外墻外保溫柔性耐水干粉膩子的研制

1、全國中文核心期刊新型建筑材料外墻外保溫柔性耐水干粉膩子的研制桑國臣，劉加平，尚建麗（西安建筑科技大學(xué)建筑學(xué)院，陜西西安）摘要：通過在水泥基膩子中添加適量的有機(jī)改性材料制備高質(zhì)量耐水膩子，并研究組成材料對其性能的影響。所研制的柔性耐水膩子抗裂性能優(yōu)異、粘結(jié)強(qiáng)度高、具有透氣性和憎水性，與外墻涂料配合使用應(yīng)用于外墻外保溫系統(tǒng)可明顯提高該系統(tǒng)的耐候性。關(guān)鍵詞：外墻外保溫；膩子；柔性；憎水性中圖分類號：文獻(xiàn)標(biāo)識碼：文章編號：（），（，）：，；：當(dāng)前我國的外墻外保溫技術(shù)發(fā)展迅速，對建筑節(jié)能事業(yè)發(fā)揮著積極而重要的推動作用。但隨著外墻外保溫工程的廣泛開展，也暴露出了一些普遍性的工程質(zhì)量問題。尤其以涂料作為飾面

2、層的外墻外保溫工程中，經(jīng)常出現(xiàn)涂料層開裂、起泡、脫落等質(zhì)量問題，嚴(yán)重影響了涂料對建筑的裝飾和對保溫體系的保護(hù)作用。盡管造成涂料開裂的原因很多，但從工程實踐上看，最易被忽視的膩子自身質(zhì)量及與保溫體系匹配性問題，是引起外墻外保溫涂裝失敗的主要原因之一。為了解決這一問題，研制柔性、耐水、粘結(jié)強(qiáng)度高、透氣性能好，與外墻外保溫匹配的柔性耐水膩子非常必要。本文通過試驗研究，制備了一種能與外墻外保溫匹配的單組分干粉膩子。原材料水泥：，陜西秦嶺水泥廠生產(chǎn)；砂：目潔凈石英砂；微集料：目重質(zhì)碳酸鈣；纖維素醚：，黏度為；可再分散乳膠粉：聚醋酸乙烯乙烯共聚乳膠粉；憎水劑：粉狀有機(jī)硅（有機(jī)硅含量約）；纖維：長度木質(zhì)素纖

3、維；其它助劑。配合比設(shè)計實驗結(jié)合外墻外保溫體系的柔性漸變特點，外墻外保溫專用柔性耐水膩子必須具有粘結(jié)強(qiáng)度高、抗裂性能優(yōu)良、吸水率低、透氣性好、易施工等特點。本實驗優(yōu)先考慮膩子的吸水率、粘結(jié)強(qiáng)度和動態(tài)抗開裂性能，各項性能測試按建筑外墻用膩子相關(guān)方法進(jìn)行，實驗結(jié)果見表。從表可以看出，配合比的粘結(jié)強(qiáng)度、吸水率及動態(tài)抗開裂指標(biāo)等綜合性能相對比較理想。以配合比作為基準(zhǔn)，按建筑外墻用膩子規(guī)定的方法檢驗?zāi)佔拥钠渌黜椥阅?，結(jié)果見表。收稿日期：作者簡介：桑國臣，男，年生，遼寧開原人，博士研究生，主要從事建筑節(jié)能和建筑材料的研究。新型建筑材料桑國臣，等：外墻外保溫柔性耐水干粉膩子的研制表試樣號配合比（質(zhì)量比）水

4、泥石英砂重鈣粉乳膠粉不同配合比干粉膩子的實驗結(jié)果粘結(jié)強(qiáng)度木纖維纖維素醚標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)凍融次后吸水量動態(tài)抗開裂性（）有機(jī)硅注：水料比為；除上述原材料外，膩子中還含有適量其它助劑。表性能耐水干粉膩子的主要技術(shù)性能技術(shù)指標(biāo)刮涂無障礙無裂紋手工可打磨無異常無異常測試結(jié)果刮涂無障礙無裂紋手工可打磨無異常無異常性。這樣膩子才能更好地適應(yīng)基材的形變和緩沖自身在外界環(huán)境因素作用下產(chǎn)生的形變，緩解應(yīng)力集中，減少涂裝面層開裂、剝落的可能。聚灰比與膩子動態(tài)抗開裂性的關(guān)系見圖。施工性干燥時間（表干）初期干燥抗裂性（）打磨性吸水量（）耐堿性（）耐水性（）粘結(jié)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)凍融循環(huán)次動態(tài)抗開裂性圖聚灰比與膩子動態(tài)抗開裂性的關(guān)系從

5、圖可見，當(dāng)聚灰比達(dá)到左右時，膩子的抗動態(tài)試驗結(jié)果與討論可再分散乳膠粉對膩子動態(tài)抗開裂性的影響本文研究的膩子主要應(yīng)用于外墻外保溫系統(tǒng)，位于體系中強(qiáng)度較高的保溫層罩面砂漿和高柔性、低強(qiáng)度的外飾面涂料之間，發(fā)揮柔性漸變作用。保溫系統(tǒng)在外界環(huán)境的長時間作用下，會產(chǎn)生微量形變，因此，根據(jù)“柔性漸變原理”，膩子應(yīng)具備吸收基材微形變所產(chǎn)生應(yīng)力的能力，也就是表層材料抵抗基層裂縫擴(kuò)展的能力，即抗動態(tài)開裂能力。本文所研究的膩子是經(jīng)多種助劑改性的柔性膩子。當(dāng)膩子與水拌合時，乳膠粉遇水形成聚合物乳液，在凝結(jié)干燥過程中乳液可再一次脫水，聚合物顆粒在材料體中形成聚合物體結(jié)構(gòu)，對膩子起到改性作用。在聚合物改性水泥基膩子中“

6、聚合物水泥比例”（簡稱聚灰比）對膩子整體性能影響較大，一般來講隨聚灰比的降低，膩子強(qiáng)度及剛度增加。從實際工程應(yīng)用情況來看，作為外墻外保溫與涂料過渡層的膩子，其強(qiáng)度不宜高于保溫層的抹面砂漿強(qiáng)度，否則易造成膩子開裂。在整個保溫體系中，膩子的柔性應(yīng)高于基材的柔開裂值增長幅度明顯提高。當(dāng)聚灰比從增加至?xí)r，膩子的抗動態(tài)開裂值穩(wěn)定增加，但幅度較小。圖是聚灰比為的膩子掃描電鏡照片。從圖可以看出，材料內(nèi)部含有大量的高彈態(tài)聚合物膜，賦予了膩子足夠的柔性。這種聚合物的柔性正是消除水泥基材料內(nèi)部應(yīng)力的關(guān)鍵因素。聚灰比增大對膩子柔性改善的機(jī)理是水泥凝結(jié)硬化后乳膠粉形成高彈態(tài)的聚合物附著在水泥毛細(xì)孔的內(nèi)壁上，當(dāng)聚灰比較

7、小時，聚合物呈點分布，隨著聚灰比的提高，毛細(xì)孔內(nèi)附著的聚合物會逐漸由點分布過渡為網(wǎng)狀分布，直到成為聚合物膜，此聚合物膜可以提高水泥骨架的彈性和韌性。配合比的數(shù)據(jù)證明，適宜的聚灰比可以獲得較高的動態(tài)抗開裂值。有機(jī)硅粉對膩子吸水量的影響傳統(tǒng)膩子多為剛性膩子且耐水性較差，因此，在外墻外保溫涂料飾面的體系中不能起到柔性漸變的過渡層作用，同時在使用過程中又不能經(jīng)受長期風(fēng)吹雨淋和干濕交替循環(huán)作用，膩子層易受水分的侵蝕和毛細(xì)管壓力的作用而破壞，導(dǎo)致涂料層的質(zhì)量惡化和對保溫體系保護(hù)作用的降低。桑國臣，等：外墻外保溫柔性耐水干粉膩子的研制從圖、圖可看出，膩子的吸水量及凍融粘結(jié)強(qiáng)度損失比隨有機(jī)硅粉摻量的增加而減小

8、，膩子抗凍性和耐久性得到提高。有機(jī)硅粉減小材料吸水量的機(jī)理是由于該有機(jī)硅粉是一種分子量相對較小的水溶性聚合物，在水和空氣中二氧化碳的作用下，能生成不溶于水的甲基硅酸鹽，再進(jìn)一步形成甲基硅樹脂防水膜，防水膜包圍在膩子的組成顆粒之間，雖具有憎水功能，但對材料粒子之間的透氣性毫無障礙。因此，添加有機(jī)硅粉可以降低膩子的吸水量和抗凍融破壞能力，同時使膩子具有良好的透氣性，減小膩子在使用過程中因水蒸氣壓（）倍等原因造成起泡、剝落的可能。配合比的數(shù)據(jù)證明，適宜的有機(jī)硅粉摻量可以獲得較小吸水量及凍融強(qiáng)度損失比。木質(zhì)纖維對柔性耐水膩子的施工性能及初期抗裂性能的影響木質(zhì)纖維是從木漿中提取，經(jīng)過切碎、中和、漂白、壓

9、碎而成的有機(jī)纖維材料，其惰性很強(qiáng)，在粉體材料中不與其它材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，只發(fā)揮其物理作用。木質(zhì)纖維具有較強(qiáng)的交聯(lián)作用，當(dāng)纖維與膩子中其它粉料介質(zhì)混合分散后，纖維能在材料體內(nèi)形成一個三維空間結(jié)構(gòu)，可以將水和其它液體包含在其間。施工時，在剪力的作用下，部分水分會從纖維結(jié)構(gòu)中釋放到基體中，導(dǎo)致膩子的黏度降低，可刮涂性能提高。當(dāng)剪力消失后，纖維結(jié)構(gòu)又迅速恢復(fù)、重新吸收所釋放出的水分，使膩子漿體恢復(fù)原有的黏度。膩子在凝結(jié)初期，由于其內(nèi)部纖維結(jié)構(gòu)的毛細(xì)管作用可將內(nèi)部的水分迅速地傳輸?shù)侥佔訚{體的表面，使體系內(nèi)部的水分分布均勻，因此，膩子在干燥過程中張力減小，并且纖維“微筋”作用可以對存在的機(jī)械力進(jìn)一步削弱，所以木質(zhì)纖維可以起到膩子初期的抗裂作用。（）倍圖聚灰比為的膩子形貌照片膩子的吸水量直接關(guān)系到膩子的耐久性及涂裝層的使用安全性。為減小膩子吸水量、提高膩子的抗凍融循環(huán)破壞作用，在其材料組成中添加了適量的有機(jī)硅粉。有機(jī)硅粉摻量與膩子吸水量及膩子凍融粘結(jié)強(qiáng)度損失百分比（即：標(biāo)準(zhǔn)粘結(jié)強(qiáng)度值與凍融破壞后粘結(jié)強(qiáng)度值的差值占標(biāo)準(zhǔn)粘結(jié)強(qiáng)度值的圖。百分比）的關(guān)系分別見圖、結(jié)語（）所研制的膩子粘結(jié)強(qiáng)度高，在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的粘結(jié)強(qiáng)度達(dá)，次凍融后的粘結(jié)強(qiáng)度不低于；吸水量較低，不超過；動態(tài)抗開裂性能較高，可達(dá)到。（）可再分散乳膠粉摻量對膩子的柔性影響顯著，當(dāng)聚灰比