浙江方远建材科技有限公司 浙江 台州 318003
【摘 要】在聚合物无机保温砂浆中使用陶砂同比例取代玻化微珠（或闭孔珍珠岩），取代率从O％～15％，通过试验检测聚合物无机保温砂浆在施工性能、力学性能等的影响。通过实验结果表明：当取代率7.5-10％时，陶砂比闭孔珍珠岩在保温砂浆的拉伸粘结强度和抗压强度等都有一定的提高，可能会增加保温砂浆的密度和导热系数，但也在标准范围内；而砂浆的分层度，抗冻损失率随着陶砂取代率的增加而减少。
【关键词】陶砂；玻化微珠（或闭孔珍珠岩）；保温砂浆；施工性能；粘结拉伸强度
无机聚合物保温砂浆在目前来看，还是优于有机类保温砂浆，虽然无机类保温砂浆在导热系数等较有机类保温砂浆要大，但在防火性能上要好，并且聚合物无机保温砂浆具有优异的施工及力学性能，同时其保温性能符合国家标准，在聚合物无机保温砂浆中有多种骨料，各地各水相同特别是砂浆骨料中用闭孔珍珠岩的，存在闭孔珍珠岩从开采到成品过程中不环保不节能的问题，目前国家在开采矿产上已经有严格规定，量越来越少，价格越来越高，保温砂浆企业成本就越来越高，因此，有必要选择合适的无机保温骨料进行研究。页岩和淤泥制成的陶砂具有优异的性能，如密度低、筒压强度高、孔隙率高、软化系数高、抗冻性能良好等，由于其密度小，内部多孔、形态、成分较均一，且具有一定强度和坚固性，因而具有质轻、耐腐蚀、抗冻、良好的隔热性能等多功能特点，特别是淤泥制成的陶砂属于废物利用的节能产品，成本低，属国家补助项目。可见，掺入陶砂与玻化微珠（或闭孔珍珠岩）复合作为保温砂浆骨料能降低保温砂浆成本，并能改善无机保温砂浆的力学性能施工性能，因此对陶砂与玻化微珠（或闭孔珍珠岩）复合应用于保温砂浆进行试验研究很有必要，掌握掺入陶砂后对保温砂浆性能影响规律，以便陶砂能更好地进入保温砂浆的生产与应用，使其产生更大的经济效益。我们研究的聚合物无机保温砂浆以陶砂与玻化微珠（或闭孔珍珠岩）复合为骨料，加入水泥粉煤灰为胶凝材料，并添加适量的可分散胶粉和保水产料等辅助掺合料和外加剂制备而成。本文将在聚合物无机保温砂浆中使用陶砂同比例取代玻化微珠（或闭孔珍珠岩），取代率从O％～15％，试验其对砂浆的施工性能、力学性能等其它性能的影响找出规律，并确定掺入陶砂最佳掺量。
1实验部分
1.1材料
水泥：绣山牌P.O 42．5普通硅酸盐水泥。
陶砂：3 mm以下粒径，堆积密度580 kg／m3，1 h吸水率21％，浙江方远建材科技有限公司提供。筛分结果见表1。
玻化微珠（或闭孔珍珠岩）：粒径为2mm以下，堆积密度90kg／m3，导热系数0．047 W／（m?K），闭孔率≥92％，体积吸水率32％，筒压强度150kpa，河南信阳平桥珍珠岩公司提供；
掺合料：台州天达环保材料有限公司生产的I级粉煤灰，加入可以降低砂浆密度和提高砂浆的保温性能及耐久性；
有机外加剂：高效减水剂，山东万山集团有限公司生产；
阿克苏乳胶粉，可以增加砂浆的内聚力具有高粘结能力和独特的性能；
山东HPMCl00000S羟丙基甲基纤维素醚。
1.2试验方法及仪器
相同胶凝材料及外加剂情况下，在混合骨料玻化微珠（或闭孔珍珠岩）中同比例用陶砂取代，分别为0％，2.5％，5.0％，7.5％，10.0％，12.5％，将陶砂和全部粉料按配比先混合搅拌2min后，倒入玻化微珠（或闭孔珍珠岩）搅拌2min，通过控制稠度保持在75～85 mm加入用水量，制成标准试件。
按标准导热系数测试参照GB／T10294--2008（绝热材料稳态热阻及有关特性的测定》进行。利用平板导热系数测定仪测定，试样成型后两天拆模包膜，养护至14天拆膜，再在试验室干养护条件下养护至28天放入烘箱烘干，制成2个为一组的试样，其中烘干温度为（80±3）℃。
粘结拉伸强度利用万能试验机检测按JG/T 24中的方法成型检测。保温砂浆在70.7*70.7*20基准水泥砂浆试块上成型，保温砂浆厚度为6mm，成型时注意用刮刀压实。
抗压强度及干密度检测，参照国家标准《建筑保温砂浆》中附录B和附录C进行制备试样，成型8个三联试模，24块试样。取6块试样，按GB/T 5486.3-2001中第3章的规定进行干密度的测定，其中烘干温度为（80±3）℃；检验干密度后的6个试样，按GB/T 5486.2-2001中第3章的规定进行抗压强度试验；取12个试样，进行抗冻性能的试验及计算。[1]
2试验检测结果及分析
2．1陶砂掺量对聚合物无机保温砂浆施工性能的影响
无机保温砂浆的施工性主要是稠度和砂浆保水性能两个方面。实验首先按标准稠度75～85 mm范围内调节用水量测试砂浆的稠度，在标准稠度范围内测试保水性能（分层度），分层度测得试验结果见图1
从图1数据看出：在一定范围内稠度条件下，随着陶砂掺量的增加，砂浆的分层度接近线性减少。这是因为陶砂吸水率比玻化微珠（或闭孔珍珠岩）低，搅拌过程破损率少。
图1 陶砂对砂浆分层度的影响
由图1看出，当陶砂掺量达到骨料比例10％时，分层度曲线变缓。这表明陶砂掺入不超过12.5％时，能明显降低砂浆分层度，确保砂浆的保水性能，随着掺量超过12.5％效果就不明显。
2．2陶砂掺入对聚合物无机保温砂浆干表观密度性能的影晌
保温砂浆的干表观密度与材料保温性能是有密切关系的，干表观密度越小保温性能越好。
图2 陶砂对砂浆干密度的影响
由图2看出，当陶砂掺量达到骨料比例10％时以上时，干密度线性加大，
2．3陶砂掺量对聚合物无机保温砂浆粘结拉伸强度的影晌，粘结拉伸强度是砂浆安全的一个重要指标，能有效防止砂浆空鼓、跌落。
图3 陶砂对砂浆粘结拉伸强度的影晌
保温砂浆应有不错的力学性能，并能与墙体很好粘结，确保不出现空鼓和开裂现象[2]。经过试验陶砂取代适量玻化微珠（或闭孔珍珠岩）后对聚合物无机保温砂浆黏结强度的影响。
由图3可知：陶砂掺量达到2.5-12.5％之间，砂浆黏结强度随陶砂掺量比例增加粘性也增加，但增加陶砂掺量到一定比例砂浆黏结强度提高较慢。上述数据表明：聚合物无机保温砂浆掺入适量比例陶砂替代玻化微珠（或闭孔珍珠岩）可明显提高粘结拉伸强度。
2.4陶砂掺量对聚合物无机保温砂浆的抗压强度的影响
图4 陶砂对砂浆的抗压强度的影响
由图4可见：陶砂取代玻化微珠（或闭孔珍珠岩）比例达到5.0-12.5％之间，随陶砂量增加，砂浆的抗压强度线性增长，且在达到7.5至12.5％时强度提高明显。此后，陶砂取代量增加，砂浆强度增强逐渐变缓。
2．5陶砂掺量对聚合物无机保温砂浆抗冻损失率的影晌
图5 陶砂掺量对保温砂浆抗冻损失率的影晌
抗冻性能是砂浆耐久性的一重要指标，由图5可见：陶砂取代玻化微珠（或闭孔珍珠岩）比例在2.5-12.5％之间，随陶砂量增加，砂浆的抗冻性能线性提高，陶砂取代量超过12.5%时，砂浆抗冻性能曲线逐渐变缓。
上述结果表明：在聚合物无机保温砂浆中掺入适量陶砂取代玻化微珠（或闭孔珍珠岩）可提高保温砂浆的力学性能，这可能与两种骨料的自身的强度和物理状态有关。陶砂粒径较大，而玻化微珠粒径较小，适当取代得可以填充两者空隙，形成最紧密堆积而有利强度提高。有利于胶泥浆在骨料表面形成均匀连续的料浆层，这对砂浆黏结强度的提高起重要作用[3]。
2．6陶砂掺量对聚合物无机保温砂浆导热系数的影晌
保温砂浆导热系数是评价材料保温效果的基本性能指标
图6 陶砂掺量对保温砂浆导热系数的影晌
由图6可见：陶砂掺量为10％以内，随着陶砂掺量的增加，保温砂浆导热系数增长较慢。当掺量超过10.0%时导热系数增长较快。可见，陶砂的使用会增加砂浆的密度并不利于砂浆的保温性能。砂浆的导热系数与干表观密度是密切相关的，较低的干表观密度代表着砂浆内部具有更高约孔隙率，在这些孔隙内部存在的静止空气会明显降低材料的导热系数[4]。
3结论
通过试验检测，陶砂按比例取代玻化微珠（或闭孔珍珠岩），在合适的量基础上，是可以保证聚合物无机保温砂浆拉伸粘结和抗压强度符合要求的，并能降低分层度确保砂浆的保水性能，通过试验砂浆的干表观密度和导热系数也因陶砂的加入有所变大，砂浆在保温性能上有所降低；当陶砂加入7.5-10％时，保温砂浆的干表观密度、导热系数数据都增加不明显，而力学性能和施工性能却改善明显，因此陶砂按比例7.5-10％取代玻化微珠（或闭孔珍珠岩）作为无机保温砂浆的骨料是合适的。
参考文献：
[1]DB33/1054-2008无机轻集料保温砂浆及系统技术规程：
[2]黄少文，曾亮等．骨料级配对膨胀珍珠岩一玻化微珠保温砂浆性能的影响[J]．新型建筑材料，2008
[3]王伟鉴．无机轻集料聚合物保温砂浆配比设计及试验方法研究[D]．杭州：浙江大学材料科学与工程学院，2008．
[4]常儇宇，张金花，王小安．常见保温材料密度与导热系数关系的研究[J]．工程质量，2009，27（2）：
论文作者:苏君辉,陈倩倩,张龙,金明锋,杨海平
论文发表刊物:《低碳地产》2015年第9期
论文发表时间:2016/8/17
标签：砂浆论文; 无机论文; 聚合物论文; 性能论文; 骨料论文; 密度论文; 系数论文; 《低碳地产》2015年第9期论文;