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影响硅藻泥拉伸粘结强度的因素

2022-11-15 来源:钮旅网
全国中文核心期刊 杆 蟓 中国科技核 心期刊 影晌硅藻泥拉伸粘结强度的因素 胡莹莹,范树景 (浙江忠信新型建材股份有限公司,浙江临海317000) 摘要:研究了纤维素醚、可再分散乳胶粉和消泡剂种类和用量对硅藻泥粘结强度的影响。结果表明:在试验掺量范围内,硅藻 泥的粘结强度随着纤维素醚掺量的增加而逐渐提高;纤维素醚黏度对硅藻泥粘结强度影响较大,而纤维素醚的种类(HPMC和 HEMC)对硅藻泥的粘结强度影响不大;乳胶粉的掺量对硅藻泥粘结强度影响较大,即硅藻泥粘结强度随着乳胶粉掺量的增加而逐 渐提高,乳胶粉种类对硅藻泥的粘结强度有一定的影响,其中以乳胶粉A掺量为3%时的性价比最高;消泡剂掺量对硅藻泥的粘结 强度的影响较大,其最优掺量为0.05%。 关键词:纤维素醚;可再分散乳胶粉;消泡剂 粘结强度 中图分类号:TU56 1.69 文献标识码:A 文章编号:1001—702X(2018)11-0018—03 Influential factors on tensile bond strength of diatom mud HU Yingying,FAN Shujing (Zhejiang Zhongxin New Building Materials Company Ltd.,Hangzhou 310052,China) Abstract:The influence of different kinds and dosages of cellulose ether,redispersible polymer powder and antifoaming agent on the tensile bond strength of diatom mud were studied.The results show that:In the test dosage range,with the increase of cel- lulose ether content,the bond strength of diatom mud is higher.The viscosity of cellulose ether has great influence on the bond strength of diatom mud.In general,the influence of different kinds of cellulose ether(HPMC and HEMC)on the bond strength of diatom mud were little.In the test dosage range,with the increase of the amount of redispersible polymer powder,the bond strength of diatom mud is higher.And kinds of redispersible polymer powder has a certain emjct Oil the bond strength of diatom mud,in which the price of redispersible polymer powder A(the dosage is 3%)is the best.In genera[,the influence of dosages of antifoaming agent on the bond strength of diatom mud was larger,and the optimum dosage of antifoaming agent in this paper Was 0.05%. Key words:cellulose ether,redispersible polymer powder,antifoaming agent,bond strength 0前言 文献[8—9】研究了纤维素醚对砂浆拉伸粘结强度的影响,文献 qo]研究了消泡剂对砂浆拉伸粘结强度的影响。 硅藻泥是一种功能性材料 ,作为一种调节湿度,净化 和推广前景。 基于此,本文探讨了可再分散乳胶粉(以下简称乳胶粉)、 和浸水拉伸粘结强度的影响,从而找到最佳添加剂用量。 空气和无污染的室内功能型装饰壁材,具有广阔的市场应用 纤维素醚和消泡剂的种类和掺量对硅藻泥标准拉伸粘结强度 但硅藻泥在使用时常出现空鼓脱落现象,对硅藻泥的拉伸 粘结强度关注不够,影响硅藻泥的使用。文献f5]研究了乙烯一醋 酸乙烯酯共聚物对硅藻泥拉伸粘结强度的影响,文献[6—7]研 究了乙烯一醋酸乙烯酯共聚物对砂浆拉伸粘结强度的影响, 收稿日期:2018—02—26:修订日期:2018—03—28 作者简介:胡莹莹,女,1989年生,安徽蚌埠人,主要从事聚合物改性 砂浆、环保材料的研究,地址:浙江省临海市大洋街道五孔岙村,E— mail:yiwaihaishui2007@l63.COB。 1试验 1.1原材料 (1)硅藻土:TL一301 ,临江市亨泰助滤剂有限公司;灰钙 粉:临海市富民石灰厂;重钙:300目,市售。 (2)乳胶粉:进口的甲厂乙烯一醋酸乙烯共聚物乳胶粉A, ( 为一7℃)、乳胶粉B( 为一7℃,B为A的细化升级产品)、 乳胶粉C( 为16℃);国产乙厂丙烯酸酯共聚物乳胶粉D ( 为11℃)、乳胶粉E( 为l3℃),市售。 ·18· 新型建筑材料 2018.11 胡莹莹,等:影响硅藻泥拉伸粘结强度的因素 (3)纤维素醚:羟丙基甲基纤维素(HPMC),黏度分别为 500mPa.s、75Pa·s和100Pa·S;羟乙基甲基纤维素(HEMC),黏 表2纤维素醚种类对硅藻泥粘结强度的影响 度分别为400 mPa·s、30 Pa·S、40 Pa·s和70 Pa·s,粉末状,市 售 (4)触变润滑剂:OPTIBENT 987,德国毕克化学有限公 司,粉末状,市售;淀粉醚:OPAGEL FP6,荷兰艾维贝,粉末 状,市售;木质纤维:PWC500,德国JRS公司,粉末状,市售; 消泡剂:AGITAN P803,德国MUNZING—CHEMIE公司,粉末 状,市售;水:自来水。 1.2试验配比 基甲基纤维素时,硅藻泥的标准拉伸粘结强度分别为0.48、 经过大量试验确定硅藻泥的初始配方如表1所示,调整 0.45 MPa;当硅藻泥中掺加HPMC或HEMC时,随着纤维素 纤维素醚、乳胶粉和消泡剂在硅藻泥中的种类和掺量,进一步 醚黏度的增大,拉伸粘结强度逐渐提高。(2)当硅藻泥中掺加 优化硅藻泥的配方。 表1硅藻泥的基础配方 原材料 硅藻土 灰钙 重钙 低黏度纤维素醚时,标准粘结强度和浸水后粘结强度小于0.5 MPa,可见低黏度的纤维素醚不适用于硅藻泥。 质量份 0~0.2 O.3 O.1 质量份 20 2O 44~50 原材料 消泡剂木质纤维 淀粉醚 2.1.2纤维素醚掺量对硅藻泥粘结强度的影响 图1为乳胶粉A掺量3%,消泡剂掺量0.05%时,黏度为 30 Pa·s的HEMC掺量对硅藻泥的粘结强度的影响。 乳胶粉纤维素醚0—6 0.3~1.0 触变润滑剂 O.5 1.3试验方法 粘结强度按JC/T 2177—20l3《硅藻泥装饰壁材》进行测 试。首先将金属型框(40 mmx40 mmx1 mm)置于砂浆试块上 面,然后将硅藻泥样品填满型框,用刮刀平整表面,并立即除 去型框,最后在标准试验条件下养护7 d,即为标准试件,同时 制备5个试件。试验过程中所用基材均为70 mmx70 mmx20 mm的砂浆试块。标准试验条件为:温度(23±2)oC,相对湿度 图1纤维素醚掺量对硅藻泥粘结强度的影响 由图1可以看出,在试验掺量范围内,随着HEMC掺量 (50士5)%。分别测试硅藻泥的标准粘结强度(标准条件下养护 的增加,硅藻泥的标准粘结强度和浸水后粘结强度均不断提 7 d,测试其粘结强度,总龄期为7 d)和浸水粘结强度f标准试 高;当硅藻泥 ̄HEMC掺量大于0.5%时,标准粘结强度和浸 5 MPa,符合JEfF 2177—20l3对硅藻泥粘 验条件下养护5 d,然后浸水养护10 d,再在(5O±2)qC恒温箱 水粘结强度大于0.内干燥24 h,再置于标准试验条件下24 h,测试其粘结强度, 总龄期为17 d1'并对比纤维素醚、乳胶粉和消泡剂对其影响。 结强度的要求;当HEMC掺量大于0.7%时,硅藻泥的标准粘 结强度未见明显增长,但浸水后粘结强度持续提高。 2.2乳胶粉对硅藻泥粘结强度的影响 2结果与讨论 2.1纤维素醚对硅藻泥粘结强度的影响 2.2.1 乳胶粉种类对硅藻泥粘结强度的影响 表3为黏度30 Pa·s的HEMC掺量为0。7%,消泡剂掺量 为0.05%,乳胶粉掺量为3%时,乳胶粉种类对硅藻泥粘结强 2.1.1 纤维素醚种类对硅藻泥粘结强度的影响 按表1的基础配方制备硅藻泥(下同)。表2为乳胶粉A 度的影响。其中EVA乳胶粉A、B、C具有良好的柔性和塑性, l1l0 掺量为3%、消泡剂掺量为0.05%、纤维素醚掺量均为0.7% 丙烯酸乳胶粉D、E具有优异的耐水性、耐候性和耐老化性【时,纤维素醚的种类对硅藻泥粘结强度的影响。 由表3可以看出:(1)掺加5种乳胶粉的硅藻泥标准粘结 由表2可以看出:(1)纤维素醚种类(HPMC和HEMC)对 强度和浸水后粘结强度相差不大,且都远大于0.5 MPa。这可 硅藻泥的拉伸粘结强度影响并不明显,当分别掺加黏度为 能是因为,虽然丙烯酸乳胶粉相对于EVA乳胶粉有更好的耐 400 mPa·s的羟乙基甲基纤维素和黏度为500 mPa·s的羟丙 水性,但由于硅藻泥浸水粘结强度试样在养护时,只是砂浆试 NEW BUI LDlNG MATERIALS ·19· 胡莹莹,等:影响硅藻泥拉伸粘结强度的因素 表3乳胶粉种类对硅藻泥粘结强度的影响 块浸在水中,并且试块的侧面都用1:l的石蜡和松香封边,涂 在砂浆试块上表面的硅藻泥并没有与水直接接触,因此丙烯 酸乳胶粉优异的耐水性表现不明显。但是掺丙烯酸乳胶粉D 和E的硅藻泥都有很明显的刺激性异昧,故这2种乳胶粉不 适宜用于硅藻泥材料中。(2)添加乳胶粉B的硅藻泥标准粘 结强度和浸水粘结强度都比添加乳胶粉A的硅藻泥略高。这 是因为乳胶粉B是乳胶粉A的细化产品,即前者的颗粒比后 者的更小、溶解性和成膜性能更优,但两者的玻璃化温度和基 本性能相同。 综上,不同种类、相同掺量的乳胶粉对硅藻泥的粘结强度 影响不是很大;其中以乳胶粉A的性价比最高。 2.2.2乳胶粉掺量对硅藻泥粘结强度的影响 图2为黏度为30 Pa·S的HEMC掺量为0.7%,消泡剂掺 量为0.05%时,乳胶粉A掺量对硅藻泥粘结强度的影响。 图2乳胶粉掺量对硅藻泥粘结强度的影响 由图2可以看出,在试验掺量范围内,随着乳胶粉A掺 量的增加,硅藻泥的标准粘结强度和浸水后粘结强度呈先提 高后降低,当乳胶粉A掺量为5%时,硅藻泥粘结强度达到最 大值;当乳胶粉掺量为6%时,硅藻泥的粘结强度略有降低。 这可能是因为乳胶粉掺量过大时,乳胶粉在硅藻泥中形成大 量致密的膜,阻碍了空气中的二氧化碳向硅藻泥浆体中扩散, 进而阻碍了灰钙的硬化过程l 。 2.3消泡剂对硅藻泥粘结强度的影响 图3为黏度为30 Pa·S的HEMC掺量为0.7%,乳胶粉A 掺量为3%时,消泡剂掺量对硅藻泥标准粘结强度和浸水粘 结强度的影响。 ·20· 新型建筑材料 2018.11 皇 \ 想 螺 瓣 图3消泡剂掺量对硅藻泥粘结强度的影响 由图3可以看出,硅藻泥中添加少量的消泡剂可提高硅 藻泥标准粘结强度和浸水后粘结强度,但当消泡剂掺量大于 0.05%时,硅藻泥标准粘结强度和浸水后粘结强度逐渐降低。 这可能是因为,添加少量的消泡剂会减少样品在搅拌过程中 引入的不稳定气泡的含量,从而增加样品的密实度和体系稳 定性,进而增加样品的粘结强度。但当消泡剂的掺量大于 0.05%时,消泡剂在各种添加剂之间产生的不利影响将渐渐 抵消其对硅藻泥粘结强度的有利影响。 3结论 (1)在试验掺量范围内,硅藻泥的粘结强度随着纤维素醚 的掺量增加而逐渐增大;纤维素醚黏度对硅藻泥粘结强度影 响较大;一般情况下,纤维素醚种类(HPMC和HEMC)对硅藻 泥的粘结强度影响不大。 (2)在试验掺量范围内,乳胶粉掺量对硅藻泥粘结强度影 响较大,即硅藻泥粘结强度随着乳胶粉掺量的增加呈先提高 后降低;而乳胶粉种类对硅藻泥的粘结强度有一定的影响,其 中乳胶粉A掺量为3%时性价比相对最高。 (3)在一般情况下,消泡剂的掺量对硅藻泥粘结强度的影 响差别较大,本试验样品中消泡剂的最优掺量为0.05%。 参考文献: [1]白艳军,刘艳伟.我国硅藻泥的发展现状与前景(I)【J1.现代涂料 与涂装,2014,17(3):34—36. 【2]白艳军,刘艳伟.我国硅藻泥的发展现状与前景(Ⅱ)【J].现代涂料 与涂装,2014,17(4):24—28. [3]候国艳,冀志江,王静,等.硅藻泥装饰壁材技术及标准 .涂料技 术与文摘,2014,35(9):16一l9. [4]刘瑞强,李强强,刘明娟,等.墙面装饰材料硅藻泥的性能研究和 改进l J1.广东化工,2016,43(15):136一l37. [5]初景峰,江守恒,刘清波.硅藻泥粘结强度和吸放湿性能研究[J]. 低温建筑技术,2016(7):26—27. (下转第24页) 张璐,等:橡胶粉一环氧树脂砂浆抗冻性能的试验研究 (2)根据图1(a)可知:冻融循环25次,掺5%环氧树脂比 效防止砂浆冻胀;③环氧树脂的高弹性模量有利于改善砂浆 未掺时的砂浆质量损失明显下降,掺量大于5%时质量损失 的物理性能从而间接提高环氧树脂抗冻性。 趋于平稳略回升;随橡胶粉掺的增加,砂浆质量损失线性增 大,橡胶粉粒径与质量损失无明显相关性。 (3)根据图1(b)、(c)可知:冻融循环50次和75次砂浆 3结论 (1)冻融循环次数较少时橡胶粉对砂浆抗冻性起反作用; 质量损失趋势相同,掺5%环氧树脂比未掺加时砂浆的质量 冻融循环次数大于50次后,抗冻能力随冻融次数增多而增 损失明显减小,掺量大于5%时质量损失趋于平稳;掺加3% 大;80目橡胶粉提高砂浆抗冻性的效果优于40目橡胶粉。 橡胶粉的砂浆比未掺加时的质量损失明显下降;随掺量继续 (2)环氧树脂的掺入有利于提高砂浆抗冻性;低冻融循环 增大,砂浆质量损失小于未掺加时,但比掺量为5%时的质量 次数下环氧树脂对砂浆抗冻性能增强效果显著;随冻融循环 损失线性增大;80目橡胶粉的作用优于40目橡胶粉。 (4)根据图1(d)可知:冻融循环lO0次,掺加5%环氧树 损失线性增大;掺3%橡胶粉的砂浆比未掺加时的砂浆质量 损失明显减小,掺量大于3%时砂浆的质量损失线性增大,但 掺加橡胶粉后的砂浆质量损失始终小于未掺加时的,且掺80 目橡胶粉的作用优于40目橡胶粉。 次数的增加,环氧树脂的抗冻效果降低。 (3)复掺橡胶粉一环氧树脂有利于提高砂浆的抗冻性能, 脂比未掺加时砂浆质量损失明显下降,掺量高于5%后质量 其最佳掺量组合为40、80目橡胶粉各3%,环氧树脂5%。 参考文献: [1]Diaconescu R—M,Barbutab M,Harja M.Prediction of prope ̄ies of polymer concrete composite with tire rubber usingneural net- 综合方差分析和极差分析结果显示:(1)环氧树脂和橡胶 粉的掺入均有利于提高砂浆抗冻性;(2)掺环氧树脂的抗冻效 果随冻融次数的增加而下降;掺橡胶粉的作用随冻融循环次数 works叫.Materials Science and Engineering,2013,178:1259-1267. [2]张圣彩,耿欧,张如君.废轮胎橡胶粉陶粒混凝土墙板受力性能 试验研究[J].工业建筑,2017,46(9):93—97. 的增加而增强;(3)掺80目橡胶粉对砂浆抗冻性能的提高作用 优于40目橡胶粉;(4)综合考虑抗冻性能和经济性,橡胶粉和 环氧树脂的最佳掺量为:40、80目橡胶粉均3%,环氧树脂5%。 【3】张亚梅,赵志远,陈胜霞,等.橡胶粉对混凝土在水和NaCI溶液 中抗冻性的影llif][J].东南大学学报(自然科学版),2006,36(z): 248-252. 2.5环氧树脂和橡胶粉对砂浆抗冻性影响机理分析 (1)橡胶粉对砂浆抗冻性能的提高机理在于:①废旧轮胎 破碎的橡胶粉颗粒表面粗糙,便于携带空气,作为砂浆组分起 【4]王涛,洪锦祥,缪昌文,等.橡胶混凝土的试验研究[J】.混凝土, 2009(1):67—69. [5】杨洪生,王帅,赵庆新.橡胶粉改性再生骨料混凝土抗冻性研究 到引气剂的作用;②橡胶粉为有机高分子物质,其弹性特质为 砂浆内部结冰时的体积膨胀提供可压缩空间,有效抑制膨胀 [JI.土木建筑与环境工程,2012,34(z):130—134. [6]陈胜霞,张亚梅,罗天岚,等.橡胶颗粒细度、掺量及成型工艺对 橡胶混凝土抗冻性能的影响【J】.工业工程,2013,43(z):617—621. [7】许金余,李赞成,罗鑫.橡胶混凝土抗冻性的对EB研究【J】.硅酸盐 通报,2014,33(4):800—805. 应力产生的裂隙。③橡胶粉粒径越小,相同体积分数的橡胶粉 在搅拌制备砂浆时引入空气量越多,引气效果越好,因此80 日橡胶粉的作用优于40目橡胶粉。 (2)环氧树脂对砂浆抗冻性能提高作用机理在于:①改性 环氧树脂具有粘结能力,能有效提高砂浆的密实度,减少孔隙 率;②环氧树脂可以增加砂浆韧性,提高砂浆的变形能力,有 (上接第20页) [61何倩倩,姚金水,张希岩.可再分散乳胶粉的研究进展与应用前 景fJ].涂料工业,2007,37(5):52—58. [8]路沙沙,麻风海,邓飞.橡胶颗粒掺量、粒径影响橡胶混凝土性能 的试验分析[J1.硅酸盐通报,2014,33(1O):2477—2483. A 料学报,2008,11(3):359—362. [10]张琳,罗慧,李宾宾.消泡剂在干混砂浆中的应用研究IJ1.化学建 材,2009,25(3):18—20. [7】王培铭,赵国荣,张国防.可再分散乳胶粉在水泥砂浆中的作用 机理『J].硅酸盐学报,2018,46(2):256—262. [11]孙东娟,朱立德,王辉.丙烯酸乳胶粉在瓷砖胶中的应用[c】.中 国建筑业协会材料分会砂浆部.第四届(ee国)国际建筑干混砂 浆生产应用技术研讨会论文集.北京,2010:129—133. [12]吴军,杨永强.灰钙在耐水腻子中的应用研究Ⅲ.新型建筑材料, 2013(2):54—55. A [8】蹇守卫,马保国,苏雷,等.纤维素醚改性砂浆的研究进展[ 硅酸 盐通报,2011,30(3):560—566. [9】张义顺,李艳玲,徐军,等.纤维素醚对砂浆性能的影响[J1_建筑材 ·24· 新型建筑材料 2018.11 

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