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摘要：防水材料是建筑工程中必须用到的一种重要的材料，但是大部分防水材料容易老化开裂。本文利用XRD、TG等手段对阜新膨润土性质进行了研究，并通过补加水、添加聚丙烯酰胺（PAM）、羧甲基纤维素钠（CMC）等药剂，找出了膨润土防水材料的最佳制备工艺，老化性能明显提高，渗透系数达到7.34×10-11 m/s，达到行业标准。
关键词：膨润土，聚丙烯酰胺（PAM），羧甲基纤维素钠（CMC），防水材料
1引言
建筑结构物采用防水材料的主要目的是为了防潮、防渗及防漏，尤其是为了防漏，防水就是要防治建筑结构物各部位由于各种因素产生的裂缝或构件的接缝之间出现渗水[1-3]。每到梅雨季节，由于房屋漏水都会造成较大的财产损失。在营房建设中也存在这样的安全隐患。市场上防水材料种类繁多，防水性能也较好，但是容易老化开裂。本文以膨润土为原料研制一种既防水又耐老化的防水材料。
2试验原料及仪器
试验仪器：X射线衍射仪（XRD-Bruker D8 advanced）；对辊挤压机（SX-100）；热重分析仪（DTG-60AH）。
试验用药品：轻质氧化镁、盐酸、碳酸钠、焦磷酸钠、次甲基蓝、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酰胺。
3试验研究
3.1阜新膨润土原矿性能测试
对阜新膨润土原矿进行物化性能分析测试，结果见表1。
表1 阜新膨润土主要物化性能
由表1可知，该膨润土吸蓝量为45.2 ml，天然钠基膨润土胶质价>100ml/3g，膨胀容75ml/g，原矿性能较好。膨润土阳离子交换总量较高，说明该膨润土具有较强的改型、改性能力。由于（EK++ENa+）/（ECa2++ EMg2+）=1.19>1，可知该膨润土为钠基膨润土。
3.2阜新膨润土XRD性能测试
使用Bruker D8 advanced对膨润土进行XRD分析，结果见图1。电压40KV，电流40mA，Cu靶，起始角3°，终止角70°，扫描速度0.06°/s。
图1 阜新膨润土XRD测试结果
由XRD图谱分析可知，该膨润土主要含有蒙脱石、石英以及长石，蒙脱石的特征峰d001出现在5°之前，属于典型的钠基膨润土。
3.3阜新膨润土热重-差热（TG-DTA）分析
使用岛津DTG-60AH自动热分析仪对膨润土进行热分析，温度范围从40℃到1200℃，空气通入量30ml/min，升温速度20℃/min，结果见图2。
图2 阜新膨润土TG-DTA测试结果
从图2可看出：当温度升至90℃，失重6.97%，当温度升到300℃，膨润土层间吸附水基本散逸完毕，这一阶段失重2.015%；温度超过300℃，膨润土中的结构羟基开始脱除，到740℃左右膨润土结构羟基基本脱除完毕，而差热曲线上665℃出现第二吸热谷，但是该吸热谷形态平坦平缓且宽，说明此时膨润土依然保持层结构；温度超过750℃，这一阶段热重曲线趋于平缓，说明基本脱水完毕，总失重为14.096%，而差热曲线在780℃出现一个较宽的放热峰，可能说明膨润土晶体结构遭到破坏。
3.4预水化膨润土防水材料制备研究
根据建材行业标准JC/T693-1995和国标GB/T20973-2007，通过大量的单因素试验研究，确定了添加水量、聚丙烯酰胺（PAM）、羧甲基纤维素钠（CMC）对防水材料制备影响显著，故进行正交试验研究，结果见表2。
通过正交试验可以看出，添加水量为30%，聚丙烯酰胺添加量为7%，防霉剂CMC添加量为10%时，制备出来的防水材料性能最好。防水材料的渗透系数达到7.34×10-11 m/s，达到行业标准。
3.5预水化膨润土防水材料试验分析
用于防水防渗工程中的防水材料由于长时间与水接触，可能会导致天然钠基膨润土转变为钙基膨润土，从而导致失效。因此，在制备预水化膨润土防水毯的过程中，应根据用途不同，适当加入不同剂量的钠化剂（碳酸钠等），防止Na+被Ca2+置换[4]。
根据试验结果可知，有机药剂添加量较高，不能配成溶液混匀，故在采用实验室以堆锥混匀的形式进行。采用对辊挤压，对辊转速60 r/min，对辊间距间歇调整为2～3mm，但挤压时间不宜过长。
4 结论：
（1）有机药剂为聚丙烯酰胺，添加量7%，防霉剂为CMC，添加量10%，添加水量30%，预水化膨润土防水材料在常温和高温条件下，能保持抗裂性能。
（2）未添加NaCO3的膨润土防水材料常温和高温条件下，均不开裂，同时没有出现分层现象，而添加NaCO3的膨润土防水材料在常温下开裂。
参考文献：
[1 ]罗佳丽，潘福奎. 膨润土防水毯防水技术概述[J]. 山东纺织科技，2006（02）：53-56.
[2] 刘继武，祝和权，等. 膨润土系列防水材料及其应用[J]. 中国建筑防水，2003（05）：11- 13.
[3] 鞠建英. 膨润土防水毯特性及质量控制[J]. 中国非金属矿工业导刊，2013（01）：15-18.
[4] 谢奕明，吴季怀. 膨润土/聚丙烯酸钠超吸水性复合材料的表征[J]. 华侨大学学报（自然科学版），2007（03）：282-286.
论文作者:张永高
论文发表刊物:《建筑模拟》2019年第35期
论文发表时间:2019/12/18
标签：膨润土论文; 防水材料论文; 阜新论文; 水化论文; 甲基论文; 性能论文; 原矿论文; 《建筑模拟》2019年第35期论文;