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利用VAE可再分散聚合物粉末(CAS 24937-78-8)解决地面找平层开裂和脱粘问题

一家位于印度尼西亚泗水的干混砂浆生产商,生产一系列地面找平砂浆和地面找平产品,供应东爪哇和巴厘岛的住宅和商业建筑项目。随着开发商逐渐放弃现场搅拌的砂浆找平砂浆,转而使用性能稳定、施工速度更快的袋装产品,工厂生产的干混地面找平砂浆的需求显著增长。该生产商已建立了一条产品线,涵盖粘结型地面找平砂浆、非粘结型地面找平砂浆和自流平面层,所有产品均基于相同的基础配方,仅在不同等级的产品之间进行细微调整。

挑战

地面找平产品上市六个月后,制造商开始收到两家地板承包商的保修索赔,这两家承包商在泗水市的办公楼和零售场所的大面积商业地面上安装了这种粘结式地面找平材料。投诉描述了在不同的施工现场发生的两种截然不同的故障模式。

第一种失效模式是找平层铺设后14至21天内出现表面裂缝,这种情况出现在面积超过30平方米的地面上。裂缝呈不规则状分布在找平层表面,通常平行于地面最长边,且集中在大跨度区域的中心地带,而非周边边缘。这种裂缝模式表明是由干燥受限引起的收缩裂缝,即找平层与混凝土基层之间的粘结力阻碍了找平层在水分流失过程中自由收缩,从而产生超过找平层抗拉强度的拉应力。

第二种失效模式是地板铺设过程中敲击测试发现的空洞区域,表明在铺设后的几周内,找平层与混凝土基层在较大区域发生脱粘。空洞区域集中在大面积楼板的中心区域,这些区域的收缩力最大,这与找平层最初形成良好粘结,但随着累积收缩应力超过找平层与基层界面粘结强度而失去粘结完整性的情况相符。

制造商的技术团队审查了基础配方,发现该地面找平产品未添加任何聚合物改性剂。该配方完全依赖水泥水化作用来获得粘结强度和基材粘结力,而缺乏柔性聚合物网络来适应东爪哇建筑工地高环境温度下大面积地面干燥产生的收缩应力。东爪哇建筑工地旱季平均气温经常超过32摄氏度。

根本原因很简单:在大跨度应用中,未经改性的水泥地面找平层会产生收缩力,这种收缩力超过了找平层的抗拉强度和与底层地面的粘结强度,尤其是在炎热的气候下,快速干燥会加速收缩应力的发展,而此时水泥基体还没有发展出足够的抗拉强度来抵抗开裂。

VAE Redispersible Polymer Powder

解决方案

联系 EastChem 后,制造商收到了一份技术方案,建议采用以下技术:VAE可再分散聚合物粉末将 CAS 24937-78-8 添加到粘结式地面找平层和非粘结式地面找平层配方中,剂量和等级可根据具体应用进行调整。

对于粘结式地面找平层,EastChem 推荐使用半柔性 RDP 粉末,其玻璃化转变温度在 10 至 20 摄氏度之间,用量为干粉混合物重量的 1.5%。这种等级和用量组合能够提高粘结强度,防止收缩脱粘,同时保持足够的抗压强度,满足商业地面荷载应用的需求。

对于聚乙烯膜或保温板上的无粘结和浮筑找平层,EastChem 建议使用 Tg 在 0 至 10 摄氏度之间的柔性 RDP 粉末,用量为 2% 至 2.5%,以便在没有完全底层粘结的情况下,提供跨越无支撑找平层跨度所需的裂缝桥接能力。

东化学厂家提供了两种等级的试用装,并附有每批次的测试证书,涵盖玻璃化转变温度(Tg)、灰分含量、再分散性和水分含量。厂家根据推荐的RDP等级重新配制了所有三种地板产品,并在40平方米的测试样块上进行了全面安装试验,持续八周监测其开裂情况和粘结完整性。

试验结果证实,在推荐用量下,三种聚合物改性找平砂浆配方均完全消除了表面裂缝。对粘结找平砂浆试验安装的粘结强度测试表明,养护28天后,找平砂浆与混凝土基层的拉伸粘结强度为1.1 MPa,远高于商业地面应用中粘结找平砂浆所需的最低0.5 MPa要求。八周后对整个试验区域进行敲击测试,未发现空隙,证实聚合物改性找平砂浆在整个干燥和收缩期间与基层保持了良好的粘结。

结果

制造商在完成试验后的十周内,使用 EastChem RDP 粉末重新配制了所有地面产品。重新配制的粘结砂浆被提供给了之前提交保修索赔的两家承包商,两家承包商均确认,在后续项目中安装后,经过六个月的监测,未出现开裂或脱粘等问题。

该制造商在其产品系列中推出了一种高端聚合物改性地面找平砂浆标识,通过技术性能而非价格,将改良后的产品与普通现场混合型产品区分开来。这种高端定位使得产品价格能够适度上涨,足以抵消添加RDP(再生聚合物改性砂浆)带来的额外原材料成本,从而提高产品利润率并降低保修索赔风险。

EastChem 提供的聚合物改性砂浆裂缝解决方案也使制造商能够将其所有地面砂浆产品的保修期从六个月延长至十二个月,这在印尼建筑化学品市场中成为一项商业差异化优势,因为大多数竞争对手都不提供正式的产品保修。

一份为期十二个月的供应协议,涵盖RDP粉末供应商,服务于干粉砂浆生产商与 EastChem 共同制定了粘结砂浆、非粘结砂浆和地面找平产品线的要求,并随着制造商扩展到瓷砖粘合剂和防水产品类别,为新产品开发提供了技术支持。

顾客说了什么

我们最初推出的地面找平砂浆未添加聚合物改性剂,因为我们认为只有瓷砖粘合剂才需要添加。但保修索赔告诉我们,大面积地面比瓷砖粘合剂更需要聚合物改性剂。EastChem 清晰地解释了其中的原理,重新配方彻底解决了这个问题。

产品开发经理,干混砂浆生产商,印度尼西亚泗水

RDP powder for floor screed formulation

常问问题

在面积超过 30 平方米的大跨度应用中,使用多少 RDP 粉末才能防止地面找平层开裂?

对于炎热气候下面积超过30平方米的大面积粘结式地面找平层,添加1.5%至2%(按干粉重量计)的半柔性RDP粉末,可提供所需的抗裂性和粘结强度,以防止干燥期间出现收缩裂缝和脱粘。添加量低于1%则会导致聚合物网络密度不足,无法有效桥接热带干燥条件下大面积受限地面上产生的收缩裂缝。

为什么地面找平层会在安装后的几周内而不是立即与混凝土基层脱离?

找平层脱粘通常发生在安装后 2 至 6 周,因为在此期间找平层持续失水,收缩应力会逐渐累积。初始粘结强度足以抵抗早期收缩力,但经过数周持续干燥,累积收缩应力最终会超过未改性水泥找平层与混凝土基层之间的粘结强度。添加 1.5% 至 2% 的 RDP 粉末的聚合物改性找平层,既能提供更高的初始粘结强度,又能提供足够的柔韧性来适应累积收缩位移,从而避免粘结失效。

同一种RDP粉末等级可以用于粘结式和浮筑式地面找平层吗?

对于以基层粘结强度和抗压强度为优先考虑的粘结式找平层,玻璃化转变温度 (Tg) 介于 10 至 20 摄氏度之间的半柔性等级 RDP 适用。而对于覆盖在保温层或防水膜上的浮筑式找平层,则需要使用 Tg 介于 0 至 10 摄氏度之间的柔性等级 RDP,以确保在无支撑的找平层跨度上提供足够的裂缝桥接。在浮筑式应用中使用半柔性等级 RDP 会导致其柔性不足以应对浮筑式找平层在使用过程中所承受的收缩和挠曲荷载。

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