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新型粉末增水添加剂SEAL80的性能及其在干混砂浆中的应用

前言

SEAL80是采用易溶于水的保护胶体和抗结块剂通过喷雾干燥将硅烷包裹后获得的粉末状硅烷基产品。当砂浆加水拌合后，SEAL80的保护胶体外壳

迅速溶解于水并释放出包裹的硅烷使其再分散到拌合水中。在水泥水化后的高碱性环境下，硅烷中亲水的有机官能团水解形成高反应活性的硅烷醇基团，

硅烷醇基团继续同水泥水化产物中的羟基基团进行不可逆反应形成化学结合，从而使通过交连作用连接在一起的硅烷牢固地固定在水泥砂浆中孔壁的表面。由于憎水的有机官能团朝向孔壁的外侧，使得孔隙的表面获得了憎水性，由此为砂浆带来了整体的憎水效果。SEAL80的作用原理简图如图1所示。

SEAL80的性能

1、 拌合性能

经过特殊设计的SEAL80产品的一个优异性能就是其快速分散性，这一性能赋予了添加了该产品的干混砂浆极佳的拌合性能。图2为采用简单的手工拌合实验对SEAL80和另外一种市售硅烷粉末从加水开始到搅拌不同时间后拌合性能的对比实验结果。显然，添加了SEAL80的砂浆加水搅拌5秒后拌合水已充分与砂浆混合，搅拌15秒后砂浆已基本拌合均匀。而另一种产品搅拌5秒后拌合水仍漂浮在砂浆的表面，30秒后水才与砂浆充分混合，90秒后才基本搅拌均匀。

2、  SEAL80的憎水性

对SEAL80的憎水性评价在中国建筑材料科学研究院进行。采用卡斯通管吸水实验方法，实验装置如图3所示。通过不同的实验条件下不同砂浆试件吸水量的大小（卡斯通管的读数）来评价憎水效果。水泥采用翼东PO42.5，砂为老标准砂，养护条件为在干空室（温度20±2℃，RH=60±5%）养护7天SEAL80的掺量按干粉料用量的百分比计。灰砂比为1：2.5，没有特殊说明的水灰比为0.5.

SEAL80 掺量与砂浆24小时吸水量的关系

图4为SEAL80掺量与24小时吸水量之间的关系曲线。从图中的实验结果可以看出，当SEAL80掺量超过0.10%时吸水率开始下降，在0.15%到0.30%之间后，吸水量下降的幅度***为显著，当掺量超过0.60%后，24小时吸水量几乎接近于零。

***初24小时吸水量随时间的变化

  图5为空白砂浆实验与掺0.25%SEAL80的砂浆试件0到24小时吸水量的对比。与空白砂浆相比，SEAL80不仅明显降低了砂浆的吸水量，而且从曲线的***终的发展趋势上看其24小时后吸水量也明显减缓。

3、憎水效果的持续性

   采用循环浸水实验来评价添加了0.5%SEAL80的砂浆实验憎水效果的持续性，并与空白砂浆试件了对比，本实验在ELOTEX瑞士技术中心进行。砂浆试件的灰砂比为1：3，水灰比为0.4。试件每一次循环浸泡吸水实验条件为40℃下干燥7天+20℃水养1天，共进行了8次循环，如图6所示。同空白砂浆试件相比，添加SEAL80的砂浆试件不仅在次循环吸水率大幅度下降，而且经8次干湿循环吸水率依然保持较低。

4、试验结果讨论

从以上试验结果分析，SEAL80具有以下性能特点。首先，这种产品在水中能够迅速分散，从而赋予砂浆可迅速拌和均匀的特性，并使其在施工过程中具有良好的工作性。这一性能对于搅拌时间较短的机械施工的干混砂浆由为重要。从SEAL80的掺量与24小时吸水量的试验结果来分析，综合考虑成本和使用效果等因素，其推荐掺量范围一般在0.20%-0.30%之间。试验结果表明，添加SEAL80对***初24小时吸水率的降低是十分显著的，这种降低

即使是经过多次干湿循环仍能够得以保持。这一点在实际用当中同样是十分重要的，比如通过添加SEAL80使外墙防水抹灰层经过雨水反复淋湿仍具有较低的吸水性，从而达到保护内部结构的目的。

SEAL80的应用

由于SEAL80的优异性能，目前在中国市场上已在干混砂浆产品获得了越来越多的应用，如刚性防水砂浆，保温隔热系统中的保护层砂浆、外墙腻子、彩色砂浆、高性能瓷砖填缝剂，以及其他憎水性要求的干混砂浆产品。下面列举几个使用SEAL80产品的典型例子。

1）  SEAL80的对外保温系统抹面砂浆湿粘结强度的改善和吸水量的降低

图7为掺和了不同量SEAL80的保温系统抹面砂浆对聚苯板耐水粘结强度的测试结果。砂浆的基本配方为：28%的42.5级普硅水泥，0.2%的MC，3%的EVA胶粉，70-140目的石英砂以及不同掺量的SEAL80。耐水粘结强度依据北京薄抹灰外墙外保温标准DBJ01-63-2002进行测试，即试件在标准条件下养护14天+浸水2天+标准条件下养护1天。显然，随着SEAL80掺量的增加，砂浆对聚苯板的耐水粘结强度获得了明显的改善。

采用与上述配比相同的砂浆复合网格布后按JG149-2003的要求对系统吸水量的测试结果如图8所示。显然，SEAL80对降低系统的吸水量有明显的作用，在抹面砂浆中添加

0.2%-0.3%的SEAL80可以将吸水量控制在500g/m2以内，满足薄抹灰外墙保温系统行业标准JG149-2003的要求。

2）瓷砖填缝剂

   瓷砖填缝剂的一个重要作用就是防止水分浸入基层，从而保证瓷砖的长久粘贴。目前越来越多地用高强和憎水的瓷砖填缝剂以防止填缝剂被酸性清洗剂清洗掉。按ANSI118.7（美国标准）对添加了SEAL80的瓷砖填缝剂（强度＞20兆帕）的吸水率进行了测试，实验结果如图9所示。按ANSI118.7规定24小时后吸水率为5%，添加0.3%

的SEAL80的填缝剂可以满足标准的要求。

3）砂浆内部的憎水效果

  具有防水功能的抹灰砂浆有益于提高建筑物的耐久性。使砂浆抹灰层获得整体的憎水效果对于其长期发挥防水功能是十分重要的。为了观察SEAL80在抹灰砂浆内部的憎水效果，分别采用添加了0.5%SEAL80和0.5%硬脂酸钙的砂浆（16%的白水泥，73.5%的砂，10%的消石灰）制作了试块，敲开后滴上水滴以观察砂浆内部的憎水情况，如图10所示。显然，在添加了SEAL80的砂浆试块内部形成了水珠（箭头所指），而在添加硬脂酸钙的砂浆试块内部形成了明显扩散的水迹。这说明SEAL80使抹灰砂浆的整体防水能力获得了极大的改善。

4）外墙腻子

  腻子在建筑涂装过程中的作用主要有两个：一是消除涂装基层的表面缺陷，提高基层的平整度；二是在基层与涂膜之间起着粘合过渡作用。对于外墙腻子来说，其耐水性对于保证涂料的长期耐久性至关重要的。不过，简单地使用某些憎水性添加剂可能会对粘结性能产生负面影响。为了验证SEAL80对涂料粘结性能的影响。我们在ELOTEX日本技术中心进行了下述实验。配制了三种不同的水泥基粉状腻子：a）未添加SEAL80和可再分散胶粉；b）添加了0.5%的SEAL80和2.0%SK3000（ELOTEX的一种可再分散胶粉产品；）c）添加了2.4%的一种憎水性聚合物粉末。将这三种腻子批刮到相同的基层上，养护14天后涂刷两遍涂料。一组试件在空气中放置14天，然后用小刀在样品表面刻上格子，贴上胶带纸后再撕下来，通过涂料剥落的面积来评价腻子与涂层的粘结性能。另一组试件在空气中放置14天后继续进行湿养护，在水中浸泡2小时后再干养护6小时为一个循环，每天进行3次循环，共养护14天。实验结果如图11所示。显然，从涂料的脱落的面积上看，添加SEAL80的配方对腻子与涂层的粘结性能无论是干养护还是湿养护均没有明显的负面作用。

5）刚性水泥基防水砂浆

   将SEAL80和可再分散聚合物胶粉复合使用配制的水泥基刚性防水砂浆同样获得了良好的抗压力渗透的效果。配方中使用了减水剂、硅灰等材料，添加了0.2%的SEAL80和2.5%的FL1212（ELOTEX可再分散胶粉）。参照无机堵漏材料行业标准JC900-2002进行了测试，试验结果如表1所示。砂浆的强度和抗渗性均可以满足标准的要求。

表1：采用SEAL80和FL1212配制的刚性防水砂浆试验结果

6）SEAL80使用时应该注意的问题

SEAL80在低或高pH值（＜3或＞12）下反应较快，由于水泥基材料水化后液相pH值一般13以上，SEAL80可以发挥作用。在石膏和非水泥基产品配方中不推荐使用SEAL80，因为在pH值为7时SEAL80的反应十分缓慢。

结语

SEAL80是可再分散的粉状硅烷基憎水剂添加剂，在提高干砂浆产品的憎水性的同时还使其具有良好的拌和性和可工作性。SEAL80具有高效能，掺量在0.1%以上时即可获得憎水效果。通过调整掺量可以满足不同的憎水性要求。在硬化状态下SEAL80可以使砂浆整体获得憎水效果，而不是仅仅集中在砂浆的表面。通过复合ELOTEX可再分散胶粉，SEAL80可用于保温隔热系统的抹面砂浆、瓷砖填缝剂以及抹灰砂浆、刚性防水砂浆和腻子等产品，达到相关标

准所要求的耐水性要求，而且对表面涂层的粘结性能没有负面影响。实验室测试结果和工程应用结果均表面SEAL80是一种性能优越可靠的憎水性添加剂。