新型珍珠岩保温砂浆力学性能及影响机理研究
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橡 胶粉 ： 采 用滨 州丰 华橡 胶 粉 ， 堆 积密 度 为 ３ １ ０ ｋ ｇ ／ ｍ ， 粒径 １ ０～ ２ ０ 目。
聚酯纤 维 ： 武 汉 汇纤 维 材 料 厂生 产 ， 直径 ４ ３ Ｉ ｘ ｍ， 长度 １ ２ ｍｍ， 拉伸强度 ２ ８ ０ ＭＰ ａ ， 弹 性模 量 ３ ． ８
微观 实 验 ， 对 这种 新 型珍 珠 岩 砂 浆 内部 微 观结 构 进
但砂浆的抗折、 抗压强度也有较大的下降， 甚至在掺 人 过量 的橡 胶粉 时 ， 保 温 砂 浆 的强 度 会 满 足 不 了 相 应 的要 求 。为 了解 决 以上 问题 ， 本 课 题 组 在 橡胶 粉 改性 珍 珠岩砂 浆 的基 础之 上又 引入 了聚合 物 乳液 和 有 机纤 维这 两种 改性 材料 。添加 聚合物乳 液 可 以使 珍 珠 岩 砂 浆 硬 化 后 形 成 相 互 交 织 的 网 状 胶 膜 结 构 Ｉ ５ ｊ ， 并 有效 提高橡 胶 颗 粒 与 水泥 石 之 间 的结 合 ， 有助于改善珍珠岩砂浆整体结构 ， 进一步提高其柔 韧性＿ ６ Ｊ 。并且 由于 聚 合 物 具 有 良好 柔 韧 性 和粘 结
⑥
２ ０ １ ５ Ｓ ｃ ｉ ． Ｔ ｅ ｃ ｈ ． Ｅ ｎ ｇ ｒ ｇ ．
新 型珍珠岩保温砂 浆力学性 能及 影 响 机 理 研 究
王双超 徐 方 阮景新 林 秀根 李柠旭
（ 中 国地 质 大 学 工 程 学 院 ， 武汉 ４ ３ ０ ０ ７ ４）
摘
要
普通墙体珍珠岩保 温砂 浆在使用过程 中易 出现 脆性 大、 抗 裂及抗 渗性 能差等 问题。为有 效改善普通 珍珠Biblioteka Baidu岩保 温砂
行研究 ， 分析探讨 了新型珍珠岩砂浆力学性 能的影 响作 用 机理 。
１ 原 材 料 与 实验 方 法
１ ． １ 原 材料
水泥 ： Ｐ ． ｃ ３ ２ ． ５复 合 硅 酸 盐 水 泥 ， 水 泥 的 物 理 性质 如 表 １ 所示。 珍 珠岩 ： 武汉 东西湖珍珠岩 厂生产 ， 堆 积 密 度 ６ １ ｋ ｇ ／ ｍ ， 吸水率 为 ７ ０ ％ ～１ ２ ０ ％。
Ｇ Ｐ ａ ， 密度 ０ ． ９ １ ｇ ／ ｏ ｍ 。
表 １ 水泥物理性质
Ｔａ ｂ ｌ ｅ １ Ｐ ｈ ｙ ｓ ｉ ｃ ａ ｌ ｐ ｒ ｏ ｐ ｅ ｒ ｔ ｉ ｅ ｓ ｏ ｆ ｃ ｅ ｍｅ ｎ ｔ
基本科研业务费专项资金项 目（ Ｃ Ｕ Ｇ Ｌ １ ５ ０ ４ １ ２ ） 、 中国地质大学 （ 武汉 ） 大学生 自主创新启航项 目（ １ ４ １ ０ ４ ９ １ Ａ１ ６ ） 资助 第一 作 者 简 介： 王双超 （ １ ９ ８ ９ 一）， 男， 硕 士 研 究 生 。Ｅ— ｍａ ｉ ｌ ：
除此 之外 ， 有 机纤 维能 在砂 浆 中乱 向分布 ， 形成 网络
缠绕 ， 能 够克 服骨 料之 问 的滑移 ， 从 而阻碍 裂缝 的产 生， 而且 有机 纤维 在砂 浆 中起 到 了分 散收缩 应力 ， 降 低应 力集 中的作用 ， 进 一步 提高 砂浆 的抗 裂性 能 。
采 用正交 实 验设计 方法 ， 分 析研究 了珍 珠岩 、 橡 胶粉 、 丁苯乳 液 以及 聚 酯 纤 维对 水 泥 砂 浆 工作 性 能 以及 力 学性 能 的影 响规 律 ， 并 通过 扫 描 电镜 （ Ｓ Ｅ Ｍ）
浆的相关 问题 ， 通 过加 入橡 胶粉 、 聚合 物、 聚酯纤维对 其进行 复合 改性。采取 正交试 验方 法， 通过 各影 响 因素水 平 的变化， 获
得新型珍珠岩保温砂浆 的工作性 能和 力学性能变化规律 。实验结果表 明： 丁苯乳 液对砂浆 的稠度影 响最大 ， 珍 珠岩次之 。珍 珠 岩、 橡胶粉 、 丁苯乳液和聚酯纤维 四种材料对砂浆复合 改性 之后的新型珍珠岩保 温砂浆 的抗 折强度相对 于空 白试样 降低幅 度为 １ ７ ％一 ４ ５ ％， 抗压强度 降低幅度 为 ２ ５ ％一 ６ ５ ％， 折压 比增大幅度为 ８ ％一 ５ ６ ％ 。当改性组分 为珍珠岩 ２ ０ ％ ＋橡胶粉 １ ０ ％＋
珍珠岩
橡胶粉
丁苯乳液 Ｂ
聚 酯纤维
中图法分类 号 Ｔ Ｕ ５ ２ ８ ． ０ ４ １ ；
文献标 志码
目前墙体保温工程 中普遍采用的普通珍珠岩砂 浆， 由于普通珍珠岩砂浆材料 本身 的脆性 大¨ Ｊ ， 直
接 接触 外界 环境 ， 在 温 度 应 力 的影 响下 时 常 发 生开 裂 的现 象 ； 与此 同 时普 通珍 珠 岩 砂 浆 内部存 在 大 量 不规 则孔 隙 ， 导致 墙 体 保 温层 本 身 抗 渗 防 水 性能 较 差 。针对普 通保 温砂 浆 存 在 的脆性 大 的 问题 ， 国 内外 学 者通 过 在 砂 浆 中引 入 橡 胶 粉 来 解 决 脆 性 问 题 Ｊ 。掺 入橡 胶粉 之后 保 温砂 浆 的脆 性 明显 降低 ，
性， 加 入 聚合物 可 以 明显 减 少 砂浆 中相 互 连 通 的毛 细孔 ， 更好 地 搭 接 裂 缝 以 及 防 止 裂 缝 的 出现 Ｊ ， 使 得 新 型 珍 珠 岩 保 温 砂 浆 具 有 良好 的 抗 渗 性 能 。
２ ０ １ ５年 ４月 ９日收到 国家 自然科学基金（ ５ １ ３ ０ ８ ５ １ ８ ） 、 中央高校
第 １ ５卷
第２ ｌ 期
２ ０ １ ５年 ７月
科
学
技
术
与
工
程
Ｖ０ １ ． １ ５ Ｎ ｏ ． ２ １ Ｊ ｕ １ ．２ ０ １ ５
１ ６ ７ １ —１ ８ １ ５ （ ２ ０ １ ５ ） ２ １ — ０ １ ８ ９ — ０ ６
Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ａ ｎ ｄ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ
丁苯乳液 １ ０ ％ ＋聚酯纤维 ０ ． ０ ５ ０ ％ 时， 抗 折、 抗压 强度满足规范要求 ， 折压 比最大， 此 时砂浆 的柔韧 性最佳 。通过砂浆 的微 观结 构观察可得 ， 丁苯乳液 的掺 入能够有效填 充砂浆 内部的宏观 与微观缺 陷， 提高界面过渡 区的密实程度。
关键词
保 温砂浆
聚酯纤 维 ： 武 汉 汇纤 维 材 料 厂生 产 ， 直径 ４ ３ Ｉ ｘ ｍ， 长度 １ ２ ｍｍ， 拉伸强度 ２ ８ ０ ＭＰ ａ ， 弹 性模 量 ３ ． ８
微观 实 验 ， 对 这种 新 型珍 珠 岩 砂 浆 内部 微 观结 构 进
但砂浆的抗折、 抗压强度也有较大的下降， 甚至在掺 人 过量 的橡 胶粉 时 ， 保 温 砂 浆 的强 度 会 满 足 不 了 相 应 的要 求 。为 了解 决 以上 问题 ， 本 课 题 组 在 橡胶 粉 改性 珍 珠岩砂 浆 的基 础之 上又 引入 了聚合 物 乳液 和 有 机纤 维这 两种 改性 材料 。添加 聚合物乳 液 可 以使 珍 珠 岩 砂 浆 硬 化 后 形 成 相 互 交 织 的 网 状 胶 膜 结 构 Ｉ ５ ｊ ， 并 有效 提高橡 胶 颗 粒 与 水泥 石 之 间 的结 合 ， 有助于改善珍珠岩砂浆整体结构 ， 进一步提高其柔 韧性＿ ６ Ｊ 。并且 由于 聚 合 物 具 有 良好 柔 韧 性 和粘 结
⑥
２ ０ １ ５ Ｓ ｃ ｉ ． Ｔ ｅ ｃ ｈ ． Ｅ ｎ ｇ ｒ ｇ ．
新 型珍珠岩保温砂 浆力学性 能及 影 响 机 理 研 究
王双超 徐 方 阮景新 林 秀根 李柠旭
（ 中 国地 质 大 学 工 程 学 院 ， 武汉 ４ ３ ０ ０ ７ ４）
摘
要
普通墙体珍珠岩保 温砂 浆在使用过程 中易 出现 脆性 大、 抗 裂及抗 渗性 能差等 问题。为有 效改善普通 珍珠Biblioteka Baidu岩保 温砂
行研究 ， 分析探讨 了新型珍珠岩砂浆力学性 能的影 响作 用 机理 。
１ 原 材 料 与 实验 方 法
１ ． １ 原 材料
水泥 ： Ｐ ． ｃ ３ ２ ． ５复 合 硅 酸 盐 水 泥 ， 水 泥 的 物 理 性质 如 表 １ 所示。 珍 珠岩 ： 武汉 东西湖珍珠岩 厂生产 ， 堆 积 密 度 ６ １ ｋ ｇ ／ ｍ ， 吸水率 为 ７ ０ ％ ～１ ２ ０ ％。
Ｇ Ｐ ａ ， 密度 ０ ． ９ １ ｇ ／ ｏ ｍ 。
表 １ 水泥物理性质
Ｔａ ｂ ｌ ｅ １ Ｐ ｈ ｙ ｓ ｉ ｃ ａ ｌ ｐ ｒ ｏ ｐ ｅ ｒ ｔ ｉ ｅ ｓ ｏ ｆ ｃ ｅ ｍｅ ｎ ｔ
基本科研业务费专项资金项 目（ Ｃ Ｕ Ｇ Ｌ １ ５ ０ ４ １ ２ ） 、 中国地质大学 （ 武汉 ） 大学生 自主创新启航项 目（ １ ４ １ ０ ４ ９ １ Ａ１ ６ ） 资助 第一 作 者 简 介： 王双超 （ １ ９ ８ ９ 一）， 男， 硕 士 研 究 生 。Ｅ— ｍａ ｉ ｌ ：
除此 之外 ， 有 机纤 维能 在砂 浆 中乱 向分布 ， 形成 网络
缠绕 ， 能 够克 服骨 料之 问 的滑移 ， 从 而阻碍 裂缝 的产 生， 而且 有机 纤维 在砂 浆 中起 到 了分 散收缩 应力 ， 降 低应 力集 中的作用 ， 进 一步 提高 砂浆 的抗 裂性 能 。
采 用正交 实 验设计 方法 ， 分 析研究 了珍 珠岩 、 橡 胶粉 、 丁苯乳 液 以及 聚 酯 纤 维对 水 泥 砂 浆 工作 性 能 以及 力 学性 能 的影 响规 律 ， 并 通过 扫 描 电镜 （ Ｓ Ｅ Ｍ）
浆的相关 问题 ， 通 过加 入橡 胶粉 、 聚合 物、 聚酯纤维对 其进行 复合 改性。采取 正交试 验方 法， 通过 各影 响 因素水 平 的变化， 获
得新型珍珠岩保温砂浆 的工作性 能和 力学性能变化规律 。实验结果表 明： 丁苯乳 液对砂浆 的稠度影 响最大 ， 珍 珠岩次之 。珍 珠 岩、 橡胶粉 、 丁苯乳液和聚酯纤维 四种材料对砂浆复合 改性 之后的新型珍珠岩保 温砂浆 的抗 折强度相对 于空 白试样 降低幅 度为 １ ７ ％一 ４ ５ ％， 抗压强度 降低幅度 为 ２ ５ ％一 ６ ５ ％， 折压 比增大幅度为 ８ ％一 ５ ６ ％ 。当改性组分 为珍珠岩 ２ ０ ％ ＋橡胶粉 １ ０ ％＋
珍珠岩
橡胶粉
丁苯乳液 Ｂ
聚 酯纤维
中图法分类 号 Ｔ Ｕ ５ ２ ８ ． ０ ４ １ ；
文献标 志码
目前墙体保温工程 中普遍采用的普通珍珠岩砂 浆， 由于普通珍珠岩砂浆材料 本身 的脆性 大¨ Ｊ ， 直
接 接触 外界 环境 ， 在 温 度 应 力 的影 响下 时 常 发 生开 裂 的现 象 ； 与此 同 时普 通珍 珠 岩 砂 浆 内部存 在 大 量 不规 则孔 隙 ， 导致 墙 体 保 温层 本 身 抗 渗 防 水 性能 较 差 。针对普 通保 温砂 浆 存 在 的脆性 大 的 问题 ， 国 内外 学 者通 过 在 砂 浆 中引 入 橡 胶 粉 来 解 决 脆 性 问 题 Ｊ 。掺 入橡 胶粉 之后 保 温砂 浆 的脆 性 明显 降低 ，
性， 加 入 聚合物 可 以 明显 减 少 砂浆 中相 互 连 通 的毛 细孔 ， 更好 地 搭 接 裂 缝 以 及 防 止 裂 缝 的 出现 Ｊ ， 使 得 新 型 珍 珠 岩 保 温 砂 浆 具 有 良好 的 抗 渗 性 能 。
２ ０ １ ５年 ４月 ９日收到 国家 自然科学基金（ ５ １ ３ ０ ８ ５ １ ８ ） 、 中央高校
第 １ ５卷
第２ ｌ 期
２ ０ １ ５年 ７月
科
学
技
术
与
工
程
Ｖ０ １ ． １ ５ Ｎ ｏ ． ２ １ Ｊ ｕ １ ．２ ０ １ ５
１ ６ ７ １ —１ ８ １ ５ （ ２ ０ １ ５ ） ２ １ — ０ １ ８ ９ — ０ ６
Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ａ ｎ ｄ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ
丁苯乳液 １ ０ ％ ＋聚酯纤维 ０ ． ０ ５ ０ ％ 时， 抗 折、 抗压 强度满足规范要求 ， 折压 比最大， 此 时砂浆 的柔韧 性最佳 。通过砂浆 的微 观结 构观察可得 ， 丁苯乳液 的掺 入能够有效填 充砂浆 内部的宏观 与微观缺 陷， 提高界面过渡 区的密实程度。
关键词
保 温砂浆