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可再分散乳胶粉对EPS底板粘结砂浆的粘接强度影响

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干混砂浆是新型建筑材料的一种,其中用于EPS薄抹灰外保温系统的粘结砂浆(胶粘剂)是外墙外保温领域中用量大,范围广的品种。可再分散乳胶粉作为干混砂浆中的重要有机胶粘剂,虽然胶粉质量仅占干混砂浆质量的2%左右,但价值却占到20%以上。干混砂浆合理配比,这一问题也是高职建筑材料工程专业建筑砂浆课程中的重点和难点。学生在教师指导下,研究探讨不同胶粉掺量下对粘接砂浆强度的影响,对合理科学使用可再分散乳胶粉,从而降低生产成本,避免资源浪费,具有一定的现实意义。
  试验目的
  根据《膨胀聚苯板薄抹灰外墙外保温系统JG149—2003》中试验标准和试验方法,探讨不同胶粉掺量对胶粘剂与EPS底板试块粘接性能的影响。
  试验材料
  水泥: 采用天水P·O 42.5;重钙:250目;砂:细度为70目的水洗河砂;纤维素醚:赫达10万粘度值;可再分散乳胶粉:瓦克5044N。
  本试验是为分析可再分散乳胶粉对胶粘剂与EPS底板粘接性能影响,研究可再分散乳胶粉在干混砂浆中掺量的,所以,调整配合比为表2。
  本次试验主要研究的是可再分散乳胶粉对粘结砂浆拉伸粘接强度的影响,配合比表1中,粘结砂浆的配合比变量较多,如果采用该配合比配制粘结砂浆进行试验,则无法准确判断可再分散乳胶粉对粘结砂浆性能的影响。
  在配合比表2中,固定了水泥掺量为350kg,用水量为200kg,水洗砂为550kg。
  李扣兰、丁盛等通过变化纤维素醚在干混砂浆中的掺量,设计研究了干混砂浆与EPS板粘接的拉伸强度试验,试验中发现:纤维素醚掺量增加,粘结剂的拉伸粘结强度也会慢慢增加,当纤维素醚的掺量达到某一数值时,粘结剂的拉伸粘结强度达到峰值。如果继续增加纤维素醚掺量,粘结剂的拉伸粘结强度反而迅速降低并低于空白粘结剂的数据。由此可以判定:纤维素醚对粘结剂的粘结能力有一定影响,但掺量过大会降低其粘接性能,存在一个最佳值。
  由于已有的大量实践已经表明纤维素醚主要作用是保水和增稠,胶粉虽也具有保水性能,但其作用远不如纤维素醚明显,而且,纤维素醚对粘结砂浆的力学性能影响效果不大。由此,本次试验在常见配合比纤维素醚掺量(2~5kg)的基础上选取较小值(2kg)作为固定参数,就是为了在保证粘结砂浆保水性和稠度基础上,尽量减小其对水泥砂浆硬化体的影响,从而更准确地确定,可再分散乳胶粉对粘结砂浆的作用和影响。
  另外,表2配比中的重钙属于惰性填料,即为机械破碎的方解石、石灰石等。它们本身基本不参与化合反应。由此,为了保证配比中的总量不变,可在内掺胶粉的过程中,调整惰性填料重钙的掺量为98-N(kg)。
  根据以上分析,可以得出如下结论:表2中所采用的配合比,能较好地测定含有可再分散乳胶粉对胶粘剂与EPS底板粘接性能影响,为胶粉的合理使用提供参考。
  试验方法
  按照《膨胀聚苯板薄抹灰外墙外保温系统》,JG149-2003 6.3.1用表观密度为18kg/m3的,按规定,经过陈化后合格的膨胀聚苯板作为试验用标准板(抗拉强度≥0.1MPa),切割成70mm×70mm×20mm的聚苯板下底板试块,每组6块备用。
  按表2配制出胶粘剂,粘接EPS底板,粘接厚度3mm,面积40mm×40mm。
  在空气中养护14d后,如图1进行拉伸粘接强度测定,拉伸速度为(5±1)mm/min。拉伸后试件如图2,记录每个试验测试结果及被破坏的界面,并取4个中间值计算算数平均值。
  试验数据处理
  拉伸粘结强度应按下式进行计算:
  σb=Pb/A
  式中σb为拉伸粘接强,Mpa;Pb为破坏荷载,N;A为试样面积,mm2。
  试验结果
  试验结论与分析
  从图2中可知,粘结砂浆对EPS底板的拉伸粘接强度测试试验中,试块的断面出现了两种情况,即粘结砂浆与EPS底板的在粘接界面处断裂;断面在EPS底板内断裂。
  从图3中可明显看出,对于不同掺量胶粉配制的粘结砂浆与EPS底板试块的拉伸粘结强度变化较大,当每吨粘结砂浆中胶粉掺量不低于12.5kg时,即可再分散乳胶粉掺量不低于1.25%时,粘结砂浆与EPS底板的拉伸粘结强度,符合《膨胀聚苯板薄抹灰外墙外保温系统》JG149-2003规定的大于0.1MPa,或聚苯板破坏的要求。
  分析表3、图3,可以发现,若断面发生在界面处,所测得试验数值较小,也说明粘结砂浆与EPS底板的结合效果差,若断面发生在聚苯板内部,往往测得的试验数值较高,也证明粘结砂浆与EPS底板的结合效果强,粘接牢固。
  当胶粉含量低于1.25%时,可再分散乳胶粉对粘结砂浆的影响粉基本不起作用,甚至起副作用,而且,观察20组试块,此时的试块破坏往往发生在聚苯板与粘结砂浆界面处,说明界面仍是最脆弱的地方。当胶粉含量不低于1.25%时,破坏大都发生在聚苯板内部,说明胶粉起到了增强界面粘接效果的作用,界面粘接强度已经大于聚苯板内部的垂直面抗拉强度。

  综合以上分析,得出结论如下:对于可再分散乳胶粉对EPS底板粘结砂浆的拉伸粘接强度影响可以以1.25%的掺量为界,大于这一掺量即可满足标准要求。较高的胶粉掺量对粘接强度的增长并无实际意义。这一研究结论,对于高职建筑材料专业教师指导学生学习,深入研究砂浆配合比的设计,以及学生了解当前建筑新型材料的前沿与创新都有重要的现实意义。

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