調節與平衡水氣,使砂漿得到良好的養護,確保砂漿后期強度和穩定性。其添加量僅為1.5－2.5%。

（2）乳膠類和聚乙烯醇粉末由于膜的作用,在膜的干燥收縮過程中會促使砂漿迅速早強,較快地提升砂漿的初粘強度,表面硬度,使打磨平整較為困難,隨著膜的逐漸自然老化,砂漿的粘結力反而會有所下降,從十多年前聚乙烯醇縮甲醛膠水在水泥砂漿中的實踐經驗可以證明這一點；而生態多功能樹脂膠粉在早強方面,比乳膠類和聚乙烯醇粉末略有差異,但比較容易打磨平整。以粘聚苯板為例,一般約在36－120小時,可粘住或全破壞聚苯板,幾年后隨著膜的作用逐步減弱,直至完全降解前,由于膠粉所產生的有效作用,會使水泥砂漿的穩定性增強,后期強度有明顯提高。

（3）乳膠類和聚乙烯醇粉末的水溶速度,性能發揮受氣候和水溫的影響比較明顯,即氣候和水溫越低,其水溶速度越慢,性能發揮越差,當環境溫度低于5℃時,乳膠類和聚乙烯醇粉末的性能發揮就會受到明顯的影響,可以直接影響到砂漿的性能；生態多功能樹脂膠粉在水溶速度,低水溫條件,低環境氣候條件下,明顯優于乳膠粉,可以通過實驗來說明,將生態多功能樹脂膠粉按粉：水＝1：10－12的比例,在0－5℃的溫度環境中對水溶性進行試驗,該膠粉可以完全快速溶解于水中,再將該膠粉水溶液置于－25℃的溫度環境中冷凍48小時后,再放置于25℃的溫度環境中8小時自然解凍后,膠液外觀,粘性,流動性無異常變化。用生態多功能樹脂膠粉生產的干混砂漿,在不添加任何防凍劑情況下,經過試驗,按技術要求,可在0至－5℃的天氣狀況下,進行有效施工。

（4）可再分散性乳膠粉是乙烯,醋酸乙烯酯的共聚物,聚乙烯醇粉末是醋酸乙烯經聚合反應生成聚醋酸乙烯,聚醋酸乙烯在不同堿量作用下,皂化得醇解度不同的聚乙烯醇,采用常溫或超低溫粉碎技術制成,乳膠類和聚乙烯醇粉末主要使用的是不可再生的石油資源,不僅資源有限,從原油,原料到成品,需要耗費大量能源,生產過程有污染物產生,用于內外墻材制造,會對墻體材料與人居生態環境有不利影響；生態多功能樹脂膠粉大部分選用的是優質,安全的可再生材料,采用的是清潔無污染的生產技術,其能耗消耗還不到乳膠粉的三分之一,對墻體材料和人居環境均無任何不良影響,用于干混砂漿中,不僅能提高砂漿的技術性能,還可以使建筑與生態環境相互作用,有利于城市生態系統的良性循環。

（5）乳膠類和聚乙烯醇粉末的功能比較單一,干混砂漿在添加乳膠粉的同時,還需要添加羥丙基甲基纖維素醚（HPMC）,木質纖維素,甲酸鈣,聚丙烯短纖維,氫氧化鈣粉等,其保水性和防流掛主要依賴甲基纖維素醚（HPMC）,木質纖維素,而甲基纖維素醚（HPMC）,木質纖維素的保水性及保持水分的能力十分有限,基本上是一次性的；生態多功能樹脂膠粉屬于功能型產品,它不僅有良好的成膜性,防流掛,粘結強度,還有很強的保水能力,其保持水分的能力和保持水分的時間,是羥甲基纖維素醚（HPMC）,木質纖維素的10倍左右,而且具有自動調節砂漿與環境水氣平衡的生態功能,以粘結砂漿為例,選用生態多功能樹脂膠粉,優質的普通硅酸鹽水泥,優質的礦砂或水洗河砂三種材料,按一定比例,經干混均勻,即可生產出優質的粘結砂漿。

（6）干混砂漿中添加了生態多功能樹脂膠粉,就不需再加乳膠粉,木纖維,甲酸鈣,氫氧化鈣等,可節約干混砂漿產品的材料成本,提高生產企業產品的利潤空間和市場竟爭力。

三,生態多功能樹脂膠粉的應用情況及推廣前景

我國建材業發展很快,市場竟爭異常激烈,還存在能耗高,污染大,資源利用率低,效益差,管理落后等問題。目前工程承包價格不斷走低,由于物價上漲,產品的原材料,運輸,工人工資等各種費用也已上漲,加之材料款被拖欠問題較突出,使生產企業的利潤微乎其微,甚至到了無利可圖的地步。

綜述

生態多功能樹脂膠粉有扎實的理論研究基礎和豐富的實踐經驗,其專業性,系統性較強,科學嚴謹,是一個成熟的產品,隨著不斷深入的研究開發和廣泛的技術交流工作,其產品的品質和應用技術水平還會不斷提高。隨著國際社會努力節能減排,保護生態環境,確保經濟持續發展,我國的生態環境保護政策將更加嚴格,一些高能耗,污染嚴重,功能單一,不能循環利用的產品將被低能耗,無污染,可以循環利用的多功能,高性能的生態型產品所替代,這是必然的選擇