纳米凹凸棒土对聚合物防水砂浆性能的影响

data-full-width-responsive="true"> 0 前言凹凸棒土简称凹土（attapulgite），又名坡缕石，是一种层链状过渡结构的以含水富镁硅酸盐为主的黏土矿。其化学分子式为Mg5 （ H2O）4 （ Si4O10）2 （ OH）2，化学成分理论值MgO 为2387%，SiO2 为5693%，H2O 为19%～20%。凹土具有独特的棒晶结构，是一种天然的一维无机材料，可用于复合材料的增强和增韧[1]。如何将凹土分散到纳米级已引起广泛关注。本文选用分散剂配合超声波分散凹土[2]，将经过充分分散的悬浊液进行真空冷冻干燥从而制备出一维纳米凹土。聚合物胶乳改性防水砂浆的综合技术性能较好，发展前景乐观。但聚合物胶乳成膜后，胶膜的稳定性、耐老化性、耐水性和物理机械性能均有待提高。将凹凸棒土掺入聚合物中对复合材料的各项性能会有进一步的改善和提高[3]，但目前尚未见有关纳米凹土对聚合物防水砂浆性能影响的研究成果公开报道。本文用原矿纳米凹土对聚合物防水砂浆进行改性，并考察了改性后聚合物防水砂浆的抗压、抗折强度、粘结强度、抗渗性和耐久性等性能。1 原材料及试验方法11 原材料（1）水泥：江南水泥厂生产的金宁羊牌PⅡ425R 硅酸盐水泥，性能指标见表1。（2）砂：中砂，产地为长江上游湖北地区，细度模数241，堆积密度1773 kg/m3，表观密度2602 kg/m3，含泥量212%。（3）粉煤灰：Ⅱ级粉煤灰，南京大厂区聚力粉煤灰厂生产，性能指标见表2。（4）纤维素醚：羟丙基甲基纤维素醚（HPMC），四川某化工厂生产。（5）可再分散乳胶粉：德国瓦克公司生产的RI554Z。（6）凹土：由江苏盱眙某公司生产。（7）消泡剂（E）：苏州某公司生产。（8）减水剂：江苏某公司生产的JM-B 萘系高效减水剂。12 试验方法（1）用超声分散及真空冷冻干燥法制备4 种纳米凹土（原矿型、高黏型、蒙脱石型、吸附型），通过SEM 观察比较分散效果。（2）防水砂浆配合比见表3。将原矿纳米凹土分别以水泥质量的1%、2%、3%掺入聚合物防水砂浆中，并研究不同掺量纳米凹土对聚合物防水砂浆抗压强度、抗折强度、粘结强度、抗渗性和耐久性等性能的影响。聚合物防水砂浆的性能试验均按照JC/T 9842005《聚合物水泥防水砂浆》规定进行。表3 纳米凹土对聚合物防水砂浆性能影响的试验配合比注：nmAT 代表原矿纳米凹土。（3）将纳米凹土掺入聚合物砂浆或聚合物类复合材料，关键是纳米颗粒的分散。本试验中先将纳米凹土与聚合物充分混合均匀，再将此混合物与砂浆的其它粉料在砂浆搅拌机中拌合均匀。2 纳米凹土的制备21 制备方法将一定量的凹土与自来水在烧杯中配成悬浊液（质量比为1∶20），恒温下加入凹土质量3%的分散剂RI554Z，并用玻璃棒搅拌，然后将此悬浮液置于超声波清洗器中分散1 h，其间用玻璃棒中速搅拌让其充分分散，最后将悬浊液真空冷冻干燥约8 h，即制得纳米凹土。用SEM 检测分析4 种纳米凹土的形貌及分散状况。22 试验结果分析4 种凹土干燥后的SEM 照片分别见图1～图4。通过以上SEM 微观分析可以看出，原矿凹土和高黏凹土经冷冻干燥后其超细粉末整体上可以达到一维纳米级别，而蒙脱石凹土和吸附凹土干燥后的粉末仅部分可以达到一维纳米级别，这与它们的微观结构有关。