外墙外保温专用腻子试验研究

外墙外保温专用腻子试验研究

桑毅虹1 郝文涛2 王军3
(1 山东同力建设项目管理有限公司,山东淄博255000;2 淄博鑫盛房产开发公司,山东淄博255000;3 山东理工大学,山东淄博255049)

随着外墙外保温技术的大力发展和应用,外墙外保温体系的设计已经由早期的“刚性抗裂技术”逐渐转向“逐层渐变柔性抗裂技术”。由于保温层一般密度轻、强度低,其受温度和湿度变形影响造成的外型尺寸不稳定问题, 要求与之配套的抹面层、腻子层、涂料层必须能有效地适应这种变化。目前,人们对抹面砂浆的研究比较多,并且制定颁布了相应的标准来约束[1]。但对作为与外墙外保温配套的专用腻子缺乏相应的研究,没有相应的标准规范来约束。外墙外保温用腻子除满足于一般外墙腻子的性能外,还必须能满足来自于保温体系的动态应力的变化。本文通过对外墙外保温腻子的分析研究,采取控制影响腻子性能的各种因素,制备出一种能够满足外墙外保温体系的专用腻子,以增强对外墙外保温体系更高抗裂性要求,满足日益丰富的各种涂料饰面层涂装的需求。

1 试验
1.1 外墙外保温用腻子柔韧性设计
选择胶粉聚苯颗粒保温材料涂料饰面体系作为研究对象,并测定了各构造层的变形量来设计相应的腻子层的变形量。其构造设计要点是:保温体系各构造层外层的柔韧变形量高于内层的外形量,其弹性模量变化指标相匹配,逐层渐变,满足允许变形与限制变形相统一的原则,随时分散和消解变形应力。同时,在抗裂防护层采用软配筋和多种纤维改变应力传递方向,防止各种变形应力集中发生的可能。各构造层变形量设计为:基层混凝土变形量为0.2‰(温差20℃),保温层为1‰~3‰(线性收缩率≤0.3%,实测值为0.21%),抗裂防护层为5%~7%。
作为外墙外保温体系, 从其表面防护角度来说,吸水性越小越好,而透气性能越大越好。而规定抹面砂浆层吸水量控制在1000g/m2 以内,腻子层作为抹面层的涂覆层,其耐水性、不透水性要求应该更进一步提高。通过控制其吸水量<500g/m2 来达到这个目的。

1.2 试验用各材料配方
柔性乳液:20%~30%(重量比);抗裂纤维:长度0.2~0.5mm,0.5%~1.0%;甲基纤维素:固体粉末,0.1%~0.5%;触变剂:固体粉末,0.1%~0.6%;消泡剂:0.1%~0.3%;防腐剂:0.1%~0.2%;复合憎水表面活性剂:0.1%~0.3%; 混合助剂:1%~3%; 石英砂: 25%~40%; 重质碳酸钙:30%~45%;水:适量。

1.3 制备及施工
按配方,称取各种原料,将乳液混和,固体原料配成一定浓度的溶液备用。将称好的乳液、消泡剂、防腐剂、纤维素液、抗裂纤维加入搅拌罐中,并启动搅拌,分批缓缓加入混合助剂、触变剂、表面活性剂等形成均匀胶浆状。混合搅拌40~60min,直至各种原料混合均匀,然后包装,即得腻子产品。施工时, 将此腻子胶液与普通硅酸盐水泥32.5 按1:0.4(重量比)调配成膏状, 腻子随配随用, 配好的腻子要求在2h 内用完。腻子采用刮板或抹子刮涂, 批刮厚度至少在1mm 以上, 可分2~4 次批刮完成[2]。

1.4 性能检测
研制的腻子性能指标满足表1 的要求。
表1 腻子各项性能指标

2 试验结果与讨论
2.1 不同水泥用量与柔韧性和粘结强度的关系
腻子配比中水泥的用量通常看作是影响其总体性能的主要因素。作为外保温配套用腻子,要求做到其柔韧性、附着性的统一。腻子层作为与保温抗裂层配套的非结构性的涂覆材料或覆盖材料,一般要求其抗压强度或弹性模量应低于基材,以便能更好地适应基材的形变和协调自身在外界因素作用下产生的形变,降低应力,减少开裂和剥落的可能,即做到柔韧性与附着性的统一。通过测试4 种不同的水泥配比(其余的量用重钙填充)的粉料与2 种不同乳液含量腻子胶形成的腻子性能,得到不同水泥用量与柔韧性、粘结强度的关系[3]。
通过对不同水泥用量的腻子粘结强度和柔韧性测试,得出如下结论:在胶液中乳液含量为20%时,不同水泥掺量的腻子粘结强度不能达到规范要求(见表2);在胶液中乳液含量为30%时,水泥掺量在25%~30%时,腻子的各项指标均能达标(见表3)。

2.2 不同乳液用量的影响
由于外墙外保温用腻子除对柔性要求较高外,还要求腻子膜有较好的硬度、附着力、耐碱性及耐沾污性。因此乳液的选择变得格外重要。固定水泥用量28%的情况下, 对4 种不同乳液用量的腻子性能进行测试(见表4)。
通过以上试验,得出结论:在水泥掺量25%~30%之间, 选用乳液含量在30%~35%的胶液配制形成的腻子,其柔韧性、粘结强度得到最优的搭配。

2.3 复合憎水表面活性剂的影响
试验用复合憎水表面活性剂WY 对腻子层耐水性及吸水量的控制十分重要。它们的加入能为产品提供一层憎水防护膜,使水对界面的渗透量减少,从而起到一定的防水作用。通过试验,控制一定的掺加量,可有效地改善腻子层的透水性(见表5)。本试验确定用量为0.2%。

3 结论
聚合物乳液、水泥、填料、多种助剂等均对腻子的性能,如粘结强度、吸水量、柔韧性、耐碱性等产生影响。通过优化,确定这些组份的类型及配比,制得吸水量、柔韧性、粘结力、施工性、打磨性等方面平衡的用于外墙外保温的专用腻子。该腻子耐水性优良,施工性好,除有效地解决传统腻子易起皮、不耐水、耐久性差等缺陷,还能有效地满足外墙外保温体系要求,是外墙外保温涂料饰面体系的一种理想配套材料。

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