憎水剂对水泥砂浆力学性能和吸水性能的影响

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1、憎水剂对水泥砂浆力学性能和吸水性能的影响陈晓业，王培铭，张国防，张永明(同济大学先进土木工程材料教育部重点实验室，上海200092)摘要：本文研究了四种粉末憎水剂在单掺和与聚合物干粉复掺时对水泥砂浆力学性能及吸水性能的影响。结果表明，憎水剂的掺入降低了水泥砂浆的压折比，改善砂浆的柔韧性；同时憎水剂的掺入降低了水泥砂浆的毛细孔吸水率，其中经过改性的憎水荆对砂浆吸水率降低效果更显著。关键词：水泥砂浆；憎水剂；力学性能；吸水率1引言有机聚合物能显著改善水泥砂浆的性能，常用的有机聚合物有乳液和干粉两种形态，但对干混砂浆来说，只能用干粉形态的。研究表明¨t2J，粉状羟乙

2、基甲基纤维素和乙烯基共聚物能显著降低水泥砂浆的抗压强度和动弹性模量，改善砂浆柔韧性；提高水泥砂浆与混凝土及聚苯板等基材之间的粘结抗拉强度；改变水泥砂浆孔结构，降低硬化砂浆的体积密度和毛细孔吸水率。但对于一些特种水泥砂浆如防水砂浆、抹面砂浆来说，其防水性能和憎水性能尤其重要”J，应加入憎水剂等其他化学外加剂来进一步提高。本文研究了四种粉末憎水剂对水泥砂浆力学性能和吸水性能的影响，以期得到既能与有机聚合物相兼容，又能更大程度提高砂浆防水性能和憎水性能的憎水剂种类及其掺量范围。2试验2．1原材料42．5级白水泥；细度模数为1．96的石英砂；羟乙基甲基纤维素MHl00

3、07P4(以下简称M)，固体粉末；乙烯基共聚物Vinnapaa8031H(以下简称V)，固体粉末；硅氧烷基憎水剂(以下简称z．)，固体粉末；改性硅烷硅氧烷基憎水剂(以下简称z。)，固体粉末；经表面改性的硅烷基憎水剂(以下简称z。)，固体粉末；硅烷基憎水剂(以下简称zD)，固体粉末；自来水。2．2试验方案2．2．1试验配合比灰砂比为l：2．5，憎水剂z^、z”zc、ZD的掺量为水泥掺量的0～2．0％。拌合水的用量根据新拌砂浆流动度确定，所有砂浆的流动度控制在(175±5)mill。具体配合比(质量110比)如表l所示。2．2．2砂浆制备和测试先将准确称量的聚合物

4、干粉、憎水剂和水泥混合均匀，之后与砂一起混合30s，按GB／T17671--1999《水泥胶砂强度检验方法(ISO法)》加入拌和水搅拌3rain。接着按GB／T2419q005《水泥胶砂流动度测定方法》测试新拌砂浆的流动度。抗折强度、抗压强度和毛细孔吸水率试样按照GB／T17671--1999的规定进行成型，粘结强度试样按照DIJT5126--200l的规定成型。砂浆成型后，在(20±3)℃、(65±10)％RH．的空气中养护至28天龄期，参照GB／T17671--1999测试水泥砂浆抗折强度和抗压强度，参照DL／T5126--2001测试水泥砂浆的粘结抗拉强

5、度，参照DIN52617测试水泥砂浆的底面毛细孔吸水率。表1水泥砂浆配合比3结果与讨论3．1抗折强度图1和图2反映了水泥砂浆抗折强度与憎水剂掺量的关系。由图l可以看出，在单掺憎水剂的情况下，憎水剂z^、ZB、Z。能提高水泥砂浆的抗折强度，其中憎水剂z。的效果最显著，在掺量达到l％之后，其抗折强度较对比砂浆(zo)增加了1／3。但憎水剂zD的掺入降低了水泥砂浆抗折强度，在掺量达到l％之后，其抗折强度值为对比砂浆的3／4左右。由图2可以看出，在与聚合物干粉复掺情况下，憎水剂zA使水泥砂浆的抗折强度呈现先增大后减小的趋势。在0—0．4％掺量范围内，砂浆抗折强度逐渐增

6、加；在0．4％一1．4％掺量范围内，抗折强度又逐渐减小；在1．4％一2．0％掺量范围内，砂浆抗折强度变化很小。憎水剂z¨zc、zo使水泥砂浆抗折强度下降，且随着掺量的增加，砂浆抗折强度呈现逐渐降低的趋势。在0—0．8％掺量范围内，抗折强度下降速度较快；在0．8％一2．0％掺量范围内，掺憎水剂zc的砂浆抗折强度变化很小，掺憎水剂zB和ZD的砂浆抗折强度下降趋缓；在l1．6％一2．O％掺量范围内，掺憎水剂z。和zD的砂浆抗折强度变化很小。一山蔓＼赵氍辗描图l水泥砂浆抗折强度与憎水剂掺量的关系图2水泥砂浆抗折强度与憎水剂掺量的关系图1和图2表明，在与聚合物干粉复掺的

7、情况下，四种憎水剂均使水泥砂浆的抗折强度呈现降低的趋势，其中掺加硅氧烷基憎水剂的水泥砂浆抗折强度降低不显著，且在0～0．7％的掺量范围内水泥砂浆的抗折强度有所提高；四种憎水剂在掺量达到一定水平之后，影响效果几乎不再变化，砂浆抗折强度在临界掺量之后变化很小。在单掺憎水剂的情况下，硅烷基憎水剂显著降低了水泥砂浆抗折强度，其他三种憎水剂提高了水泥砂浆抗折强度，其中经表面改型的硅烷基憎水剂对抗折强度提高效果最显著。比较图l和图2可知，对于水泥砂浆抗折强度来说，硅氧烷基憎水剂和硅烷基憎水剂较改性硅烷硅氧烷基憎水剂和经表面改性的硅烷基憎水剂具有与聚合物干粉更好的兼容性。3

8、．2抗压强度图3和图4反映了水泥砂浆抗