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材料是控制外墻外保溫質量的起點

日期：2010-08-13　　有1644人瀏覽

摘要：本文對外墻外保溫薄抹灰系統的單雙組分砂漿的特點，性能，組成作了對比和分析。并對外墻外保溫的粘結、抹面砂漿的主要材料可在分散膠粉的選擇的重要性進行了討論，在砂漿的性能的檢測和實驗中，重點指出了原料混合物均勻性所起的作用，介紹提升外墻保溫薄抹灰體系品質所做ZUI基礎的工作，抓好材料是控制外墻保溫質量的起點。

關健詞：可再分散聚合無膠粉粘結砂漿抹面砂漿薄抹灰系統

引言

隨著國內建筑節能的蓬勃發展，建筑外墻外保溫已經在國內范圍內全面展開，在國家節能政策的引導下，各省市自治區相繼出了建筑節能的地方法規，促進了外墻保溫技術在國內的推廣應用。

在我國目前外墻外保溫系統有幾種較為成熟的形式，聚集板薄抹灰保溫體系、膠粉聚苯顆粒保溫體系、現澆有網無網保溫體系、擠塑聚苯板保溫體系和聚氨酯保溫體系等。但是各個體系在保溫隔熱性能、耐候性、安全性、良好的施工性能方面卻各自擁有自己體系的特點。

作為膨脹聚苯板EPS薄抹灰體系，在施工方便、保溫效果良好、價格等方面在外墻外保溫占有主導地位。在歐洲市場以占82.7%比例居于榜首，在材料、工藝、構造和實踐應用上都具有十分成熟的經驗。

一、外墻外保溫系統干混砂漿供給形式的差異

膨脹聚苯板保溫系統應用砂漿主要是膠粘劑和抹面砂漿，其供給形式分為單組分和雙組分砂漿。

單組分砂漿的粘結劑和抹面砂漿主要外加劑為聚醋酸乙烯—乙烯共聚物可再分散膠粉和其它成份，再加上水泥和砂混合好干粉狀材料在現場加水攪拌后使用。

雙組分砂漿則是應用聚丙烯酸酯乳液在現場加入混合好的干混料攪拌均勻后使用，材料涉及固液兩個組分，美國的專威特、德國巴斯夫、中國建材院的ABW就是雙組分的典型。單組分砂漿的ZUI大優點是材料運輸和拌合相對簡便，配合比例易于控制，現場拌合相當方便。雙組分在運輸和現場拌合方面較為復雜，需要現場計量，難于控制，如果現場施工人員的素質不高，或不按操作工藝執行，則控制難度很大，也為工程帶來隱患。但從性能上可以明顯的反映出各自的特點。這是一家公司在應用雙組分粘結和抹面砂漿的外墻外保溫體系的測試數據。

表1

項目	檢驗項目			標準要求	結果
聚合物粘結砂漿	拉伸粘結強度Mpa	與水泥砂漿	常溫狀態	≥0.60	1.11
		與水泥砂漿	耐水	≥0.40	0.73
		與聚苯板	常溫狀態	≥0.10	聚苯板破壞
		與聚苯板	耐水	≥0.10	聚苯板破壞
	可操作時間h			1.5-4.0	2.5
聚合物抹面砂漿	拉伸粘結強度Mpa	與聚苯板	常溫狀態	≥0.10	聚苯板破壞
			耐水	≥0.10	聚苯板破壞
			常凍融	≥0.10	聚苯板破壞
	柔性性（抗壓/抗折強度）			≤3.0	2.5
	可操作時間h			1.5-4.0	2.5

采用巴斯夫雙組分檢測結果：

表2

項目		標準要求	結果
拉伸粘結強度MPa	原強度	≥0.60	0.9
拉伸粘結強度MPa	耐水	≥0.40	0.7
可操作時間h		1.5-4.0	2-3
拉伸粘結強度（與聚苯板）Mpa	原強度	≥0.10	0.23
	耐水	≥0.10	0.23
	耐凍融	≥0.10	0.24
可操作時間h		1.5-4.0	2-3
柔性性（抗壓/抗折強度）		≤3.0	2.5
24小時吸水量g/m²		≤500	200

專威特系統的粘結抹面砂漿也與上述的性能指標相似。

表3列出了我們組配中的單組分粘結與抹面砂漿的性能：

表3

項目		標準要求	結果
拉伸粘結強度MPa（與水泥砂漿）	原強度	≥0.60	1.11
拉伸粘結強度MPa（與水泥砂漿）	耐水	≥0.40	0.68
可操作時間h		1.5-4.0	2-3
拉伸粘結強度（與聚苯板）Mpa	原強度	≥0.10	0.17
	耐水	≥0.10	0.16
	耐凍融	≥0.10	0.16
可操作時間h（與聚苯板）		1.5-4.0	2-3
柔性性（抗壓/抗折強度）		≤3.0	2.4
24小時吸水量g/m²		≤500	272

從表1、2、3可以看出單雙組分的性能對比，雙組分粘結抹面砂漿充分體現了丙烯酸酯聚合物優良成膜性、良好彈性及韌性、耐候性和耐水性，特別是她的耐候性和耐水性較為優異。有人曾作過實驗，由單一醋酸乙烯共聚物制成的抹面砂漿，她的透水性要比丙烯酸聚合物抹面砂漿高4到10倍，單組分抹面砂漿在防滲透上需要加入憎水劑或者憎水膠粉，而丙烯酸聚合物在單體聚合時已加入了疏水性的聚合單體，雙組分粘結和抹面砂漿的聚灰比可以大于15%，由于成本問題，單組分難于達到。但是從生產和施工工藝上單組分的優點凸顯出來，因此得到了企業和施工人員的歡迎，在保證施工質量，保證外墻外保溫的性能，優化組分配置，完全可以與雙組分比高低。作為單雙組分的兩種供給形式，各自擁有自己的長處和缺點，所以在外墻保溫聚苯板薄抹灰系統的選擇，完全可以根據客戶的需要、建筑施工的特點進行合理的選擇。目前在歐洲市場上占主導的仍然是單組分的供給形式，而在歐美市場是以雙組分為主。

二、單組分外墻外保溫材料的選擇

目前市場上所用單組分膠粘劑和抹面砂漿主要成份聚合物膠粉為醋酸乙烯—乙烯共聚物，可再分散膠粉，并添加其它相關助劑，用以改善砂漿所具有的性能，滿足外墻外保溫的性能要求。

這里只談談可再分散膠粉的選擇。

可再分散膠粉由聚合物乳液經過噴霧干燥加工而成，經過干燥的膠粉是聚集一起的球形顆粒，溶于水并形成穩定的分散液，失水后又會形成膜，這種膜和乳液成膜一樣不可逆。

可再分散膠粉可分為醋酸乙烯——乙烯共聚物，叔碳酸乙烯共聚物，苯乙烯—丁二烯共聚物等，并以此為基礎接技有機硅，月桂酸乙烯等改善性能，不同的改性措施可以使膠粉具有耐水、耐堿、耐候、乃沖擊性能，并可具有良好的疏水性和柔性。

目前國內外市場的膠粉生產廠家很多，膠粉的牌號多種多樣，但并不是任何一種膠粉都可以應用于外墻外保溫中，也不是任意加量就可滿足性能要求，膠粉質量千差萬別，價位也相差不少，如何正確選擇膠粉關系粘結和抹面砂漿的性能，關系外墻外保溫系統的質量，所以應引起我們充分的重視。

均聚樹脂不具備較全面的性能，選用單體共聚物形成的聚合物具有優良的性能，由于生成聚合物的結構不均勻性，而形成不同結構的聚合物，共聚物單體排列方式的不同造成單體鏈節長短的不同，而這些又受反應條件生產過程的控制，因此造成膠粉性能的不同。

膠粉所表現的柔韌性與玻璃化溫度有直接的關系，玻璃化溫度高，具有較好的硬度、抗張強度和耐擦洗性，玻璃化溫度低，則延伸性好，柔韌性好。由于側鏈結構的不同，不同的極性及溶解性對聚合物性能影響很大，鏈長極性好，耐水性好，反之，鏈短耐水性差，但是由于各個生產廠家對反應條件及生產過程的控制有所不同，因而造成聚合物結構的不同，造成聚合物性能的差異。圖1、2可以反映出不同廠家膠粉所表現出性能的高低，如果要保持性能一致，則必須增加其含量，因而造成成本的增加。

聚合物改性砂漿是外保溫系統的核心材料，其很大程度取決于使用聚合物的種類和摻量，在相同的摻量條件下使用不同種類的可再分散膠粉改性砂漿性能表現差異顯著，具有高乙烯含量低Tg（（玻璃化溫度）的醋酸乙烯—乙烯膠粉在抗沖擊強度、粘結強度及耐水性方面均有優良的表現。隨之可再分散膠粉摻量的增加，砂漿的性能優明顯的上升趨勢。特別是抗沖擊強度、粘結強度、低吸水量的抹面砂漿是保證系統耐候性的關鍵因素，如何選擇吸水量低的膠粉也至關重要。

三、不同類型膠粉在保溫系統中性能比較：

表4

高乙烯含量膠粉	Tg≤0℃	與EPS有良好粘結性能良好的低溫性能、耐水性和柔性
低乙烯含量膠粉	Tg＞0℃	與EPS粘結性能良好但低溫性能柔性較差。
憎水性膠粉	＞0℃	易水率低，柔性低溫性能不足，與EPS的粘結性能一般
高乙烯含量+憎水性膠粉	Tg≤0℃	吸水量低，柔性低溫性能優良，與EPS粘結性能良好。

不同添量VAC/E膠粉粘結砂漿對水泥及聚苯板的拉伸強度比較（Mpa）：

表5

拉伸強度Mpa	1%膠粉	2%膠粉	3%膠粉	4%膠粉
膨脹EPS板23℃、50%RH標準養護28d 28天標養+3天水養	0.07 0.06	0.10 0.07	0.12 0.10	0.12 0.11
與水泥砂漿23℃、50%RH標準養護28d 28天標養+3天水養	0.27 0.33	0.47 0.35	0.64 0.42	0.79 0.48

在抹面砂漿中，我們經常會使用以下幾種膠粉

一種是醋酸乙烯——乙烯共聚物；一種是醋酸乙烯—月桂酸乙烯—氯乙烯共聚物；一種是醋酸乙烯——乙烯共聚物+憎水劑；第四種是醋酸乙烯—上等脂肪酸乙烯共聚物。而他們所表現出的性能有著相當大的差別，直接影響外墻外保溫的質量。從粘結性能來看，與聚集板的粘結強度，它們分別是0.14mpa 0.12mpa 0.10mpa 0.08mpa 對于憎水性吸水率，它們分別是<500g，1500g，1700g，1800g。對于機械穩定性來說，使用1000g鋼球ZUI高可達4JZUI低只有0.5J，綜合性能應該是醋酸乙烯—月桂酸乙烯—氯乙烯共聚物與醋酸乙烯—乙烯共聚物比較優異。選擇不同功能的膠粉進行有針對性的應用，提高保溫系統耐久性有著十分重要的意義。

我們試驗了兩種不同廠家出產的膠粉在組分摻量不變環境因素相同情況下，得出的結果不盡相同。

類別

粘結砂漿（與水泥）

拉伸粘結度

抹面砂漿（與苯板）

原強度

耐水

原強度

耐水

（一）

0.82

0.43

0.21

0.17

（二）

1.22

0.62

0.18

0.14

在相同組分情況下市場上出售的不同廠家VAC/E膠粉的性能區別

選擇性能良好的膠粉，這樣才能維持系統結構的長期可靠性，保證每層之間及其界面達到高的耐久性，當然好的膠粉還必須有和其它外加劑及無機材料的合理配備，才能保證系統的牢固，達到設計標準的要求。

四、測試與試驗

外墻外保溫技術是一門實用加試驗的技術，系統性能的好壞，對體系進行評估和鑒定一切來源于試驗，保證原材料性能優良是生產干混砂漿的基礎，混合均勻性也是外墻外保溫粘結抹面砂漿的重要保證，為了保證終端產品的質量，混合均勻性是必須的。

砂、水泥及其外加劑的混合是干混砂漿的基礎，混合機械能否達到混合均勻也是衡量混合機質量好壞的標志。特別對于抹面砂漿加入的以提高砂漿抗裂抗滲、韌性和沖擊性能為目的的有機纖維，在干混砂漿均勻分散是比較困難的，有些纖維產品很難做到這一點，怎樣知道混合均勻好壞內，只有通過試驗。

下面是科技人員對凱泰改性聚丙烯纖維的混合均勻性檢測情況：

取樣點數	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	平均
樣品稱量	200	200	200	200	200	200	200	200	200	200	200
纖維含量g	0.10	0.11	0.09	0.10	0.08	0.10	0.09	0.09	0.10	0.11	0.10

我們在對混合砂漿的混合情況進行檢測中同樣對混合均勻性進行了比較：

取樣點數	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
樣品量g	200	200	200	200	200	200	200	200	200	200
水泥含量g	49.5	49.5	48.7	49.0	48.4	48.4	48.4	48.7	48.1	49.5
砂含量143.3	143.3	143.3	144.4	142.8	144.3	143.9	143.8	143.8	144.1	144.6
纖維含量	1.8	1.8	2.0	1.8	2.0	2.0	1.8	1.8	1.6	1.8
膠粉含量	5.4	5.4	4.9	6.6	5.5	6.3	6.2	6.0	6.0	5.5

在水泥、砂及其外加劑種類、數量較多時，采用對重點外加劑的含量測定以檢驗外墻外保溫粘結和抹面砂漿的混合質量，干混砂漿的出廠檢驗與型式檢驗也包括了混合均勻性的指標。外加劑的含量在干混砂漿總是很小的，有的達到千分之幾，若這么小的含量混合不均勻，就很難起到改性砂漿的作用。試驗表明，混合不均勻，拉伸強度可降低50%。

抹面砂漿必須具備四個方面的基本性能，對EPS板良好的粘結力，高柔性性，抗沖擊強度好，低吸水。如何考查和評估其性能好壞，要用試驗檢測來鑒定。嚴格的檢測規程完善的檢測手段和條件是保證外墻外保溫砂漿性能和系統性能的保證條件。通過大量的試驗和檢測對照和評估才能真正體現產品性能的優劣，才能對企業生產和施工的信任度增強。盲目引用別人的配，盲目采購性能不好的材料，對砂漿材料、外加劑的應用缺乏系統性、針對性的研究是不可行的。

專門的測試方法對單個外保溫體系可以顯示粘結抹面層的性能，可以對比不同聚合物及不同摻量的改性砂漿在苛刻測試條件下的表現，通過試驗可以檢驗系統的可長期穩定的作用，總之，試驗和檢測在外墻外保溫體系中占有舉足輕重的地位。

當然對于外墻外保溫薄抹灰系統需要檢測和試驗的地方很多，例如抹面砂漿的壓折比，耐堿玻纖網格布單位面積質量，耐堿強力保留率，聚苯板的尺寸穩定性能。檢測實驗數據用以指導組分的優化，生產穩定性等。檢測實驗數據用以指導組分的優化，生產的配置，施工的規范，都起著及其重要的作用。

四、結束語

對于外墻外保溫薄抹灰系統的粘結抹面砂漿的單雙組分兩種供應形式，有其各自的特點要根據客戶的需要和施工工藝的要求進行選擇，不能輕易作出肯定和否定的結論。況且單雙組分都有幾十年的成功經驗，當然施工成本也是其中一項重要的影響因素。對于可再分散膠粉的選擇應引起足夠的重視，它對砂漿性能的改進起著關鍵的作用。而且其占有砂漿成本的70%-80%，當然也包括對其它外加劑的選擇也很重要，只有ZUI佳的配備才能有ZUI好的性能。北京市2005年4月實施的《居住建筑節能保溫工程施工質量驗收規程》強調了以過程控制為主導，與強化驗收相結合形成完整的質量管理體系和驗收體系，把材料的質量作為節能保溫工程施工質量過程控制的起點，這是一個強制性標準，所以提升外墻外保溫品質，必須做好各項指標的試驗和檢測，只有抓好各個環節的質量關，才能確保做到真正的節能。

參考文獻：

1、姚燕李清海《商品砂漿在建筑外墻外保溫中的應用》2005.11

2、易來泰亞太技術中心《外墻外保溫技術的發展狀況》2006.3

3、金劍劉麗君《有機纖維在干混砂漿中的應用研究》2006