試驗方法對無機輕集料保溫砂漿的結果影響

摘要：本文通過試驗研究闡明了養護方式對無機輕集料保溫砂漿強度的影響規律；考察了攪拌時間對保溫砂漿性能以及測試溫度對保溫砂漿導熱系數的影響。

關鍵詞：試驗方法；無機輕集料保溫砂漿；養護方式；養護時間；攪拌時間

1 前言

無機輕集料保溫砂漿是指以無機輕集料（憎水型膨脹珍珠巖、玻化微珠、閉孔珍珠巖、膨脹蛭石、陶砂等）為保溫材料、以水泥等無機膠凝材料為主要膠結料并摻加高分子聚合物及其它功能性添加劑而制成的建筑保溫干粉砂漿。由于其優異的防火阻燃性能、穩定的物理化學性能、相對較高的強度、良好的保溫隔熱效果，近年來在建筑節能工程上的應用迅速增加。現代輕集料制備技術和膠凝材料改性技術，在很大程度上改進了傳統無機保溫砂漿吸水率高、強度低、收縮大、易開裂且施工性能差等缺陷。

通過配合比優化技術，無機輕集料保溫砂漿的導熱系數在小于0.07W/(m?K)時，其抗壓強度仍可達到1.0MPa以上。且通過調整漿骨比、水料比和相關技術，可配制出不同強度和導熱系數的保溫砂漿，以滿足不同結構部位和不同節能需要。針對夏熱冬冷和夏熱冬暖地區的氣候特點及節能要求，無機輕集料保溫砂漿可與建筑物保持同使用壽命，打破有機質保溫隔熱材料在外墻保溫工程中使用壽命25年的桎梏，真正實現因地制宜、技術可行、經濟合理的目標。

2 現行建筑節能材料及系統相關試驗方法探討

養護方式是影響水泥基材料性能的一個重要的因素，針對常用的建筑節能材料及系統，目前存在多種養護條件。有研究表明：聚合物的摻量越小，試件所需在水中養護的時間越長；聚合物的摻量增大，可減少試件在水中養護的時間。

關于養護時間，JG158中規定界面砂漿壓剪粘結強度試樣在標準試驗室條件下養護14d測原強度；耐水強度為14d標養后水中浸泡7d；耐凍融為14d標養后試驗；抗裂劑及抗裂砂漿的原拉伸粘結強度為覆膜養護7d后標養至28d，浸水拉伸粘結強度為按原強度制模養護后，再浸水7d；壓折比為覆膜養護7d后標養至28d。JG149中規定抹面膠漿原拉伸粘結強度為標養14d，浸水拉伸粘結強度為標養14d后浸水7d，壓折比為標養28d。GB/T20473中規定試件制作后用聚乙烯薄膜覆蓋2d后標養至28d。同為摻聚合物的水泥基材料，這里涉及的材料養護有的直接標養，有的覆膜2d或7d后標養至測試時間。

保溫砂漿和抗裂砂漿雖然摻加了聚合物，增加了保水性能，但是水泥基材料的強度依賴于水泥水化，過早失水對水泥強度發展及為不利。因此，早期覆膜養護時間，對保溫砂漿的強度及抗裂砂漿的壓折比均可產生直接的影響。

3 試驗方法對結果的影響分析

1．養護方式對保溫砂漿性能的影響

表1是幾組不同配合比的聚合物改性水泥基無機輕集料保溫砂漿，分別覆膜養護7d和14d后，再標養至28d的抗壓強度試驗結果。

試驗表明，覆膜養護時間越長，抗壓強度值越大，其中抗壓強度越小的保溫砂漿，強度增長幅度越大。在實際工程中，通常在保溫砂漿施工養護7d左右，強度到達一定值，就進行抗裂面層的施工，抗裂面層不僅對整個保溫系統起到了很好的抗裂防護作用，也對保溫砂漿起到了包裹養護的效果，使保溫砂漿的強度繼續增長。因此，采用覆膜養護時間14d，其強度指標能比較好的反應保溫砂漿的實際情況。

表2是同一配合比的保溫砂漿在不同養護方式時的28d抗壓強度測試結果。

試驗結果表明，覆膜養護14d的強度最高，覆膜養護2d加浸水7d的強度最低。這可能與試樣成型后2d即浸水有關，此時，水泥水化產物和聚合物網絡結構尚未形成，即使形成的部分也會受到水的浸潤破壞作用。覆膜養護9d后浸水試樣的試驗結果在一定程度上佐證了上述觀點。實際工程中也不可能在2d齡期時即灑水養護，即使遇到下雨，也會做好相應的成品保護工作。

2．養護時間對抗裂砂漿壓折比的影響

試驗表明，隨著覆膜養護時間的延長，抗裂砂漿的壓折比呈有規律的提高。但不同配合比砂漿的增幅差異還是比較大，總的結果是聚合物摻量越大，覆膜養護時間對壓折比的影響越明顯。

3．攪拌時間對保溫砂漿性能的影響

由于保溫砂漿骨料的強度較低，攪拌設備、攪拌方式和攪拌時間將對保溫砂漿性能產生較大的影響。表4是同一配方保溫砂漿用行星式攪拌機進行3min、6min及9min的攪拌后測得的試驗結果。攪拌方式如下：

攪拌3min：加入粉料，邊攪拌邊加水2min；暫停2min，繼續攪拌1min。

攪拌6min：加入粉料，邊攪拌邊加水2min；暫停2min，繼續攪拌4min。

攪拌9min：加入粉料，邊攪拌邊加水2min；暫停2min，繼續攪拌7min。

由上表可知，在攪拌時間由3min增加到6min時，保溫砂漿的稠度、干表觀密度、抗壓強度只是略有增長；當攪拌時間增加至9min時，保溫砂漿的稠度、干表觀密度、抗壓強度都有了較大幅度的增長。這主要是由于玻化微珠在攪拌過程中受到機械力的破壞，顆粒粒徑變小，而導致其性能及強度發生改變，并將影響砂漿的導熱系數。

研究結果表明，保溫砂漿攪拌時間偏長，對保溫砂漿的保溫隔熱效果會產生不利影響，所以在試驗中需要對保溫砂漿的攪拌時間做明確的規定。

4．測試溫度對導熱系數的影響

由于保溫砂漿中存在大量的毛細管、連通孔等使空氣得以一定程度上的流通，而在空氣溫度與固體表面的溫度不等時，由于空氣沿壁面流動而使表面與空氣之間所產生熱交換。當溫度升高時，分子運動加強，使固體部分的導熱能力提高；由于空氣導熱系數與絕對溫度的平方根近似成正比，熱輻射的貢獻則隨著溫度的升高而成三次方增大，因此，空隙中的對流、導熱和輻射能力也隨溫度升高而增強，測得的材料導熱系數增大。

試驗結果表明：在冷熱板溫差保持不變的情況下，隨著測試平均溫度的提高，保溫砂漿的導熱系數呈有規律的增大。從試驗結果看，在一定程度上，測試溫度可以左右材料導熱系數的合格性判定，因此，統一導熱系數的測試平均溫度為25℃是合理和必要的。

4 結語

隨著建筑節能技術的發展，新的建筑節能材料和系統將不斷增加，提高試驗方法的科學合理性，將有利于保障建筑節能材料和保溫隔熱系統的科學、健康發展，也有利于提高建筑節能工程的安全性和實際節能效果。

參考文獻

[1]《無機輕集料保溫砂漿及系統技術規程》DB33/T1054-2008

[2]《建筑保溫砂漿》GB/T20473-2006