高强度外墙粉末腻子的研制

0 前言
随着我国建筑业的迅猛发展,建筑涂料进入快速发展时期,已在建筑物的外墙体得到广泛应用。但不少建筑物的涂料饰面经过一段时间的使用后,就会出现起皮、脱落等现象,整个墙面变得斑驳不堪,影响外观。建筑物墙体饰面涂层的脱落已经不是个别现象,它已成为影响建筑物装修工程质量的通病之一。造成上述现象的原因有很多,但在众多原因中建筑腻子质量的好坏是关键因素。在建筑涂料的施工过程中,腻子质量的好坏对涂膜的质量起着决定性的作用。上述的涂料饰面脱落等问题,与墙体基层处理所用建筑腻子的性能有密切关系[1]。

目前我国使用较为广泛的建筑腻子是纤维素大白腻子和石膏腻子。在北方有一种821 腻子应用较为广泛,在南方地区大多为纤维素腻子、107 胶加老粉或滑石粉腻子等。这些腻子都是膏状或是固液双组分,膏状腻子包装、运输费用大,而固液双组分腻子需在使用前按比例调制,施工不便。此外,这类腻子耐水性较差,在潮湿的基材上特别是在湿度大的环境中使用很容易吸水膨胀进而引起涂层开裂、脱落,满足不了一些特殊环境的需要。从这两年国内外腻子市场的发展来看,墙体腻子正朝着单组分、高性能、固体粉末状的方向发展。本文以可再分散胶粉、水泥为基料,加入各类填料、助剂制得的干粉腻子即属于这一类,该腻子无毒无污染、施工方便、耐水耐碱性优良、粘结强度高,具有较好的应用前景。

1 实验部分
1.1 粉末腻子基本配方
原材料 用量/%
石英砂(250 目) 25~30
白水泥(425#) 30~40
重质碳酸钙 25~30
胶粉 2~4
保水剂 2~4
其它助剂 0.2~0.5
上述粉体原料按比例混合搅拌制成粉末腻子,备用。

1.2 腻子施工方法
将粉末腻子和水按2∶1 的配比搅拌成膏状物;在调制过程中注意缓慢加水,边加水边搅拌直至腻子达到适当的稠度,停止加水,继续搅拌3 min,静置10 min 后即可使用。施工时用钢刮刀将膏状腻子均匀的批刮在混凝土表面,待自行干燥后,进行第二道批刮,以使腻子层致密、平整。

1.3 腻子性能检测
腻子的性能按JG/T 157—2004《建筑物外墙腻子》所列举的检测项目和检测方法进行检测和评价。

2 结果与讨论
2.1 胶粉的选择
配制腻子所用胶粉为可再分散胶粉,由乳液喷雾干燥制得,具有良好的粘接强度和耐水性,但价格较贵,因此在干粉腻子中添加量少。实验中选择市场上几种常用的可再分散胶粉分别按预定的比例配制成腻子,通过性能比较确定胶粉类型。性能比较实验结果如表1 所示。

通过表1 比较可知:Wacker 胶粉配制的腻子施工性优良,且其贮存稳定性好,适合于配制外墙腻子。此外,胶粉的用量对腻子的粘结强度和耐水性的提高有较大影响,在不改变其他组分的情况下,改变胶粉的用量进行试验,结果见表2。

从表2 可看出:胶粉用量增加,腻子吸水率降低,这是由于胶粉遇水分散为树脂胶液,封堵住腻子中的孔隙使其耐水性得到增强。另一方面,树脂胶液有较强的粘结性,它与水泥共同作用,使腻子层变得坚硬而致密,粘结强度增大[2]。当胶粉加入量达3% 后,这种随胶粉用量增加性能提高的趋势变缓。故胶粉用量可控制在2%~3%。

2.2 无机胶凝材料的影响
水泥是粉末腻子中的无机胶凝材料,它构成腻子层的骨架,使腻子层能紧密的粘附在墙体上。水泥的标号越高,则固化时间越短,粘结强度越大,但是表面的打磨性和可塑性也随之变差,这不利于腻子的批刮。选择腻子用水泥时应综合考虑粘结性和批刮打磨性,本方案选择425# 白水泥。水泥用量直接影响腻子层的强度、附着力和施工性能,这种影响如表3 所示。

从表3 可知:随着水泥添加量的不断增加,腻子层硬度变大,干燥时间变短,可塑性和打磨性变差。导致腻子的施工性能变差,尤其是二次批刮变得困难,表面出现裂纹的倾向增大。虽有较好的附着力和粘结强度,然而,表面的不平整和裂纹会造成墙面装饰性和耐蚀性下降。外墙腻子中水泥添加量在25%~35% 时较适合。

2.3 填料的选用
填料是腻子的重要组成部分。常用的填料有石英砂和重质碳酸钙等。重钙价廉,性能稳定,填充性好,可增加腻子的体质,且其吸油量较小,只需较少的胶粉用量就可获得粘结强度适宜的腻子,是使用最为广泛的一种填料。但单独采用重钙作为填料所得腻子的硬度不够理想,耐水性和耐候性也有待提高。石英砂具有耐候性优良、硬度高、耐水性好、吸油量低等特点,如果将其与重钙配用,则可获得质优价廉的腻子产品[3]。确定填料用量为60%,固定其他条件,考察不同的重钙/ 石英砂(250目)配比对腻子性能的影响,结果见表4。

由表4 可见:重钙/ 石英砂配比较大时,调制后腻子的施工性好,刮涂容易,但腻子的耐候性差,粘结强度低;随着重钙/ 石英砂配比降低,腻子的耐候性及粘结强度均有所提高,但填充性及施工性变差。综合考虑腻子的各项性能,重钙/ 石英砂配比以1/1 为宜。

2.4 助剂的影响
保水剂的添加有利于提高腻子的保水性,延缓腻子的干燥时间,改善施工性能。本实验选用甲基羟乙基纤维素醚作保水剂,其添加量的影响如表5所示。

从表5 可见:当保水剂加量达3% 时,其保水率可达99%,因而具较长的施工延迟时间。而且它对粘结强度的提高作用较为明显。防裂剂能在腻子中形成均匀连续的多相分布,阻止由于塑性收缩、温差等原因引起的基体裂缝产生和原有微裂缝的扩展,提高腻子的韧性,达到防裂抗渗的目的[4]。本方案中防裂剂使用聚丙纤维,添加量为0.06%。腻子粉与水搅拌混合时混入空气使腻子浆起泡,故加入0.1% 的消泡剂。为防霉变导致面涂层脱落,需加入0.1% 的防霉剂。

2.5 腻子性能指标及其检测结果
参照JG/T 157—2004《建筑物外墙腻子》的要求对腻子性能进行了检测,其结果如表6 所示。所制腻子性能完全符合行业标准的要求。

3 结语
通过在腻子中添加可再分散胶粉,提高腻子的耐水性能和粘结强度,它与水泥的协同作用使腻子成为一个致密的整体牢固地附着在墙体上。选用1/1 的重钙和石英砂作填料,可获得价廉质优的粉体腻子。加入3% 的保水剂和微量的防裂剂使腻子层的施工性、抗裂性得到显著改善。该腻子用于外墙批刮,可减缓外墙涂料起皮和脱落现象的出现,相比现有的外墙腻子产品,有较好的应用前景。

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