日期：2021-10-15
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204 核心提示：双组分防水砂浆是以聚合物乳液、水和各种液体有机原料复合成液料，以水泥、细骨料、塑化剂和各种固体添加剂复合成粉料， 然后将
双组分防水砂浆是以聚合物乳液、水和各种液体有机原料复合成液料，以水泥、细骨料、塑化剂和各种固体添加剂复合成粉料， 然后将液料与粉料按一定的比例搅拌均匀即可使用的一种防水砂浆。该产品可用于背水面、迎水面防水施工，还可用于地下、屋面、外墙等防水工程。它具有粘结强度高、抗渗能力强、收缩率小等优点。防水砂浆重要的是抗渗能力和施工容易程度。在开发过程中主要针对防水砂浆的强度、抗渗压力、粘结强度及收缩率进行研究。其各项性能的试验方法根据《聚合物水泥防水砂浆》（JC/T 984-2005）中的规定进行（以下试验所测的强度，未做特别说明的，都为28d强度）。
1 双组分防水砂浆的研制及性能研究
双组分防水砂浆由液料和粉料两部分组成， 因此在开发过程中也分为两部分。
1.1 液料的研制
1.1.1 聚合物乳液种类的确定
不同种类的聚合物乳液对防水砂浆的性能影响是有很大区别的， 通过对比了市场上常用的几种乳液A（Tg：24℃），B（Tg：5℃），C（Tg：-10℃），D（Tg：-25℃），其中C和D两种乳液为丙烯酸酯类乳液，A乳液为苯乳液，B乳液为乙烯-乙酸乙烯酯乳液。单独用乳液配制成液料对防水砂浆体的粘结强度和抗渗压力影响如图1所示，对防水砂浆压折比的影响如图2所示。其中聚合物乳液用量在整个液料中所占的比例为50%。
由图1和图2可看出， 不同类型的乳液配制的防水砂浆对水泥砂浆层的粘结强度及柔韧性能有很大的影响，一般来说，玻璃化温度高的乳液成膜较硬，粘结强度大；相反，玻璃化温度低的乳液成膜较软，粘结强度小。可能是不同类型的乳液中极性基团的含量不同，因此导致粘结性能的变化。考虑防水砂浆整体强度的影响， 同时考虑到防水砂浆特殊环境的要求， 本次试验对不同类型乳液进行复配试验， 以寻找粘结强度高、柔性好的佳配合比（乳液用量占整体用量的50%）。通过大量试验对比，本课题组按将A和C按一定比例复配，组成一种新的乳液E，该乳液对防水砂浆的粘结强度、抗渗压力及柔韧性有很好的改善，具体试验数据如表1所示。
1.1.2 聚合物乳液用量的确定
根据以上试验过程得出的结果， 选用共混性能较好的乳液E制备防水砂浆。用不同掺量的乳液配制的防水砂浆，其性能如表2所示。
表2 乳液用量对防水砂浆性能的影响
由表2可知，随着聚合物乳液用量的增大，粘结强度和抗渗压力有增大的趋势，当用量达到55%以上，其趋势较平缓； 而防水砂浆的强度随着用量的增大越来越低， 施工性也越来越差。因此， 聚合物乳液用量为50%左右为佳用量。
1.1.3 羟丙基甲基纤维素醚（HPMC）的掺量确定
要保证防水砂浆的施工性能， 保证体系中的水泥有充分的水分水化来提高砂浆的强度。所以HPMC的掺量对防水砂浆的物理性能和施工性能是非常重要的。由表3可知，掺入HPMC后，防水砂浆的施工性能有明显改善，随着掺量的增加，保水性能越来越好，但强度逐渐降低，抗渗压力也降低。当掺量为0.1%左右时，各项性能指标均达到标准要求。
1.1.4 其他助剂
为了使防水砂浆具有优良的性能， 在液料中加入各种助剂是非常必要的。消泡剂的加入可减小液料表面张力，减少气泡的形成。在液料中加入防腐剂，可使液料的放置时间更长。还可在液料中掺入分散剂、防冻剂等外加剂，使防水砂浆具有某种特定的性能。
1.2 粉料的研制
1.2.1 无机胶凝材料
水泥作为胶凝材料，表现主要为强度，水泥用量是影响体系总体性能重要的因素，水泥的用量大，其强度相对高， 常用普通硅酸盐水泥的强度等级有32.5级和42.5级，水泥强度等级高，防水砂浆强度随之增高。本课题组采用P·O42.5水泥作为防水砂浆的无机胶凝材料，给防水砂浆提供强度。其掺量的多少直接影响到防水砂浆的强度。本课题组通过大量的试验对比，来确定水泥用量，具体试验数据如表4所示。由试验数据可知，随着水泥掺量的增大，防水砂浆的强度和粘结强度逐渐增大，但其压折比也相应的增大。当掺量大于50%时， 压折比的值已超过《聚合物水泥防水砂浆》（JC/T 984-2005）中的规定。因此，水泥掺量为45%左右为佳掺量。
表4 不同水泥掺量对防水砂浆性能的影响
1.2.2 膨胀剂与减水剂掺量的确定
本产品采用膨胀剂与减水剂复合使用的方法，使其同时具有减水增强和抗收缩的性能，能有效改善砂浆的抗开裂性能。具体试验数据如表5、表6所示。由表5，6可知，膨胀剂佳掺量为2.0%，减水剂佳掺量为0.3%。
表5 膨胀剂不同掺量对防水砂浆性能的影响
表6 减水剂不同掺量对防水砂浆性能的影响
1.2.3 超细硅粉掺量的确定
由于普通砂浆中空隙率较高，抗渗能力差。在砂浆中掺入超细硅粉，可大大提高砂浆的抗渗能力，主要是因为超细硅粉的平均粒径非常小，掺入水泥砂浆中，能很好地填充于水泥颗粒空隙中，使砂浆更加致密；它还与游离的Ca （OH）2结合， 形成稳定的硅酸钙水化物2CaO·Si2·nH2O，从而提高了砂浆的抗渗性能，其掺量与防水砂浆的抗渗压力如表7所示。
表7 超细硅粉不同掺量对防水砂浆性能的影响
1.2.4 骨料的选择
在防水砂浆中，砂颗粒的表面需水泥浆来包裹，并且砂与砂之间的空隙也要用水泥浆来填充。因此，希望砂颗粒都能粗细配合得当，由中粒填充粗粒的空隙，再由细粒填充剩余的空隙，尽量减小空隙率。同时，从降低骨料颗粒总的表面积、减少包裹用水泥浆的角度出发，颗粒的粒度以粗一些为宜。因此，本课题组从砂的孔隙率和总表面积两方面入手， 再结合防水砂浆的施工性能， 选用适当的粒径搭配以改善防水砂浆的施工性、增加防水砂浆的密实度和强度。
2 生产工艺及配置方法
2.1 生产工艺
双组分防水砂浆液料生产工艺流程如图3所示，粉料生产工艺流程为： 原料称量→搅拌均匀→包装→入库。
2.2 配制方法
该防水砂浆将液料与粉料按一定的比例配制，搅拌均匀即可施工。但是， 液料与粉料的配合比不同，其防水砂浆的性能也大有不同。本课题组从防水砂浆的施工性、抗渗性、强度以及粘结强度等性能角度出发，确定了液料与粉料的配合比，具体试验数据如表8所示。
表8 不同配合比的液料与粉料配制的防水砂浆性能
由表8可知，随着液料的增加，防水砂浆的粘结强度、抗渗压力逐渐增加，施工性变好；当比例大于0.32时，粘结强度、抗渗压力开始降低，施工性变差。强度随着液料的增加越来越低，压折比也越来越低。综合各种性能，液料与粉料的配合比为0.28~0.32时为佳。
3 工程应用
苏州市某住宅小区一地下仓库面积为40 m2，由于使用时间较长，有严重的渗漏水现象。业主来寻求解决办法，经过现场研究勘察，推荐业主使用该防水砂浆。为了提高砂浆与地下室地面的粘结力， 先在原有混凝土上刷1 mm厚的水泥净浆（用该产品的液料与水泥配制而成），然后分两遍批刮防水砂浆（液料∶粉料=3∶10），每遍控制厚度为5 mm左右。施工半年后，该工程无裂缝、无渗漏水现象，业主对该防水砂浆相当满意。
4 结语
（1） 拌制防水砂浆时，可根据现场施工要求，液料与粉料的配合比可在0.28~0.32之间做适当调整。
（2） 利用多种乳液复配，可解决单一乳液配制给砂浆带来的不足。
（3） 在砂浆中加入HPMC，能有效改善防水砂浆的施工性和保水性。
（4） 各种助剂的加入， 对防水砂浆的施工性、强度、抗渗压力以及粘结强度都有很大的提高。
