隨著工業(yè)的不斷進(jìn)步和技術(shù)的提高，通過引進(jìn)和改善國(guó)外的砂漿噴涂機(jī)，近年來機(jī)械噴涂抹灰技術(shù)在我國(guó)得到了很大的發(fā)展。機(jī)械噴涂砂漿不同于一般砂漿，要求其有較高的保水性能、合適的流動(dòng)庋和一定的抗流掛性能，通常情況下均會(huì)在砂漿中添加羥丙基甲基纖維素，其中以纖維素醚(HPMC)的應(yīng)用最為廣泛。羥丙基甲基纖維素HPMC在砂漿中的主要作用是：、增稠增黏和調(diào)整流變性，優(yōu)良的保水能力。但是HPMC的缺點(diǎn)也不容忽視，HPMC具有引氣作用，會(huì)造成內(nèi)部較多缺陷，嚴(yán)重降低砂漿的力學(xué)性能。山東宸邦精細(xì)化工有限公司從宏觀方面研究了HPMC對(duì)砂漿保水率、密度、含氣量、力學(xué)性能等方面的影響，并從微觀方面研究了羥丙基甲基纖維素HPMC對(duì)砂漿L結(jié)構(gòu)的影響。

一 試 驗(yàn)

1.1原材料

水泥：市售P.0 42.5水泥，其28d抗折和抗壓強(qiáng)度分別為6.9、48.2 MPa;砂子：承德細(xì)河沙，40-100目；纖維素醚：山東宸邦精細(xì)化工有限公司生產(chǎn)的羥丙基甲基纖維素醚，白色粉末，標(biāo)稱黏度為40、100、150、200 Pa-s;水：潔凈的自來水。

1.2試驗(yàn)方法

根據(jù)JGJ/T 105-2011《機(jī)械噴涂抹灰施工規(guī)程》規(guī)定，砂漿的稠度為80-120 mm，保水率大于90%。本試驗(yàn)中，灰砂比定為1:5，稠度控制在(93+2) mm，纖維素醚采用外摻法，其摻量均按占水泥質(zhì)量計(jì)。砂漿的濕密度、含氣量、保水率、稠度等基本性能參照J(rèn)GJ 70-2009《建筑砂漿基本性能試驗(yàn)方法》進(jìn)行測(cè)試，其中含氣量按照密度法進(jìn)行測(cè)試和計(jì)算。試件的制備、抗折和抗壓強(qiáng)度測(cè)試參照GB/T 17671-1999《水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法(ISO法)》進(jìn)行。孑L徑采用壓汞法測(cè)試，壓汞儀型號(hào)為AUTOPORE 9500，測(cè)量范圍為5.5 nm-360 ym，共進(jìn)行4組試驗(yàn)，灰砂比1:5，HPMC黏度為100 Pa-s、摻量分別為0、0.1%、0.2%、0.3%（編號(hào)分別為A、B、C、D）。

2 結(jié) 果 與 分 析

2.1 HPMC對(duì)水泥砂漿保水率的影響

保水性是指砂漿能夠保住水分的能力。在機(jī)噴砂漿中，加入纖維素醚能夠有效保持水分，減少泌水率，滿足水泥基材料充分水化的要求。HPMC對(duì)砂漿保水率的影響見圖1。

由圖l可以看出，隨著HPMC摻量的增加，砂漿的保水

率逐漸增大。黏度為100、150和200 Pa.s的羥丙基甲基纖維素醚曲線變化基本一致，摻量在0.05%-0.15%時(shí)保水率直線增加，摻量為0.15%時(shí)保水率均大于93%;糝量超過0.20%后，保水率增大趨勢(shì)變得平緩，說明HPMC摻量己接近飽和。黏度為40 Pa.s的HPMC摻量對(duì)保水率的影響曲線近似為1條直線，摻量大于0.15%后，砂漿的保水率明顯低于同摻量其它3種黏度的HPMC。一般認(rèn)為纖維素醚的保水機(jī)理為：纖維素醚分子上的羥基和醚鍵上的氧原子會(huì)與水分子締合成氫鍵，使游離水變成結(jié)合水，從而起到很好的保水作用；也有人認(rèn)為，水分子與纖維素醚分子鏈間的相互擴(kuò)散作用使水分子得以進(jìn)入纖維素醚大分子鏈內(nèi)部，并受到較強(qiáng)的約束力，從而提高了水泥漿的保水性。優(yōu)良的保水性能夠使砂漿保持勻質(zhì)性，不易離析，并獲得良好的攪拌性能，同時(shí)能減小對(duì)機(jī)械的磨損，增加砂漿噴涂機(jī)的壽命。

2.2 羥丙基甲基纖維素HPMC對(duì)水泥砂漿密度和含氣量的影響

由圖2可以看出，HPMC摻量在0-0.20%時(shí)，隨HPMC摻量的增加，砂漿的密度急劇降低，由2050 kg/m3下降至1650kg/m3左右，降低約20%; HPMC摻量超過0.20%后密度降低趨于平緩。對(duì)比4種不同黏度的HPMC玎知，黏度越大，砂漿的密度越??；摻黏度分別為150、200 Pa.s HPMC的砂漿密度曲線基本重合，說明隨著HPMC黏度的繼續(xù)增大，砂漿的密度不再減小。

由圖3可以看出，砂漿的含氣量變化規(guī)律與砂漿的密度變化相反，羥丙基甲基纖維素HPMC摻量在0-0.20%時(shí)，隨HPMC摻量的增加，砂漿的含氣量幾乎呈直線上升；HPMC摻量超過0.20%后，含氣量幾乎不再變化，說明砂漿的引氣作用接近飽和。黏度為150和200 Pa.s的HPMC引氣作用要大于黏度為40和100 Pa.s的HPMC。

纖維素醚的引氣作用主要是由其分子結(jié)構(gòu)決定的，纖維素醚同時(shí)具有親水基團(tuán)（羥基、醚基）和憎水基團(tuán)（甲基、葡萄糖環(huán)），是一種表面活性劑，具有表面活性，從而具有引氣效應(yīng)。引入的氣體一方面能夠在砂漿中起到滾珠軸承的作用，改善砂漿的工作性能，并能增加體積，提高產(chǎn)量，對(duì)于生產(chǎn)廠家是有利的。但另一方面，引氣作用增加了砂漿的含氣量和硬化后的孔隙率，導(dǎo)致有害孔增多，使得力學(xué)性能大為降低。HPMC雖然有一定的引氣作用，但不能取代引氣劑。另外，當(dāng)HPMC和引氣劑同時(shí)使用時(shí)可能導(dǎo)致引氣劑失效。

2.3 HPMC對(duì)水泥砂漿力學(xué)性能的影響

由圖4(a)和圖4(h)可以看出，當(dāng)HPMC摻量?jī)H為0.05%

時(shí)，砂漿的抗折強(qiáng)度降低明顯，較未摻羥丙基甲基纖維素HPMC的空白試樣降低約25%，抗壓強(qiáng)度僅能達(dá)到空白試樣的65%-80%。當(dāng)HPMC摻量超過0.20%后，砂漿的抗折強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度降低幅度不明顯。HPMC黏度大小對(duì)砂漿的力學(xué)性能影響不明顯。HPMC引入很多微小的氣泡，對(duì)砂漿的引氣作用使砂漿內(nèi)部空隙率增大，有害孔增多，導(dǎo)致抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度均明顯下降。砂漿強(qiáng)度降低的另外一個(gè)原因就是纖維素醚的保水作用，使得水分保留在硬化砂漿內(nèi)部，大的水膠比導(dǎo)致試塊強(qiáng)度降低。對(duì)于機(jī)械施工的砂漿，雖然纖維素醚能夠顯著提高砂漿的保水率和改善其工作性，但如果摻量過大，會(huì)嚴(yán)重影響砂漿的力學(xué)性能，所以應(yīng)合理權(quán)衡二者之間的關(guān)系。

由圖4 (c)可以看出，隨著羥丙基甲基纖維素HPMC摻量的增加，砂漿的折壓比整體呈增加趨勢(shì)，基本為線性關(guān)系。這是由于加入的纖維素醚引入大量的氣泡，造成砂漿內(nèi)部產(chǎn)生缺陷增多，導(dǎo)玫砂漿的抗壓強(qiáng)度急劇降低，而抗折強(qiáng)度雖也有一定幅度降低；但纖維素醚能夠提高砂漿柔韌性，對(duì)抗折強(qiáng)度有利，使得降低幅度變緩，綜合考慮，二者的共同作用導(dǎo)致壓折比有所增加。