摘要:研究了可再分散乳膠粉、纖維素醚、木質纖維、憎水劑和引氣劑對玻化微珠保溫砂漿性能的影響。結果表明，可再分散乳膠粉增強了無機膠凝材料與玻化微珠之間的結合力，提高了拉伸粘結強度；纖維素醚有效改善了保溫砂漿的工作性；木質纖維在玻化微珠保溫砂漿中形成三維網狀結構，提高了砂漿的內聚力、抗裂性和力學性能；憎水劑降低了玻化微珠保溫砂漿的吸水率，提高了軟化系數；引氣劑顯著降低了玻化微珠保溫砂漿的干密度。
關鍵詞：保溫砂漿；玻化微珠；可再分散乳膠粉；纖維素醚；木質纖維；憎水劑；引氣劑
玻化微珠是一種無機物玻璃質礦物材料，是利用含結晶水的酸性玻璃質火山巖（如：珍珠巖、黑耀巖及松脂巖等）經粉碎、脫水（結晶水）、汽化膨脹、熔融玻化等工藝生產而成，可替代粉煤灰漂珠、玻璃漂珠、普通膨脹珍珠巖、聚苯顆粒等諸多傳統的輕質骨料應用于不同的制品中，是一種環保型高性能無機輕質絕熱材料。
玻化微珠保溫砂漿具有優良的保溫隔熱性能和抗老化、耐候及防火性能，強度高，粘結性能好，無空鼓、開裂現象，現場施工加水攪拌即可使用，可直接施工于干狀墻體上。與聚苯顆粒或普通膨脹珍珠巖作輕質骨料的保溫砂漿相比，玻化微珠保溫砂漿克服了膨脹珍珠巖吸水率大、易粉化、料漿攪拌過程中體積收縮率大、易造成產品后期保溫性能降低和空鼓、開裂等不足之處，同時又彌補了聚苯顆粒易燃、防水性能差、高溫下產生有害氣體和耐老化、耐候性能、和易性差及施工中反彈性大等缺陷。
玻化微珠保溫砂漿的良好性能需要優良的外加劑作為保障，本文研究了各種外加劑對玻化微珠保溫砂漿性能的影響，以期深入了解外加劑的作用機理，以便在工程實踐中更好的使用玻化微珠保溫砂漿。
1 實驗
1.1 原材料
水泥：普通硅酸鹽水泥P.O42.5R，拉法基集團產品；
玻化微珠：堆積密度120kg/m3，河南信陽產；
可再分散乳膠粉：VINNAPAS 5010N，德國瓦克化學公司產；
甲基羥乙基纖維素醚：TYLOSE MH100001P6，日本信越化學公司產；
木質纖維：ARBOCELZZC500，德國JRS公司產；
憎水劑：Nanothixa B1490，美國洛克伍德公司產；
引氣劑：LP-W1，汕頭經濟特區龍湖科技有限公司產；
混凝土基板：尺寸400mm×200mm×40mm，上海婁成新型建材實業有限公司產。
1.2 實驗方法
玻化微珠保溫砂漿性能測試參照GB/T 20473-2006《建筑保溫砂漿》進行。
濕表觀密度按照JG 158-2004《膠粉聚苯顆粒外墻外保溫系統》方法進行。
拉伸粘結強度測試在符合JC/T 547-2005《陶瓷墻地磚膠粘劑》附錄A規定的混凝土板上涂抹厚度為2cm玻化微珠保溫漿料，在（23±2)℃、相對濕度(50±10)%條件下養護27d，并用高強度樹脂粘結拉伸用的上夾具繼續養護1d，測試其拉伸粘結強度。
2 實驗結果與討論
2.1 可再分散乳膠粉對玻化微珠保溫砂漿性能的影響

可見，可再分散乳膠粉降低了玻化微珠保溫砂漿的抗壓強度，同時提高了拉拔強度。這是因為，可再分散乳膠粉作為粉體的有機聚合物膠粘劑，在其與水接觸時會重新分散成有機聚合物乳液，而當水泥砂漿中的水消失時會形成聚合物膜，在水泥的作用下，形成的聚合物膜不會發生二次分散。正是基于這種原理，可再分散乳膠粉的摻入降低了玻化微珠保溫砂漿的剛性，從而使抗壓強度降低。從圖2可看出，可再分散乳膠粉在玻化微珠保溫砂漿中形成了連續的聚合物膜，提高了纖維與水泥砂漿的結合力。可再分散乳膠粉在玻化微珠與水泥砂漿的界面上形成連續的聚合物膜，增強了它們之間的結合力，也增強了玻化微珠保溫砂漿的內聚力和團聚性，提高了拉伸強度。
2.2 纖維素醚對玻化微珠保溫砂漿性能的影響
纖維素醚在玻化微珠保溫砂漿中起到保水、增稠和改善施工性的作用，其對玻化微珠保溫砂漿性能的影響見圖4、圖5。

可以看出，隨著纖維素醚摻量的增加，保溫砂漿濕密度和干密度均降低，這是因為纖維素醚是一種增稠材料，在機械攪拌下有一定的引氣作用，從而隨著摻量的增加，增稠和引氣作用明顯，導致密度和強度降低。
此外已有研究表明，纖維素醚除了賦予砂漿上述的性能，還會延緩水泥的水化動力學過程，這種作用在溫度較低時（如較為寒冷的地區或炎熱地區溫度偏低時）對砂漿的施工是不利的。因此，在實際工程配方中應充分考慮纖維素醚的添加量，以滿足施工性為前提。
2.3 木質纖維對玻化微珠保溫砂漿性能的影響
木質纖維ARBOCELZZC500在玻化微珠保溫砂漿中形成三維結構，并有顯著的交聯作用。這種交聯的結構可以將水或其它液體鎖住，纖維平均長度越大，增稠作用越強。在相同用水量情況下，隨著木質纖維摻量的增加，對玻化微珠保溫砂漿的鎖水、增稠作用越明顯，濕表觀密度相應增大（見圖6）。


木質纖維改善了玻化微珠保溫砂漿的力學性能（見圖7）。
隨著木質纖維摻量的增加，玻化微珠保溫砂漿的抗壓強度和拉拔強度均呈上升趨勢。摻加一定數量的木質纖維，縱橫交錯的纖維分布于玻化微珠保溫砂漿中，形成不規則的纖維網格，提高材料的內聚力、高溫穩定性和抗裂性。

2.4 憎水劑對玻化微珠保溫砂漿性能的影響（見圖8）
玻化微珠因其內部多孔的特性導致吸水率偏大，而用于外墻外保溫的玻化微珠保溫砂漿，需要經受雨水的侵蝕，吸水率偏大對系統耐水性是不利的。因此，玻化微珠保溫砂漿的耐水性通常是衡量系統好壞的關鍵指標，我們通常用軟化系數表示。在其中添加憎水劑的研究表明，憎水劑提高了玻化微珠保溫砂漿系統的耐水性，在降低玻化微珠保溫砂漿吸水率的同時提高了其軟化系數。
圖8 憎水劑對保溫砂漿軟化系數的影響
2.5 引氣劑對玻化微珠保溫砂漿性能的影響
按照建筑保溫砂漿的標準，以干密度為依據，將其分為2種型號，在大量的實驗后發現，Ⅱ型通常很容易達到，而要達到Ⅰ型的標準，需要從玻化微珠摻量、纖維素醚的添加量等入手，而最直接有效的方法就是摻入適量的引氣劑（見圖9、圖10）。
圖9 引氣劑對保溫砂漿干密度的影響
圖10 引氣劑對保溫砂漿抗壓強度的影響
從圖9、圖10可以看出，高效引氣劑LP-W1顯著降低了玻化微珠保溫砂漿的干密度，摻入0.01%使砂漿的干密度達到了標準規定的Ⅰ型范圍。同時引氣劑摻入后保溫砂漿的密度降低，空隙增大，抗壓強度降低。
3 結語
（1）可再分散乳膠粉是一種粉體有機聚合物粘結劑，在其與水接觸會重新分散成有機聚合物乳液，當水泥砂漿中的水消失又形成了聚合物膜改善了無機膠凝材料與玻化微珠的界面結合力，提高了拉伸粘結強度。
（2）纖維素醚有效改善了保溫砂漿的工作性，隨著摻量增加，保溫砂漿的密度及抗折、抗壓強度均降低，合理的摻量是優質產品的保證。
（3）木質纖維的加入使得在保溫砂漿單位體積內大量分布縱橫交織纖維，使得保溫砂漿的內聚力增強，抗拉、抗壓強度得到顯著提高。同時木質纖維具有鎖水、增稠作用，保溫砂漿的濕表觀密度相應增大。
（4）憎水劑的摻入降低了玻化微珠保溫砂漿的吸水率，提高了其軟化系數。
（5）引氣劑是控制玻化微珠保溫砂漿干密度的有效途徑，其摻入降低了玻化微珠保溫砂漿的密實度和干密度。