外墙保温干粉砂浆的研制

外墙保温干粉砂浆的研制

李艳芝1 徐顺福2 杨升余3
( 1 潍坊市产品质量监督检验所, 山东潍坊261031;2 潍坊昌大建设集团有限公司, 山东潍坊261031;3 山东省耐久性混凝土外加剂工程技术研究中心, 山东潍坊261031)

0 前言
随着经济不断发展和生活水平的提高, 我国资源消费量也在不断增加, 特别是建筑业更是一个消费大户,其中公共建筑和住宅楼除需一次性消耗大量的水泥、钢材、木材等建筑材料外, 还要长期耗用大量的电能、热能, 而水、电、煤、油这4 大基础能源供需矛盾日益加剧。特别是在经济发达地区, 我国各级政府对建筑节能工作都十分重视, 实行强制性节能推广政策, 提高建筑保温节能效率及建筑保温节能工程的质量技术水平, 是建筑节能技术研究与应用的重点。

1 各种保温系统现状
( 1) 目前我国仍在大量应用的是膨胀型聚苯板薄抹灰外墙外保温系统, 特别是在北方寒冷地区。该产品: 保温节能效率优良, 施工也比较规范; 缺点是: 防火性能很差、工艺繁杂、工程造价高; 保温层牢固程度和使用寿命期限都较差, 工程应用上常出现粘贴不牢固、抹面砂浆大面积龟裂、空鼓、脱落等现象。从技术上分析采用传统的粘贴聚苯乙烯发泡保温板做法的最大不足是保温板为板块拼装且其收缩性能与墙体及水泥基硬化体抹灰层差异较大,在冬、夏温差变化较大时, 就会在材料界面产生较大的温度应力, 从而使外墙面出现开裂、渗水、空鼓、脱落等现象。这些现象可以说是传统外墙保温系统所无法避免的。此类保温板在施工中与主体联系是以点为主, 面固定为辅, 板材之间要进行拼装、粘结, 施工工艺较复杂, 综合成本高。同时由于聚苯板的憎水性与常规的亲水性材料不适应, 导致其面层以外的后续施工质量不易保证, 极容易出现面层砂浆开裂、脱落、空鼓等质量问题, 对建筑物的外装饰面砖、涂料的使用或施工构成了很大的制约。另外由于聚苯板与水泥基材料的温度收缩系数相差过于悬殊, 从而会在不同的材料界面产生较大的温度应力, 这也给以后外墙饰面的安全使用留下了隐患。膨胀型聚苯板薄抹灰外墙外保温系统的抗风压、抗冲击能力较差, 其保温层的牢固度和耐长久性已为业内人士普遍置疑, 主要担忧的是粘结与抹面砂浆质量不过硬、铆钉末铆牢固或以后钉锈蚀、泡沫板、挤塑板慢慢降解等问题, 近几年就出现过不少保温层大面积龟裂、空鼓、脱落等现象, 随着时间的推移, 可能迟早还会有此类保温工程出现质量问题, 一旦出现质量问题, 其维修或返工重做的费用会很高。

( 2) 聚苯颗粒保温砂浆, 是继膨胀珍珠岩保温材料之后, 应用于内外墙保温节能的一种主要的保温材料, 南方、北方都在推广应用, 在江苏、安徽、湖南等省份应用量较大。它的主要保温材料是聚苯颗粒料, 辅助材料是聚合物浆料, 施工方法是将聚苯颗粒料与聚合物浆料预混均匀或将保温浆料与聚苯颗粒料分开包装, 使用时加水掺和均匀, 平抹上墙, 层厚20mm~80mm, 贴玻璃纤维网格布, 抹聚合物抗裂砂浆3mm~5mm, 刷外墙涂料或做面砖装饰。优点有: 保温效果良好, 保温层与墙体容易粘结, 牢固度及耐久性比较好, 施工工艺简便, 工程造价较低, 一般不出现大面积龟裂、空鼓、脱落问题,技术上基本是可行的, 容易推广普及。缺点: 保温效果与保温层的强度是主要的技术上的矛盾, 即浆料中聚苯颗粒料含量越多, 水泥胶浆含量就越少, 保温层的强度就低, 而保温效果就越好; 如浆料中的水泥胶浆含量越多, 聚苯颗粒料含量就越少, 保温层的强度就越高, 而保温效果就越差。

( 3) 膨胀珍珠岩或球型闭孔珍珠岩保温浆料和中空陶粒保温浆料, 其保温性能、技术可靠性、环保性能和使用寿命良好, 施工工艺简便, 防火性能好,但因工程造价较高, 应用量不大。

综合上述分析, 结合本省实际, 我们认为开发外墙保温砂浆体系具有广阔的市场前景和推广价值。为此我们研制开发了具有不同颗粒级配的聚苯颗粒为主要原料的聚合物干粉保温砂浆。解决了轻骨料上浮施工技术问题和抗压强度与导热系数的矛盾。

2 主要原料及施工方法
主要分为3 个工作层: 界面层、保温层、抗裂砂浆层。

( 1) 界面粘结层
界面层由普通硅酸盐水泥、砂、界面剂( 以聚乙烯醇、氯化钙为主要成分) 组成。为增加保温层与基层墙体之间的粘结力, 在基层墙体表面喷涂一层界面砂浆做为粘结层。界面砂浆是以普通硅酸盐水泥为胶凝材料, 砂、界面剂为主要原料经现场搅拌而成, 它能有效改善基层墙体新型建材与施工技术表面粘结性能, 经渗水和冻融循环测试, 其压剪粘结强度≥0.5MPa。特点是, 喷涂前墙体表面无需处理, 只需喷水湿润。
表1 产品性能符合建设部JC158- 2004 外保温系统标准

( 2) 保温层
保温层是由无机胶凝材料、高分子胶粘剂、保水增稠剂、增强剂及具有不同颗粒级配的聚苯颗粒为主要原料复合而成的聚合物干粉保温砂浆。正是由于这些多种成分使得拌合后的保温砂浆, 具有保水、增强、增稠、粘性好、强度高等特点。而且经搅拌后, 轻骨料能均匀分布, 避免了不同材料因容重相差悬殊而产生的上浮和分层现象。

( 3) 抗裂砂浆层
保温砂浆材料组成中, 既有容重为1800kg/m3的胶凝材料, 又有容重为18kg/m3 的轻骨料, 两者材料容重相差过于悬殊, 如何使两种材料在加水拌合过程中, 相互粘结, 不至于轻骨料产生上浮是解决施工问题的一个关键, 为此我们在保温砂浆中掺加乳胶粉、羟丙基纤维素等胶结性材料, 来增加轻骨料的粘聚性, 同时为使轻骨料搭配合理, 我们在以颗粒较大的轻骨料为主的基础上又掺加了一种颗粒较小的轻骨料( 粒径尺寸≤1mm) , 这类似于混凝土中的砂、石搭配, 从根本上解决了粒骨料的分层及上浮现象, 搅拌出来的保温砂浆粘聚性好,颗粒分布均匀, 匀质性好, 便于施工操作。

如何使保温砂浆既有一个较低的导热系数, 又保持一个较高的强度, 两者达到理想的平衡状态,这是解决保温砂浆各项技术指标的一个关键。为此我们在保温砂浆中掺加聚乙烯醇、聚丙纤维素等高分子聚合物及纤维组分, 这样在不影响保温砂浆的导热系数的前提下, 增加了保温砂浆的粘聚性和密实度, 极大提高了它的抗压强度和压前粘结强度,减少了收缩, 也避免了裂纹的产生。
施工要点: 按照材料重量比, 胶粉料: 细骨料:粗骨料: 水=15:3:1:18 的比例混合好后( 稠度大约在6cm~8cm) 均匀搅拌3~5min 即可抹于墙面施工, 每层厚度不要超过2cm。
该浆体保温材料具有如下优点:
( 1) 无毒、无味、绿色环保。
( 2) 具有良好的双向亲和性, 对各类无机基材具有超强粘结力。
( 3) 能有效避免因材料温度收缩相差悬殊而产生的外墙饰面的温度裂缝问题。
( 4) 抗折、抗压强度高, 抗老化, 耐冻融, 具有良好的抗渗性能及抗裂性能, 能有效地保护基层主体。
( 5) 可直接涂抹或喷涂, 施工简便, 速度提升快, 可连续施工, 工期短、效率高。

3 抗裂砂浆层
抗裂砂浆是由多种聚合物( 聚乙烯醇、聚丙烯纤维、乳胶粉) 、水泥基复合粉、特级硬砂复合而成,它是保温砂浆最外层抹灰层。
施工要点: 抗裂砂浆加水拌合后抹于保温砂浆层的表面, 在抹面的过程中压入网格布, 然后再抹平压实、抹光。
它的特点是:
( 1) 抗裂防水性好, 具有优良的弹性和柔韧性,抹面不会出现裂纹、空鼓及脱落, 表面无渗水, 使用寿命长。
( 2) 经济节能: 薄层施工, 工效高, 用料少, 损耗低。比传统砂浆节能80%左右。
( 3) 质量稳定: 通过工厂集中化生产解决了传统砂浆现场拌制的弊端, 确保质量稳定可靠。
( 4) 施工方便: 袋装粉体, 现场加水搅拌即可使用, 和易性好, 耐水、保水、不流挂。
( 5) 安全环保: 生产及使用过程无毒、无味、无排放, 施工安全卫生、无污染。
产品性能符合建设部JG158 – 2004 标准要求, 见表2。

4 结语
( 1) 外墙保温砂浆是以无机物和多种聚合物胶凝剂、填料、轻集料及外加剂等原料按科学配比混合而成的一种干粉保温砂浆, 施工时只需加入一定量的水搅拌均匀即可使用。该保温砂浆集抹灰及保温两种功能于一体, 改变了传统的抹灰砂浆和粘贴保温板的单一功能, 它的特点是整体性好、收缩性能与墙体和外抹灰层等水泥基硬化体接近, 因而从根本上解决了因温度变化而产生的裂缝问题, 给外墙保温技术带来了重大变革, 具有广阔的市场前景和推广价值。
( 2) 具有不同颗粒级配的聚苯颗粒为主要原料复合而成的聚合物干粉保温砂浆。该技术包含界面粘结层、保温层、抗裂砂浆层。达到良好的使用安全性和耐久性。该技术施工简便, 可以减少劳动强度,提高工作效率; 不受结构质量差异的影响, 对有缺陷的墙体施工时墙面不需修补找平, 直接用保温料浆找补即可, 避免了别的保温施工技术因找平抹灰过厚而脱落的现象, 从而实现外墙外保温技术的重要突破。与别的外保温材料相比较, 在达到同样保温效果的情况下, 其成本较低, 可降低房屋建筑造价。
( 3) 该系统具有保温隔热性能好、抗裂强度高、粘结力强、防水性好、牢固度及耐久性好、绿色环保等优点。特别是解决了传统贴保温板难以解决的粘贴不牢固、抹面砂浆常出现大面积龟裂、空鼓、脱落等现象, 防火性能也有所改善。

发表评论

您的电子邮箱地址不会被公开。 必填项已用 * 标注