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  “中联重科”杯技术交流会７４干粉砂浆的配制原理与典型配方介绍王栋民刘天德刘海亮（中国矿业大学（北京）混凝土与环境材料研究所，１０００８３）摘要：干粉砂浆又称为于粉砂浆、下拌砂浆、干砂浆、商品砂浆等。它是将水泥、砂、矿物掺合料及功能性添加剂按照特殊的比例，在专业生产厂于干燥状态下均匀拌制、混合成的一种颗粒状或粉状状态混合物，然后以干粉包装或散装的形式运至【地，按规定比例加水拌和后即可直接用的干粉砂浆材料。本文从干混砂浆各原材料的组成、原理、性能和使用方面逐次介绍了干混砂浆用无机胶凝材料、无机填料与集料，特别是详细讲述了各类性能独特而又有别于混凝土外加剂的干混砂浆号用添加剂，在此基础上重点介绍了水泥基砂浆与非水泥基类砂浆的组成、性能及应用。关键词：胶凝材料；添加剂；砂浆性能１干粉砂浆概述干粉砂浆是将水泥、砂、矿物掺合料及功能性添加剂按照～定比例，在专业生产厂于干燥状态下均匀拌制、混合成的一种颗粒状或粉状状态混合物，然后以干粉包装或散装的形式运至工地，按规定比例加水拌和后即可直接用的干粉砂浆材料…。与传统的现场配制工艺相比，干粉砂浆具有品质稳定、品种齐全、生产效率高、质量优异、施工性能好、使用起来更便捷等许多优点。干粉砂浆大致上可以分为普通砂浆和特种砂浆两大类。其中普通砂浆包括：砌筑砂浆、抹灰砂浆、地面砂浆等；特种砂浆包括：瓷砖胶粘剂、干粉界面剂、外保温砂浆、自流平砂浆、防水砂浆、修补砂浆、内外墙腻子、填缝剂、灌浆材料等。２干粉砂浆用无机胶凝材料凡是在物理、化学作用下，从具有可塑性的浆体逐渐变成坚固石状类固体的过程中，能够将其它材料胶结为整体并具有一定机械强度的物质，统称为胶凝材料【２］。胶凝材料有着悠久的发展历史，从最早的公元前的石灰石膏时期，到１９世纪初英国人发明波特兰水泥，胶凝材料目前已形成石灰、石膏、硅酸盐、铝酸盐、硫铝酸盐及其它特种水泥等几大体系，为现代建筑工程的蓬勃发展起到了最重要的作用。胶凝材料可分为有机和无机两大类。各种树脂和沥青等属于有机胶凝材料。无机胶凝材料按其硬化条件，又可分为水硬性和非水硬性两种。水硬性胶凝材料在与水拌合后既能在空气中硬化又能够在水中硬化并具有强度，通常就是我们所说的水泥，例如硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、氟铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥、无熟料水泥等。非水硬性胶凝材料首届全国预拌砂浆产品检验测试与质量评定会ａＭＴＣ●。—————————————————————————————一不能在水中硬化，但是能在空气中或其它条件下硬化，只能在空气中硬化的胶凝材料，称为气硬性胶凝材料。如石灰、石膏、水玻璃、镁质胶凝材料等。３干粉砂浆用无机填料和集料集料是干粉砂浆的重要组成材料之一，主要起骨架作用和减小由于胶凝材料在凝结硬化过程中干缩湿胀所引起的体积变化，同时还作为胶凝材料的廉价填充料。集料按照其来源分为天然集料和人造集料，前者如碎石、卵石、浮石、天然砂等；后者如煤渣、矿渣、陶粒、膨胀珍珠岩等。按照集料的密度来分，可分为轻集料和普通集料。轻集料的堆积密度不大于１２００ｋｇ／ｍ３。从粒径来分，于混砂浆用的集料可大致分为两种：粗集料（粒径较粗，最大粒径为８ｍｍ）和细集料（粒径较细，一般为０．１ｒｎｒｎ以下）。粗集料可大致分为：普通集料、装饰集料、轻质集料。细填料根据其活性可大致分为：活性填料和惰性填料。４千粉砂浆添加剂干粉砂浆添加剂是现代干粉砂浆的重要努ｌ成部分，下面介绍几种重要、常用的干粉砂浆添加剂。（１）可再分散乳胶粉可再分散乳胶粉由合成树脂乳液通过加入其它物质改性，经喷雾干燥而成，以水作为分散介质可形成乳液的，具有可再分散性的聚合物粉末。通常为白色粉状，但也有少数有其他的颜色［３】ｏ可再分散乳胶粉在新拌砂浆中的作用：提高施工性能、改善流动性能、增加触变与抗垂性、改善内聚力、延长开放时间和增强保水性。再分散乳胶粉在硬化砂浆中的作用：提高拉伸强度（水泥体系中的附加粘结剂）、增强抗折强度、减小弹性模量、提高可变形性、增进耐磨强度、提高内聚强度、降低碳化深度、减少材料吸水性和使材料具备憎水性（加入憎水性胶粉）等特性。再分散乳胶粉的加入有助于提高砂浆与无机基材（混凝土板）的拉伸粘接强度。（２）纤维素醚在干粉砂浆产品中，纤维素醚的加入能够显著改善砂浆的性能，是］二粉砂浆产品中重要的添加剂。就纤维素醚本身的保水性则来自于纤维索醚本身的溶解性和去水化作用。众所周知，纤维素分子链虽然含有大量水化性很强的０Ｈ基，但其本身并不溶于水，是因为纤维素结构有高度的结晶性。单靠羟基的水化能力还不足以支付分子问强大的氢键和范德华力。所以在水中只溶胀不溶解，当分子链中引入取代基时，不但取代基破坏了氢链，而且因相邻链问取７５”中联重科”杯技术交流会———————————————————————————————————一●代基楔入而破坏链间氢键，取代基越大拉开分子间距离越大。破坏氢键效应越大，纤维素晶格膨化后，溶液进入，纤维素醚成为水溶性，形成高粘度溶液。当温度上升时，高分子水化作用减弱，而链间的水被逐出。当去水作用充分时，分子开始聚集，形成三维网状结构凝胶折出。（３）淀粉醚淀粉醚做为应用于干粉砂浆行业的超高的性价比的原料组成。其最大的作用是在新鲜拌和状态下调整砂浆性能。作为流变性改性剂，淀粉醚能在应用机械和手工抹灰时防止流挂，同时，能增强总体的施工性能，增加产出率。淀粉醚也能用于配制按照最严格的标高质量瓷砖的粘合剂。淀粉醚能有效地防止瓷砖的滑脱。在对高流动度的自流平砂浆和灌浆材料中，可以防沉降、离析等。（４）减水剂减水剂就是在砂浆稠度或和易性基本相同的情况下，可以显著减少砂浆拌合物需水量的化学外加剂。砂浆减水剂常用于需要流动性较好的砂浆中，如自流平垫层和面层砂浆以及灌浆材料等。用于干粉砂浆的减水剂要求为干燥粉末状产品，这样减水剂可以均匀的分散在干粉砂浆中。目前，减水剂在干粉砂浆中的应用有如下几个维度：水泥基自流平砂浆，防水砂浆，灌浆料，高速铁路用压浆剂，腻子，石膏基自流平砂浆等产品中。而且使用的多数都是高性能减水剂。（５）引气剂引气剂是一种搅拌过程中能使砂浆中引入大量的均匀分布的微气泡，而且在硬化后能保留在其中的一种外加剂。在砂浆中掺加微量（水泥用量的万分之几）引气剂是提高砂浆耐久性，特别是抗冻性的最有效措施之一。（６）颜料颜料是一种具有装饰和保护作用的有色物质，它不溶于水、油、树脂等介质中，通常是以分散状态应用在油墨、塑料、橡胶、陶瓷、造纸等工业中，使这些制品呈现颜色。它具有遮盖力、着色力，对光相对来说比较稳定，常用于配制涂料、油墨以及着色塑料和橡胶，因此又可称为着色剂。能均匀地分散在砂浆介质中，对砂浆进行着色。颜料在砂浆中不仅能增加色彩，提高装扮修饰的效果。好的颜料应具有防止紫外线的作用，来提升砂浆的耐候性能。作为水泥／混凝土制品及干混砂浆产品中应用的颜料，多为人工合成的无机颜料为主，需要颜料在水泥浆的碱性环境中十分稳定，颜料具有非常好的使用性能，在严酷的环境中具有颜色稳定性和耐光性能。７６５水泥基砂浆的组成与性能水泥基干粉砂浆组要以水泥作为胶凝材料，以砂子作为骨料，通过添加干粉砂浆添加剂 首届全国预拌砂浆产品检验测试与质量评定会 口Ｍ１’Ｃ 而形成一种具有功能性的干粉砂浆产品。下面主要介绍普通抹灰砂浆、瓷砖粘接剂和水泥基 砂浆三种典型干粉砂浆的组成与配方设计。 ５．１普通抹灰砂浆及典型配方设计 抹灰砂浆是指胶凝材料、细骨料、掺和料和外加剂按一定配比配制，在工厂预混而成的 用于墙体或天花板找平用的砂裂钔。该砂浆通过散装或袋装运输到工地，加水搅拌后即可使 用。 最大的作用是：提高保护墙体抗湿气侵袭、耐温度波动、耐非物理性腐蚀、承受外部机械作用 和抗雨水冲刷能力；使墙面平整光滑，清洁美观。 ５．１．１产品特点 （１）砂浆拥有非常良好的施工和易性，易抹成均匀平整的砂浆层； （２）砂浆和需要黏结的基材具有和良好的粘接性和合理的抗住压力的强度值，和地面黏结牢 固，经常使用不会产生空鼓或脱落；能承受一系列外部作用，例如耐气候影响，耐外部机械 冲击等； （３）面层砂浆拥有非常良好的保水性能，硬化后不产生粉化、裂纹； （４）厚层砂浆具有抗留挂性，可减少施：［的抹灰层数； （５）面层砂浆具有防水透气性和良好的抗裂、抗渗性能，从而更好的保护墙体。 ５．１．２材料组成 胶凝材料：水泥、石灰膏、建筑石膏、熟石灰等；水泥宜采用ＧＢｌ７５、ＧＢｌ３４４规定， 普通硅酸盐或矿渣硅酸盐水泥，采用别的类型水泥，在使用前做试验验证，符合砂浆和砌 体性能要求方可使用；消石灰应符合ＪＣ／Ｔ４８１的要求，其中ｃａＯ＋Ｍ９０不小于６５％，游离 水（０．４～２％）、细度（０．１２５ｍｍ小于３．０％）。 矿物掺合料：粉煤灰、矿渣等，砂浆中宜掺粉煤灰等，性能应符合ＧＢｌ５９６规定。采用 其他掺和料，在使用前做试验验证，符合砂浆砌体性能要求方可使用； 集料：不一样的规格的天然砂、破碎砂、重钙等；应符合ＧＢ／Ｔ １４６８４规定的ＩＩ类中砂，含 水率小于０．５％。别的类型的骨料经试配能满足本规定要求时，亦可使用。 添加剂：改善或提高砂浆的某些性能（如可操作时间、施工性、粘结性等）的功能性建 筑化学添加剂。 ５．１．３典型配方 ７７ ⑩”中联重科”杯技术交流会 表ｌ普通抹灰砂浆的典型配力 组成 规格型号 质量百分比（％） 水泥 １８—２５ 熟石灰 ０—５ 砂０—４ｍｍ ６５—７５ 重钙 ０．０．１ｍｍ １０—１５ 甲基纤维素醚 ２５０００—７５０００ ｍＰａ・ ｓ ０．０２—０．０６ 引气剂 ０．Ｏｌ—Ｏ．０３ ５．２瓷砖粘接剂及典型配方设计 水泥基瓷砖粘接剂是由水泥、矿物集料、有机添加剂组成的粉状混合物，使用时加水拌 和。具有易于施工、抗滑移性、完全润湿、开放时间（不结皮）、有充足的时间便于调整瓷 砖、不同天气特征情况下与不同基材有很好的粘结强度等性能特点 ５．２．１材料组成及典型配方 （１）水泥：无机胶凝材料。 （２）可再分散乳胶粉：增强对所有基材的粘接强度（尤其是无孔基材，大尺寸瓷砖，或在 光滑表面、不稳定的基材上粘贴）、增加拉伸强度、减少弹性模量、增加保水性、改善工作 性、减少水的渗透性等。 （３）砂子：作为填料并调节粘接剂的稠度，所以其粒径尺寸很重要。 （４）甲基纤维素醚：作为增稠剂并保持粘接剂中的水分、赋予粘接剂以良好的工作性。ｆ薄 床施工工艺中砂浆较薄，在水泥与水反应前极易失去水分，如蒸发、被基材和瓷砖吸取１。 （５）其它功能助剂。 ５．２．２典型配方 表２瓷砖粘接剂典型配方 组成 规格型号 简单配方 标准配方 柔性配方 水泥 ３２．５Ｒ ４５０ ４００ ３５０ 石英砂 Ｏ．１～０．５ｍｍ ９０ ９６ １００ 碳酸钙 ２００目 可再分散胶粉 １０—１５ １５—３０ ５０～８０ 纤维素醚 ２５０００—４５０００ｃｐｓ ４４４其它功能助性添加剂（抗 ０．５—１．５ ０．５ １．５ 下滑性） ５．３水泥基装饰砂浆及典型配方 水泥基墙体装饰砂浆主要是以水泥、填料、添加剂和／或骨料所组成的用在建筑墙体表 面及顶棚装饰性抹灰材料，使用厚度不大于６ｍｍ。 ７８ 首届全国预拌砂浆产品检验测试与质量评定会 口ＭＴＣ ●—————————————————————————————————————一 ５．３．１特点 ｆ１１拥有非常良好的透气性，通过选择正真适合的添加剂还能够得到良好的防水效果； ｆ２１与水泥基材有很好的黏结性； （３１材料颜色的多元化和施工工艺的多样化，扩展了外墙装饰材料的选择，美化外立面 墙体。 ｆ４１优良的耐侯性，全面保护建筑物墙体免受自然环境、工业废气及微生物浸蚀和破坏。 （５１尽量解决水泥基彩色装饰砂浆的色差和尽可能降低砂浆的初期返碱的技术问题，是装 饰砂浆生产厂商的关键。 ５．３．２材料组成 ｆ１）水泥：无机胶凝材料。 （２）可再分散乳胶粉：增强对所有基材的粘接强度，减少弹性模量、增加保水性、改善 工作性、减少水的渗透性等。 （３１砂子：作为填料并调节粘接剂的稠度．所以其粒径尺寸很重要。 （４１甲基纤维素醚：作为增稠剂并保持粘接剂中的水分、赋予粘接剂以良好的工作性。（薄 床施工工艺中砂浆较薄，在水泥与水反应前极易失去水分，如蒸发、被基材和瓷砖吸取）。 ｆ５１其它功能助剂。 ５．３．３典型配方 表３水泥基装饰砂浆典型配方 组成 规格型号 质量比 水泥 Ｐ０．４２．５ １０—２０ 熟石灰 Ｏ一５ 石英砂 不｝司规格的搭配 ６０一７５ 重钙粉 ＜Ｏ．０５ｍｍ ５一１５ 可冉分散胶粉 ２～４ 甲基纤维素醚 ０．１０—０．２５ 木质纤维 Ｏ．２０—０．５０ 憎水剂 ０．２０一０．４０ 引气剂 ０一Ｏ．０２ 淀粉醚 ０．０２—０．０５ 颜料 无机颜料 适量 总计 １００ ７９

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