0 前言
普通聚合物水泥基防水浆料（下称JS 防水浆料）的抗压强度较高，但抗折强度和粘结强度较低，弹性模量较高而变形能力较差。随着建筑技术的发展，特别是新型墙体材料的兴起和应用，对JS 防水浆料性能的要求越来越专业化，普通的JS 防水浆料将难以满足要求，所以其改性技术成为人们关注的研究课题之一。JS 防水浆料常用的改性方法分为无机矿物掺合料改性、聚合物改性和两种材料复合改性。添加无机矿物掺合料可改善颗粒间的堆积密度，提高致密性、抗渗性、力学性能及耐久性，且价格低廉、取材方便；聚合物可以通过本身的堆积填充及封闭成膜作用，填充砂浆中的空隙，还通过与无机材料发生一系列的物理化学反应，在砂浆中形成致密的连续薄膜，从而能够一定程度上提高砂浆的力学性能和抗渗性，降低脆性和吸水率。但单纯地添加无机矿物掺合料或聚合物对JS 防水浆料进行改性，改性效果都有一定的局限性。所以，以矿物掺合料和聚合物进行复合改性正成为研究的主流。本研究采用丙烯酸可再分散乳胶粉、微晶粉（主要化学成分为SiO2 和Al2O3，并含一定量的羟基）对单组分JS 防水浆料进行复合改性，探讨了其掺量对JS 防水浆料综合性能的影响。
1 试验部分
1.1 主要原材料及助剂
水泥：42.5R 普通硅酸盐水泥，广东英德；河砂：70～140 目，广东顺德；重质碳酸钙：400 目，广西贺州；微晶粉：SiO2 含量为60%～70%（质量分数，下同），Al2O3 含量为15%～22%，广东清远；丙烯酸可再分散乳胶粉：以苯乙烯、丙烯酸酯共聚物为基础，保护胶体为聚乙烯醇，密度为0.35~0.55 g/cm3，pH 值为7.5～9.5（含有10%分散体的水溶液），低成膜温度为0 ℃，瑞士；VAE 可再分散乳胶粉：聚合物单体为乙烯醋酸乙烯酯，保护胶体为聚乙烯醇，密度为0.4～0.55 g/cm3，pH 值为7.5～9.0 （含有10%分散体的水溶液），低成膜温度为0 ℃，江苏南京。
1.2 试验方法
以未加乳胶粉和微晶粉的单组分JS 防水浆料为参照，水泥掺量为45%时，设计出如表1 所示的配方，其中1# 为基准浆料，2#~6# 配方中，丙烯酸可再分散乳胶粉的掺量分别为3%、4%、5%、6%、7%，7# 配方采用VAE 可再分散乳胶粉，掺量为5%。复合改性以乳胶粉改性佳试验配方（丙烯酸可再分散乳胶粉掺量为5%）为基准，主要探讨乳胶粉改性JS 防水浆料和复合改性JS 防水浆料的性能变化。JS 防水浆料的养护方法、抗折强度、抗压强度、粘结强度、抗渗性和收缩率测试按新行标JC/T 2090—2011《聚合物水泥防水浆料》要求进行。
表1 普通改性单组分聚合物水泥基防水浆料和复合改性单组分聚合物水泥基防水浆料的试验配方
以未加乳胶粉和微晶粉的单组分JS 防水浆料为参照，水泥掺量为45%时，设计出如表1 所示的配方，其中1# 为基准浆料，2#~6# 配方中，丙烯酸可再分散乳胶粉的掺量分别为3%、4%、5%、6%、7%，7# 配方采用VAE 可再分散乳胶粉，掺量为5%。复合改性以乳胶粉改性佳试验配方（丙烯酸可再分散乳胶粉掺量为5%）为基准，主要探讨乳胶粉改性JS 防水浆料和复合改性JS 防水浆料的性能变化。JS 防水浆料的养护方法、抗折强度、抗压强度、粘结强度、抗渗性和收缩率测试按新行标JC/T 2090—2011《聚合物水泥防水浆料》要求进行。
表1 普通改性单组分聚合物水泥基防水浆料和复合改性单组分聚合物水泥基防水浆料的试验配方
2 结果与讨论
2.1 乳胶粉掺量对JS 防水浆料性能的影响
乳胶粉掺量对JS 防水浆料的性能影响见表2。
由表2 可以看出：1）即使不加乳胶粉，JS 防水浆料的抗渗压力也能达到0.5 MPa，符合标准要求，因为水泥基材料在消泡剂存在下本身具有一定的抗渗性能。随着丙烯酸可再分散乳胶粉掺量的增加，JS 防水浆料的抗渗压力先增加然后保持不变。这是因为乳胶粉中聚合物形成的网膜结构封闭了水泥砂浆中的孔洞和裂隙，减少了硬化体中的孔隙率，从而提高了抗渗性。2） 随着丙烯酸可再分散乳胶粉掺量的增加，JS 防水浆料的密实程度有所降低，抗压强度下降，但均满足标准要求（≥12 MPa）。抗折强度随丙烯酸可再分散乳胶粉掺量的增加先增大后减小，乳胶粉掺量为5%时抗折强度高。本试验结果与一般干混砂浆抗折强度随乳胶粉掺量的增加而减小不一致，可能是由于在本试验中，消泡剂掺量比较高，在一定程度上降低了聚合物引气造成的不利影响。3） 柔韧性与粘结强度随着丙烯酸可再分散乳胶粉掺量的增加而改善，这是由于在亲水性的保护胶体和机械剪切力的作用下，丙烯酸可再分散乳胶粉颗粒分散到水中，并迅速成膜，随着水分的消耗（包括蒸发和无机胶凝材料水化反应的消耗），树脂颗粒渐渐靠近，界面渐渐模糊，形成连续的高分子薄膜，降低了弹性模量，从而提高了JS 防水浆料的柔韧性，使得砂浆整体上变形能力增强，粘结能力增加。高的粘结强度对收缩能产生一定的抑制作用，所以JS 防水浆料的收缩率也相应降低。4）综合1#~6# 配方的检测数据可知，4# 配方的综合性能好，即丙烯酸可再分散乳胶粉的佳掺量为5%；与掺加了同样数量VAE 可再分散乳胶粉的7# 配方相比，掺加丙烯酸可再分散乳胶粉的4# 配方各种性能指标都要高一些，可见丙烯酸可再分散乳胶粉能更明显地改善JS 防水浆料的综合性能。
由表2 可以看出：1）即使不加乳胶粉，JS 防水浆料的抗渗压力也能达到0.5 MPa，符合标准要求，因为水泥基材料在消泡剂存在下本身具有一定的抗渗性能。随着丙烯酸可再分散乳胶粉掺量的增加，JS 防水浆料的抗渗压力先增加然后保持不变。这是因为乳胶粉中聚合物形成的网膜结构封闭了水泥砂浆中的孔洞和裂隙，减少了硬化体中的孔隙率，从而提高了抗渗性。2） 随着丙烯酸可再分散乳胶粉掺量的增加，JS 防水浆料的密实程度有所降低，抗压强度下降，但均满足标准要求（≥12 MPa）。抗折强度随丙烯酸可再分散乳胶粉掺量的增加先增大后减小，乳胶粉掺量为5%时抗折强度高。本试验结果与一般干混砂浆抗折强度随乳胶粉掺量的增加而减小不一致，可能是由于在本试验中，消泡剂掺量比较高，在一定程度上降低了聚合物引气造成的不利影响。3） 柔韧性与粘结强度随着丙烯酸可再分散乳胶粉掺量的增加而改善，这是由于在亲水性的保护胶体和机械剪切力的作用下，丙烯酸可再分散乳胶粉颗粒分散到水中，并迅速成膜，随着水分的消耗（包括蒸发和无机胶凝材料水化反应的消耗），树脂颗粒渐渐靠近，界面渐渐模糊，形成连续的高分子薄膜，降低了弹性模量，从而提高了JS 防水浆料的柔韧性，使得砂浆整体上变形能力增强，粘结能力增加。高的粘结强度对收缩能产生一定的抑制作用，所以JS 防水浆料的收缩率也相应降低。4）综合1#~6# 配方的检测数据可知，4# 配方的综合性能好，即丙烯酸可再分散乳胶粉的佳掺量为5%；与掺加了同样数量VAE 可再分散乳胶粉的7# 配方相比，掺加丙烯酸可再分散乳胶粉的4# 配方各种性能指标都要高一些，可见丙烯酸可再分散乳胶粉能更明显地改善JS 防水浆料的综合性能。
2.2 微晶粉掺量对JS 防水浆料性能的影响
在丙烯酸可再分散乳胶粉掺量为5%的情况下，微晶粉掺量对JS 防水浆料性能的影响见表3。
在丙烯酸可再分散乳胶粉掺量为5%的情况下，微晶粉掺量对JS 防水浆料性能的影响见表3。
2.2.1 微晶粉掺量对抗渗压力、柔韧性、收缩率的影响
通过表3 可以发现，加入微晶粉后，提高了浆料间的堆积密度，增加了水化产物，JS 防水浆料的抗渗压力、柔韧性（横向变形能力）也相应增加，收缩率降低。当微晶粉掺量为5%时，JS 防水浆料的抗渗压力为0.9 MPa，柔韧性（横向变形能力）为3.4 mm，收缩率为0.15%。
2.2.2 微晶粉掺量对抗折、抗压强度的影响
由表3 可以看出，微晶粉能大幅度提升抗折、抗压强度，且随着微晶粉掺量的增加，该JS 防水浆料的抗折、抗压强度也逐渐增加。这是由于微晶粉能改善JS 防水浆料颗粒间的堆积密度，且所含羟基在加水后能与胶凝材料进行反应，提高致密性，从而大幅度提升抗折、抗压强度。当微晶粉掺量大于5%时，抗折、抗压强度的提升幅度渐趋平缓。从测试结果来看，加入微晶粉后，JS 防水浆料的抗折、抗压强度均远大于JC/T 2090—2011 技术指标的要求。
2.2.3 微晶粉掺量对粘结性能的影响
2.2.3 微晶粉掺量对粘结性能的影响
微晶粉掺量对JS 防水浆料粘结性能的影响见图1。从图1 可以看出，随着微晶粉掺量的增加，JS 防水浆料的各种粘结强度都依次增加，当微晶粉掺量大于5%时，粘结强度虽然略有变化，但基本上在某个数值范围小幅波动。这是因为加入微晶粉后，JS 防水浆料的稠度、含气量基本不变，但水化产物增加，改善了水泥基材料的微结构，提高了对界面的粘结性，从而使得粘结力增加；当掺入量饱和后，粘结力不再增加。
3 结论
3 结论
1）对于仅用乳胶粉改性的单组分JS 防水浆料而言，随着丙烯酸可再分散乳胶粉的加入，抗渗压力、抗折强度都有一定的提高，柔韧性跟粘结强度大幅度提升，但抗压强度有所下降。当丙烯酸可再分散乳胶粉的掺量为5%时，制得的JS 防水浆料综合性能好。
2）对比乳胶粉改性的4# 与7# 配方的性能可以看出，用丙烯酸可再分散乳胶粉配制的JS 防水浆料比用VAE 可再分散乳胶粉配制的JS 防水浆料具有更低的压折比和更高的抗渗性，可见丙烯酸可再分散乳胶粉对单组分JS 防水浆料的改性效果更佳。
2）对比乳胶粉改性的4# 与7# 配方的性能可以看出，用丙烯酸可再分散乳胶粉配制的JS 防水浆料比用VAE 可再分散乳胶粉配制的JS 防水浆料具有更低的压折比和更高的抗渗性，可见丙烯酸可再分散乳胶粉对单组分JS 防水浆料的改性效果更佳。
3）对于复合改性单组分JS 防水浆料而言，掺入微晶粉后，抗渗压力、粘结强度、柔韧性都在乳胶粉改性产品的基础上有所增加，且抗折强度、抗压强度大幅度提升，弥补了仅用乳胶粉改性的不足。综合其各项性能指标测试数据，微晶粉的掺量为5%时，改性效果明显。
4）单组分JS 防水浆料经丙烯酸可再分散乳胶粉和微晶粉复合改性后，各项性能指标都远大于JC/T2090—2011《聚合物水泥防水浆料》Ⅰ型的要求，达到了预期的效果。
