随着混凝土砌块和各类墙体材料的大量应用以及抗裂、抗渗要求的提高，对砂浆性能特别是粘结强度和抗裂性能均提出了更高的要求。研制和应用新型砂浆，改善砌筑砂浆的力学性能，提高墙体的抗裂能力，是推进新型墙材迅速发展的有效途径。针对传统墙体抹面水泥砂浆脆性大、粘接强度低、干缩变形大，以及抗渗性、抗裂性、抗冻性差等缺陷，以及施工效率低、浪费大、污染环境等问题，本试验拟采用粉状聚合物类添加剂及其它相关功能助剂对普通砂浆进行改性，以改善砂浆的柔韧性和抗裂性，开发出适合新型墙体材料（如加气混凝土砌块）使用的配套专用聚合物改性抗裂防渗砂浆，以期从根本上解决墙体易出现的开裂和渗漏问题。
 

1 原材料

水泥：42.5 普通硅酸盐水泥（C）；细集料（SH）：模数为1.27，堆积密度为1883 kg/m3，含泥量为2.6%；粉煤灰（MH）：比表面积为490.5 m2/kg；聚合物干粉（JF）：Vinnapas RE5044N；纤维素醚（BS）：HPMC- 75000；膨胀剂（PZ）：北京中岩特种工程材料公司自行开发，碱含量R2O<0.3%；减水剂（JS）：UNF- 5 高效萘系减水剂，减水率为14%～20%；消泡剂（XP）：AGITAN粉末消泡剂。

2 试验方法

2.1 配比

根据抗裂防渗砂浆的性能要求，通过对3 类重要添加剂性能分析，得到了较理想的添加剂掺量范围：BS 的掺量宜在0.02%～0.05%，JF 的掺量宜在4%～8%，PZ 的掺量宜在6%～10%。对不同水胶比、灰砂比及不同的养护制度等进行分析，综合对抗裂性产生影响的几个因素，结合对砂浆的稠度、分层度、折压比、粘结抗折强度及干缩性等测试结果，综合得出：

（1）水胶比保持在0.55～0.60；

（2）灰砂比保持1∶2；

（3）沉入度控制在6.2～6.4 cm；

（4）2 d 湿养+5 d 水养+21 d 干养的养护制度。

2.2 聚合物抗裂防渗砂浆的配制

以胶凝材料与集料比为1.0∶2.0，水胶比为0.55 作为基础配料。本试验采用正交法，研究聚合物改性抗裂防水砂浆的佳配合比。正交试验方案选用了水泥+膨胀组分（PZ）、聚合物干粉（JF）及保水组分（BS）3 个因素，采用L9 （34）正交方法（见表1）。

2.3 试验方法

按表1 先将准确称量的各类粉状类添加剂与水泥混合均匀，再与砂均匀混合30 s，然后加入拌合水匀速搅拌3 min。

（1）基本性能实验：聚合物干粉改性砂浆的稠度、分层度、湿密度及凝结时间等指标的测试，参照JGJ 70—90《建筑砂浆基本性能试验方法》进行。

（2）抗压强度、抗折强度和粘结抗折强度试验：参照GB/T17671—1999《水泥胶砂强度检验方法（ISO 法）》。

（3）干缩性试验：按JC/T 603—1995《水泥胶砂干缩试验方法》标准。

（4）抗渗性、吸水性试验：参照JC 474—1999《砂浆、混凝土防水剂》标准。

（5）抗裂性试验：参照DBJ 01- 63—2002《外墙外保温用聚合物砂浆质量检验》规定的试验方法进行。

（6）冻融循环试验、耐水性、耐高温试验：参照JC/T 547—94 规定的方法。

（7）干湿循环试验：按7 d 湿养+21 d 干养养护制度养护到28 d 后（空白试件为标准养护）。
 

3 试验结果（见表2）

（2）干缩率优的组合是A3B1C3。

4.1.4 对砂浆的失水率的影响（见图4）

由图4 可得：

（1）BS 掺量对聚合物改性砂浆失水率的影响大，PZ 的影响次之，JF 的影响小。

（2）失水率优的组合是A3B3C1。

4.1.5 对砂浆的抗渗性的影响（见图5）

由图5 可得：

（1）JF 掺量对聚合物改性砂浆抗渗性的影响大，BS 的影响次之，PZ 的影响小。

（2）抗渗性优的组合是A2B3C2。

4.1.6 对砂浆的吸水率的影响（见图6）

由图6 可得：

（1）JF 掺量对聚合物改性砂浆吸水率的影响大，BS 的影响次之，PZ 的影响小。

（2）吸水率优的组合是A3B3C2。

4.1.7 对砂浆的耐水和耐高温性能的影响

在模拟各类自然条件下，将普通砂浆与改性砂浆做耐水和耐高温试验，得到：

（1）经过7 d 水浸后，普通砂浆抗压强度增加5.79%，抗折强度增加12.6%；抗裂防渗砂浆的抗压强度损失5.81%，粘结抗折强度增加5.38%。

（2）经过7 d 烘烤后，普通砂浆抗压强度损失8.1%，粘结抗折强度损失10.53%；抗裂防渗砂浆的抗压强度损失3.67%，粘结抗折强度损失1.35%。

4.2 抗裂机理分析

4.2.1 可再分散乳胶粉成膜变形作用

聚合物对水泥的改性可分为2 个过程，即水泥水化过程和聚合物聚合过程。由于水泥的水化、水分的蒸发以及基材的吸收，可再分散乳胶粉脱水成膜，使细骨料和水泥浆体界面上的微裂纹减少。可再分散乳胶粉在砂浆中失水成膜后，填补水泥石中的缺陷和孔隙，使水泥水化产物之间及骨料相互胶结，可再分散乳胶粉所形成的聚合物膜的弹性模量比砂浆低，可再分散乳胶粉加入砂浆后，使水泥砂浆的脆性降低。可再分散乳胶粉形成的膜层具有较强的变形能力，从而使得砂浆的抗裂性得到提高。

4.2.2 膨胀剂补偿作用

水泥水化初期，复合类膨胀剂PZ 组分中氧化钙水化生成氢氧化钙，之后铝酸钙矿物与CaSO4、Ca（OH）2 作用，生成水化硫铝酸钙（钙钒石）而膨胀。砂浆中掺入PZ 后，生成的大量膨胀性水化产物使砂浆内部结构更致密，改善了砂浆的孔结构，总孔隙率减小，抗渗性大大提高。

4.3 抗裂防渗砂浆耐久性提高的机理分析

用压汞法测量孔径分布，发现聚合物改性砂浆的总孔隙率随聚合物增加而呈现降低的趋势。聚合物良好的成膜特性可以更好地堵塞砂浆中的孔隙，使得水泥浆体与骨料界面过渡区结构更加致密，聚合物改性砂浆的抗渗透性提高，增强了抵抗有害介质侵蚀的能力，从而对耐久性的提高产生积极的作用。
 

5 结论

（1）可再分散乳胶粉对砂浆的折压强度比、粘结强度、抗渗性和吸水量影响的程度都是大的，对砂浆柔韧性能、粘结性能和抗渗性能起到明显改善和增强作用。

（2）在模拟各类自然条件下，本试验制得的聚合物抗裂防渗砂浆表现出良好的力学性能、抗裂性能和耐久性能。

（3）通过试验分析，得出具有抗渗性的聚合物抗裂防渗抹面砂浆佳组合为A2B3C2。综合得出聚合物抗裂防渗抹面砂浆的佳配合比为m（C）∶m（SH）∶m（PZ）∶m（JF）∶m（BS）∶m（MH）∶m（JS）=1∶2∶0.08∶0.08∶0.0003∶0.2∶0.01。