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摘要：由于国内对可再分散乳胶粉的研究尚处于起步阶段, 可再分散乳胶粉在干混砂浆中的应用方面需要做大量试验，得出优化配方。本文研究了可再分散乳胶粉在聚苯颗粒保温砂浆的应用技术，确定了在聚苯颗粒保温砂浆中胶粉的适宜掺量为5kg/m3。
关键词：可再分散乳胶粉；聚苯颗粒保温砂浆；应用
Abstract: This paper studies the redispersible powder particles of polystyrene insulation mortar technology to determine the appropriate content in the crumb rubber particles of polystyrene insulation mortar is 5kg/m3.Key words: redispersible latex powder; particles of polystyrene insulation mortar; application
中图分类号：TU53 文献标识码：A文章編号：2095-2104（2012）
建筑砂浆在工业与民用建筑中是一种用量大、用途广的建筑材料。建筑砂浆有现场配制和商品化两种形式，目前在欧美发达国家砂浆商品化的程度已很高，这是因为干拌的袋装或散装砂浆可以达到加快施工现场周转时间、降低劳动力成本、适应基层和材料品种的变化、提高施工质量和保护环境的效果。与现场搅拌的砂浆相比，干拌砂浆是通过针对特定产品将所有必要的组份（如胶凝材料、骨料和化学添加剂）在严格控制的条件下在干拌砂浆工厂混合生产的。预装袋的干拌砂浆会保证高品质的稳定的胶凝材料、骨料和添加剂始终以适当的比例进行混合，因此确保砂浆一贯的高品质。此外，在采用干拌砂浆时，可以针对某些类型的建筑或材料特殊要求而设计可以解决某些具体问题的产品。可再分散乳胶粉作为干拌砂浆中最重要的添加剂之一，在建筑领域都得到了广泛应用。
1、可再分散胶粉的发展历史
可再分散胶粉的研究始于1934年德国的I.G.Farbenindus AC 公司的聚醋酸乙烯类可再分散乳胶粉和日本的粉末乳胶。上世纪50年代后期，德国的赫斯特公司和瓦克化学公司开始可再分散乳胶粉的工业化生产。当时，可再分散乳胶粉也主要为聚醋酸乙烯类型，主要用于木工胶、墙面底漆和水泥系壁材等。但是由于PVAc胶粉的最低成膜温度高、耐水性差、耐碱性差等性能的局限，其使用受到较大的限制。随着VAE乳液和VA/VeoVa乳液的工业化成功，上个世纪60年代，最低成膜温度为0℃、具有较好耐水性和耐碱性的可再分散乳胶粉被开发出来，之后，其应用在欧洲得到广泛的推广，使用的范围也逐渐扩展到各种结构和非结构建筑粘合剂、干混砂浆改性、墙体保温及饰面系统、墙体抹平胶和密封灰膏、粉末涂料、建筑腻子的领域。
2、可再分散胶粉的作用机理
可再分散乳胶粉在砂浆中的作用是受水泥水化和乳胶粉成膜这两个过程所控制。水泥水化和乳胶粉成膜的复合体系形成由4个步骤完成：
2.1可再分散乳胶粉与水泥砂浆搅拌混合后，均匀地分散在体系中；
2.2聚合物颗粒沉积在水泥凝胶/未水化水泥颗粒混合物的部分表面；
2.3聚合物颗粒形成连续紧密的堆积层；
2.4在水泥水化过程中紧密堆积的聚合物颗粒聚集成连续的薄膜，将水化产物粘接在一起形成了完整的网络结构。
在砂浆的凝结硬化过程中胶粉会在聚苯乙烯(EPS)颗粒与水泥浆体之间的过渡区干燥成膜,使二者的界面结合更密实、更牢固；有一部分胶粉分散到水泥浆体中，随着水泥水化的进行，水泥浆体中水分不断消耗，水化产物增多，胶粉就逐渐聚集在毛细孔中，并在水泥水化物凝胶表面、未水化水泥颗粒表面成紧密堆积，从而改善硬化水泥浆体结构，由于水化和干燥使水分进一步减少，胶粉便凝聚成膜，形成聚合物网络，这种聚合物网络的弹性模量较水泥硬化体的弹性模量低，使硬化水泥浆体的韧性得到改善；聚合物分子中某些极性基团还可能与水泥水化产物发生化学作用，形成特殊的桥键作用，改善水泥水化产物的物理组织结构，缓解内应力，从而减少水泥浆体中微裂纹的产生。由于胶粉本身具有优良的粘接力，在改善水泥砂浆产品对基材的粘附力，特别是水泥这种无机粘结剂对EPS有机基材粘结性差的改良，作用更加明显。提高抗弯曲和抗张性，可承受高的变形负载，使应力降低，使得抗拉和抗弯曲性得以提高，特别是粘结性能得以提高。
胶粉掺量对聚苯颗粒保温砂浆各性能的影响
胶粉本身的粘性很大,当掺量过多时,EPS保温砂浆的粘性过大,流动性小,不便施工,而且砂浆成本过高；但当掺量过少时，水泥与EPS颗粒又达不到很好的粘结，导致保温砂浆的粘聚性不好，施工性也不好，因而要确定出一个最佳掺量。
每立方米保温浆体湿料含胶结材150kg /m3（比如水泥为147 kg /m3，纤维素醚为1 kg /m3，胶粉为2 kg /m3），聚苯颗粒骨料1200L/m3，胶粉掺入量为0、2、3、5、7、9kg/m3。
试验结果分析
①湿密度总体趋势是随胶粉掺量的增加而减小的。
②干密度出现一个类抛物线的结果。当胶粉掺量不超过5kg/m3时，干密度随胶粉掺量增加而减小，掺量超过5kg/m3后干密度随胶粉掺量增加而增加。
③抗压强度总体趋势是随胶粉掺量增加而增加的，但是掺量达到为5kg/m3后抗压强度没有太大增长。
④当胶粉掺量不超过5kg/m3时，软化系数随胶粉掺量增加而略有增加趋势，掺量超过5kg/m3后软化系数随胶粉掺量增加而减小。
⑤虽然数据有些跳动，但随胶粉掺量增加，压剪粘结强度是成增加趋势的。
⑥各组抗滑移性相差不大，没有什么规律变化。
所有掺量组，各性能指标均可达到标准要求。通过试验可以看出，随着胶粉掺量的增加EPS保温砂浆的压剪粘接强度呈上升趋势，干密度呈下降趋势。因可再分散乳胶粉是一类玻璃化温度低于30℃的热塑性树脂，故它们不会对水泥基体的抗压强度有任何的贡献。水泥基体的空隙率是影响其抗压强度的关键因素，而空隙率大小又是由水灰比和含气量来决定的。胶粉有一定得减水作用，故能降低水灰比使抗压强度提高；胶粉又有一定得引气作用，含气量上升又使得抗压强度降低。所以胶粉对砂浆强度的影响是决定于它的减水和引气的综合作用。本次试验随着胶粉掺量的增加，EPS 保温砂浆的抗压强度是呈上升趋势的，表明DA-1410胶粉的减水作用比引气作用要强一些。
结论
胶粉在一定掺量范围内，可提高保温砂浆的各个性能，但是超过一定范围反而不是很好，也不经济。胶粉的掺量为5kg/m3时，其干密度较低，抗压强度，软化系数都较高，压剪粘结强度也不错，抗滑移性较稳定，因而可以确定其适宜掺量为5kg/m3左右。
参考文献
[1] 傅德海，赵四渝，徐洛屹.干粉砂浆.中国建材工业出版社.2006.4
[2] 张雄,李旭峰,杜红秀.建筑功能外加剂[M].北京：化学工业出版社.2004
[3] 孙振平,蒋正武,金慧忠,等.外墙外保温系统的优点及其在我国的发展前景[C].首届全国商品砂浆学术会议论文集.上海:中国建筑学会建筑材料分会出版社,2005:80-87.
[4] 周竹发,王淑梅,寇秀蓉,等.可再分散乳胶粉在EPS保温砂浆中的作用机理及性能[J].新型建筑材料,2007,34(10):54-57.
[5] 彭家惠,武海龙,张建新,陈明凤.EPS保温砂浆性能与工程应用[J].墙材革新与建筑节能,2007,(01):48-51
[6] 科博尔,可再分散乳胶粉与干混砂浆,新型建筑材料,1999
关键词：可再分散乳胶粉；聚苯颗粒保温砂浆；应用
Abstract: This paper studies the redispersible powder particles of polystyrene insulation mortar technology to determine the appropriate content in the crumb rubber particles of polystyrene insulation mortar is 5kg/m3.Key words: redispersible latex powder; particles of polystyrene insulation mortar; application
中图分类号：TU53 文献标识码：A文章編号：2095-2104（2012）
建筑砂浆在工业与民用建筑中是一种用量大、用途广的建筑材料。建筑砂浆有现场配制和商品化两种形式，目前在欧美发达国家砂浆商品化的程度已很高，这是因为干拌的袋装或散装砂浆可以达到加快施工现场周转时间、降低劳动力成本、适应基层和材料品种的变化、提高施工质量和保护环境的效果。与现场搅拌的砂浆相比，干拌砂浆是通过针对特定产品将所有必要的组份（如胶凝材料、骨料和化学添加剂）在严格控制的条件下在干拌砂浆工厂混合生产的。预装袋的干拌砂浆会保证高品质的稳定的胶凝材料、骨料和添加剂始终以适当的比例进行混合，因此确保砂浆一贯的高品质。此外，在采用干拌砂浆时，可以针对某些类型的建筑或材料特殊要求而设计可以解决某些具体问题的产品。可再分散乳胶粉作为干拌砂浆中最重要的添加剂之一，在建筑领域都得到了广泛应用。
1、可再分散胶粉的发展历史
可再分散胶粉的研究始于1934年德国的I.G.Farbenindus AC 公司的聚醋酸乙烯类可再分散乳胶粉和日本的粉末乳胶。上世纪50年代后期，德国的赫斯特公司和瓦克化学公司开始可再分散乳胶粉的工业化生产。当时，可再分散乳胶粉也主要为聚醋酸乙烯类型，主要用于木工胶、墙面底漆和水泥系壁材等。但是由于PVAc胶粉的最低成膜温度高、耐水性差、耐碱性差等性能的局限，其使用受到较大的限制。随着VAE乳液和VA/VeoVa乳液的工业化成功，上个世纪60年代，最低成膜温度为0℃、具有较好耐水性和耐碱性的可再分散乳胶粉被开发出来，之后，其应用在欧洲得到广泛的推广，使用的范围也逐渐扩展到各种结构和非结构建筑粘合剂、干混砂浆改性、墙体保温及饰面系统、墙体抹平胶和密封灰膏、粉末涂料、建筑腻子的领域。
2、可再分散胶粉的作用机理
可再分散乳胶粉在砂浆中的作用是受水泥水化和乳胶粉成膜这两个过程所控制。水泥水化和乳胶粉成膜的复合体系形成由4个步骤完成：
2.1可再分散乳胶粉与水泥砂浆搅拌混合后，均匀地分散在体系中；
2.2聚合物颗粒沉积在水泥凝胶/未水化水泥颗粒混合物的部分表面；
2.3聚合物颗粒形成连续紧密的堆积层；
2.4在水泥水化过程中紧密堆积的聚合物颗粒聚集成连续的薄膜，将水化产物粘接在一起形成了完整的网络结构。
在砂浆的凝结硬化过程中胶粉会在聚苯乙烯(EPS)颗粒与水泥浆体之间的过渡区干燥成膜,使二者的界面结合更密实、更牢固；有一部分胶粉分散到水泥浆体中，随着水泥水化的进行，水泥浆体中水分不断消耗，水化产物增多，胶粉就逐渐聚集在毛细孔中，并在水泥水化物凝胶表面、未水化水泥颗粒表面成紧密堆积，从而改善硬化水泥浆体结构，由于水化和干燥使水分进一步减少，胶粉便凝聚成膜，形成聚合物网络，这种聚合物网络的弹性模量较水泥硬化体的弹性模量低，使硬化水泥浆体的韧性得到改善；聚合物分子中某些极性基团还可能与水泥水化产物发生化学作用，形成特殊的桥键作用，改善水泥水化产物的物理组织结构，缓解内应力，从而减少水泥浆体中微裂纹的产生。由于胶粉本身具有优良的粘接力，在改善水泥砂浆产品对基材的粘附力，特别是水泥这种无机粘结剂对EPS有机基材粘结性差的改良，作用更加明显。提高抗弯曲和抗张性，可承受高的变形负载，使应力降低，使得抗拉和抗弯曲性得以提高，特别是粘结性能得以提高。
胶粉掺量对聚苯颗粒保温砂浆各性能的影响
胶粉本身的粘性很大,当掺量过多时,EPS保温砂浆的粘性过大,流动性小,不便施工,而且砂浆成本过高；但当掺量过少时，水泥与EPS颗粒又达不到很好的粘结，导致保温砂浆的粘聚性不好，施工性也不好，因而要确定出一个最佳掺量。
每立方米保温浆体湿料含胶结材150kg /m3（比如水泥为147 kg /m3，纤维素醚为1 kg /m3，胶粉为2 kg /m3），聚苯颗粒骨料1200L/m3，胶粉掺入量为0、2、3、5、7、9kg/m3。
试验结果分析
①湿密度总体趋势是随胶粉掺量的增加而减小的。
②干密度出现一个类抛物线的结果。当胶粉掺量不超过5kg/m3时，干密度随胶粉掺量增加而减小，掺量超过5kg/m3后干密度随胶粉掺量增加而增加。
③抗压强度总体趋势是随胶粉掺量增加而增加的，但是掺量达到为5kg/m3后抗压强度没有太大增长。
④当胶粉掺量不超过5kg/m3时，软化系数随胶粉掺量增加而略有增加趋势，掺量超过5kg/m3后软化系数随胶粉掺量增加而减小。
⑤虽然数据有些跳动，但随胶粉掺量增加，压剪粘结强度是成增加趋势的。
⑥各组抗滑移性相差不大，没有什么规律变化。
所有掺量组，各性能指标均可达到标准要求。通过试验可以看出，随着胶粉掺量的增加EPS保温砂浆的压剪粘接强度呈上升趋势，干密度呈下降趋势。因可再分散乳胶粉是一类玻璃化温度低于30℃的热塑性树脂，故它们不会对水泥基体的抗压强度有任何的贡献。水泥基体的空隙率是影响其抗压强度的关键因素，而空隙率大小又是由水灰比和含气量来决定的。胶粉有一定得减水作用，故能降低水灰比使抗压强度提高；胶粉又有一定得引气作用，含气量上升又使得抗压强度降低。所以胶粉对砂浆强度的影响是决定于它的减水和引气的综合作用。本次试验随着胶粉掺量的增加，EPS 保温砂浆的抗压强度是呈上升趋势的，表明DA-1410胶粉的减水作用比引气作用要强一些。
结论
胶粉在一定掺量范围内，可提高保温砂浆的各个性能，但是超过一定范围反而不是很好，也不经济。胶粉的掺量为5kg/m3时，其干密度较低，抗压强度，软化系数都较高，压剪粘结强度也不错，抗滑移性较稳定，因而可以确定其适宜掺量为5kg/m3左右。
参考文献
[1] 傅德海，赵四渝，徐洛屹.干粉砂浆.中国建材工业出版社.2006.4
[2] 张雄,李旭峰,杜红秀.建筑功能外加剂[M].北京：化学工业出版社.2004
[3] 孙振平,蒋正武,金慧忠,等.外墙外保温系统的优点及其在我国的发展前景[C].首届全国商品砂浆学术会议论文集.上海:中国建筑学会建筑材料分会出版社,2005:80-87.
[4] 周竹发,王淑梅,寇秀蓉,等.可再分散乳胶粉在EPS保温砂浆中的作用机理及性能[J].新型建筑材料,2007,34(10):54-57.
[5] 彭家惠,武海龙,张建新,陈明凤.EPS保温砂浆性能与工程应用[J].墙材革新与建筑节能,2007,(01):48-51
[6] 科博尔,可再分散乳胶粉与干混砂浆,新型建筑材料,1999