预拌砂浆生产原料及选用(7)

份额极少。现在预拌砂浆中使用的主要是甲基羟乙基纤维素醚（MHEC）和甲基羟丙基纤维素醚（MHPC)，它们所占的市场份额巳超过90%。

保水性和增稠性的效果依次为：甲基羟乙基纤维素醚(MHEC)>甲基羟丙基纤维素醚(MHPC)>羟乙基纤维素醚（HEC)>羧甲基纤维素（CMC)。表2-11为纤维素醚在建筑预拌砂浆中的技术要求。

表2-11 纤维素醚在建筑预拌砂浆中的技术要求

项目 保水率/ (%) ≥ 滑移/ (mm ) ≤ 终凝时间差/ (min ) ≤ 抗压强度比/ (%) ≥ 拉伸粘结强度/ (MPa ) ≥ 360 40 0.3 技术要求 MC HPMC HEMC 90.0 0.5 —(认为需规定时间) HEC

纤维素醚是预拌砂浆的一种主要添加剂，虽然添加量很低，但却能显著改善砂浆性能，它可改善砂浆的稠度、工作性能、粘结性能以及保水性能等，在预拌砂浆领域有着非常重要的作用。其主要特性如下：

(1) 优良的保水性

保水性是衡量纤维素醚质量的重要指标之一，特别是薄层施工中显得更为重要。提高砂浆保水性可有效地防止砂浆因失水过快而引起的干燥，以及水泥水化不足而导致的强度下降和开裂现象。影响砂浆保水性的因素有纤维素醚的掺量、黏度、细度以及使用环境等。一般黏度越高，细度越细，掺量越大，则保水性越好。纤维素醚保水性与纤维素醚化程度相关， 甲氧基含量高，保水性好。

(2) 粘结力强、抗垂性好

纤维素醚具有非常好的增稠效应，在预拌砂浆中掺入纤维素醚，可使黏度增大数千倍， 使砂浆具有更好的粘结性，可使粘贴的瓷砖具有较好的抗下垂性。纤维素醚的黏度大小可影响砂浆的粘结强度、流动性、结构稳定性和施工性。

一般来说，黏度越高，保水效果越好，但黏度越高，纤维素醚的分子量越高，其溶解性能就会相应降低，这对砂浆的强度和施工性能有负面的影响。黏度越高，湿砂浆会越黏；容易粘刮刀，且对湿砂浆本身的结构强度的增加帮助不大，改善抗下垂效果不明显。

(3) 溶解性好

因纤维素醚表面颗粒经特殊处理，无论在水泥砂浆、石膏中，还是涂料体系中，溶解性

都非常好，不易结团，溶解速度快。

在预拌砂浆中，纤维素醚起着保水、增稠、改善施工性能等方面的作用，良好的保水性可避免砂浆因缺水、水泥水化不完全而导致的起砂、起粉和强度降低；增稠效果使新拌砂浆的结构强度大大增强，粘贴的瓷砖具有较好的抗下垂性；掺入纤维素醚可以明显改善湿砂浆的湿黏性，对各种基材都具有良好的黏性，从而提高了湿砂浆的上墙性能，减少浪费。

不同品种纤维素醚在砂浆中发挥的作用也不尽相同，如纤维素醚在瓷砖粘结砂浆中可以提高开放时间，调整时间；在机械喷涂砂浆中可以改善湿砂浆的结构强度；在自流平砂浆中可以起到防止沉降、离析分层的作用。由于不同品种预拌砂浆对纤维素醚提出的技术要求不尽相同，因此，纤维素醚的生产厂家会对相同黏度的纤维素醚进行改性，以适用不同预拌砂浆产品的不同技术要求，以便于砂浆配方设计人员选用。

2.4.3 淀粉醚

淀粉醚是从天然植物中提取的多糖化合物，与纤维素相比具有相同的化学结构及类似的性能，基本性质如下：

溶解性：冷水溶解

颗粒度：≥98%(80目筛）

黏度：300～800Pa.s 水分： ≤10% 颜色：白色或浅黄色

淀粉醚在水泥砂浆中的典型掺量为0.01%~0.1%。在石膏基产品中为0.02%~0.06%。掺量低，它仍可以显著增加砂浆的稠度，同时需水量和屈服值也略有增加。

尽管淀粉醚本身的黏度较低(2%水溶液中黏度为100~500mPa·s)，但在与纤维素醚要配合使用时，可以使砂浆的稠度显著增加，新拌砂浆的垂流程度降低。这样使得批抹砂浆在垂直墙面上可以批得更厚，瓷砖胶能够黏附更重的瓷砖而不产生滑移。特殊类型的淀粉醚可以降低砂浆对镘刀的黏附或延长开放时间。但应该注意的是淀粉醚并不能提高砂浆的保水能力，这一点与纤维素醚有很大的区别。

淀粉醚应用于建筑砂浆中，可显著增加砂浆的稠度，改善砂浆的施工性和抗流挂性。淀粉醚通常与非改性及改性纤维素醚配合使用，它对中性和碱性体系都适合，能与石膏和水泥制品中的大多数添加剂相容，如表面活性剂、MC、淀粉及聚乙酸乙烯等水溶性聚合物等。

淀粉醚主要用于以水泥和石膏为胶凝材料的手工或机喷砂浆、瓷砖粘结砂浆、嵌缝料和粘结剂、砌筑砂浆等。

2.4.4 纤维

预拌砂浆中普遍采用化学合成纤维和木纤维。化学合成纤维，如聚丙烯短纤维、丙纶短纤维等，这类纤维经过表面改性后，不仅分散性好，而且掺量低，能有效改善砂浆的抗塑性、抗裂性。同时，对硬化砂浆的力学性能影响不大。木纤维则直径更小，掺加木纤维应注意其对砂浆需水量的增加。

目前，抹面砂浆、内外墙膩子粉、保温材料薄罩面砂浆、灌浆砂浆、自流平地坪砂浆等的生产中都开始添加合成纤维或木纤维，而有些抗静电地面材料中则以金属纤维和碳纤维为主。

维纶纤维即维尼纶纤维（vinylon），化学名称为聚乙烯醇纤维或PVA纤维。这种纤维抗碱性强、亲水性好、可耐日光老化。产品有低弹性模量的普通维纶纤维、中强中模维纶纤维和高强高模维纶纤维。

腈纶纤维的化学名称为聚丙烯腈纤维或称PANF纤维。腈纶纤维具有较好的耐碱性与耐酸性，有一定的亲水性，吸水率为2%。左右；受潮后强度下降较少，保留率为80%~90%；对日光和大气作用的稳定性较好；热分解温度为220-235℃，可短时间用于200℃丙纶纤维的化学名称为聚丙烯纤维或称为PANF纤维。丙纶纤维是合成纤维中强度最小的一种，耐碱性与耐酸性能好，具有较好的使用温度，在混凝土和路面混凝土中已大量使用。

聚丙烯（PP）纤维具有良好的力学性能和化学稳定性及适宜的产品价格，应用最为广泛。常选用较细的纤维，单丝直径只有12 ~ 18μm，能很好地分散在砂浆中，不需特殊工艺，就能将纤维很均匀地分散开，使用起来很方便，对防止砂浆的泌水和离析有一定的作用。因这种纤维很细，但在砂浆中的根数很多，非常多的乱排纤维在砂浆中构成一个较密的纤维网，阻止砂浆中各种颗粒的运动，因而有效地防止了砂浆的泌水和离析。

木质纤维是采用富含木质素的高等级天然木材（如冷杉、山毛榉等）以及食物纤维、蔬菜纤维等，经过酸洗中和，然后粉碎、漂白、碾压、分筛而成的一类白色或灰白色粉末状纤维。木质纤维是一种吸水而不溶于水的天然纤维，具有优异的柔韧性、分散性。在水泥砂浆产品中添加适量不同长度的木质纤维，可以增强抗收缩性和抗裂性，提高产品的触变性和抗流挂性，延长开放时间和起到一定的增稠作用。

复合纤维是以聚丙烯、聚酯为主要原料复合而成的一类新型的混凝土和砂浆的抗裂纤维，被称为混凝土的“次要增强筋”。随着复合材料的发展，抗裂纤维已开始大量应用于土木工程中。

在水泥砂浆和混凝土中掺入体积率为0.05%~0.2%的复合抗裂纤维时，能产生明显的抗裂、增韧、抗冲击、抗渗、抗冻融及抗疲劳等效果。这些优良的性能在抹灰砂浆、内外墙膩子和嵌缝剂的抗裂、增韧、抗渗方面起着非常重要的作用。

复合抗裂纤维适用于水泥基以及石膏基的抹灰砂浆、抗裂抹面砂浆、内外墙腻子、防水砂浆、石膏板及轻质混凝土板的嵌缝腻子、保温砂浆等品种。

2.4.5 其他外加剂

对预拌砂浆的性能要求较高，某些砂浆还要求具有多种功能。如自流平砂浆，除要求具有良好的流淌性能，能自动流动找平，还要求早期强度高，收缩小，耐磨，这就需要掺入不同的外加剂来满足其要求。

对于湿拌砂浆，由于砂浆生产厂一般都是每次运输一整车(几个立方米）砂浆到工地， 而目前施工仍采用手工操作，使用砂浆的速度较慢，这就要求运到现场的砂浆有较长的缓凝时间。因此，一般需要掺加缓凝型外加剂来调整砂浆的凝结时间，但又不能影响砂浆强度的正常发展。

在选用砂浆外加剂时，应根据砂浆的性能要求及气候条件，结合砂浆的原材料性能、配合比以及对水泥的适应性等因素进行选取，并通过试验确定其掺量。如防水砂浆通常需要掺加防水剂；灌浆砂浆通常需要掺加膨胀剂等。下面简要介绍几种常用外加剂。

(1) 减水剂

目前使用较为广泛的减水剂种类为：木质素系减水剂、萘系减水剂、三聚氰胺高效减水剂，以及聚羧酸盐系高效减水剂。

①木质素系减水剂

木质素系减水剂主要成分为木质素磺酸盐，包括木钙、木钠和木镁三种，为普通减水剂。其减水率不高，而且缓凝、引气，因此使用时要控制适宜的掺量，否则掺量过大会造成强度下降且不经济，甚至很长时间不凝结，造成工程事故。一般适宜掺量为水泥质量的0.2%~0.3%。

②萘系高效减水剂

萘系、甲基萘系、蒽系、古马隆系、煤焦油混合物系减水剂，因其生产原料均来自煤焦油中的不同馏分，因此统称为煤焦油系减水剂。此类减水剂皆为含单环、多环或杂环芳烃并带有极性磺酸基团的聚合物电解质，相对分子质量在1500 ~10000的范围内。因磺酸基团对水泥分散性很好，即减水率高，故煤焦油系很好，即减水率高，故煤焦油系减水剂均属高效

减水剂的范畴，在适当分子量范围内不缓凝、不引气。由于萘系减水剂生产工艺成熟，原料供应稳定，且产量大、应用广，逐渐占了优势，因而通常煤焦油系减水剂主要是指萘系减水剂。萘系高效减水剂喷雾干燥后，可用于灌浆料做流平剂。适宜掺量一般为水泥质量的0.2% ~1.0% 。

③三聚氰胺系高效减水剂

三聚氰胺系高效减水剂（俗称密胺减水剂），化学名称为磺化三聚氰胺甲醛树脂，其性能与萘系减水剂近似，均为非引气型，且无缓凝作用。其减水增强作用略优于萘系减水剂， 但掺量和价格也略高于萘系减水剂。三聚氰胺系高效减水剂喷雾干燥后，已广泛用于灌浆料、自流平砂浆等产品。适宜掺量一般为水泥质量的0.5%~2.0% 。

④聚羧酸盐系高效减水剂

聚羧酸盐系高效减水剂是随着高性能混凝土的发展和应用而开发、研制的一类新型高性能混凝土减水剂，它具有强度高，耐热性、耐久性、耐候性好等优异性能。其优点是掺量小、减水率高，具有良好的流动性；保坍性好，90min内坍落度基本无损失；合成中不使用甲醛，对环境不造成污染。聚羧酸盐系高效减水剂用于预拌砂浆还处于起步阶段。适宜掺量一般为水泥质量的0.05%～1.0% 。

减水剂的品种繁多，从理论上讲，木质素系、萘磺酸盐系、密胺系、氨基磺酸盐系、脂肪族系和聚羧酸盐系减水剂都可用作水泥浆体系的分散剂使用，但由于这些减水剂不仅自身分散、塑化和增强效果差异较大，而且与所用水泥、粉煤灰、矿渣粉等存在一定的适应性。更重要的是，预拌砂浆是一种多组分、各组分比例相差悬殊的混合体，尤其是增稠剂和保水剂的存在，大大影响了减水剂的塑化分散效果。当某种组分的增稠剂或保水剂存在于水溶液相中时，某些种类的减水剂不仅无法发挥其应有的塑化效果，有时甚至会使砂浆流动性更差。因此，在生产高流动性砂浆，选择减水剂时，必须经过大量的试验验证，选择最合适的减水剂品种，并确定其最佳掺量。

（2）缓凝剂

缓凝剂按其化学成分可分为有机物类缓凝剂和无机盐类缓凝剂两大类。有机物类缓凝剂是较为广泛使用的一大类缓凝剂，常用品种有木质素磺酸盐及其衍生物、羟基羧酸及其盐（如酒石酸、酒石酸钠、酒石酸钾、柠檬酸等，其中以天然的酒石酸缓凝效果最好）、多元醇及其衍生物和糖类(糖钙、葡萄糖酸盐等)等碳水化合物。其中多数有机缓凝剂通常具有亲水性活性基团，因此其兼具减水作用，故又称其为缓凝减水剂。无机盐类缓凝剂包括硼砂、氯化锌、碳酸锌以及铁、铜、锌的硫酸盐、磷酸盐和偏磷酸盐等。

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