外墙外保温系统用装饰砂浆性能的试验研究

摘　要:从原材料的选择,到配合比的设计,再到外加剂的掺量对砂浆性能的影响研究,本文研制的外墙外保温系统用装饰砂浆具有可靠的物理、力学性能,以及良好的工作性能,可作为目前我国广泛采用的外墙外保温系统的装饰面层材料。

关键词:外墒外保温系统:配合比:物理力学性能:工作性能

中图分类号:TU761.1+3

文献标识码:B

文章编号:1008-0422(2010)01-0140-03

1　引言

传统的装饰砂浆,使用了耐候性很好的天然无机矿物材料作为原材料并配以一定量的矿物颜料,因此,其具有良好的物理特性、优异的耐久性能,是一种应用广泛、历史悠久的内、外墙抹灰及装饰材料,在欧洲已有几百年的历史。但是,以水泥基为主的纯无机材料,必然存在水泥基材料本身固有的抗拉强度低、弹性差、易产生收缩裂隙等问题,为克服这些缺陷,人们在材料中掺加了纤维和胶体等材料来改善装饰砂浆的抗开裂性及和易性。同时,随着科技的进步和聚合物改性砂浆技术的出现,通过在装饰砂浆中掺进多种聚合物材料和添加剂,使得材料的物理力学性能特别是弹性和耐久性得到明显的改善。

目前,随着我国建筑节能政策的全面推广,我国各地分别开时强制性执行建筑节能50%和65%的标准。要完成以上节能标准,大部分新建和既有建筑改造都需要采用以在外墙粘贴膨胀聚苯板为主的外墙外保温系统。因该系统是由基层墙体、聚合物粘结砂浆、膨胀聚苯板、纤维网格布、膨胀螺栓、聚合物抹面砂浆和彩色饰面层等不同化学物理性质的材料复合而成,又要考虑雨、雪、冻、融、干湿循环、大气热应力、风压、地震力、水和水蒸气、火和外来的冲击力等诸多的外界破坏力量的影响,要做到“在正确使用和正常维护条件下,使用年限不少于25年”,就要求保温系统与装饰面层不仅要满足各自特定的性能要求,而且要求各层材料之间彼此相容,相互协调,形成一个有机整体。

然而,保温隔热与外饰材料是两种无关联的材料,而且国家不同的外墙外保温规范中都提出保温体系中应选用与体系相容的饰面材料,因此,从理论上对饰面材料与保温体系相容性及匹配性等方面的基础和系统的研究就显得十分迫切。

2　原材料及其实验研究

装饰砂浆所需的主要原材料有水泥、砂、矿物掺合料,另外需要掺加一些用量很小但是对最终性能有大幅提升的添加剂。

2.1　水泥

试验用水泥为强度等级32.5的白水泥,其性能满足白色硅酸盐水泥国家标准的要求,具体性能见表1。

1.2　河砂

试验所用天然河砂为中砂,其性能满足《普通混凝土用砂质量标准及检验方法》(JGJ52)中规定的要求,具体见表2。

1.3硅灰

外观为灰色或灰白色粉末、耐火度>1600℃,容重:200～250kg/m3。硅灰的主要成份SiO2硅灰在形成过程中,因相变的过程中受表面张力的作用,形成了非结晶相无定形圆球状颗粒。且表面较为光滑,有些则是多个圆球颗粒粘在一起的团聚体。它是一种比表面积很大,活性很高的火山灰物质。同时,微硅粉能够填充水泥颗粒间的孔隙,同时与水化产物生成凝胶体,与碱性材料氧化镁反应生成凝胶体,应用到砂浆材料中,将对其性能产生十分积极的影响。

1.4　保水剂

采用市售甲基纤维素醚MC作为保水剂,粘度7000-9500mpa・s。

1.5　憎水剂

硅烷基粉末,具有极佳的亲水性,阻止材料中毛细管/孔对水的吸收,极大地降低基材的吸水率,在千粉中的流动性和分散性能良好,易于分散在水中,不影响干粉的润湿搅拌和工作性能。

1.6　钛白粉

具有补强,防老化、填充、耐日晒、不开裂、不变色、伸展率大及耐酸碱。

1.7　可再分散乳胶粉

可再分散乳胶粉是高分子聚合物乳液经喷雾干燥。以及后续处理而成的粉状热塑性树脂,其中主要应用于建筑方面特别是干混砂浆增加内聚力、粘聚力和柔韧性。试验用可再分散乳胶粉性能见表3。

1.8　纤维素醚

纤维素醚作为一种优良的保水增稠添加剂被越来越多的人所重视,它的添加量虽小,但其对干混砂浆性能的影响却十分显著。试验选用的是某地产甲基纤维素醚(MC),其物理性能见表4。

1.9　木质纤维

木质纤维是天然木材经过化学处理得到的有机纤维。通过筛选、分裂、高温处理、漂白、化学处理、中和、筛分成不同长度和粗细度的纤维以适应不同应用材料的需要。

2　砂浆配合比优化设计

装饰砂浆所用外加剂的种类繁多,不同性能的装饰砂浆对所掺外加剂的种类和用量也不相同,然而,它们对砂浆的性能却会产生很大的影响a一般来说,装饰砂浆中外加剂的掺量较小,但由于其成本较高,所以外加剂的掺量问题直接关系到砂浆的成本控制和质量控制,甚至影响到整个建筑工程的质量和造价,因此,选择适当的外加剂并对其掺量进行研究,从而得出合适的配合比是装饰砂浆技术的一个核心问题。

研究针对同种外加剂在不同掺量情况下对砂浆性能的影响进行研究,从而确定一个最优化的砂浆配合比,进行后续试验研究。

3　砂浆主要性能试验研究。

砂浆性能试验,严格按照《水泥胶砂强度检验方法》(GB/T 17671)、《复层建筑涂料》(GB/T 9779-2005)、《建筑涂料涂层耐玷污性试验方法》(GB/T 9780-2005)等国家相关规范性条文进行。

3.1　初期干燥抗裂性试验

将规定用量的砂浆涂于符合标准的石棉水泥平板表面,指触干后,将其置于风洞内的试架上,试件与气流方向平行,放置6h后取出,用肉眼观察试件表面有无裂纹出现。同时,制作两个试件做平行试验(如图1所示)。

3.2　吸水量试验

按照GB/T 17671成型6个饰面砂浆试件,在标准试验条件下养护5d后脱模,继续养护16d,用中性的密封材料涂抹于试件的4个长方形面上加以密封。再在标准试验条件下养护7d。然后,称取每个试件的质量,精确到0.01g,之后把试件垂直放在平底盘子里,使未密封的中间成型面朝下,浸入水中(5-10)mm,如图2所示。30min时,从水中取出试件,用挤干的湿布迅速地擦去表面的水分,称量并记录。之后,把试件再放入盘子里,240min时重复上述操作。　试验结果见表5。

3.3　抗折、抗压强度试验

按GB/T 1 7671成型试件。在标准试验条件下养护5d后脱模,继续养护23d,取3个试件的抗折强度算术平均值为试验结果,精确到0.01MPa;用抗折实验后的试件进行抗压强度测定,取6个试件测定值的算术平均值为试验结果,精确到0.01MPa,如图3所示。试验结果见表6。

3.4　拉伸粘结强度试验

由钢制材料制成的厚度为5mm的钢质平板,表面平整光滑,孔尺寸50mmx50mm,孔尺寸精确至+0.1mm。按规范的砂浆搅拌程序制备砂浆,倒入成型框中,抹平,10个试件为一组。

脱模后的试件在标准试验条件下养护至27d龄期,用适宜的高强粘结剂将拉伸接头粘结在砂浆成型面上,继续养护24h后测定拉伸粘结原强度。

此外,将试件在下述两种试验条件下分别进行四次循环:　(1)冷热循环试验:　(2)冻融循环试验。两项试验之间,试件至少在标准试验条件下放置48h,如图4所示。试验结果见表7、8。

4　结语

按本文配比配制的装饰砂浆,从严格按照国家相关规范进行的试验得到的数据可以看出,无论是砂浆的初期干燥抗裂性、吸水性、抗折及抗压强度,还是拉伸粘结原强度、老化循环后的粘结强度,均符合相关规范的规定及要求。同时,该装饰砂浆具有良好的工作性能,能适应于大面积的外墙外保温工程施工,具有十分广阔的应用发展前景。

参考文献:

[1]装饰型外墙外保温系统开发与应用研究研究课题结题报告,徐州建筑职业技术学院,内部资料.

[2]外墙外保温技术规程,JGJ 1 44-2004,中华人民共和国建筑行业标准.

[3]科博尔,可再分散乳胶粉与干混砂浆[J],新型建筑材料,1999(1):11-14.

[4]水泥胶砂强度检验方法,GB/T 1 7671,中华人民共和国建筑行业标准.

[5]复层建筑涂料,GB/T 9779-2005,中华人民共和国建筑行业标准.

[6]建筑涂料涂层耐玷污性试验方法,GB/T 9780-2005,中华人民共和国建筑行业标准.