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以裝飾砂漿為外飾面的外墻外保溫系統的耐候性研究
段瑜芳 李永鑫 康韡
摘要 本文主要針對以裝飾砂漿為外飾面的EPS外墻外保溫系統的耐候性進行了實驗研究。相應的采用了三種不同配方的抹面進行了對比性實驗。實驗結果表明，添加VINNAPAS®5048H膠粉的抹面砂漿具有優良的憎水性和柔韌性，其耐候性能也表現的最好。添加VINNAPAS®7031H膠粉的裝飾砂漿經過整個耐候性實驗，也沒有出現泛堿，開裂，起鼓等現象。
關鍵詞 材料實驗;憎水性;柔韌性;耐候性
1 前言
外墻外保溫系統在中國的發展已將近20年，時至今日其外飾面卻仍然是以涂料為主。隨著大家對外墻美觀性能的訴求與日俱增，以及外墻貼磚系統安全性問題也一直沒有統一的定論，越來越多的外墻飾面材料例如真石漆、質感涂料、裝飾砂漿、復層彩色膩子等等逐漸在市場上有了一席之地。
裝飾砂漿產品和技術來源于歐洲，在德國、西班牙、法國、意大利等國家有著廣泛的應用[1]。其裝飾特點為顏色淡雅、表面凹凸均勻，具有立體質感，給人以自然清新、質樸大方的感覺和效果。裝飾砂漿一直受歡迎的原因是它的涂層相對較厚，且可加工成各種風格的紋理表面，這使建筑設計師有很大的選擇余地。當陽光和影子照在有紋理的涂層表面時，還會產生一種平面涂層無法比擬的、悅目的效果[2]。同時，使用水泥作為主要粘結劑，使裝飾砂漿的價格在大宗用途的材料中極具競爭力。裝飾砂漿作為建筑物的外表不僅要賦予建筑物豐富的外觀特征，還要形成一道屏障，保護建筑物免受環境侵害。這兩方面的訴求要求了裝飾砂漿不僅需要具備改善外觀功能，而且還必須具備一些物理功能，如防止涂層吸潮或吸水等。本文主要對添加德國Wacker®公司生產的具有憎水性功能的可再分散乳膠粉的外墻裝飾砂漿及抹面砂漿的耐候性進行了討論。
2 實驗
2.1原材料
水泥：盾石牌425O.P.C 冀東水泥股份有限公司生產
砂子： 石英砂
可再分散乳膠粉：VINNAPAS® 7031H，VINNAPAS®5048H
纖維素醚：國產，粘度6萬
顏料：氧化鐵紅和氧化鐵黃
其他有機添加劑
2.2實驗設備及條件
EOTA耐候試驗箱
耐候循環制度：
a.熱-雨循環80次
熱-雨循環條件如下：
?、?加熱3h，在1h內將試樣表面溫度升至70℃，并恒溫在(70±5)℃，試驗箱內空氣相對濕度保持在10%～20%范圍內;
?、趪娏芩?h，水溫(15±5)℃，噴水量(1.0～1.5)L/(m2·min);
?、垤o置2h。
試樣完成熱雨循環后，在空氣溫度10℃～30℃、相對濕度不低于50%條件下放置2d，然后進行熱-凍循環。
b.熱-凍循環5次
熱-凍循環條件如下：
?、?加熱8h，在1h內將試樣表面溫度升至50℃，并恒溫在(50±5)℃，試驗箱內空氣相對濕度保持在10%～20%范圍內;
?、?制冷16h，在2h內將試樣表面溫度降至-20℃，并恒溫在(-20±5)℃。
試樣完成熱冷循環后，在空氣溫度10℃～30℃、相對濕度不低于50%條件下放置7d，然后進行外觀檢查與一些物理性能測定。
黃色仿磚裝飾砂漿中VINNAPAS® 7031H的摻加量為5%，以(苯丙乳液+有機硅憎水劑)為罩面。紅色仿磚裝飾砂漿中VINNAPAS® 7031H的摻加量為3.5%，以(苯丙乳液+有機硅憎水劑)為罩面。1#普通抹面市場通用膠粉的摻加量為2%，2#普通抹面市場通用膠粉的摻加量為3.5%，3#憎水型抹面VINNAPAS® 5048H摻加量為3%。實驗墻施工完成后，放在室內28天后進行耐候循環測試。
2.3耐候實驗墻面布局
整個系統構成：混凝土墻面+粘接砂漿+EPS板+抹面砂漿+裝飾砂漿。
圖1 耐候實驗墻布局示意圖
2.4實驗墻
圖2 真實墻體效果圖
3 結果與討論
3.1耐候實驗過程監控
33次熱/雨循環后，裝飾砂漿表面沒有什么明顯的變化，如圖3所示。1#抹面砂漿出現了少量的沒有斷開的裂紋。2#抹面砂漿出現極少的沒有斷開的裂紋。3#抹面砂漿無任何裂紋產生。
圖3 33次熱/雨循環后的墻面
53次熱/雨循環后，裝飾砂漿表面沒有什么明顯的變化，如圖3所示。1#抹面砂漿出現了較多的沒有斷開的裂紋。2#抹面砂漿出現少量的沒有斷開的裂紋。3#抹面砂漿無任何裂紋產生。
圖4 53次熱/雨循環后的墻面
耐候循環測試(80次熱/雨+5次熱/凍)完成后，整個裝飾砂漿的表面沒有出現開裂，泛堿，起鼓等現象。1#抹面層出現了少量斷開性的裂紋。2#抹面有少量的沒有斷開的裂紋出現。3#憎水性抹面層表現最好，只出現了極少量細微的非斷開性裂紋，如圖5所示。
圖5 (80次熱/雨+5次熱/凍)循環后的墻面及抹面層
3.2耐候實驗后性能檢測
3.2.1 裝飾砂漿及抹面砂漿的拉伸粘接強度
無論在何種情況下，裝飾砂漿都必須與基層之間有足夠的粘結力，否則，會導致砂漿面層空鼓、產生裂縫甚至剝落。從表1可以看出，黃色仿磚裝飾砂漿與抹面層之間有很好的粘結強度，拉伸粘結強度達到了0.27MPa，均在抹面層內部破壞。紅色仿磚裝飾砂漿的拉伸粘結強度為0.18MPa，破壞模式有產生在裝飾砂漿內部的。說明其裝飾砂漿的內聚力要低于黃色仿磚裝飾砂漿。3種抹面砂漿的拉伸粘接強度也都符合標準JG/T 149-2003《膨脹聚苯板薄層外墻保溫系統》的要求。
表1 裝飾砂漿拉伸粘接強度測試結果
注：測試時，裝飾砂漿沒有切割。
表2 抹面砂漿拉伸粘接強度測試結果
注：將抹面砂漿切割至苯板
3.2.2 吸水量與抗沖擊強度
硬化后的砂漿通過其毛細系統吸收水分。吸水會造成室內潮濕，霉菌滋生?？扇苄缘母g性鹽(如氯化物)吸入建筑，或可溶性物遷移至建筑表面，出現難看的白色斑點，影響其裝飾效果[2]。為此需要裝飾砂漿和抹面砂漿都應具有低吸水性，強憎水性。添加憎水型VINNAPAS®7031H和VINNAPAS®5048H可再分散膠粉的干混砂漿，在建筑工地加水攪拌，能夠快速分散。隨著聚合物膜的形成，砂漿憎水性能得到充分發展。含有憎水組分的粘結劑會積聚在氣孔中，從而使毛細孔吸水率降到最低。需要強調的是，加入粉狀的VINNAPAS®H系列膠粉的干混砂漿與加入憎水劑的傳統砂漿不同，它很容易與水快速潤濕而不會降低調和性與施工性。VINNAPAS®H系列改性砂漿所具有的優良憎水性能不會因為時間的推移而降低。用卡斯通管對裝飾砂漿和抹面砂漿進行吸水量的測試。吸水量測試結果表明，添加VINNAPAS®5048H膠粉的抹面砂漿，具有很好的憎水型，6個小時沒有任何水分進入到抹面砂漿。其抗沖擊強度達到了標準JG/T 149-2003《膨脹聚苯板薄層外墻保溫系統》的要求，說明添加VINNAPAS®5048H膠粉的抹面砂漿具有很好的柔韌性和憎水性，為外墻外保溫系統的耐候性提供了良好的保證。
圖6 抹面砂漿卡斯通管吸水量測試結果
表3 抹面砂漿抗沖擊強度測試結果
3.3結論
德國Fraunhofer建筑物理所(IBP)的Hartwig M. Kunzel多年研究表明[3]，當溫差變化達到28K時，會產生0.3mm/m的變形及內應力，而當相對濕度從98%下降到33%時，會導致0.6mm/m的變形及內應力，如果因濕熱產生的熱應力超過了加有玻纖網增強的抹灰層的強度，系統就會出現開裂，濕熱負荷是影響外墻外保溫系統老化及壽命最重要的因素。所以就要求外墻外保溫所使用的防護層及飾面層材料具有很好的憎水及柔韌性。這次針對以裝飾砂漿為外飾面的外墻外保溫系統的耐候性實驗表明，添加VINNAPAS®5048H的抹面砂漿和VINNAPAS®7031H的裝飾砂漿具有很好的憎水性、柔韌性、與基材有優良的粘接力，從而保證了整個系統的耐候性。
憎水性可再分散乳膠粉在裝飾砂漿中的應用 最新評論:
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