膠粉對水泥水化進程和漿體結構的影響

發(fā)布時間：

2021-09-01

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膠粉

可再分散乳膠粉是一種常用的有機膠凝材料，它是通過噴霧干燥以聚乙烯醇等為保護膠體的聚合物乳液而得到的粉末，這種粉末遇水后可重新均勻地分散于水中，形成乳液。摻加可再分散乳膠粉可改善新拌水泥砂漿的保水性能，以及硬化水泥砂漿的粘結性能、柔性和抗?jié)B性、耐腐蝕性等。

目前市場主要應用的可再分散乳膠粉有：醋酸乙烯酯與乙烯共聚膠粉(VAC/E)、乙烯與氯乙烯及月桂酸乙烯酯三元共聚膠粉(E/VC/VL)、醋酸乙烯酯與乙烯及高級脂肪酸乙烯酯三元共聚膠粉(VAC/E/Veo Va)、醋酸乙烯酯均聚膠粉(PV AC)、苯乙烯與丁二烯共聚膠粉(SBR)、其他二元與三元共聚膠粉、其他加入功能性添加劑的配方膠粉、其他加入功能性添加劑與一種以上膠粉的配方膠粉等。下面接單介紹可再分散乳膠粉在水泥砂漿中的作用機理和對水泥砂漿的性能影響。

可再分散乳膠粉的組成

可再分散乳膠粉通常為白色粉末，但也有少數(shù)產(chǎn)品呈其他顏色?？稍俜稚⑷槟z粉的成分主要包括以下幾種。

(1) 聚合物樹脂。聚合物樹脂位于膠粉顆粒的核心部分，也是可再分散乳膠粉發(fā)揮作用的主要成分，如聚醋酸乙烯酯/乙烯樹脂，苯乙烯/丁二烯樹脂，乙烯/氯乙烯/月桂酸乙烯酯樹脂等；
(2) 添加劑(內(nèi))。添加劑(內(nèi))起到改善樹脂性能的作用。如降低樹脂成膜溫度的增塑劑。并非每一種乳膠粉都有添加劑成分，如醋酸乙烯酯/乙烯共聚樹脂就不需要添加增塑劑。
(3) 保護膠體。保護膠體為在可再分散乳膠粉顆粒的表面包裹的一層親水性材料。絕大多數(shù)可再分散乳膠粉的保護膠體為聚乙烯醇。
(4) 添加劑(外)。為進一步改善可再分散乳膠粉的性能，通常還添加除增塑劑以外的其他添加劑，這里稱作添加劑(外)。通常，可再分散乳膠粉中添加超塑化劑來改善乳液的流動性和分散性。
(5) 抗結塊劑?？菇Y塊劑通常為細礦物填料，起作用在于防止乳膠粉在儲運過程中結塊，也利于乳膠粉產(chǎn)品從紙袋或槽車中傾倒時的出來。

膠粉對水泥水化進程和漿體結構的影響

加入乳膠粉的水泥基材料只要接觸水，水化反應就開始進行，氫氧化鈣溶液很快達到飽和并析出晶體，同時生成鈣礬石晶體及水化硅酸鈣凝膠體，乳液中的聚合物顆粒便沉積到凝膠體和未水化水泥顆粒上。隨著水化反應的進行，水化產(chǎn)物增多，聚合物顆粒逐漸聚集在毛細孔中，并在凝膠體表面和未水化水泥顆粒上形成緊密堆積層。聚集的聚合物顆粒逐漸填充毛細孔，但不能完全填充到毛細孔的內(nèi)表面。由于水化或干燥使水分進一步減少，在凝膠體上和在孔隙中緊密堆積的聚合物顆粒便凝聚成連續(xù)的薄膜，形成與水化水泥漿體互穿的混合體，并且改善了水化產(chǎn)物與骨料的膠接。由于帶有聚合物的水化產(chǎn)物在界面形成了覆蓋層，可能影響鈣礬石和粗大氫氧化鈣晶體的生長；也由于聚合物在界面過渡區(qū)孔隙中凝聚成膜，從而使聚合物水泥基材料的過渡區(qū)更為致密。一些聚合物分子中的活性基團還會與水泥水化產(chǎn)物中的Ca2+、A13+等產(chǎn)生交聯(lián)反應，形成特殊的橋鍵作用，改善水泥基材料硬化體的物理組織結構，緩解內(nèi)應力，減少微裂紋的產(chǎn)生。隨著水泥凝膠結構的發(fā)展，水分消耗，聚合物顆粒逐漸被限制在毛細孔中。隨著水泥的進一步水化，毛細孔中的水分減少，聚合物顆粒聚集在水泥水化產(chǎn)物凝膠/未水化水泥顆?；旌衔锖图系谋砻?，從而形成連續(xù)的緊密堆積層，大的孔隙中填充了粘性或自粘性的聚合物顆粒。