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摘要：采用XRD和SEM方法研究了可再分散乳胶粉对EPS保温砂浆水化产物的影响。试验结果表明：随着可再分散乳胶粉掺量的提高，EPS保温砂浆浆体水化产物中氢氧化钙的取向性指数逐渐减小，氢氧化钙的取向和富集程度逐渐降低。
关键词：可再分散乳胶粉微观结构作用机理
Abstract：Using XRD and SEM test methods, the influence of re-dispersible emulsion powder on cement hydration products in EPS thermal insulation mortar were studied. The results showed that the orientation index and the degree of enrichment for Ca(OH)2 crystals decreased with the increase of the content of the re-dispersible emulsion powder.
Key words: re-dispersible emulsion powder micro structure mechanism
中图分类号： TU522文献标识码：A 文章编号：
0 引言
EPS保温砂浆是以废旧低密度聚乙烯、水泥、外加剂等为原材料配制而成的有机无机复合材料。低密度聚乙烯，就是我们常说的泡沫，其导热系数很低，因此EPS保温砂浆具有良好的保温性，同时防火性比聚乙烯板要好得多，属难燃材料，故EPS保温砂浆是一种较好的保温隔热材料，应用于内外墙保温系统中，受到人们青睐[1]-[2]。为获得良好的工作性，避免分层，提高粘结强度，EPS保温砂浆中常掺加可分散乳胶粉等高分子外加剂[3][4]。可再分散乳胶粉是聚合物乳液经喷雾干燥等工艺制得的高分子粉体材料，它可在水泥砂浆中再次形成稳定、性质与原乳液基本相同的聚合物乳液。其对砂浆性能影响较大，占成本比例高，是人们关注的焦点[5]。
现在对可再分散乳胶粉在砂浆中的应用研究主要集中在配比对砂浆的物理性能影響等方面，而对乳胶粉作用机理的研究相对较少。本文利用XRD和SEM等先进手段，研究了乳胶粉的掺入对保温砂浆的微观结构及水化产物的影响，以期为可再分散乳胶粉在保温砂浆中的应用提供理论支持。
1. 实验原料与实验方法
1.1 原材料
实验所用原料为：龙岩水泥厂生产的龙麟P.O 42.5R水泥，化学组成见表1所示；德国信越MH40001纤维素醚, 羟丙基甲基纤维素(HEMC)；瓦克公司5044N可再分散乳胶粉，醋酸乙烯酯/乙烯类共聚物（EVA）；水为蒸馏水；EPS颗粒为市售，其颗粒级配见表2。
表1 P.O 42.5R水泥化学组成
表2 EPS颗粒级配
1.2 试验配比
表3 EPS保温砂浆XRD分析配比
试验主要考察掺入可再分散乳胶粉对EPS保温砂浆水化产物、微观结构的影响。根据前期实验结果，确定XRD分析及SEM分析的试样配比见表3所示。
1.3 实验方法
1.3.1 XRD分析
试样成型后标准养护28d，取折断面小块试样，用研钵将其碾碎，过100目筛，取筛下物进行XRD试验。
1.3.2 SEM分析
试样成型后标准养护28d，取折断面的小块试样，用无水乙醇终止水化，然后用1%盐酸浸蚀20s，60℃下烘干后，在扫描电镜下观察。
2．试验结果与讨论
2.2.1 XRD分析
在乳胶粉掺量分别为0、2%、5%和10%的情况下，水泥28d水化产物的XRD如图1所示。从图中可以看出，乳胶粉对水泥水化产物种类影响不大，图中各产物的特征峰基本相同，只是峰高度有所差别。通过计算氢氧化钙的取向性指数（如表4中所示，I(001)即为图1中Ca(OH)2第一个特征峰的高度，I(101)为第二个Ca(OH)2特征峰的高度）可以发现，随着乳胶粉掺量的提高，水化产物中氢氧化钙的取向性指数逐渐减小，从1.41（未掺可再分散乳胶粉的1号样的Ia值）降低到0.63（掺乳胶粉10%的4号样的Ia值），即氢氧化钙的取向和富集程度逐渐降低。表明乳胶粉的加入能降低氢氧化钙的取向和富集。其原因可能是乳胶粉成膜作用包裹在水泥颗粒周围，降低了局部水灰比及水化产物生长空间，同时降低其水化速率[6]。
2.2.2 SEM分析
在乳胶粉掺量分别为0、2%、5%和10%的情况下，水泥28d水化产物的SEM照片如图2所示，
放大倍数均为5000倍。
表4 各试样Ca(OH)2取向性指数计算值
由图2可知，水泥水化较充分，图2a中可见大量针棒状的水化产物，水化产物伸展空间较大，发育较好；图2b中也有大量针棒状的水化产物，但其伸展空间稍小；图2c中较为致密，有大量针棒状的水化产物；图2d水化产物十分致密，可见针棒状的水化产物。试验结果表明随着乳胶粉掺量的增加，砂浆水化产物结构越来越致密；未见明显的高分子膜存在[7]。
Ca(OH)2的富集和取向引起界面形状的变化，间接反映了界面层的孔结构和致密性。试验得到的SEM结果(随着乳胶粉掺量的增加，砂浆水化产物结构越来越致密）与XRD结果（取向性指数逐渐减小）吻合。
3．结论
通过以上实验分析可得：
1、掺入乳胶粉对水泥水化产物种类影响不大，但使水化产物致密性提高。
2、随着乳胶粉掺量的提高，砂浆中氢氧化钙的取向和富集程度降低。
参考文献
[1]彭家惠 陈明凤等.EPS保温砂浆及其应用[J]墙材革新与建筑节能，2002(3).
[2]张兴富.可再分散乳胶粉在EPS保温砂浆中的成膜机理研究[J].福建建材，2012(3).
[3]Ye Zhirong. Research on the mechanical behavior and the structure of reactive polymer cement materials [J].proceeding of new development in concrete and technology ,1995.
[4]黄利频,袁玲. 聚合物干粉改性水泥砂浆性能及应用研究[J].武汉理工大学学报，2007，29(10).
[5]王鹃，王培铭，张国防.外加剂掺量对EPS保温砂浆性能的影响[J].新型建筑材料,2005(11).
[6]张国防.羟乙基甲基纤维素和乙烯基可再分散聚合物改性水泥的水化进程[D].同济大学，2009.
[7]孙伟.硅灰及聚合物的掺入对钢纤维与水泥基材界面层的影响[J].硅酸盐学报,1987,6(15).
关键词：可再分散乳胶粉微观结构作用机理
Abstract：Using XRD and SEM test methods, the influence of re-dispersible emulsion powder on cement hydration products in EPS thermal insulation mortar were studied. The results showed that the orientation index and the degree of enrichment for Ca(OH)2 crystals decreased with the increase of the content of the re-dispersible emulsion powder.
Key words: re-dispersible emulsion powder micro structure mechanism
中图分类号： TU522文献标识码：A 文章编号：
0 引言
EPS保温砂浆是以废旧低密度聚乙烯、水泥、外加剂等为原材料配制而成的有机无机复合材料。低密度聚乙烯，就是我们常说的泡沫，其导热系数很低，因此EPS保温砂浆具有良好的保温性，同时防火性比聚乙烯板要好得多，属难燃材料，故EPS保温砂浆是一种较好的保温隔热材料，应用于内外墙保温系统中，受到人们青睐[1]-[2]。为获得良好的工作性，避免分层，提高粘结强度，EPS保温砂浆中常掺加可分散乳胶粉等高分子外加剂[3][4]。可再分散乳胶粉是聚合物乳液经喷雾干燥等工艺制得的高分子粉体材料，它可在水泥砂浆中再次形成稳定、性质与原乳液基本相同的聚合物乳液。其对砂浆性能影响较大，占成本比例高，是人们关注的焦点[5]。
现在对可再分散乳胶粉在砂浆中的应用研究主要集中在配比对砂浆的物理性能影響等方面，而对乳胶粉作用机理的研究相对较少。本文利用XRD和SEM等先进手段，研究了乳胶粉的掺入对保温砂浆的微观结构及水化产物的影响，以期为可再分散乳胶粉在保温砂浆中的应用提供理论支持。
1. 实验原料与实验方法
1.1 原材料
实验所用原料为：龙岩水泥厂生产的龙麟P.O 42.5R水泥，化学组成见表1所示；德国信越MH40001纤维素醚, 羟丙基甲基纤维素(HEMC)；瓦克公司5044N可再分散乳胶粉，醋酸乙烯酯/乙烯类共聚物（EVA）；水为蒸馏水；EPS颗粒为市售，其颗粒级配见表2。
表1 P.O 42.5R水泥化学组成
表2 EPS颗粒级配
1.2 试验配比
表3 EPS保温砂浆XRD分析配比
试验主要考察掺入可再分散乳胶粉对EPS保温砂浆水化产物、微观结构的影响。根据前期实验结果，确定XRD分析及SEM分析的试样配比见表3所示。
1.3 实验方法
1.3.1 XRD分析
试样成型后标准养护28d，取折断面小块试样，用研钵将其碾碎，过100目筛，取筛下物进行XRD试验。
1.3.2 SEM分析
试样成型后标准养护28d，取折断面的小块试样，用无水乙醇终止水化，然后用1%盐酸浸蚀20s，60℃下烘干后，在扫描电镜下观察。
2．试验结果与讨论
2.2.1 XRD分析
在乳胶粉掺量分别为0、2%、5%和10%的情况下，水泥28d水化产物的XRD如图1所示。从图中可以看出，乳胶粉对水泥水化产物种类影响不大，图中各产物的特征峰基本相同，只是峰高度有所差别。通过计算氢氧化钙的取向性指数（如表4中所示，I(001)即为图1中Ca(OH)2第一个特征峰的高度，I(101)为第二个Ca(OH)2特征峰的高度）可以发现，随着乳胶粉掺量的提高，水化产物中氢氧化钙的取向性指数逐渐减小，从1.41（未掺可再分散乳胶粉的1号样的Ia值）降低到0.63（掺乳胶粉10%的4号样的Ia值），即氢氧化钙的取向和富集程度逐渐降低。表明乳胶粉的加入能降低氢氧化钙的取向和富集。其原因可能是乳胶粉成膜作用包裹在水泥颗粒周围，降低了局部水灰比及水化产物生长空间，同时降低其水化速率[6]。
2.2.2 SEM分析
在乳胶粉掺量分别为0、2%、5%和10%的情况下，水泥28d水化产物的SEM照片如图2所示，
放大倍数均为5000倍。
表4 各试样Ca(OH)2取向性指数计算值
由图2可知，水泥水化较充分，图2a中可见大量针棒状的水化产物，水化产物伸展空间较大，发育较好；图2b中也有大量针棒状的水化产物，但其伸展空间稍小；图2c中较为致密，有大量针棒状的水化产物；图2d水化产物十分致密，可见针棒状的水化产物。试验结果表明随着乳胶粉掺量的增加，砂浆水化产物结构越来越致密；未见明显的高分子膜存在[7]。
Ca(OH)2的富集和取向引起界面形状的变化，间接反映了界面层的孔结构和致密性。试验得到的SEM结果(随着乳胶粉掺量的增加，砂浆水化产物结构越来越致密）与XRD结果（取向性指数逐渐减小）吻合。
3．结论
通过以上实验分析可得：
1、掺入乳胶粉对水泥水化产物种类影响不大，但使水化产物致密性提高。
2、随着乳胶粉掺量的提高，砂浆中氢氧化钙的取向和富集程度降低。
参考文献
[1]彭家惠 陈明凤等.EPS保温砂浆及其应用[J]墙材革新与建筑节能，2002(3).
[2]张兴富.可再分散乳胶粉在EPS保温砂浆中的成膜机理研究[J].福建建材，2012(3).
[3]Ye Zhirong. Research on the mechanical behavior and the structure of reactive polymer cement materials [J].proceeding of new development in concrete and technology ,1995.
[4]黄利频,袁玲. 聚合物干粉改性水泥砂浆性能及应用研究[J].武汉理工大学学报，2007，29(10).
[5]王鹃，王培铭，张国防.外加剂掺量对EPS保温砂浆性能的影响[J].新型建筑材料,2005(11).
[6]张国防.羟乙基甲基纤维素和乙烯基可再分散聚合物改性水泥的水化进程[D].同济大学，2009.
[7]孙伟.硅灰及聚合物的掺入对钢纤维与水泥基材界面层的影响[J].硅酸盐学报,1987,6(15).