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可再分散乳胶粉在砂浆中的作用机理解析 (鑫美纤维素)

作者:phpcms | 更新时间:2018-11-06 14:17:21


 可再分散乳胶粉与其他无机粘接剂(如水泥、熟石灰、石膏等)以及各种骨料、填料和其他添加剂(如甲基羟丙基纤维素醚、淀粉醚、木质纤维素、憎水剂等)进行物理混合制成干混砂浆。当将干混砂浆加人水中搅拌时,在亲水性的保护胶体以及机械剪切的作用下,乳胶粉颗粒会分散到水中。正常的可再分散乳胶粉分散所需要的时间非常短暂,这个再分散的时间指标也是考察其质量的一个重要参数。例如。在干喷混凝土修补砂浆中,加有可再分散乳胶粉的干砂浆与水仅在喷嘴终处混合约0.1秒的时问便喷射到施工面上,但这已经足以使可再分散乳胶粉充分地分散和成膜。在早期混合阶段,乳胶粉已经开始对砂浆的流变性以及施工性产生影响。

由于各细分乳胶粉本身的特性以及改性的不同,这种影响也不同,有的有助流作用,而有的有增加触变性作用。其影响的机理来自多方面,有乳胶粉在分散时对水的亲和带来的影响,有乳胶粉分散后黏度不同的影响,有由于保护胶体带来的影响,有由于对水泥和水带来的影响,有对砂浆含气量提高以及气泡分布带来的影响,以及自身添加剂和与其他添加剂相互作用带来的影响等。所以定制化、细分化的选择可再分散乳胶粉是影响产品质量的重要手段。其中较为普遍的观点是,可再分散乳胶粉通常会使砂浆含气量提高,从而对砂浆的施工起到润滑的作用,以及乳胶粉尤其是保护胶体分散时,对水的亲和性与黏稠度的增加有助于施工砂浆内聚力的提高,从而改善砂浆的和易性。随后,含有乳胶粉分散液的湿砂浆施工于作业面上,随着水分在三个层面上的减少------基层的吸收、水泥水化反应的消耗、面层水分向空气中挥发,树脂颗粒逐渐靠近,界面逐渐相互融合,最终成为连续的高分子薄膜,这一过程主要发生在砂浆的气孔以及固体的表面。
 
需要强调的是,要想使这一过程不可逆,即当聚合物膜再次遇水不会二次分散,可再分散乳胶粉的保护胶体-----聚乙烯醇必须从聚合物膜的体系中分离出去。这在碱性的水泥砂浆体系中不是难题,因为聚乙烯醇会被水泥水化生成的碱所皂化,同时石英类的材料对其的吸附作用,使得聚乙烯醇逐渐从体系中分离,没有了亲水性的保护胶体,本身不溶于水的、由可再分散乳胶粉一次分散所成的膜,不但可以在干条件下,也可以在长期浸水的条件下发挥作用。在非碱性体系中,如石膏体系或仅有填料的体系中,由于某种原因聚乙烯醇仍有部分存在于最终的聚合物膜中,影响到膜的耐水性,但由于这些体系均不用于长期浸水的场合,以及聚合物仍然具有其特有的力学性能,所以也并不影响可再分散乳胶粉在这些体系中的应用。
 
随着最终聚合物薄膜的形成,在固化的砂浆中形成了由无机与有机粘接剂构成的框架体系,即水硬性材料构成脆硬性骨架,可再分散乳胶粉在间隙与固体表面成膜构成柔韧性连接。这种连接可以想象成由很多细小的弹簧连接在刚性的骨架上,由于乳胶粉形成的高分子树脂薄膜的拉伸强度通常高于水硬性材料一个数量级以上,使得砂浆自身强度得以增强,即内聚力得以提高。由于聚合物的柔性和形变能力远高于如水泥等形成的刚性结构,砂浆的可变形性得以提高,分散应力的作用得到大幅提高,从而提高了砂浆的抗裂能力。
随着可再分散乳胶粉掺量的提高,整个体系向塑料方向发展。在高乳胶粉掺量的情况下,固化后砂浆中的聚合物相逐渐超过无机水化产物的相,砂浆发生质的改变,变成一个弹性体,同时水泥的水化产物变成一种“填料”。分布于界面上的可再分散乳胶粉经分散后成的膜又起到了另一种关键的作用,即增强对所接触材料的粘接性,这对一些难粘的表面,如极低吸水或不吸水的表面(如光滑的混凝土及水泥材料表面、钢板、同质砖、玻化砖面等)和有机材料表面(如EPS板、塑料等),显得尤其重要。因为无机粘接剂对材料的粘接是通过机械嵌固的原理达到的,即水硬性的浆料渗透到其他材料的空隙中,逐渐固化,最后像钥匙嵌在锁中一样将砂浆抓附在材料表面,对以上的难粘表面,由于无法有效地渗透到材料内部形成良好的机械嵌固,使得仅有无机粘接剂的砂浆没有有效地与其粘接,而聚合物的粘接机理则不同,聚合物是以分子间作用力与其他材料表面进行粘接,而不依赖于表面的空隙率(当然毛糙的表面与增大的接触面会提高粘接力)。
 
基于上面所论述的可再分散乳胶粉的工作机理,大家也可以看出一些不良商家所吹捧的基于腐蚀性粘接的某些所谓胶粉的不可使用性,目前市面上还有一些所谓的纯植物性胶粉或其他混合类胶粉往往只表现出了良好的初粘性,但是其作用机理却往往与可再分散乳胶粉大相径庭。这里并不是否认其他类别胶粉的实用性,但务必在购买时详细了解其在不同骨料中的基本作用机理。凡是真材实料,必可以有系统的可论述的作用机理,千万不要被表面的初粘性所蒙蔽。 
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