0 引言

单一的水泥砂浆地坪具有价廉、机械强度高等优点，但易起灰，难清洗，易渗水、渗油，不耐酸腐蚀，难以满足现代工业对地坪的多种要求。环氧地坪涂料具有良好的耐水性、耐油性、耐酸碱性、耐盐雾腐蚀性等化学特性，及耐磨性、耐冲压性、耐洗刷性等物理特性，且平坦、亮丽、不产生裂纹、易清洗、易维修保养。糠酮树脂具有价廉、良好的耐酸碱和化学腐蚀性能，改性后的环氧浆材则兼有环氧涂料的优良性能和糠酮树脂改性环氧的高弹性能。糠酮环氧改性水泥地坪涂料是糠酮环氧与水泥在固化剂作用下形成的。本文研究糠酮环氧改性水泥涂料的催化固化及其物理性能。

1 实验部分

1.1 糠酮环氧净浆配方

糠酮树脂以糠醛、丙酮为原料，经催化缩合而成。糠酮环氧改性水泥地坪涂料是糠酮环氧浆材（净浆）中掺入水泥经固化反应而成。糠酮环氧浆材是双组份反应型体系，甲、乙2组份的配方如表1 所示。

1.2 改性水泥浆及其试件的制备

将糠酮环氧浆材（净浆）中的甲、乙2 组份按表1 所示的比例混合均匀，按m（净浆）:m（水泥）(1:1 混合搅拌均匀。水泥为广州石井产32.5 级普通硅酸盐水泥。

1.3 改性水化浆及其试件的制备

先将水泥与0.5%聚羧酸型高效减水剂和水按0.22 水灰比搅拌均匀，待15~20 min 后按100 份水泥与100 份净浆的比例混合搅拌均匀。

1.4 性能检测

抗压强度按GB/T 17671-1999 进行检测，涂料其它性能按表, 中的标准进行检测。
 

2 结果与讨论

2.1 固化体系对净浆及其改性水泥强度的影响

糠酮环氧浆材甲组份含活泼的环氧基和羰基，在胺固化剂的作用下扩链并交联形成大分子，具有较高的强度和韧性，但由于脂肪族胺二乙烯三胺（DETA）中氨基非常活泼，当甲、乙两组份大量混合时，反应放出大量的热，加速了固化反应而易爆聚。因此，在配制净浆时常把固化体系乙组份中的胺固化剂先与部分丙酮作用释放出大量的热后，再与甲组份混合，这样虽避免了净浆的爆聚，但也降低了强度。室温（25~30℃）下固化体系对净浆（甲组份丙酮掺量为2.5%）和改性水泥浆的抗压强度的影响如表2 所示。

由表2可见，净浆的乙组份中引入催化剂时，大大提高了浆材固结体的强度。当催化剂掺量为甲组份的1.5%时（2#），抗压强度高达90.6MPa，远高于无催化剂（1#）的35.1MPa；固化体系中m（丙酮）:m（DETA）从1:2 增至1:1（5#、6#、7#）时，抗压强度随催化剂及固化剂（DETA）的增加而提高。

水泥与净浆以1:1 的质量比成型后; 固结体抗压强度比净浆增大，这是由于水泥中强烈的碱性及水泥微粒本身的活性使得固结体强度增加。无催化剂作用时水泥浆（1#）比净浆的抗压强度增大1.3 倍。在催化剂作用下，当固化体系中丙酮的添加量不大时，净浆与水泥浆抗压强度相近（2#、3#）；但当丙酮掺量增加时，水泥浆的强度明显地比净浆大很多（5#、6#、7#），这可能是由于水泥微粒吸附丙酮等低分子物质而使强度不致于下降得太多的缘故。
1.2 甲组份丙酮添加量对浆材抗压强度的影响

图1 为甲组份中丙酮添加量对净浆和改性水泥浆的抗压强度的影响。净浆的抗压强度受催化剂的影响很大，无催化剂时，起始强度小，掺入少量的丙酮（10%）就使强度下降到18.5 MPa；在催化剂作用下，起始抗压强度增大，掺入20%的丙酮时仍有较高的强度（30.2 MPa）。催化剂对改性水泥浆的抗压强度影响较小，并且起始强度较净浆大，当丙酮掺量为20%时仍都有较高的强度，分别为20.4MPa（无催化剂）、27.5 MPa（有催化剂），此时水泥浆的流动性和流平性能得到显著改善。

由表4 可见，无论是改性水泥浆还是改性水化浆均具有较高的早期（3d）强度，且比净浆高；改性水化浆强度略低于改性水泥浆, 是由于水的掺入导致浆材体积增大，并且32.5级水泥水化后的强度比净浆固结体低，使得水化浆整体强度稍下降。

2.5 净浆及其改性水泥浆的弹韧性、硬度和耐磨性

净浆、水泥浆和水化浆的弹韧性和硬度各不相同，其应力-应变曲线示于图2。水泥微粒水化形成的是刚性无机高分子，因此掺入净浆后整个固结体的刚性增加，硬度增加，压缩应变降低，在较低的压缩应变（5%）下就发生脆性破坏，此时强度为61.2MPa；没有掺水的水泥浆在5%的压缩应变下发生应力屈服，此时屈服值为79.8MPa，随后应力随应变增加缓慢下降，并不发生脆性断裂，当应变增加至10%时固结体被破坏；净浆则具备较高的屈服应变6.7%、压缩破坏形变和较低的强度，硬度也较小。

 

净浆、水泥浆和水化浆的耐磨性也稍有差异，水化浆为0.0069g，耐磨性好；水泥浆次之，为0.0075g；净浆差些，为0.0090g；但三者都在0.01g 以内。

2.5 助剂对涂料性能的影响

助剂包括增韧剂、分散剂、流平剂和消泡剂，其对净浆及其改性水泥的影响不可忽略。增韧剂可提高浆材固化后的韧性；分散剂可提高水泥与净浆的分散效果，防止离析，特别是对于掺有水分的水泥水化浆；分散剂的选择至关重要，选择不当很容易导致水泥与有机浆材之间的离析。对于环氧水泥地坪涂料，净浆的粘度小，流动性好；掺入水泥后粘度增加，流动性能变差，流平性为7级左右；丙酮和净浆比例的增加会改善流平性能，但掺量大会影响价格和力学性能；丙烯酸酯类流平剂的使用能使涂料在剪切应力作用下较快地自流平，流平性能可达9 级。消泡剂可防止和消除搅拌时带入的及其它表面活性物质引起的气泡，防止涂层产生针孔和鱼眼。
 

3 糠酮环氧水泥地坪涂料的性能

糠酮环氧水泥地坪涂料的主要技术性能如表5 所示。

 

4 结论

糠酮环氧改性水泥在催化剂作用下具有较高的抗压强度和韧性，在低温潮湿环境中能快速固化，在各种助剂作用下呈现良好的施工性能，适于用作地坪涂料等。当水泥中掺入适量的水时，水泥的水化对整个涂料的固化及其强度有一定的影响。对于如何充分发挥水泥的水化硬化作用和体系的均一稳定性有待进一步的研究探讨。