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可再分散膠粉的作用機理

   日期:2018-07-27     瀏覽:220    評論:0    
核心提示:有膠粉在分散時對水的親和帶來的影響;有膠粉分散后黏度不同的影響;有由于保護膠體帶來的影響;有由于對水泥和水帶來的影響;有對砂漿含氣量提高以及氣泡分布帶來的影響;以及自身填加劑與其他添加劑相互作用帶來的影響等。其中接受較多的觀點是,可再分散膠粉通常是砂漿含氣量提高對砂漿的施工起到潤滑的作用,以及膠粉尤其是保護膠體分散時對水的親和以及隨后的黏稠度對施工砂漿的內聚力提高從而提高了和易性。
 可再分散膠粉的作用機理

可再分散膠粉與其他無機膠粘劑(如水泥、熟石灰、石膏、黏土等)以及各種骨料、填料和其他填加劑如甲基羥丙基纖維素醚、聚多糖(淀粉醚)、纖維素纖維等進行物理混合制成干粉砂漿。當將干粉砂漿加入水中攪拌時,在親水性的保護膠體以及機械剪切力的作用下,膠粉顆粒分散到水中。

正常的可再分散膠粉分散所需要的時間非常短暫,例如,在干噴混凝土修補砂漿中,加有可再分散膠粉的干砂漿與水僅在噴嘴終處混合約0.1s的時間便噴射到施工面,這已經足以使可再分散膠粉充分分散和成膜。在這早期混合階段膠粉已經開始對砂漿的流變性以及施工性產生影響,由于膠粉本身的特性以及該性的不同這種影響也就不同,有的有助流的作用,而有的有增加觸變性的作用,其影響的機理來自多個方面: 有膠粉在分散時對水的親和帶來的影響;有膠粉分散后黏度不同的影響;有由于保護膠體帶來的影響;有由于對水泥和水帶來的影響;有對砂漿含氣量提高以及氣泡分布帶來的影響;以及自身填加劑與其他添加劑相互作用帶來的影響等。其中接受較多的觀點是,可再分散膠粉通常是砂漿含氣量提高對砂漿的施工起到潤滑的作用,以及膠粉尤其是保護膠體分散時對水的親和以及隨后的黏稠度對施工砂漿的內聚力提高從而提高了和易性。

含有膠粉分散液的濕砂漿施工于作業面上,隨著水分在3個層面上的減少,基面的吸收,水硬性材料的反應消耗,面層的水向空氣揮發,樹脂顆粒逐漸靠近,界面逐漸模糊,樹脂逐漸相互融合,最終成為連續的高分子薄膜,這一過程主要發生在砂漿的氣孔以及固體的表面。這里要強調的是,要想使得這一過程不可逆,即當聚合物膜再次遇水不會二次分散,可再分散膠粉的保護膠體的保護膠體—聚乙烯醇必須從聚合物膜的體系中分離出去。這對堿性的水泥砂漿體系不是難題,因為聚乙烯醇會被水泥水化生成的堿所皂化,同時石英類的材料對其的吸附作用,使得聚乙烯醇逐漸從體系中分離,沒有了親水性的保護膠體,本身不溶于水的由可再分散膠粉一次分散所成的膜就可不但在干條件,也可在長期浸水的條件發揮作用。當然在非堿性體系中,如石膏或僅有填料的體系中,由于聚乙烯醇仍有部分存在于最終的聚合物膜中,影響到膜的耐水性,但由于這些體系均不用于長期浸水的場合,以及聚合物仍然具有其特有的機械性能,所以并不影響可再分散膠粉在這些體系的應用。 隨著最終聚合物薄膜的形成,在固化的砂漿中形成了由無機與有機膠粘劑構成的框架體系,即水硬性材料構成的脆硬性骨架,以及可再分散膠粉在間隙與固體表面成膜構成的柔韌性連接,這種連接可以想象成由很多細小的彈簧連接在剛性的骨架上,由于膠粉形成的高分子樹脂薄膜的拉伸強度通常高于水硬性材料一個數量級以上,使得砂漿自身強度得以增強,即內聚力得以提高。由于聚合物的柔性,形變能力遠高于如水泥等形成的剛性結構,砂漿的可變形性得以提高,分散應力的作用得到大幅提高,從而提高了砂漿的抗裂能力。隨著可再分散膠粉摻量的提高,整個體系向塑料方向發展。在高膠粉摻量的情況下,固化后砂漿中的聚合物相逐漸超過無機水化產物的相,砂漿發生質的改變,變成一個彈性體,同時水泥的水化產物變成一種“填料”。 同時,分布于界面上的可再分散膠粉經分散后成的膜又起到了另一種關鍵的作用,即增加了對所接觸材料的黏結性,這對一些難黏的表面,如極低吸水或不吸水的表面,如光滑的混凝土及水泥材料表面、鋼板、同質磚、玻化磚面;有機材料表面,如木材、塑料,顯得尤其重要。因為,無機膠粘劑對材料的黏結是通過機械嵌固的原理達到的,即水硬性的漿料滲透到其他材料的空隙中,逐漸固化,最后像要是嵌固在鎖中一樣將砂漿抓附在材料表面,對以上的年黏表面,對以上的年黏表面,由于無法有效地滲透到材料內部形成良好的機械嵌固,使得僅有無機膠粘劑的砂漿沒有有效的黏結,電子顯微鏡的觀察也很好地證明了這一點。而不依賴于表面的空隙率(當然毛糙的表面與增大的接觸面會提高黏結力),這一點在有機物基面的情況下表現更為突出,從電子顯微鏡的觀察也證明了其力的優越性。同時,含有乙烯的可再分散膠粉對有機基面特別是同類的材料,如聚氯乙烯、聚苯乙烯等的黏結力更為突出這在聚合物改性干粉砂漿用于聚苯乙烯板黏結與罩面時便是很好的例證
 
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