粉煤灰微珠和蒙脱土在聚合物水泥基防水涂料中的应用

data-full-width-responsive="true"> 为了满足建筑防水工程对防水材料的需求，利用当地的粉煤灰微珠和蒙脱土研制开发了聚合物水泥基防水涂料，并于2002年12月通过了河北省科技厅组织的技术鉴定。鉴定委员会一致认为：该产品利用当地的粉煤灰微珠和蒙脱土，配方新颖独特，属国内首创。产品具有刚柔相济的特性，技术性能优异，具有国内同类产品领先的水平。1 配方设计原理该防水涂料配方设计原理是有机聚合物乳液失水可形成具有黏结性和连续性的弹性膜层，水泥吸收乳液中的水而硬化，柔性的聚合物膜层与水泥硬化体相互贯穿而牢固地黏结成一个坚固而有弹性的防水层。柔性的聚合物填充在水泥硬化体的空隙中，使水泥硬化体更加致密而富有弹性，涂膜具有较好的延伸率；水泥硬化体又填充在聚合物相中，使其具有更好的户外耐久性和更好的基层适应性。因此，聚合物水泥基防水涂料可以形成一种高强度坚韧耐久的弹性涂膜防水层。2 生产工艺聚合物水泥基防水涂料为双组分。A组分：丙烯酸乳液加适量增稠剂、增塑剂、防腐剂、防老剂、流平剂等助剂，经搅拌混合均匀后为聚合物乳液。B组分：选用铁铝酸盐水泥，加入适量粉煤灰微珠、蒙脱土、云母粉等无机填料，经搅拌混合均匀制成粉料。按一定比例将A组分和B组分在现场搅拌混合均匀后即可施工。粉煤灰微珠：热电厂排放的粉煤灰中含有一定量的空心微珠，相对密度为0．72，粒径为0．1 mm，可以漂浮在水面上，所以又称为漂珠。由于这种粉煤灰微珠具有颗粒细、中空、质轻、高强、耐磨、耐高温、保温绝热、绝缘阻燃等多种功能，所以具有非常广泛的用途。对于丙烯酸乳液来说，粉煤灰微珠能悬浮于乳液中，改善了乳液的摇溶性，降低了价格昂贵的增塑剂的用量。对于水泥来说，利用粉煤灰微珠在水泥拌合物中的润滑作用，使水泥浆体的流动性大幅度提高，同时可降低价格较贵的云母粉用量，从而降低了生产成本。生产中加入15％的粉煤灰微珠，既可改善产品技术性能、提高产品质量、降低生产成本，又可化害为利、变废为宝、减少粉煤灰对环境的污染。蒙脱土：蒙脱土具有较好的吸水性、膨胀性、胶结性、阳离子交换性、分散性及润滑性等性能。有些蒙脱土在吸附水时体积增大，并形成凝胶物质；有些蒙脱土吸附5倍于本身质量的水，而其体积能膨胀至吸水前的1535倍。加水成胶溶液后，几乎能永远处于悬浮状态。蒙脱土在防水涂料中主要起以下作用：在水中形成絮凝状物质，具有增稠作用；它的分子基团能与涂料中有机基料结合，增强涂层的耐水性，提高涂层的强度和附着力；在水介质中具有良好的悬浮性和分散性，在涂料中不易沉淀、不易分层、颜色均匀，从而改善涂料的悬浮稳定性，且涂刷性好，能形成厚薄均匀、平整光滑的涂层；与适量水结合成胶状体，在水中能释放出带电微粒，这种微粒间的电斥性使之在涂料中具有分散剂的功能。生产中加入10％的蒙脱土，既可提高产品质量，又可降低生产成本，还可利用当地资源。3 产品技术性能经北京市建筑材料质量监督检验站检测，该产品的各种性能均达到行业标准JC／T894-2001的指标要求。产品技术性能见表1。4 产品特点4．1 分子互穿网络结构该涂料选用了有机聚合物乳液和铁铝酸盐水泥及无机填料，通过这2类材料的巧妙结合，在最终形成的防水涂膜中，聚合物相与水泥相相互贯穿，交联固化，形成互穿网络结构，既有有机高分子材料的柔性网络，又有无机胶凝网络结构，在保持了无机胶凝材料抗老化能力强、强度高、硬度大、黏结力强等特点的基础上，引进了有机高分子材料变形性好、结构封闭性好、易涂刷等优点，刚柔结合，满足了防水建材的要求。4．2 力学性能变化合理聚合物水泥基防水涂料可以通过调节聚合物乳液和粉料的配比，生产出不同强度和延伸率的产品，根据防水应用部位的特点和要求来设计防水材料自身的性能，既有针对性地满足技术要求，同时也在一定程度上节约工程造价成本，且其抗拉强度变化规律为当涂膜受拉时最大拉伸强度呈现在受拉前期(一般合成高分子涂膜最大强度呈现在断裂时)，类似于加筋防水卷材的力学性能变化规律，当基层出现裂缝变化时，容易产生剥离区，随后裂缝变形，易保证防水效果。4．3 对基层面适应性强普通防水材料在使用时，对混凝土基层的干燥度都有较严格的要求，给地下室等一些防水工程的施工带来很大困难。聚合物水泥基防水涂料中的丙烯酸乳液是水乳型树脂，水介质对它无破坏作用，通过水分挥发而成膜固化，而水泥是水硬化物质。因此，该产品对混凝土基层干燥度要求不高，甚至在潮湿基层上也可以顺利地施工。同时， 由于复合涂料中的水泥是重要成分之一，对混凝土基层亲和黏结性良好，对改善涂层和混凝土基层的附着力十分有利。4．4 与面层、保护层结合牢固普通防水材料在厕浴间、水池及潮湿的内防水层工程中应用时，面层或保护层与防水层的结合是大难题。聚合物水泥基防水涂料由于有了水泥作为骨架材料，普通的水泥砂浆可轻易与之良好结合，并能在潮湿或干燥的多种材质的基面上直接施工，甚至可以用其作黏结剂粘贴饰面材料或无需做甩砂处理直接在防水层上粘贴瓷砖，这是其他防水材料无法比拟的。4．5 环保、施工方便与各类溶剂型防水涂料不同，聚合物水泥基防水涂料为水基产品，不含挥发性有毒溶剂，挥发分为水，对环境无污染，在通风较差的地下室和空间狭小或封闭的空间施工，除了需要更长时间干燥外，对施工人员无毒性伤害，称得上是环保型建材。聚合物水泥基防水涂料可任意选用刷涂、辊涂和喷涂的方法施工。不论施工面大小、形状如何、是直面还是顶面都可施工形成整体性防水涂膜。涂2～3道，涂膜即可达到1．0～1．5 mm厚，一般情况下，每道涂刷的时间间隔只需3～6 h，施工效率很高。同时，由于其水溶性的特点，可以通过增、减用水量来调整涂料的黏度，以适应不同部位、不同施工气候条件的需要。5 经济效益分析5．1 企业效益生产规模为年产聚合物水泥基防水涂料2 000 t，销售价格12 000元／t，销售成本9 000元／t，年创利税600万元。5．2 社会效益建筑防水是个棘手的问题，本产品能够比较理想地解决建筑防水问题，这对于人民安居乐业、社会稳定带来不可估量的社会效益。同时，本产品年利用粉煤灰微珠300 t，蒙脱土200 t，既提高了产品质量，又减少了环境污染，且充分利用了资源，利国利民。6 结语综上所述，利用粉煤灰微珠、蒙脱土生产聚合物水泥基防水涂料符合建设节约型社会和发展循环经济的要求，具有广阔的推广前景。