外加劑對建筑干混砂漿性能的改善具有關(guān)鍵性作用，但干混砂漿的加入使干混砂漿產(chǎn)品的材料成本明顯高于傳統砂漿，其在干混砂漿中占材料成本40%以上。目前，相當一部分外加劑由國外制造商供應，產(chǎn)品的參考用量也由供應商提供。由此導致了干混砂漿產(chǎn)品成本居高不下，量大面廣的普通砌筑和抹灰砂漿推廣困難；市場(chǎng)產(chǎn)品由國外公司控制，干混砂漿生產(chǎn)廠(chǎng)商利潤低，價(jià)格承受能力差；外加劑的應用缺乏系統性、針對性研究，盲從國外配方。
基于以上原因，本文對常用外加劑的一些基本性能進(jìn)行分析與比較，并在此基礎上對應用外加劑的干混砂漿產(chǎn)品性能進(jìn)行研究。 保水劑是改善干混砂漿保水性能的關(guān)鍵外加劑，也是決定干混砂漿材料成本的關(guān)鍵外加劑之一。
纖維素醚是堿纖維素與醚化劑在一定條件下反應生成一系列產(chǎn)物的總稱(chēng)。堿纖維素被不同的醚化劑取代而得到不同的纖維素醚。按取代基的電離性能，纖維素醚可分為離子型（如羧甲基纖維素）和非離子型（如甲基纖維素）兩大類(lèi)。按取代基的種類(lèi)，纖維素醚可分為單醚（如甲基纖維素）和混合醚（如羥丙基甲基纖維素）。按可溶解性不同，可分為水溶性（如羥乙基纖維素）和有機溶劑溶解性（如乙基纖維素）等，干混砂漿主要用水溶性纖維素，水溶性纖維素又分為速溶型和經(jīng)過(guò)表面處理的延遲溶解型。
（1）砂漿內的纖維素醚在水中溶解后，由于表面活性作用保證了膠凝材料在體系中有效地均勻分布，而纖維素醚作為一種保護膠體，“包裹”住固體顆粒，并在其外表面形成一層潤滑膜，使砂漿體系更穩定，也提高了砂漿在攪拌過(guò)程的流動(dòng)性和施工的滑爽性。
（2）纖維素醚溶液由于自身分子結構特點(diǎn)，使砂漿中的水份不易失去，并在較長(cháng)的一段時(shí)間內逐步釋放，賦予砂漿良好的保水性和工作性。
將精制棉經(jīng)堿處理后，以氯化甲烷作為醚化劑，經(jīng)過(guò)一系列反應而制成纖維素醚。一般取代度為1.6~2.0，取代度不同溶解性也有不同。屬于非離子型纖維素醚。
（1）甲基纖維素可溶于冷水，熱水溶解會(huì )遇到困難，其水溶液在pH=3~12范圍內穩定。與淀粉、胍爾膠等以及許多表面活性劑相容性較好。當溫度達到凝膠化溫度時(shí)，會(huì )出現凝膠現象。
（2）甲基纖維素的保水性取決于其添加量、粘度、顆粒細度及溶解速度。一般添加量大，細度小，粘度大，則保水率高。其中添加量對保水率影響大，粘度的高低與保水率的高低不成正比關(guān)系。溶解速度主要取決于纖維素顆粒表面改性程度和顆粒細度。在以上幾種纖維素醚中，甲基纖維素和羥丙基甲基纖維素保水率較高。
（3）溫度的變化會(huì )嚴重影響甲基纖維素的保水率。一般溫度越高，保水性越差。如果砂漿溫度超過(guò)40℃，甲基纖維素的保水性會(huì )明顯變差，嚴重影響砂漿的施工性。
（4）甲基纖維素對砂漿的施工性和粘著(zhù)性有明顯影響。這里的“粘著(zhù)性”是指工人涂抹工具與墻體基材之間感到的粘著(zhù)力，即砂漿的剪切阻力。粘著(zhù)性大，砂漿的剪切阻力大，工人在使用過(guò)程中所需要的力量也大，砂漿的施工性就差。在纖維素醚產(chǎn)品中甲基纖維素粘著(zhù)力處于中等水平。
羥丙基甲基纖維素是近年來(lái)產(chǎn)量、用量都在迅速增加的纖維素品種。是由精制棉經(jīng)堿化處理后，用環(huán)氧丙烷和氯甲烷作為醚化劑，通過(guò)一系列反應而制成的非離子型纖維素混合醚。取代度一般為1.2~2.0。其性質(zhì)受甲氧基含量和羥丙基含量的比例不同，而有差別。
（1）羥丙基甲基纖維素易溶于冷水，熱水溶解會(huì )遇到困難。但它在熱水中的凝膠化溫度要明顯高于甲基纖維素。在冷水中的溶解情況，較甲基纖維素也有大的改善。
（2）羥丙基甲基纖維素的粘度與其分子量的大小有關(guān)，分子量大則粘度高。溫度同樣會(huì )影響其粘度，溫度升高，粘度下降。但其粘度高溫度的影響比甲基纖維素低。其溶液在室溫下儲存是穩定的。
（3）羥丙基甲基纖維素的保水性取決于其添加量、粘度等，其相同添量下的保水率高于甲基纖維素。
（4）羥丙基甲基纖維素對酸、堿具有穩定性，其水溶液在pH=2~12范圍內穩定?？列遭c和石灰水，對其性能也沒(méi)有太大影響，但堿能加快其溶解速度，并對粘度銷(xiāo)有提高。羥丙基甲基纖維素對一般鹽類(lèi)具有穩定性，但鹽溶液濃度高時(shí)，羥丙基甲基纖維素溶液粘度有增高的傾向。
（5）羥丙基甲基纖維素可與水溶性高分子化合物混用而成為均勻、粘度更高的溶液。如聚乙烯醇、淀粉醚、植物膠等。
（6）羥丙基甲基纖維素比甲基纖維素具有更好的抗酶性，其溶液酶降解的可能性低于甲基纖維素。
（7）羥丙基甲基纖維素對砂漿施工的粘著(zhù)性要高于甲基纖維素。
由精制棉經(jīng)堿處理后，在丙酮的存在下，用環(huán)氧乙烷作醚化劑進(jìn)行反應而制成。其取代度一般為1.5~2.0。具有較強的親水性，易于吸潮。
（1）羥乙基纖維素可溶于冷水中，熱水溶解較為困難。其溶液在高溫下穩定，不具有凝膠性。在砂漿中高溫下可使用時(shí)間較長(cháng)，但保水性較甲基纖維素低。
（2）羥乙基纖維素對一般酸堿都具有穩定性，堿能加快其溶解，并對粘度略有提高，其在水中分散性比甲基纖維素和羥丙基甲基纖維素略差。
（3）羥乙基纖維素對砂漿抗垂掛有好的性能，但對水泥的緩凝時(shí)間較長(cháng)。
（4）國內一些企業(yè)生產(chǎn)的羥乙基纖維素，因含水量大，灰份高而導致其性能明顯低于甲基纖維素。
由天然纖維（棉、等）經(jīng)過(guò)堿處理后，用一氯醋酸鈉作為醚化劑，經(jīng)過(guò)一系列反應處理而制成離子型纖維素醚。其取代度一般為0.4~1.4，其性能受取代度影響較大。
（1）羧甲基纖維素吸濕性較大，一般條件儲存會(huì )含有較大水份。
（2）羧甲基纖維素水溶液不會(huì )產(chǎn)生凝膠，隨溫度升高而粘度下降，溫度超過(guò)50℃時(shí)，粘度不可逆。
（3）其穩定性受pH影響較大。一般可用于石膏基砂漿中，不能用于水泥基砂漿中。在高堿性時(shí)，會(huì )失去粘度。
用于砂漿中的淀粉醚是由一些多糖類(lèi)的天然聚合物經(jīng)改性而成。如用馬鈴薯、玉米、木薯、瓜耳豆等。
由馬鈴薯、玉米、木薯等改性而成的淀粉醚，保水性明顯低于纖維素醚。因改性程度不同表現出對酸堿穩定性不同。有些產(chǎn)品適用于石膏基砂漿中，又有些產(chǎn)品能用于水泥基砂漿中。砂漿中應用淀粉醚主要是作為增稠劑，提高砂漿的抗流掛性，降低濕砂漿的粘著(zhù)性，延長(cháng)開(kāi)放時(shí)間等。 淀粉醚經(jīng)常與纖維素一起使用，使這兩種產(chǎn)品性能與優(yōu)勢互補。由于淀粉醚產(chǎn)品比纖維素醚便宜許多，在砂漿中應用淀粉醚，會(huì )帶來(lái)砂漿配方成本的明顯降低。
瓜耳膠醚是由天然瓜耳豆經(jīng)改性而成的一種性能較為特殊的淀粉醚。主要由瓜耳膠與丙烯酸基官能團發(fā)生醚化反應，生成含有2-羥丙基官能團結構，是一種多聚半乳甘露糖結構。
（1）與纖維素醚相比，瓜耳膠醚更容易溶于水。pH瓜耳膠醚的性能基本上沒(méi)有影響。
（2）在低粘度、少摻量的條件下，瓜耳膠可以等量取代纖維素醚，而具有相近的保水性。但稠度、抗垂掛性、觸變性等明顯改善。
（3）在高粘度、大摻量條件下，瓜耳膠不能代替纖維素醚，二者混合使用會(huì )產(chǎn)生更優(yōu)異的性能。
（4）瓜耳膠應用于石膏基砂漿中可明顯降低施工時(shí)的粘著(zhù)性，使施工更滑爽。對石膏砂漿的凝結時(shí)間和強度，無(wú)不利影響。
（5）瓜耳膠應用于水泥基砌筑和抹灰砂漿中可等量替代纖維素醚，并賦予砂漿更好的抗垂掛性、觸變性和施工的滑爽性。
（6）瓜耳膠還可用于瓷磚粘結劑、地面自流平劑、耐水膩子、墻體保溫用聚合物砂漿等產(chǎn)品中。
（7）由于瓜耳膠價(jià)格明顯低于纖維素醚，砂漿中使用瓜耳膠會(huì )帶來(lái)產(chǎn)品配方成本的明顯降低。
用天然礦物經(jīng)過(guò)改性和復配制成的保水稠化劑，在國內已得到了應用。用于配制保水稠化劑的主要礦物有：海泡石、膨潤土、蒙脫石、高嶺土等，這些礦物通過(guò)偶聯(lián)劑等改性處理而具有一定的保水增稠性能。
（1）可明顯改善普通砂漿性能，解決了水泥砂漿操作性差，混合砂漿強度低，耐水性差的問(wèn)題。 （2）可配制出用于一般工業(yè)與民用建筑不同強度等級的砂漿產(chǎn)品。
（3）材料成本明顯低于纖維素醚和淀粉醚。
（4）保水性低于有機保水劑，所配制砂漿的干燥收縮值較大，粘結性降低。
可再分散型膠粉由特制聚合物乳液經(jīng)過(guò)噴霧干燥加工而成。在加工過(guò)程中，保護膠體、抗結硬劑等成為不可缺少的助劑。經(jīng)過(guò)干燥后的膠粉是一些聚集在一起的80~100mm的球形顆粒。這些顆?？扇苡谒?，并形成比原來(lái)乳液顆粒略大的穩定分散液，這種分散液失水干燥后會(huì )成膜，這種膜和一般乳液成膜一樣不可逆，遇水不會(huì )再分散成為分散液。
可再分散型膠粉可分為：苯乙烯一丁二烯共聚物、叔碳酸乙烯共聚物、乙烯一醋酸乙酸共聚物等，并以此為基礎接枝有機硅、月桂酸乙烯等改善性能。不同的改性措施使可再分散膠粉具有耐水、耐堿、耐侯以及柔性等不同的性能。含有月桂酸乙烯和有機硅，可使膠粉具有良好的疏水性。高度支鏈化的叔碳酸乙烯酯，具有較低的Tg值，很好的柔性。 這幾種膠粉應用于砂漿中，均對水泥的凝結時(shí)間有延緩作用，但比直接應用同類(lèi)乳液的延緩作用小。相比而言，苯乙烯一丁二烯的延緩作用大，乙烯—醋酸乙烯的延緩作用小。若摻量太小對砂漿性能的改善作用不明顯。
木纖維是以植物為主要原料，采用一系列技術(shù)加工而成，其性能不同于纖維素醚。
（1）不溶于水和溶劑，也不溶于弱酸和弱堿溶液
（2）應用于砂漿中，在靜止狀態(tài)下會(huì )搭接成三維立體結構，增加砂漿觸變性和抗垂性，改善施工性。
（3）由于木纖維所具有的三維立體結構，在所拌砂漿中具有“鎖水”性能，砂漿中水份不會(huì )輕易被吸收或移走。但其不具有纖維素醚的高保水性。
（4）木纖維所具有的良好毛細管效應，在砂漿中具有“導水”功能，使砂漿表面和內部水份含量趨于一致，從而減少因不均勻收縮而產(chǎn)生的裂縫。
（5）木纖維能減小砂漿硬化體的變形應力，減輕砂漿收縮開(kāi)裂的發(fā)生。
（6）木纖維在砂漿中長(cháng)期性能變化規律，尚不清楚。
聚丙烯纖維是以聚丙烯為原料加適入適量改性劑制成。纖維直徑一般為40微米左右，抗拉強度300~400mpa，彈性模量≥3500mpa，極限延伸率15~18%，
（1）聚丙烯纖維在砂漿中呈均勻三維亂向分布，形成網(wǎng)絡(luò )加強體系。若每噸砂漿中摻入1kg重的聚丙烯纖維，則可得到3000萬(wàn)根以上的單絲纖維。
（2）砂漿中加入聚丙烯纖維，可以有效減少砂漿在塑性狀態(tài)的收縮裂縫。不論這些裂縫是可見(jiàn)的還是不可見(jiàn)的。并能明顯減少新拌砂漿的表面泌水與集料沉降。
（3）對于砂漿硬化體，聚丙烯纖維可以顯著(zhù)降低變形裂縫的數量。即當砂漿硬化體因變形產(chǎn)生應力時(shí)能夠抵抗和傳遞應力，當砂漿硬化體產(chǎn)生裂縫時(shí)，能夠鈍化裂縫尖端的應力集中，約束裂縫擴展。
（4）聚丙烯纖維在砂漿生產(chǎn)中的高效分散，會(huì )成為一個(gè)難題?；旌显O備、纖維品種與摻量，砂漿配比以及其工藝參數都將成為影響分散性的重要因素。
塑性減水劑是水泥混凝土中用量大的外加劑。幾乎所有的減水劑都是由表面活性物質(zhì)組成，減水劑的性能由其所采用的表面活性物質(zhì)的分子結構與水泥顆粒之間產(chǎn)生的界面作用決定。由于水泥顆粒在水化過(guò)程中帶有不同極性而相互吸引，包裹了許多拌合水而產(chǎn)生絮凝結構。使用中為了達到滿(mǎn)意的施工性能往往需要加入更多的水，使硬化體強度等性能降低。減水劑加入水泥漿后，其疏水基團定向吸附在水泥顆粒表面帶有同號電性，增大了水泥顆粒表面的ζ電位，使顆粒之間因同性靜電而相斥，破壞了水泥顆粒的絮凝結構，使水泥顆粒得到了有效分散，釋放出絮凝結構中的游離水，達到減水的目的。
木質(zhì)素減水劑通常由亞硫酸法生產(chǎn)紙漿的付產(chǎn)品制得。一般包括木鈣、木鈉與木鎂三種，常用木鈣和木鈉即木質(zhì)素磺酸鈣和木質(zhì)素磺酸鈉，通常呈粉末狀。 木質(zhì)素減水劑一般減水率為10~15%，摻量為0.2~0.3%。對水泥有緩凝作用，若摻量過(guò)大會(huì )引起水泥不凝固，對水泥砂漿有引氣作用。 木質(zhì)素減水劑摻量小，價(jià)格低，適用于減水率要求低的砂漿。與高效減水劑配合使用會(huì )取得更好的效果。
萘系減水劑是采用工業(yè)萘、甲醛和濃硫酸和液堿為主要原料在一定反應條件下制備而成，主要成份為萘磺酸甲醛縮合物。通常以液態(tài)或粉狀形式作為產(chǎn)品，是目前應用量的減水劑之一。粉狀產(chǎn)品摻量一般為水泥重量0.5~1.0%，減水率可達20%左右。 砂漿中摻入該堿水劑可明顯提高強度，對凝結時(shí)間略有延長(cháng)，并能改善水泥及其他外加劑在砂漿中分散性，明顯提高砂漿的施工性、抗滲性、抗凍性、抗化學(xué)侵蝕性、減少收縮率。在水泥砂漿中，因減水率高、價(jià)格適中而廣泛應用。但該減水劑用于石膏基砂漿中，減水效果不明顯。 4.3超塑化劑 超塑化劑即高效減水劑，減水率一般可達到30%以上。粉狀超塑化劑一般用于特種干混砂漿，如地面自流平劑、灌漿料以及耐火澆注料等產(chǎn)品。
引氣劑是一種通過(guò)物理方法使新拌砼或砂漿中形成穩定氣泡的表面活性劑。主要有：松香及其熱聚物類(lèi)、非離子型表面活性劑類(lèi)、烷基苯磺酸鹽類(lèi)、木質(zhì)素磺酸鹽類(lèi)、羧酸及其鹽類(lèi)等幾種。 引氣劑常被用來(lái)配制抹灰砂漿與砌筑砂漿。由于引氣劑的加入，會(huì )帶來(lái)砂漿性能一些變化。
（1）由于氣泡引入增加新拌砂漿的合易性和施工性，減少泌水。
（2）單純用引氣劑會(huì )降低砂漿中的強度和彈性模具。若引氣劑與減水劑共同使用，且適當配比，強度值可不降低。
（3）能顯著(zhù)提高砂漿硬化體的抗凍性并改善砂漿的抗滲性，提高砂漿硬化體的抗侵蝕性。
（4）引氣劑帶來(lái)砂漿含氣量的增加會(huì )增加砂漿的收縮，通過(guò)減水劑的加入可使收縮值得適當降低。 由于引氣劑加入量少，一般僅占膠凝材料總量萬(wàn)分之幾，必須保證在砂漿生產(chǎn)時(shí)精確計量、均摻入；攪拌方式、攪拌時(shí)間等因素會(huì )嚴重影響引氣量。因此，在目前國內的生產(chǎn)與施工條件下，砂漿中加入引氣劑一定要進(jìn)行大量的試驗工作。
用于提高砼和砂漿的早期強度，常用硫酸鹽類(lèi)早強劑，主要有硫酸鈉、硫代硫酸鈉、硫酸鋁及硫酸鉀鋁等。 一般無(wú)水硫酸鈉的應用較多，其摻量較低早強效果好，但摻量太大時(shí)會(huì )引起后期膨脹開(kāi)裂，同時(shí)會(huì )產(chǎn)生返堿，影響外觀(guān)和表面裝飾層效果。 甲酸鈣也是一種很好的防凍劑，其早強效果好，付作用少，與其他外加劑相容性好，許多性能優(yōu)于硫酸鹽類(lèi)早強劑，但價(jià)格較高。
如果在負溫下使用砂漿，若不采取防凍措施將會(huì )發(fā)生凍害，破壞硬化體的強度。防凍劑從防止結凍和提高砂漿早期強度二個(gè)途徑防止凍害的發(fā)生。 在常用的防凍劑中，在亞硝酸鈣和亞硝酸鈉的防凍效果好。亞硝酸鈣由于不含鉀、鈉離子用于混凝土可減少堿骨料的發(fā)生，但用于砂漿時(shí)工作性略差，亞硝酸鈉則具有較好的工作性。防凍劑與早強劑和減水劑復合使用，可得到滿(mǎn)意的使用效果。應用防凍劑的干混砂漿在超低負溫下使用時(shí)，應適當提高拌和物溫度，比如用溫水拌和。 防凍劑用量過(guò)大會(huì )降低砂漿后期強度，砂漿硬化體表面會(huì )出現返堿等問(wèn)題，影響外觀(guān)和表面裝飾層效果。
隨著(zhù)我國建筑干混砂漿行業(yè)的快速發(fā)展，外加劑對干混砂漿成本的制約作用會(huì )逐漸降低。纖維素醚供應的國產(chǎn)化、使纖維素醚價(jià)格連續走低。淀粉醚、稠化粉等低價(jià)格保水增稠材料的成功應用，顯著(zhù)降低了普通干混砂漿的材料成本?？稍俜稚⒛z粉國產(chǎn)化進(jìn)程的加快，可能打破由國外供應商控制我國膠粉市場(chǎng)的局面。這些都預示著(zhù)外加劑對干混砂漿材料成本的制約瓶頸會(huì )很快突破。但是，目前對外加劑在干混砂漿中的應用缺乏系統性研究。不同種類(lèi)的外加劑對不同干混砂漿產(chǎn)品的針對性不強，一些外加劑（如纖維素醚）沒(méi)有針對在干混砂漿中的應用特點(diǎn)提出自身性能指標，而是輕工、化工行業(yè)的標準。對外加劑在干混砂漿硬化體的作用機理研究較少。這無(wú)疑會(huì )影響外加劑在干混砂漿中的合理、高效使用。因此，應根據我國建筑結構特點(diǎn)、墻體材料特點(diǎn)、氣候特點(diǎn)、施工水平等系統研究外加劑在干混砂漿產(chǎn)品中的應用技術(shù)。
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