不同憎水剂及骨粉比无机保温砂浆的耐冻融性能研究
汤立杰
【摘 要】摘要：从宏观、微观角度研究了在冻融条件下不同憎水剂及骨粉比的无机保温砂浆的性能变化规律，并深入分析了耐冻融的影响因素和提升技术。结果表明：无机保温砂浆骨粉比越高，抗压强度越低。1 h内无机保温砂浆的吸水量基本可达到饱和，不同憎水剂的憎水效果差异较大。初始强度越高无机保温砂浆越密实，吸水率越低，抵抗冻融应力的能力越大。憎水剂掺量影响无机保温砂浆的抗压强度，耐冻融性能随吸水率降低呈现先提高后降低的趋势。扫描电镜分析显示，冻融后无机保温砂浆样品孔隙内微裂纹数量增多，孔隙内及附近针状晶体数量增多，尺寸明显增大，可间接表明其冻融劣化原因。 【期刊名称】新型建筑材料 【年(卷),期】2018(045)003 【总页数】5
【关键词】骨粉比；憎水剂；冻融循环；影响因素；吸水率
0 前言
近年来，高层及超高层建筑急剧增多，建筑高度不断攀升，体量跨度越来越大。据不完全统计，我国有高层民用建筑36余万栋，呈现“数量多、体量大、情况复杂、隐患存量大、整改难度高”等特点。为吸取上海胶州路教师公寓和沈阳皇朝万鑫大厦大火教训，公安部消防局下发了《关于进一步明确民用建筑外保温材料消防监督管理有关要求的通知》（公消[2011]65号），对建筑外墙保温材料使用及管理提出了应急性要求，规定建筑外墙保温必须使用防火级别达到A级的材料。通知发布后各省市尤其上海一度在外墙大量推广使用无机保温砂
浆系统，例如上海市有80%以上采用了无机保温砂浆外墙保温系统，2017年经不完全统计仍有60%以上的新建建筑采用无机保温砂浆外保温系统。事实上该系统仍存在不少争议，而近年来关于无机保温砂浆系统的脱落事故也频频见诸报道，系统耐久性劣化机理及相关修复技术仍然欠缺。
鉴于无机保温砂浆系统应用广泛以及大量既有无机保温砂浆外保温系统面临修复的现状，研究无机保温砂浆的劣化机理、耐久性影响因素及提升技术非常重要。目前关于无机保温砂浆的配方研制方面的研究较多[1-4]，但是耐久性相关的研究较少。张俊琦[5]研究了硫酸盐侵蚀下玻化微珠保温砂浆的耐久性，通过在室内模拟硫酸盐浸泡试验，揭示时间、溶液浓度对砂浆性能的影响规律，分析硫酸盐侵蚀环境下砂浆的强度及耐久性。乔稳超[6]对玻化微珠保温砂浆抗冻耐久性进行试验研究，揭示了冻融次数对保温砂浆耐久性的影响规律。吕丹丹[7]研究了碳化作用下玻化微珠保温砂浆耐久性能，结果表明，在合理的碳化龄期范围内，碳化时间越长，抗冻能力越强。施广鑫[8]研究了在热雨循环、冻融循环条件下玻化微珠保温砂浆的抗冻性，结果表明，通过憎水处理的玻化微珠保温砂浆的强度和质量损失相比普通保温砂浆有一定的降低，但效果不是特别明显。以上研究关注了耐腐蚀、碳化以及冻融次数等对无机保温砂浆的影响规律，但是对无机保温砂浆耐冻融的影响因素及提升技术缺乏深入研究。本文从宏观、微观角度研究在冻融条件下不同憎水剂及骨粉比的无机保温砂浆的性能变化规律，并深入分析其耐冻融的影响因素和提升技术。
1 试验
1.1 主要原材料
水泥：P·O42.5，上海万安，主要性能指标见表1；可溶性聚合物胶粉：聚乙烯
醇（PVA）粉末，型号2488，由上海尚南贸易有限公司提供；纤维素醚：黏度为200 Pa·s，上海惠广生产；引气剂：上海市建筑科学研究院生产；憎水剂1：SEAL80，ELOTEX有机硅憎水剂；憎水剂2：P-2S，上海舜水化工。玻化微珠：河南信阳市昌达珍珠岩开发有限公司生产，主要性能指标见表2。 1.2 试验方法
抗压强度、吸水率参照DG/TJ 08-2088—2011《无机保温砂浆应用技术规程》进行测试；抗冻性试验参照GB/T 20473—2006《建筑保温砂浆》进行。 1.3 试验配合比
一般认为，无机保温砂浆作为多孔轻质结构其吸水率大，尤其冬季环境下保温及力学性能由于冻融影响会不断劣化，导致该系统保温性能下降、粘结强度稳定性变低，尽管采取一定的防护措施，也难以从根本上解决这一问题[9]。为比较不同骨粉比及不同吸水率下的耐冻融效果，解析冻融机理及影响无机保温砂浆耐冻融的因素，设计配方如下：1#～4#配方设计为低密度低导热系数的无机保温砂浆，骨粉比为8∶1（8 L骨料比1 kg粉料），有机硅憎水剂1掺量分别为1%、2%，憎水剂2掺量为2%。5#、6#配方设计为高密度的无机保温砂浆，骨粉比为5∶1（5 L骨料比1kg粉料）。无机保温砂浆的配合比设计见表3。
2 试验结果与分析
2.1 不同憎水剂及骨粉比对无机保温砂浆耐冻融抗压强度的影响（见图1） 由图1可知，1#～6#无机保温砂浆的抗压强度均在冻融后都有所降低。相同骨粉比条件下，随着憎水剂1掺量的增加，抗压强度先提高后降低。原因在于有机硅憎水剂1的表层经过了亲水处理，其保护胶体外壳在加水搅拌后迅速溶解于水，并释放出包裹的硅烷使其再分散到拌和水中，在水泥水化后的高碱性环
不同憎水剂及骨粉比无机保温砂浆的耐冻融性能研究
