欧洲干混砂浆技术发展趋势
1 引言
20世纪60年代之前，欧洲的砂浆无一例外都是在施工现场拌制的，即将原料如胶凝材
料(水泥、石灰、石膏)和砂子运送到施工现场，再由人工小批量拌合使用。
这种技术存在两大缺点。第一，由于原料质量差、施工现场储存环境不良以及混合比例
不精确，砂浆质量的波动较大，且没有任何质量控制。无论砂浆的质量是否达到要求，其质
量都取决于施工工人的操作技能。第二，现场搅拌和手工操作需要更多的工人来参与完成。
然而，20世纪60年代甚至到20世纪70年代，欧洲繁荣的建筑工业面临着技术工人严重短
缺的问题。甚至由于劳动力不足，工程被迫延期。这种情形导致了建筑工人工资的急剧增
加，使得劳动力成为建筑成本的主要部分。
2干混砂浆工业
上述因素促进了干混砂浆公司的发展。与预拌混凝土相类似的是，干混砂浆由特殊设计
的干混砂浆工厂制备的，见图1。制备工厂经
过对给定原料的仔细选择、适当的储存和可靠
及高自动化的混合程序，提供均一的匀质砂
浆。
一个干混砂浆工厂有四个必要组成部分：
大量不同体积用于原料储存的仓库；一台自动
化的，由程序控制的混料设备，原料由空气输
送喂入；一台自动包装设备，一般都是木质基
台上由机器人堆放并用真空收缩性薄膜包装；
一片较大面积用来储存产品的场地。
在欧洲，年产量超过一百万t的干混砂浆
工厂是很普通的。最大产量可高达45000袋／h。
由自动化过程带来的高产出是这类工厂得以盈
利的主要因素。为达到这个产量，使用了尖端
图1典型干混砂浆工厂
高速搅拌设备，见图2。他们在3min内可以生
产1t匀质混合物。这个速度是在自动装袋和堆放装置配合下实现的，见图3。一般来说，整
个过程是由联机的控制面板控制。在欧洲最重要且大量生产的干混砂浆产品有：砌筑砂浆、
抹面砂浆和腻子(内墙和外墙)、瓷砖粘结剂、自流平砂浆、外墙外保温砂浆、粉末涂料、
修补修复砂浆。
干混砂浆的概念是在欧洲被首次提出并得到发展的。因此，欧洲的干混砂浆是最先进的
并且当前全球所需的近一半产品都是由欧洲生产的，2004年产量约为7000万t。表1给出了
一些国家在干混砂浆产量上的突破。表2列出了主要干混砂浆公司，这些公司中的大多数都
是在几个国家甚至是全球范围内经营的。与欧洲混凝土工业不同的是，干混砂浆工业现今仍
在发展当中，主要因素是对破旧建筑翻新的高要求。特别是东欧实现了很高的增长率。
图2高速混合装置 图3自动装袋
表1不同国家干混砂浆产量(2004)
|
国家
|
产量／百万t
|
国家
|
产量／百万t
|
国家
|
产量／百万t
|
|
德国
|
10
|
波兰
|
2
|
美国
|
5
|
|
意大利
|
3
|
．俄罗斯
|
l
|
中国
|
5
|
|
法国
|
2．5
|
西欧
|
30
|
全世界
|
70
|
表2主要干混砂浆生产厂家
|
公司 商标 国家
|
公司 商标 国家
|
|
Quick№ 一 德国
|
M M，Mannorit 德国
|
|
Sakret 一 德国
|
Mapei 一 意大利，美国
|
|
Henkel Ceresit，Thomsit 德国
|
Weber＆Broutain 一 法国
|
|
Degllssa PCI，Colfirmit喇a面 德国
|
CAlstoln叫diI】g Products 一 美国
|
|
HeidelbergCement Maxit 德国
|
Atlas 一 波兰
|
|
Ardex Ardex，hlgato 德国
|
Baunit 一 澳大利亚，保加利亚
|
在20世纪80年代，化学外加剂使用增长完善了砂浆的性能，这也推动了干混砂浆概念
的发展。外加剂的掺量为水泥质量O．1％时，人们认为均匀的搅拌仅可以在特殊设计的拌合
工厂中得以实现，而人工搅拌则不可能达到均匀的要求。特殊设备和装置迅速发展并且安装
在工厂中用以持续提供高质量的均质混合物。
3干混砂浆产品
当前，干混砂浆工业生产大量的水泥浆，抹灰和灰泥，涂料和涂层。其中主要产品有：
砌筑砂浆、地面砂浆、瓷砖粘结剂、填充料、抹面砂浆、外保温和修复系统产品、粉末涂
料。
3．1砌筑砂浆
砌筑砂浆是相对简单的砂浆，几乎不掺加任何外加剂。表3给出了典型砌筑砂浆的组
分[z’砌筑砂浆主要用来减少施工地点的劳动力并提供更一致的质量。
表3典型砌筑砂浆组成
|
组 成
|
质量百分比(％)
|
组 成
|
质量百分比(％)
|
|
32．5 R水泥
|
12～20
|
石英或石灰石砂粒(0～4mm)
|
60～80
|
|
熟石灰
|
0～6
|
引气剂
|
O．0l～0．03
|
|
石灰石颗粒(0～0．Item)
|
10～20
|
甲基纤维素／MV
|
O．02～0．04
|
3．2地面砂浆
在建筑中，地面砂浆涂抹在混凝土上或很少涂抹在木质面板上，它可以为地面提供坚
固，平坦的基层。在欧洲，地面砂浆为干混砂浆产品提供了巨大的市场。仅在德国2001年
就生产了近100000000m=的地面砂浆。图4表示了地面砂浆的类型，是根据它们的胶凝基材
分类的。最普通的是“无流动度”水泥基地面砂浆。
它们非常粘稠，需要重劳动力对其进行摊铺和打磨，
见图5。尝试用超塑化剂来提高其工作性。在这些要
求可以轻松达到的情况下，砂浆的收缩也与此同时增
大到了一个不可接受的水平。
水泥基地面砂浆表现出来的收缩是由于化学
(或者自发的)和物理(干燥)收缩引起的。两种
类型的收缩机理在参考文献[3]中有详细的解
释。化学收缩来源于水泥。因此，水泥用量(低
图4应用于德国的地面砂浆
水灰比时)越高，化学收缩越显著。从而，应该用高的水灰比(一般为O．7)来减小化
学收缩。物理收缩是由干燥过程中毛细孔张力导致的。此机理说明在制备水泥浆的时候
应尽可能少的使用拌合水，并建议使用低于0．4的水灰比。因此，对此问题没有一个明
确的解决方法。图6描述了水灰比为0．6的砂浆样品中化学收缩和干燥收缩的比例。在
图5 “无流动度”水泥基地面砂浆和流动性石膏基地面砂浆的摊铺
a)“无流动度”水泥基地面砂浆的摊铺b)流动性石膏基地面砂浆的摊铺
这种情况下，干燥收缩大于化学收缩。200d后的总收缩量接近于0．5r砌／m。
导致这种进退两难的原因是，在使用“无流动度”水泥基地面砂浆时，即使在最佳
水灰比的条件下，也只有达到30矗的面积才可以安全摊铺。对于更大的面积，需要在
地面砂浆上切割出接缝以用来提供砂浆移动的空间。收缩造成两种后果：首先，表面出
现裂纹。它们是由干燥过程引起的，为了避免表面裂纹，可以在表面盖上一层塑料薄片
或使其保持湿润，这样可以减缓表面水分的蒸发。第二个后果是“翘曲”，由于收缩是
由表面干燥引起的，地面砂浆的边界处卷起形成凹面状态。在严重情况下，卷起的高度
可达2crrt，从墙上剥落甚至断裂。这些坏损是很难修复的。如果地面砂浆有刚性的瓷砖
层覆盖，那么将产生另外一种后果：在最初由表面干燥引起的卷起之后，水泥水化收缩
引起整个砂浆开裂。这导致在砂浆的中央有一个凸起点，见图5。这种地面砂浆可能在
中心断裂，并且难以修复。
已经采用了多种方法来增强水泥基地面砂浆的性能：
1)在表面覆盖薄膜或保持表面湿润，减少早期干燥收缩，但由于这使得水泥水化更慢、
更完全，导致了更严重的后期化学收缩。因此，它并不能解决问题。
2)超塑化剂例如萘系甲醛基高效减水剂(BNS)，聚磺酸盐甲醛基高效减水剂(PMS)
或者聚羧酸盐高效减水剂(PCE)被用来增强其工作性。目的很容易达到。然而，更好的分
散性也显著增大了化学收缩。因此，超塑化剂在这类地面砂浆中不被使用。
3)已经提出用水泥和硬石膏(“Zemendr∥or“Anhyment”)混合物作为地面砂浆的胶凝
材料。目的是减少由水泥引起的化学收缩。它们的不足之处是硬石膏对水的敏感性和更复杂
的行为，这给施工现场的工人造成了很多困难。因此，它们的使用是无意义的。
4)直至今天，唯一可以合理使用的自流平水泥基地面砂浆在不需要接缝的情况下施工
面积可达250mP，它的性能通过多种方法来控制。首先，化学添加剂被用来控制干燥收缩。
第二，可以添加引气剂引入足够大的气孔以便可以避免毛细孔的收缩作用。第三，具有特定
粒径的砂子可以填充微孔，并且通过填充机制阻止了收缩。第四，加入超塑化剂用来提高工
作性。图8表示了这种砂浆与传统砂浆、“无流动度”地面砂浆和自流平硬石膏地面砂浆之
间收缩的对比。可以看出这种新型的地面砂浆基本上符合硬石膏基地面砂浆的低收缩行
为。
已经发现聚羧酸盐高效减水剂(PCE)可以减少水泥浆的收缩。但最近据埃塞俄比亚阿
尔巴尼亚NAKANISHI报导，聚乙二醇链长不同的聚羧酸盐高效减水剂(PCE)抑制收缩的效
果更好。二烯丙基醚类聚羧酸盐高效减水剂(PCE)在混凝土中的试验结果表明其干燥收缩
比只含单一链长聚羧酸盐高效减水剂(PCE)的干燥收缩可以减少10％～20％。
由于水泥找平层的缺陷，石膏基地坪找平层早在1965年就得到应用。所有类型的
无水石膏(烟气脱硫工厂的热石膏，化学加工的合成石膏，天然石膏)或a一半水石膏
(半水硫酸钙)都作为粘合剂的基本。表4为石膏基的自流平砂浆的典型数据。由表可
以看出，采用不同的外加剂以优化其性能。如三聚氰胺高效减水剂可以使产品具有更好
的流动性。施工中只需要将已配好的产品喷洒在地面上即可，见图4，大大减少了人
力。例如，对于无流动的产品，需要很长时间才能完成一定的面积。而对于无水石膏基
产品，只需要很短的时间。
无水石膏自流平砂浆优点还有收缩小，这样在250辞的施工面积里可以不设伸缩
缝。无水石膏基自流平砂浆两星期内干燥，而水泥基自流平砂浆至少需要四星期。总
之，无水石膏基自流平砂浆相对水泥基自流平砂浆有很多优点。他们的共同缺陷是湿度
影响特别大，因此室外或潮湿的环境都不能用。这种对潮湿环境的敏感性是由于在砂浆
完全干燥前只有40％～80％的无水石膏水化。如果随后地面又变潮湿，水化继续进行，
生成二水石膏，并产生膨胀，找平层表面容易龟裂。如果没有这个缺陷，无水石膏基自
流平砂浆会完全占领市场。
图6水灰比为0．6的砂浆样品的化学和干燥收缩
表4无水石膏基自流平砂浆的典型数据
|
组成
|
粘合剂
|
||
|
天然石膏
|
REA石膏
|
合成石膏
|
|
|
石膏／g
标准砂(0—2IllITI)／g
石英粉／g
CEMI 42．5 R／g
K2S04／g
高效减水剂(Mrs)／g
纤维素／g
|
550
429．35
16．50
2．75
1．40
|
350
534．7
100
10．5
2．5
2
O．3
|
346．7
401
240
7
3．5
1．5
O．3
|
3．3自流平水泥砂浆(SLUs)
sLUs被应用在地板找平层，混凝土或其他基础上以获得非常平的表面。sLU。经常用于厚
度最大15mm的表面，而普通地板则有20～50mm,，只有使用非常细小的骨料(粒径小于
0．1ITlln)才可以得到如此薄的表面。
sLUs需要加入特殊的分散剂以获得均匀的分散和自流平效果。自流平的意思是当施工
时，sLU水泥浆用小刀被切开时没有皱纹。干酪素，一种从牛奶里提取的生物高聚物，是市场
上具有自流平性能的产品。SLU的流动性是根据ENl2706(1999年11月版)测定的。sLU通常
称为水泥基或a一半水石膏干燥聚合物。有时也采用高效波特兰水泥，高铝水泥和无水石膏。
与水拌合后，大约反应1h，2h后就可以在上面走动了。sLUs通常采用机械混合，被称为机械
水泥浆。
Ardex K15(来自．Ardex，Witten／德国)被认为是市场上的特级产品。由于sLUs是最终产
品，顾客对产品的要求比较苛刻。
3．4瓷砖粘结剂
瓷砖粘结剂是将瓷砖粘附在地面或墙上的水泥浆。瓷砖间的空隙由水泥浆填充(见3．5)。
现代瓷砖粘结剂包括纤维素基保水剂，增稠剂和增强粘结的粉末。由表5可以看到，对
于一种典型的粘结剂配方，由于瓷砖
经常用于渗水的地面，脆性和保水性
非常重要。瓷砖不能保持坚固，可能
是由于水分的蒸发而导致松动甚至脱
落。在20世纪70年代，已出现保水性
大于97％的高效纤维素醚。他们不仅
可以使粘结牢固，还可以减少水泥浆
用量。用金属刷施工的所谓的薄层水
泥浆粘结剂开始流行。薄层水泥浆比
传统的瓷砖粘结剂价格高，因为他们
包含有很多昂贵的外加剂。然而，若
图7薄层水泥基瓷砖粘结剂
考虑整体施工性，则仍然能使这项技术更经济，
并且成为瓷砖粘结的标准方法，见图7。
表5普通瓷砖粘结剂组成
|
|
含量(％)
|
|
|
组成
|
标准
粘结剂
|
柔性
粘结剂
|
|
波特兰水泥
石英砂O．1—0．5mm
碳酸钙<O，lm
甲基纤维素
}玎P淀粉醚
纤维素醚
乳胶粉
甲酸钙
|
35～50
45～60
5～10
O．37～O．7
0～O．06
0～0．5
0～2
0一l
|
30～45
45～55
5～10
0．3～0．5
0～O．06
0一O．5
4～7
0～1
|
3．5嵌缝剂
嵌缝和水泥浆共同用作填充物。他们用来填补裂纹，使之平坦。最主要嵌缝剂的是：
瓷砖水泥浆：它们用来填充瓷砖缝隙，见图8a。它们为水泥基，松弛下垂的混合物。
只有水加入施工点。典型的组成见表6。
嵌缝剂用于填充石膏板间的空隙，见图8b。它们为石膏基于燥混合物，与水混合。
用于内部装修的嵌缝剂。是事先配好的，不包含无机粘结剂，但包含可加快干燥并增强
粘结的橡胶或聚合物。
图8用于瓷砖和石膏板缝的嵌缝剂
a)瓷砖嵌缝剂b)石膏板缝嵌剂
表6用于瓷砖缝的嵌缝剂的组成
|
组成
|
功能
|
含量(％)
|
组成
|
功能
|
含量(％)
|
|
波特兰水泥
|
胶凝
|
35～50
|
纤维素纤维
|
增稠剂
|
O～O．5
|
|
石灰
|
胶凝
|
O～5
|
甲基纤维素
|
保水剂
|
0．3～O．6
|
|
石英砂<0．3rnrn
|
集料
|
35～45
|
可再分散乳胶粉
|
增粘剂
|
0．5～2
|
|
石灰石粉末<0．1mm
|
集料
|
10～15
|
甲酸钙
|
早强剂
|
0～0．7
|
3．6增面粉刷和石膏板
墙面抹灰和石膏板占据着欧洲干混砂浆市场的很大一部分。他们用4—35m3筒仓将其运
送到施工地点。一条管子与外界相连，并且抹灰从筒仓漏出，并调节水与干混砂浆的比例。
然后将抹灰泵送到施工地点并将其喷射到墙面上。施工机械的发展对于干混砂浆和石膏能够
普遍使用是十分必要的。在德国，Pb-T(“Putz—un(1 Ftird’lertee}lIlik”)，。KNAUF／Iphofen的一个辅
助机构，是不同规模机械的一个主要供应商。
表7墙面石膏板的组成
|
组成
|
类型
|
墙面抹灰(％)
|
|
|
水泥基
|
水泥石灰基
|
石膏基
|
|
|
波特兰水泥
多相石膏
石灰
CaC03或石英<：lrtml
CaC03粉末<0．1Imn
珍珠岩<1ⅡlIn
保水剂(如MC)
粘结剂(如HP淀粉)
发泡剂(如月桂醇磺酸盐)
石膏缓凝剂(如酒石酸)
|
15_20
0～2
65～78
5～10
O一2
O．08^，O．15
0～O．03
O．0l—O．03
|
10—15
5～10
65～75
5～10
O～2
O．10^，0．15
O一0．03
O．01～0．03
|
85～98
0—3
O一10
0～1
0．18～O．23
O～0．05
0．Ol～O．03
0．05～0．15
|
饰面和石膏板必须具有很好的水蒸气透过率，并适于粉刷，可以悬挂很重的壁纸。墙面
石膏板的组成见表7矿石粉刷，用于单一层面，10～30mm厚，也被用于统一平滑的基层或
重量承载层，以便下一步的涂料粉刷，例如瓷砖，油漆和装饰涂料。内墙专门采用水泥基粉
刷。为了机械化施工，采用更多的轻质灰泥是以后的趋势。表8显示了普通轻质粉刷的组
成。
表8标准保温砂浆的典型配比
|
组成
|
组分含量
|
组成
|
组分含量
|
|
波特兰水泥CEM132.5R
熟石灰
砂
双飞粉
发泡聚苯乙烯颗粒
|
18---25
0---5
60---85
5 –7
1--2
|
淀粉醚
憎水剂
引气剂
甲基纤为维素，粘度15000mpa.s
|
0.01-0.02
0.1-0.2
0.03-0.05
0.1-0.12
|
轻质建筑石膏通常含有珍珠岩或蛭石。特别在这个配比中甲基纤维素在增加产量和降低
轻骨料成本方面起到了重要的作用。机械化运用的轻质抹灰的真实产量只能用石膏喷射试验
来测定。德国建筑石膏产量在801／100kg石膏．石灰抹灰干砂浆和120L／100kg机械化应用石
膏轻质干砂浆之间。
3．7 EIFS产品
在1970年，ElFlS首次在欧洲出现。结果，它们成为建筑物隔绝冷热气候的高级保温材
料。EI聆显著降低了建筑物在加热和制冷过程中的能量损耗。图12为夏季和冬季时，使用
与不使用EI聆建筑物的内部温度对比图。EIFS的优点是显而易见的，特别是在冬季。2001
年以来，联邦节能方面的法律规定所有的新建建筑物都要满足”Energiesparverordnung'’节能标
准。使用’EIFS的建筑一般都能达到这个要求。老建筑则不得不通过重新装修来满足这个标
准。
EIFS是一种多层复合材料。第一层是隔热板的粘结层。通常，它是水泥基的，并且用
高剂量的可再分散乳胶粉来改性，提高它的粘结能力和适应温度变化的能力。一般地，这个
矿物粘结剂是以筒装干粉砂浆的形式送到施工现场，并用机器喷涂到隔热板的背面，然后再
将隔热板贴到建筑物的墙上。另一种施工方法是将粘结砂浆涂在墙上，用齿行刮刀将其刮成
薄层，就像贴瓷砖时那样，然后再将隔热板贴上去。
第二层由隔热板组成。两种常见的类型有：膨胀聚苯乙烯(．EPS)或者是由玻璃纤维组
成的矿物基材料，叫作矿物棉。。EPS板非常轻，但是很贵，吸声较少。矿物棉板同样需要用
销子来固定。各种各样专门的标准安装设备出现并得到了普遍地使用，满足了这个系统的快
速、高质量地安装。
接下来是抹面层。由于热膨胀系数的显著差异，这一层必须要有很好的柔性来承受由于
温度变化所造成的尺寸变形，避免裂纹产生。为了满足这些要求，特别在这层中嵌入塑料纤
维网格布，来增加其强度。其次，在砂浆中还加入了可再分散乳胶粉。乳胶粉能够显著增加
外层砂浆的抗冲击能力。这个性能在提高这个系统的耐久性和使用年限方面起到重要的作
用。有一个专门的试验可以用来测试抗冲击性。
最后是装饰层。这一层非常薄，仅仅起到装饰的作用。它用颜料来满足色彩需求，不用
再使用涂料。在德国，家庭装修喜欢具有特定表面纹理的饰面层。这些纹理不仅可以通过加
入球形砂粒，也可以通过专门的设备对表面进行人工打磨来获得。饰面层还添加了疏水粉来
增加墙体的耐水能力。
EIFS系统的每一层都与其邻近层匹配得很好，以便获得最优质量。它们是一个整体，
也常常被作为一个整体来测试，而不是对单个进行测试。欧洲标准规定每一层不得使用不同
厂家的产品。今天，仅仅在欧洲就有lO亿m2EIFS被使用。我们在它的广泛运用过程已经获
得很多经验。
3．8粉末颜料
用于内墙和外墙中颜料有液态的也有粉末状的。它们的组成差异很大。
液态的颜料通常含有分散乳液(如：苯乙烯／丙烯酸脂或者乙烯基醋酸盐／乙烯基)，起
到粘结作用。另外，它们还有颜料、填料、增粘剂。除了乳液基的，液态的颜料还有用硅酸
钾类的硅质颜料来作为粘结剂的。这种颜料通常也含有分散乳液。
粉末状的颜料被人们熟知并运用了好几个世纪。他们按照所需稠度(粘度、流动度)在
现场与一定比例的水混合。举个例子，传统的颜料是石膏或干酪素基的，含有色素，有时也
有粘土(斑脱土)，它们可以改善其流变性能。目前，作用效果更好的粘结材料是人工合成
的可再分散乳胶粉。乳胶粉的含量影响到颜料的粘结性能和耐刷洗性能。
像干粉砂浆一样，粉末状的颜料也以简装形式运输到建筑工地，使用前与计量好的水混
合，然后用机器喷涂。
4化学添加剂
干粉砂浆行业使用了大量各种各样的添加剂。其中主要的有：减水剂、保水剂、乳液、
缓凝剂和促凝剂、消泡剂。
干混砂浆要求其外加剂必须是粉末形式的。但是，含有聚羧酸盐(PCE)减水剂、乳液
和消泡剂的添加剂却很难达到这个要求。特殊技术被用于来生产非密实的、可自由流动的、
可再分散粉体。
4．1减水剂
减水剂可以将团聚在一起的颗粒分散开，从而提高水泥基或石膏基砂浆的工作性。它可
以显著减少水、胶比，获得较高的抗压强度。表9列出了减水剂在干混砂浆中的减水效果。
表9高效减水剂的减水率
|
化学产品
|
减水率(％)
|
|
|
平均
|
最大
|
|
|
BNS
PMS
PCE
Caseirl
|
10～25
lO一25
20～30
20—30
|
30
30
40
40
|
目前对高效减水剂工业总的看法在参考文献[3]中给出。下面，仅讨论它们在于混砂
浆产品中的应用。
(1)萘系甲醛基高效减水剂(BNS)和聚磺酸盐甲醛基高效减水剂(PMS) 在1962年，
分别基于萘系(BNS)和聚磺酸盐系(PMS)的甲醛基高效减水剂首先发展于日本的Kao
Soar，和德国的SKW’l~ostbergc．它们的合成过程在参考文献[6]中进行了描述。
目前，干混砂浆工业主要使用聚磺酸盐甲醛基高效减水剂(】?MS)，很少使用萘系甲醛
基高效减水剂(BNS)。聚磺酸盐甲醛基高效减水剂(f'MS)尤其大量用于自流平硬石膏地面
砂浆中。大约90％的硬石膏基地面砂浆使用聚磺酸盐甲醛基高效减水剂(PMS)，其余的使
用萘系甲醛基高效减水剂(：BNS)。聚羧酸盐高效减水剂(】?CE)已经很少被使用。性能不可
靠的原因是由于不同的公式中使用不同的硬石膏和催化剂。
调节不同的硬石膏和它们的不同硬化行为在市场上是可被利用的。当然，聚磺酸盐甲醛
基高效减水剂(PMS)的其他优点与综黄色的萘系甲醛基高效减水剂(BNS)相比，在白色
的石膏表面上它是无色的。
聚磺酸盐甲醛基高效减水剂(PMS)其他的主要用途是应用于sLUs，干酪素已经禁止在
其中使用。三聚氰胺系高效减水剂实现了流动的性能，这几乎达到了干酪素的效果。
实际上，萘系甲醛基高效减水剂(BNS)经常被应用于干混砂浆是因为它的低硫酸盐含
量(萘系甲醛基高效减水剂(BNS)粉末的1％)。通过向萘系甲醛基高效减水剂(BNS)中
添加石灰可以降低硫酸盐的含量。通过过滤可以使CaS()4·2H20沉淀。结果低硫酸盐含量的
BNS溶液被喷射干燥。其他缩聚物基高效减水剂，例如，酚磺酸和丙酮甲醛磺酸盐在干混砂
浆中不被使用。缩聚物基高效减水剂没有应用于干混砂浆中的优势。
(2)粉末聚羧酸酯粉末聚羧酸酯刚刚才开始在干混砂浆工业中应用。它们与缩聚物相
比主要优势在于多数情况下具有更高的效益，这是因为它的用量低，而且不含甲醛或是其他
已知的有毒物质。尽管液体聚羧酸盐高效减水剂(PCE)早在1984．年就已经被引入混凝土工
业了，但是粉末聚羧酸盐高效减水剂(：PCE)由于很难产生一种自由流动、不压紧的粉体，
这使得其商业应用被严重延迟了。
聚羧酸盐高效减水剂(PCE)是二元共聚物，由主链和支链构成，主链带有阴离子羧酸
盐群，支链主要是建立在甲氧基封端的聚乙二醇上的。应用最广泛的聚羧酸盐高效减水剂
(PCE)，它是基于methyacrylic acidmethoxy聚乙二醇异丁烯酸酯二元共聚物。对其他类型的聚
羧酸盐高效减水剂(PCE)的化学和性质的描述详见参考文献[3]，这里就不再重复了。
聚乙二醇支链具有相对较低的熔点(≥40。c)。它们的熔点会随着相对分子质量的提高
而提高。在干燥过程中，虽然只有几秒钟，聚羧酸盐高效减水剂(PCE)被加热到了较高温
度，引起粉体部分熔化。结果粉体变成了粘性的像树脂似的东西，这很难在干砂浆中均匀混
合。即使成功进行了干燥，也产生了单个颗粒，但是聚羧酸盐系高效减水剂(PCE)粉末或
是包含了粉末聚羧酸盐系高效减水剂(PCE)的干混砂浆的储存过程中还是会有颗粒压实
的。通常，这发生在堆积的产物的重量下以及升高的存储温度(≥25~C)。唯一能阻止聚羧
酸盐高效减水剂(PCE)粉末压实的方法就是同时喷射干的带有高比表面积的无机载体。聚
羧酸盐系高效减水剂(PCE)吸附在这种材料表面。由于具有高的表面积，聚合物的链分开
的就足够远了，这就避免’TA．个支链粘附在一起，产生我们并不希望得到的粘性。这种无机
材料要根据颗粒形状，比表面积，静电表面电荷以及与干砂浆系统中其他组分一致性如何，
进行仔细选择。
只有几家公司完成了对聚羧酸盐高效减水剂(PCE)的成功干燥且保存期也令人满意
(≥1年)，这需要很高的技术能力以及昂贵的设备。建议用户在将一种干混砂浆产品商业化
之前，对任何粉末聚羧酸盐高效减水剂(PCE)都要进行充分的试验。
在过去的2～3年间，粉末聚羧酸盐高效减水剂(PCE)已经成功地进人了SLU市场。
它们可以替代最主要的超塑化剂干酪素，按照1：1的比例就可以获得相同的流动值。但是到
目前为止，还没有发现聚羧酸盐高效减水剂(PCE)具有能比得上干酪素的自修补性。如果
聚羧酸盐系高效减水剂(PCE)掺量较高则可以具有自修补性，但这会产生沉积以及灰浆泌
水。为了弥补这一缺陷，企业就开发了高分子合成的共聚物作为辅助外加剂。最近进行的现
场试验表明，将聚羧酸盐高效减水剂(PCE)与改善流变性的二元共聚物联合起来就可以比
得上干酪素的性质了。
如果是无水石膏地面砂浆层，我们还没发现聚羧酸盐系高效减水剂(PCE)的应用，这
主要是因为4．1中描述的原因。
可以这样说，由于可以保证的商业可利用性，在接下来的几年中，粉末聚羧酸盐高效减
水剂(PCE)的使用将显著提高。其主要优点在于：总体经济情况好，不含甲醛，还有能起
到些减小收缩的作用(见3．2)。
(3)干酪素干酪素是一种生物聚合物，它是牛奶用酸沉淀并经过圆筒干燥后得到的。
牛奶干酪素是由以下三种成分的混合物组成：
12．9％疏水的K．干酪素配合169的amio酸；
36．3％疏水的8．干酪素配合209配209的amio酸；
50．8％疏水的％】．干酪素配合199amio的酸。
总的来说，这些组分形成90～140nm的特定直径的胶束。它们又再一次形成大约25nm
大小的逊胶束。在其表面，亲水的K．干酪素富集，同时疏水的％。．酪蛋和p．干酪素形成核。
Ca9+(P04)。团簇被嵌入逊胶束之间。关于干酪素化学方面更多的信息可以从参考文献[7]
中查到。
干酪素为sLU提供了非常好的自修补性。用刀切开它之后，这个沟会立即闭合并重新
形成完全平滑的表面没有其他哪种超塑化剂能这么完美的产生这种效果。直至今天，这种自
修补性质的机理我们还是没有完全清楚。
但是，干酪素也有些缺点。首先，已经发现它会加速霉菌的生长。其原因是，一旦sLU
干了的时候，水溶性的干酪素就会迁移到表面，为黑曲霉以及其他霉菌提供营养，使得它们
迅速繁殖。其次，在强碱性的水泥灰浆中，比如sLU，干酪素中的阴离子酸水解，并且会产
生大量的氨，这不仅仅是味道难闻，而且氨的浓度高了以后还是有刺激性和有毒的。这些问
题在斯堪的纳维亚半岛出现的尤为明显，因此，在那里干酪素已经被禁用了。在中欧、南欧
和美国，干酪素还在大量使用，但是已经开始努力用粉末聚羧酸酯代替它了。
4．2缓凝剂
在干混砂浆中用得最多的缓凝剂就是a．羟基羧酸基的物质。天然的(2R，3R)-酒石酸
是石膏基抹灰中用得最多的，因为它只是使终凝延迟，这使得泥水匠有更多的时间抹平表
面。酒石酸的其他非对映异构体(2S，3s一和中位)到目前看来还不太有效。
柠檬酸在含有波特兰水泥的sLU中是一种非常常见的缓凝剂。有代表性的，Na3K一柠檬
酸盐就在使用。已经发现它与石膏在一起使用不太可靠。
有时，当缓凝剂和超塑化剂一起使用的时候好像就不起使用了。这尤其会发生在使用柠
檬酸的时候。已有几个案例的报道表明柠檬酸破坏了某些聚羧酸盐高效减水剂(PCE)的分
散效果。对此问题的一项深入研究揭示出其原因在于高度的阴离子缓凝剂和少数的阴离子聚
羧酸盐高效减水剂(PCE)之间的竞争吸附：缓凝剂强烈吸附，将所有吸附位置都占据了，
而聚羧酸盐高效减水剂(】?CE)不能吸附到足够的位置上提供想要的分散。要避免这种两种
外加剂的兼容性问题，必须用高度阴离子的聚羧酸盐高效减水剂(】?CE)。
4．3保水剂
保水剂在建立干混砂浆技术中起着关键作用。目前他们在各种干混砂浆产品中都被广泛
使用。据估计，这项工业将至少在这种外加剂上花费5亿欧元。
(1)甲基纤维素 甲基纤维素(MC)到目前为止是最重要的保水剂。在很多规划中例
如墙体抹灰它也提供了粘性来获得早期的附着力。MC是用NaOH来处理棉花或是木纤维素，
形成碱纤维素，再和氯代甲烷反应来生产的。典型的取代程度大约是1．8。副产品NaCl由蒸
汽带走。
用于干砂浆中的MC几乎总是和环氧乙烷或是氧化丙烯进行双衍生来获得最佳性能的。
得到的产物分别叫做MHEC和MHPC~，为得到第二种取代物，MC要和EO或PO在例如异丙
醇的灰浆中反应。通常，烷氧基化作用仅有0．2的取代程度。双衍生MC的优势在于：
1)温度>35。c时有较高的溶解度和有效性，冷水中可溶，纯净MC在这个温度是不可
溶的，也不起作用，但纯净羟乙基纤维素在热水中也是中溶解的。
2)尤其是hydroxypropylation会使MC引入空气，因为轻微的疏水作用。在抹灰和浆体中
引入空气是需要的，因为这提高了产量也提高了绝缘性。这样MHPC就主要用于抹灰，而
MHEC更适于用在SLU以及其他一些对起泡没有要求的系统中。
已经证实，MC的粘度会极大的影响保水程度。数据表明粘度等级>’10000保水效果最
好。但是这么高粘性等级工作性不好。因此，通常使用最多的MC的粘度等级还是在6000。
15000。
(2)淀粉醚在抹灰和灰浆中，羟基丙烷基淀粉醚(1IPS)是最常用来优化MC性能的
辅助性外加剂。HPC的作用在于：
1)由于协同效应，5000mPa·sI--IPS可以把低粘度MC的粘度提高到较高值。
2)HPS改进了抹灰和灰浆与墙的粘结性。
3)I-IPS降低了砂浆对泥刀的粘性。
通常，在砂浆中仅仅掺入O．002％～O．007％的：HPS c，有时，MC供应商提供的已经是一
个最终产品，其中包括MC、HPS或许还有其他增强粘度的聚合物，例如聚丙烯酰胺。这种
混合物是很有利的，因为要想把像HI S这种很少量的成分混人干砂浆是很难的。
4．4乳液
乳液是改善水泥基砂浆柔韧性和粘结性的有机胶结材料。自20世纪30年代，人们已经
知道乳液可以提高混凝土和砂浆的柔韧性(例如：更高的抗折强度)。那时只使用乳液。现
在，粉体分散剂(所谓的乳胶粉)已经实现了工厂化生产。它们是干混砂浆中十分有益的成
分。
用于勾缝剂的典型乳液既可以是乙烯基乙酸盐或丁苯乙烯共聚物。这些聚合物是由苯乙
烯聚合而成的，导致聚合物颗具有不同的尺寸(100。500tan)和形貌(球形，草莓形，香蕉
形等)。为了达到可再分散粉末，入夜被喷射干燥。添加高特定表面区域无机载体材料和保
护胶状聚合物可以避免颗粒相连。例如：聚乙烯醇，甲基纤维素等。结果是包含大量乳胶颗
粒的粉状粒子被保护胶体分离了。当其在水中溶解，这种粉末状粒子将会分解成独立的乳液
颗粒，然后开始成膜。生产过程序要较高的技术和高级的设备，因此只有为数不多的公司可
以生产这种粉末。
在砂浆干燥过程中，乳液经历着一个颗粒连接的过程。颗粒受压在一起，并且聚合物链
开始在颗粒表面缠绕。最后乳液颗粒就被很好地胶结在一起了，没有颗粒能被区分开，并且
可以形成一个均匀的聚合物薄膜。膜的质量取决于乳液聚合物的最低薄膜形成温度(MFFI')
和玻璃化温度(71。)。丁；可以通过Kofler Bench来测量，也可以根据Fox公式用单体组成来计
算： ’
1 MA MB Mn
--- = ----- + ----- + ----- + -----
Tg TgA TgB Tgn
式中MA——聚合物中单体A的摩尔数；
Tg——玻璃化温度。
乳胶粉可以提高勾缝剂的柔韧性，并可以显著改善瓷砖也水泥基勾缝剂之间的粘结力。
目前欧洲的瓷砖粘结剂已经有很高的粘结力，但不掺加乳胶粉则很难达到要求。如果不掺加
乳胶粉，70~C下瓷砖粘结剂的粘结力就达不到ENl2004．的要求。
乳胶粉能提高sLUs，EI聆和其他勾缝剂的粘结力和工作性。总之，纤维素醚和乳胶粉
之类是干混砂浆工业中主要的外加剂。
4．5消泡剂
很长一个时期，干混砂浆工业没有使用粉体消泡剂，原因是液态或油状的消泡剂很难被
制成粉状的。
现在，工业的发展已经可以使液体消泡剂吸附在如硅粉，白炭灰等无机载体材料上，消
泡剂在颗粒表面成膜，遇水分散。
典型的消泡剂包括丙苯磷酸盐，4一甲基硅氧烷和二醇。
5展望和趋势
欧洲干混砂浆工业处在一个健康发展的状态，并且大规模投资开发新技术以满足日益增
长的技术需要，并且扩大市场份额。
对于用量大，价格低的产品，例如砌筑砂浆和墙面抹灰砂浆，竞争非常激烈，降低成本
则成为主要的竞争手段。任何降低成本的手段，包括低价格的原材料和外加剂，先进的混料
工艺和物流体系，如果能带来效益就可以被很快应用。
另外一个降低成本压力的选择是将特殊用途的产品引入到干混砂浆领域。最近，组成成
分中含有连续相变储能活性的二氧化钛的墙面保温材料已得到生产和应用。这种材料能够降
低或除去室内的异味、尼古丁、霉菌或灰尘，从而净化室内空气，见参考文献[9]。
外墙保温材料中，其成分包含石蜡晶体基相变材料(即所谓的相变储能材料)的特殊保
温材料也得到了生产和应用。当应用了这种材料的外墙受到太阳照射时，石蜡就会融化并吸
收热量，从而保持墙面仍然比较凉爽；当墙面变冷时，熔融的晶体则结晶，释放出热量。因
此，不使用空调或加热器，室内温度就能保持的较好，从而节约能源。节约能源的另一个直
接的途径是应用具有光线选择性的内外墙涂料。一些无机材料颗粒吸收或反射太阳光，前者
可用于寒冷地区需加热保温的墙面，后者则可用于酷热地区需致冷保温的墙面。这些都是降
低建筑物能量损耗的创新。人们希望由于能源价格的上升，在未来的几年中这些工艺可以得
到更大的发展。
当然，外加剂工业也将得到发展。化学供应商投入了巨大的努力来生产乳胶粉，甚至努
力使它们的产品优于干混砂浆客户的要求。一个这样的例子就是将羟丙基瓜尔胶作为一种新
型的抹灰材料增稠保税剂。其他领域是可再分散性粉末，消泡剂和聚羧酸盐高效减水剂
(PCE)粉末。随着更多外加剂的使用，水泥的品质被认为是更加的重要。人们已经意识到，
以高品质的水泥为基材可以更省钱，并可以提供一个较好的体系。低c，A水泥更适合于瓷
砖粘结剂和sLUs体系。
最终，工业广泛研究其产品的分散性。由于干混砂浆主要用于建筑物内，其分散性可能
对室内空气质量有很大的影响。特殊的测量方法(例如室内测量方法已经被应用于研究干混
砂浆短期及长期的分散性。已经开始对甲醛，苯和苯乙烯的挥发进行研究。德国的一些公司
已经合作建立一个环境挥发物准则(EML)，把他们的产品分为三种挥发物，并确保了挥发
物的最高含量。明显的是它们的质量差别很大，在生产中付出了巨大的努力以改善产品的性
能。另外一个政府和工业联合的自发组织是AgBB，它最近致力于为一般的建筑物产品制定
挥发标准。我们希望，这样的主动行为将会继续下去，并且能够最终出台欧洲建筑物产品挥
发标准。
总之，展望欧洲的干混砂浆工业，一片光明，并且将会通过很多来自于市场的创新和挑
战而成为特色。