建筑物外墙用的优质干粉砂浆系统

1 前言
近年, 香港的新建楼宇及旧有建筑, 经常被发现外墙建材的损坏情况, 如砂浆层剥落和瓷砖脱落等。本文将描述当中导致损坏的原因及使用以干粉砂浆建筑材料来改善的方案。
香港的建筑物的外墙和内墙设计可解构为以下各层:

⑴混凝土基底及界面处理( 撒沙) ;
⑵墙身找平沙浆;
⑶瓷砖黏结剂;
⑷瓷砖;
⑸填缝剂。
常见的损坏情况有以下四类:
⑴墙身找平沙浆: 砂浆从混凝土墙身剥落;
⑵瓷砖黏结剂: 与墙身沙浆分离;
⑶瓷砖黏结剂: 瓷砖从黏结剂层脱落;
⑷填缝剂: 开裂、渗水及粉化。

2 墙身砂浆问题
在香港, 大多数的墙身找平砂浆都是从混凝土搅拌站生产, 然后用搅拌车大批量的运送往工地的即用砂浆。众所周知, 即用砂浆使用大剂量有缓凝作用的超塑剂以增长其可使用的工作时间。如使用大量的缓凝剂, 湿砂浆中的水泥将无法在早期产生水化作用及达到初凝, 直至所有缓凝剂停止效能为止。于更坏的情况, 砂浆中的水泥附在墙上整整一天或更长时间而未能水化。然而, 浆体中的水份却因未能水化, 被墙身基底吸收或自然蒸发而消失。因此, 水份的消失使砂浆变硬但实际上并未能建立抗压或黏结强度。如没有适当的养护, 砂浆的最初数天将较为软弱、不牢固或可能有起粉现象( 如砂浆含有粉煤灰, 情况将更坏) 。因此, 基底与墙身沙浆之间的附着或黏结强度将会较预期差。于工地进行的随机抽检墙身沙浆拉拔测试, 即用墙身沙浆的抗拉强度往往只有0. 1 至0. 2MPa的低水平。事实上, 一般水泥基墙身找平沙浆中必定会产生收缩及裂缝, 而较脆弱的区域将受到外来温差、收缩及结构中的剪力移动而令接触面分层或剥落。因此, 无论新或旧的内外墙上的砂浆都会发现不同程度的空鼓或砂浆剥落的情况。原因就是来自质素差的砂浆及不当施工工艺而导致砂浆裂开。当清楚了解到即用砂浆的基本缺点及潜在的坏处后, 我们必须找寻更好的材料去避免及减低问题发生的可能性。使用预拌干粉找平砂浆是个可行的较佳选择。优质的预拌干粉找平砂浆一般含有以下化学添加剂以改善浆体塑性时及固化后的物理性能:
⑴纤维素醚: 增强保水性能, 减少水份流失, 促进较佳的水泥水化作用以增强黏结强度及减少收缩;
⑵淀粉醚: 增强工作性能及抗下坠性;
⑶熟石灰: 控制施工性能及固化时间;
⑷乳胶粉: 增强黏结强度, 增加弹性以减低砂浆中的剪应力及移动;
⑸憎水剂( 选择性) : 提供防水功能。
综上所述, 在干粉砂浆加入上述高效能添加剂, 可提供或增强墙身沙浆施工过程所必要的各种功能。再者, 可增加额外的功能如保水性, 初凝时间控制, 减少收缩, 增强黏结强度, 加强弹性, 提高耐久性等。其它优点如干粉砂浆的稳定质量, 可减低施工时的潜在问题。因此, 干粉砂浆是现时新型高质墙体工程的首选材料。

3 瓷砖问题
瓷砖与砂浆层的黏结力低时, 瓷砖会掉下来。原因之一, 可能是砂浆是预拌的现成砂浆, 其外层没有被好好的养护而使引至强度较差。其它原因亦包括使用质素低劣的瓷砖黏结物料。现时, 使用施工方便和功能优异的预拌干粉瓷砖黏结聚合物改性砂浆愈来愈流行。传统的瓷砖黏结物料只适用于面积细小的室内瓷砖或铺设地砖使用, 而不适用于低吸水率的玻化砖或瓷质砖, 高楼的外墙就更不适合。然而, 建筑师经常选用高质量而低吸水率的砖以获取较佳的耐候性和清洁易用, 却忽略了瓷砖黏结物料中有否加入各类型添加剂, 配合及增强所需性能。因此, 现代瓷砖与传统瓷砖黏结物料之间经常产生不协调导致黏结强度不足。
高质量而表面没有微细孔洞的瓷砖, 因其低吸水率而公认为难以黏结得牢固。如要获得耐久而稳定的高黏结强度, 必须使用高质的聚合物改性瓷砖黏结剂, 从而改善其弹性以黏贴于高楼的外墙。符合欧标EN12004( C2TE) 是确保该类瓷砖黏结剂的较佳标准。高科技的干粉砂浆能提供不同的瓷砖黏结剂性能:包括高拉伸强度、高黏结强度、特长开放时间、防下坠性、高弹性等去配合各类瓷砖的施工需要。

4 填缝剂问题
以前, 瓷砖填缝剂一直被认为是填补瓷砖之间空隙的修饰物而已。因此, 低质量的填缝料如白水泥或彩色水泥被广泛使用, 而导致开裂及反白粉化。再者, 雨水亦会渗入填缝剂微细孔中间, 遇热膨胀而导致开裂, 更会由于楼宇所受温差或移动, 产生不良之外来应力而令瓷砖空鼓, 严重时引至最终脱落。事实上, 填缝剂对减低整幅墙体因温差或移动所产生的应力非常重要。填缝剂必须有能力避免水份从表面渗入致瓷砖内导致黏结强度降低。高质的干粉砂浆技术可使填缝剂提高防水性、弹性、高耐磨性、防霉、低收缩率, 防止反白粉化及使颜色均匀, 以提高整体楼宇质素。填缝剂的使用量及价钱占整项物业材料成本的百分比很少, 但适当地选择高质填缝剂就能提高整体耐候性、耐用性和外观。

5 改善外墙系统性能
外墙系统的质量问题是相当复杂的, 其中包括找平砂浆层、瓷砖黏结剂、填缝剂及瓷砖。当中的问题可由一种或多种原因而起。然而, 现时依然有很多人认为外墙系统是很简单和不含结构元素, 因此容易在设计建筑物时忽略材料的重要性, 等到落成后, 墙身物料开始剥落才意识到问题的严重性。本文作者希望强调传统内外墙的施工和物料潜在的问题。同时, 使用聚合物改性干粉砂浆可有效减低建筑物的建材或施工风险, 改善有关楼宇整体质素。
以下是一些改善外墙系统的建议:
⑴使用预拌界面处理( key- coat ) 代替工地搅拌的传统施工( spat t er dash) ;
⑵使用预拌聚合物改性干粉找平砂浆代替即用砂浆;
⑶使用高质量预拌强韧瓷砖黏结剂以取代传统瓷砖黏结物料;
⑷使用低收缩率的防水填缝剂取代传统钩缝物料。
透过使用高质量干粉砂浆系统, 墙体的各项性能,如黏结强度、弹性、减低应力等都可大幅改善。建筑物的耐久性得以提升, 维修成本大大降低。

6 结论
根据以上论点, 使用高质优良干粉砂浆系统及产品能提高建筑物外墙性能。虽然干粉砂浆并不一定解决现时所有建筑物遇到的问题, 但必定可以减低问题的严重性及改善结构中的耐久性。故此现在应着实考虑使用高性能干粉砂浆, 并将其使用列入建筑材料选择及施工标准内。

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