一、保水增稠剂
这是砂浆中非常关键的一类添加剂,主要作用是保持水分、改善施工和易性。
纤维素醚:这是最常用的保水增稠剂,尤其以羟丙基甲基纤维素醚(HPMC) 应用最普遍。
功能:能大幅提高砂浆的保水性,防止水分过快被基材吸走或蒸发,确保水泥充分水化;它还能增稠,改善砂浆的黏稠度和抗垂挂性;同时具有一定的缓凝效果,延长砂浆的可操作时间。
注意:掺量需精确控制,过量使用会导致砂浆含气量增加,引起强度显著下降。温度超过40℃时,甲基纤维素(MC)的保水性会明显变差。
淀粉醚:常与纤维素醚复配使用。
功能:能显著提高砂浆的抗流挂性和触变性(即砂浆在施工时变软,静止时变稠的特性),使施工更滑爽,尤其适用于立面抹灰和瓷砖胶。
优势:价格通常低于纤维素醚,适量替代可以优化配方成本。
改性矿物保水稠化剂:如膨润土、海泡石等。
功能:通过物理吸附水分来起到保水和增稠作用。
特点:成本较低。但保水性通常不如有机保水剂,所配制的砂浆干燥收缩值可能较大。膨润土与纤维素醚复掺(例如,膨润土较佳掺量约为10kg/m³,纤维素醚为胶凝材料总量的0.05%),可以在保证性能的同时优化成本。
二、聚合物胶粉
这类添加剂主要用于提升砂浆的粘结强度、柔韧性和内聚力。
可再分散乳胶粉:这是最重要和常用的聚合物胶粉。
功能:遇水后能再分散成乳液,在砂浆内形成聚合物膜,并与水泥水化产物相互交织形成三维网状结构。这极大地提高了砂浆的粘结强度、柔韧性和抗冲击性。它还能改善砂浆的施工流变性,并具有一定的减水作用。
应用:是瓷砖胶、保温系统砂浆、柔性防水砂浆等产品的关键组分。掺量在1.0%~1.5%范围内时,不同牌号的胶粉性能较为均衡。
三、改善施工性能的添加剂
这类添加剂主要让砂浆在搅拌和施工过程中更容易操作。
引气剂:例如松香树脂类、脂肪磺酸钠盐等。
功能:通过物理作用在砂浆中引入大量微小、稳定的气泡。这些气泡如同"滚珠",能起到润滑作用,显著改善砂浆的泵送性、喷涂性和可操作性。
注意:引入过多的气体会导致砂浆强度下降。掺量需严格控制,例如脂肪磺酸钠盐和硫酸钠盐的加入比例一般为0.01%-0.06%。此外,纤维素醚可能会导致某些引气剂失效,复配时需考虑二者的适应性。
减水剂:
功能:通过吸附分散作用,释放出被水泥颗粒包裹的游离水,从而在保持相同流动度的情况下减少用水量(即降低水灰比),或在相同水灰比下提高砂浆的流动性。这能显著提高砂浆的最终强度和密实度。
消泡剂:
功能:专门消除搅拌过程中产生的不稳定大气泡,减少砂浆的缺陷和空腔。这有助于提高砂浆的最终强度、表面平整度和密实度。主要使用无机载体上的碳氢化合物、聚乙二醇等。
四、调节凝结硬化添加剂
用于精确控制砂浆的凝结时间和早期强度发展。
速凝剂与早强剂:
功能:速凝剂能显著缩短砂浆的凝结时间;早强剂(如三乙醇胺)则能加速水泥早期水化,提高砂浆早期强度。三乙醇胺类早强剂的最佳掺量范围为0.02%-0.05%。
缓凝剂:
功能:延缓水泥的水化进程,延长砂浆的可操作时间,尤其在高温环境或需要长距离运输时非常重要。果酸盐类是常用缓凝剂,掺量通常在0.05%-0.25%。
五、增强与耐久性添加剂
这类添加剂用于提升砂浆的长期稳定性和特殊性能。
纤维:
功能:主要用来抑制砂浆的塑性收缩和干缩裂缝,提高砂浆的抗裂性、韧性及抗冲击能力。短纤维在砂浆基体中形成三维乱向支撑体系,有效阻止裂缝的产生和发展。
憎水剂(防水剂):
功能:防止液态水渗入砂浆,同时允许水蒸气通过(保持透气性)。主要是具有憎水性的聚合物可再分散粉末,它们能在砂浆孔隙壁形成憎水薄膜,所以具有使用寿命明显延长的优点。
特殊功能添加剂:
触变润滑剂:改善砂浆的施工手感,提高滑爽度。
颜料:为砂浆提供各种颜色。
膨胀剂:补偿砂浆硬化过程中的收缩。
六、 添加剂选用与复配要点
了解了各类添加剂后,如何选择和搭配它们至关重要:
明确核心需求:首先确定你的砂浆产品最需要满足的性能。例如,机喷砂浆需要优异的泵送性和润滑性(依赖引气剂、减水剂),同时要抗垂挂;而瓷砖胶则对粘结强度和抗滑移性要求极高(依赖可再分散乳胶粉、纤维素醚/淀粉醚)。
注意相容性与掺量:
相容性:不同添加剂之间可能产生协同或拮抗效应。例如,某些纤维素醚可能会导致特定引气剂失效,影响引气效果和保水性。
精确掺量:每种添加剂都有其最佳掺量范围,并非越多越好。例如,三乙醇胺类早强剂掺量超过0.05%可能带来负面影响;过量使用纤维素醚或引气剂会显著增加含气量,导致强度严重损失。
平衡成本与性能:在满足性能要求的前提下,可以考虑使用部分价格较低的添加剂(如淀粉醚、改性矿物保水剂)进行复配,以优化整体配方成本。
七、常见砂浆类型的添加剂配方思路
普通砌筑/抹灰砂浆:核心是良好的保水性和施工和易性。可考虑使用稠化粉(可能含有膨润土、无机矿物粉、保水增稠剂等)或砂浆外加剂搭配适量的引气剂和纤维。
瓷砖胶粘剂:核心是极高的粘结强度和抗滑移性。可再分散乳胶粉是关键,通常需要较高掺量。配合纤维素醚保证保水性,并通过淀粉醚等提供抗滑移能力(触变性)。
保温系统砂浆(如EPS粘结砂浆):核心是强粘结力和一定的柔韧性以适应温差变形。可再分散乳胶粉同样至关重要。
自流平砂浆:核心是极佳的流动性(依赖高效减水剂)、稳定性(防止离析泌水,依赖纤维素醚)和抗收缩性。需要多种添加剂精密复配,通常包括减水剂、稳定剂、消泡剂和早强剂等。

