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  • 甲酸钙早强剂在水泥基填缝料冬季配方中减少返碱的应用研究

    返回列表来源:中川化工          发布日期:2017/12/29    |    加入收藏关注:

    1 瓷砖填缝料特点

    瓷砖填缝料近几年来大量应用在建筑外墙瓷砖的填缝和家装装潢的内墙瓷砖填缝应用中!彩色瓷砖填缝剂由优质水泥、细砂、颜料及多种可再分散乳胶粉组成,兼具结构补强、释放建筑变形应力以及装饰效果。它的特点有:(1)具粘结力和柔韧性,能吸收基层底材和砖石块,尤其大型石块的涨缩变形,从而提高了使用寿命;(2)通过与砖面、石材的色泽匹配,即可协调,也可反差、甚至强烈反差,从而增加了装饰效果的选择。内墙防霉彩色瓷砖填缝剂的颜色循序渐变,色泽分布均匀,填缝后不会变色。除蓝色或绿色外,其余均有防紫外线功能。

    深色外墙填缝料和内墙防霉填缝料经常发生在冬季雾天施工或者外墙在施工后不到24小时遇雨水后出现局部泛白,并有白色晶体物质析出,严重影响填缝料产品的装饰效果,就是我们常说的硅酸盐产品返碱!

    2 返碱

    返碱是硅酸盐产品的一个通病,机理如下:碱性离子通过水份带出表面与钠、钙等离子在表面结晶和生成盐分并结晶形成白色粉末。引起返碱的因素主要有以下四点:(1)在水泥基填缝料的水泥水化过程中,C3S和C2S水化生成C-S-H凝胶的同时,形成了大量的Ca (OH)2,Ca(OH)2除有一部分用以维持液相的碱度外,其它大多以晶体形态存在于水泥石中。Ca(OH)2是一种极易溶解的物质,在低温环境下,水泥基填缝料凝结硬化速度很慢,其中的自由水会逐渐沿着内部毛细孔向外迁移,以补偿表面被蒸发掉的水分,在这一过程中,必然会将溶于其中的Ca(OH)2带出,当到达材料表面后,Ca(OH)2还会与空气中的CO2和水分发生化学反应生成不溶于水的白色沉淀CaCO3,附着在材料表面,这就是常见的填缝料表面返碱现象;(2)水泥基填缝料自身内部的波特兰水泥存在一定量的碱是先决条件,产生的原因水泥基填缝材料属于多孔材料,内部存在有大量尺寸不同的毛细孔,成为可溶性物质在水的带动下从内部迁移出表面的通道;(3)雾天湿度较大时,空气中的CO2与水分结合形成H2CO3,渗透到基材内部与Ca (OH)2化合成Ca(HCO32,Ca(HCO32随着表面水分蒸发被带出来,直接结晶或者再与H2CO3反应生成CaCO3;(3)酸雨渗入基材内部,与基材中的碱性物质相结合并随着水分迁移到表面结晶,也会引起返碱。

    从以上理论来推论,在水泥基填缝料产生返碱的过程中,加速填缝料的水化过程应该可以减少返碱的发生!

    3 甲酸钙的性能及选用

    甲酸钙是一种白色粉末产品,分子式为C2H2CaO4,它可以加快水泥水化速度,从而提高水泥基填缝料的早期强度,因此在水泥基填缝料的冬季配方中加入适量甲酸钙应该可以加快CSH凝胶的形成!从而减少返碱的发生!

    4 试验

    本试验采用某国内厂家的甲酸钙产品,纯度大于96%,采用原料42.5级别的白水泥(用WC表示),石英砂(粒径0.1-0.3mm)(用S表示),填缝料专用可再分散胶粉胶粉和红色颜料(用AD表示)。

    (1)实验一:甲酸钙对水泥基填缝料的凝结时间的影响(见图1)。实验采用42.5级别的白水泥,配合比为WC∶S∶AD=43∶50∶7,甲酸钙掺量分别为0,2.0%,2.5%,3.0%,下图为甲酸钙对水泥基填缝料的凝结时间的影响,参照GB8076-1997(混凝土外加剂)规定的方法进行甲酸钙掺量对水泥基填缝料的凝结时间的影响的测定!从图中数据可以看出,随着甲酸钙掺量的增加,水泥基填缝料的凝结时间逐步缩短,但是3.0%掺量的样块出现了开裂,因此优选了1%,1.5%,2%的甲酸钙掺量来测定该配方体系中甲酸钙早强剂对返碱的影响!

    甲酸钙

                                                                         图1 甲酸钙对填缝料凝结时间的影响

    (2)实验二:不同掺量甲酸钙对水泥基填缝料的抗泛碱的影响(见图2)。实验采用42.5级别的白水泥,配合比为WC∶S∶AD=43∶50∶7,甲酸钙掺量分别为0,1.0%,1.5%,2.0%,每种配方有三块样板,因为在红色填缝料产品中产生返碱为白色,容易肉眼辨别,故本实验依然采用红色填缝料配方,测试环境在派丽德高研发实验室XPS泡沫箱,环境温度设置为+7度,室内相对湿度80%,XPS泡沫箱内部相对湿度为100%,测试设备底部的水温20度。填缝料样品批刮在吸水性瓷砖的表面,批刮厚度2mm,样品制备后直接放在测试设备上,测试条件模拟低温和高湿度环境!分别测试1天3天和7天返碱的面积数做出测试结果。测试结果如图:从实验数据可以看出,甲酸钙掺量从0-1.5%返碱数量明显减少,2%的掺量没有更加明显的返碱减少效果!

                                                                                                        图2 甲酸钙掺量对填缝料返碱的影响

     

    5 结论

    甲酸钙作为一款砂浆早强剂,其特有的性能可加快水泥基填缝料的硬化速度,提高水泥基填缝料的早期强度,选择合适的甲酸钙产品和掺量对提高水泥基填缝料的抗返碱性能是至关重要的!在水泥基填缝料的冬季配方体系中,1-2%掺量的甲酸钙可以明显减少水泥基填缝料的返碱!

     

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