浅谈涂层水泥砂浆的密实度

钱晓阳 魏肖波 徐亦冰 陈 锐 周柯帆

（浙江科达新型建材有限公司 浙江嵊州 312400）

前言

随着一体化板的推广，在聚氨酯保温板、EPS板上涂刮水泥砂浆层的应用越来越多。保温板上涂刮砂浆层后，涂上涂料系列，做成砂浆型装饰保温一体化板[1]。目前，保温板上涂的砂浆涂层一般采用抹面砂浆。抹面砂浆在保温板上涂层，施工性能差，水泥砂浆硬化后，内部结构较松散，抗拉抗冲击性能不理想。改进涂层用的水泥砂浆迫在眉睫。涂层水泥砂浆的各种性能要求较高，保温板上涂刮的砂浆层，要求表面平整、不开裂、强度高等。如果涂层水泥砂浆的各种性能能达到一体化板的高标准，砂浆型装饰保温一体化板就能得到很大的发展。

水泥砂浆的强度一般是由组成水泥砂浆材料的性能和水泥砂浆硬化后的内部结构来决定的。剖开砂浆层，就会看到砂浆层的横截面会有很细的孔泡结构[2]。一般来说水泥砂浆孔泡越细，密实度越高，强度也越高。孔泡越粗，密实度越低，强度也越低。这里的密实度是指水泥砂浆固体物质的体积占比，是水泥砂浆层内水泥、水泥水化物、砂等充实的程度，反映了水泥砂浆的致密程度。为了便于比较，从水泥砂浆硬化后的内部结构着手，通过观察比较不同水泥砂浆的孔泡大小，来讨论影响水泥砂浆密实度的因素。

1 实验部分

1.1 主要原材料

325#425#水泥：明峰建材集团；6031E胶粉：北京宝辰联合科技股份有限公司；

纤维素醚MH64S：浙江海申新材料有限公司；HX6000GY4纤维素醚：信越化学；

PVA1788：上海舜水化工；901减水剂：上海舜水化工；

6225减水剂：北京宝辰联合科技股份有限公司；F10减水剂：巴斯夫。

1.2 水泥砂浆样板

将水泥砂浆按表1配方配制，干粉混合均匀；按比例加水，搅拌均匀，并调好粘度，再在聚氨酯保温板上涂成20cm×10cm×0.6cm的样板；保养十四天后，剖开截面看孔泡的大小。

表1 涂层用水泥砂浆配方

2 结果与讨论

2.1 结果

各组中孔泡大小：

Ⅰ组：4#≤3#＜2#＜1#；Ⅱ组：7#＜5#＜6#；Ⅲ组：10#＜9#＜8#

Ⅰ组孔泡整体比Ⅱ组和Ⅲ组的要细。Ⅱ组的孔泡整体比Ⅲ组的细。

备注：Ⅰ组用的是425#水泥，Ⅱ组、Ⅲ组用的是325#水泥，Ⅲ组用的325#水泥放置时间较长。

实验过程中，用YG4纤维素醚的水泥砂浆保水时间明显比用MH64S的长。并且表面基本上无裂纹。而用MH64S纤维醚的水泥砂浆表面有细小的裂纹。

2.2 讨论

三组实验表明，用YG4纤维素醚的水泥砂浆硬化后，孔泡结构明显比用MH64S的细。一般涂层用的水泥砂浆，多数生产厂家会参考抹面砂浆的配方，采用粘度偏大的纤维素醚类做增稠剂及保水剂。MH64S纤维素醚属于非离子型增稠剂，主要靠水合作用和分子之间的缠绕来增稠。添加这类纤维素醚的水泥砂浆在拌浆、涂层的过程中，水泥砂浆内部相互作用力小，空气容易混入，导致砂浆内部孔泡粗、密实度小。另外MH64S纤维素醚具有静态和低剪切下高粘，高剪切下低粘的特性。水泥砂浆从浆槽里翻滚到涂刮到保温板上的过程，是剪切的过程。高剪切低粘的水泥砂浆，在涂刮过程中使刮刀和保温板间的挤压作用力小，砂浆和板材的贴合度不够，导致涂层水泥砂浆板的强度性能不足。YG4是疏水改性纤维素醚，是属于缔合型增稠剂，在纤维素醚的支链上进行疏水改性。这样，使在原有纤维素醚增稠的基础上又具有了缔合增稠的作用。疏水改性的疏水基团，与乳胶粒子、表面活性剂及颜填料粒子发生吸附缔合作用，形成立体网状结构，达到增稠目的[3]。添加疏水改性纤维素醚的水泥砂浆在搅拌、涂层过程中，水泥砂浆内部相互作用力大，空气不易混入，因此密实度也相对较大。并且水泥砂浆在中高速剪切下，也有较高的粘度，砂浆在涂层时，较高的动态粘度使刮刀产生较大的挤压力，从而把砂浆牢牢地涂刮在保温板材上。疏水型纤维素醚可再次使涂在板材上的水泥砂浆形成立体网状结构，使水泥砂浆有更好的密实度和成膜性[4]，从而使水泥砂浆有了更高的强度。

保温板上涂层的水泥砂浆，部分水份易被板材吸收，另外涂的水泥砂浆层较薄，一般厚度4～8mm，水份蒸发相对较快，容易在整块板材中形成裂缝，因此，要求纤维素醚有一定的保水性[5]。保水时间越长，越有利于水泥的水化和凝结硬化，生成的水化物逐步填充毛细孔，促进了水泥砂浆的强度发展[6]。保水性好坏与纤维素醚的固有粘度与加量有关，粘度越大、加量越大，保水性能越好。实验证明，MH64S纤维素醚，若用量小，水泥砂浆的和易性差，施工性能差；若用量过大，和易性好，施工性能好，但易阻断砂浆中交联物质的交联，因而影响了强度。用疏水型纤维素醚的砂浆，具有良好的施工性能，并且保水性时间长，和易性好，硬化后密实度好、强度高。疏水型纤维素醚，还减少了拌和砂浆时水的用量，一定程度上减小了孔泡的大小，从而使水泥砂浆有了更高的密实度。

水泥砂浆中引入少量PVA粉，能提高保水性能，在水化过程中还能形成有机-无机复合薄膜基质，水泥水化产物与其相互穿插，构成致密的空间网络微观结构，提高水泥砂浆的机械强度[7]。PVA不耐碱，一般加量在2‰以内，过量的PVA粉不但会影响施工性能，还会降低水泥砂浆的强度。

从三组实验中看出，用325#的水泥配成的水泥砂浆，形成的孔泡结构远远比425#的粗，形成的强度也低。不同牌号的水泥，有不同的矿物成分、不同的细度、不同的存放时间，使水泥有了不同的活性、不同的水化程度，从而导致水泥砂浆有不同的密实度。采用牌号相对较高、一定粗细程度、适当存放时间的水泥，有利于提高水泥砂浆的密实度和强度。

实验表明，巴斯夫的F10、北京宝辰的6225减水剂不但减水效果好，而且在添加后，水泥砂浆内部形成的孔泡结构也明显变细。与6225同为羧酸型的901减水剂，不但没有起到好的减水效果，砂浆内部形成的孔泡结构明显较粗大。减水剂影响了孔泡的粗细，从而影响水泥砂浆的密实度，也影响了水泥砂浆的强度。

减小涂层水泥砂浆的孔泡大小、增加水泥砂浆的密实度还有很多方法，调整配比、选用更好的材料、引入活性硅灰等方法，都值得我们去尝试。

3 结论

影响涂层水泥砂浆密实度的因素很多，纤维素醚、水泥、减水剂等等。只有采用合理的配方，使用合理的材料，才能减小砂浆的孔泡大小、改善砂浆中的孔隙结构，才能提高涂层水泥砂浆的密实度、提高涂层水泥砂浆的强度。只有把涂层水泥砂浆的密实度、强度做好了，砂浆型装饰保温一体化板才能得以推广。

[1]钱晓阳，徐亦冰，马才永.砂浆型聚氨酯一体化板[J].建材与装饰，2018，01（3）：138～139.

[2]张金喜，金珊珊.水泥混凝土微观孔隙结构及其作用.科学出版社.

[3]徐国才.常用增稠剂的增稠机理和应用特点.2016年浙江省建筑涂料年会论文集：259～263浙江省粘接技术协会涂料分会编.

[4]张恒，刘丽丽，赵娜娜，等.疏水改性羟乙基纤维素缔合增稠机理研究[J].高校化学工程学报，2012，26（4）：661～666.

[5]张彬，贺鸿珠，钟世云.纤维素醚在水泥砂浆中的作用机理及影响因素[J].上海建材，2008，03：32～36.

[6]王新民，李颂.新型建筑干拌砂浆指南.中国建筑工业出版社.

[7]范基骏，陈日高，罗朝巍，等.水泥砂浆的PVA改性机理研究[J].广西大学学报，2009，34（4）：513～516.