E P S 保溫系統(tǒng)中粘結(jié)砂漿的研究

謝君，戴麗聰

（1. 常州市亞隆建筑材料有限公司，江蘇 常州 213033；2. 常州市眾華建材科技有限公司，江蘇 常州 213012）

E P S 保溫系統(tǒng)中粘結(jié)砂漿的研究

謝君1，戴麗聰2

（1. 常州市亞隆建筑材料有限公司，江蘇 常州 213033；2. 常州市眾華建材科技有限公司，江蘇 常州 213012）

本文針對粘結(jié)干粉砂漿的性能要求，選擇具有保水增稠作用的甲基纖維素醚及可再分散乳膠粉，首先進(jìn)行探索性試驗，確定其外加劑的摻量。在得到外加劑最優(yōu)配方的基礎(chǔ)上，然后在不改變砂漿基本性能的前提下?lián)郊訙p水劑、粉煤灰、礦粉、重質(zhì)碳酸鈣等進(jìn)行探索性的研究以此達(dá)到性能最優(yōu)，成本最低的配合比。

粘結(jié)砂漿；纖維素醚；膠粉；減水劑

0 前言

建筑外墻保溫是實現(xiàn)建筑節(jié)能的一項重要措施。長期以來，我國建筑外墻保溫技術(shù)發(fā)展速度緩慢，主要原因是建筑外墻保溫中使用最多的有機(jī)聚合物制成的保溫隔熱材料存在諸多缺點(diǎn)，如物理化學(xué)性能不穩(wěn)定、防火性差、環(huán)保性差、后期產(chǎn)品質(zhì)量難以保證、容易產(chǎn)生裂縫和成本較高等。目前，國內(nèi)墻體保溫主要以外墻外保溫為主導(dǎo)技術(shù)，因其保溫薄弱環(huán)節(jié)較少，熱工效率高，不占用室內(nèi)空間，且有利于保護(hù)主體結(jié)構(gòu)，既適用于新建房屋，也適合既有建筑的節(jié)能改造。在我國建筑節(jié)能的推廣剛剛起步，而建筑維護(hù)結(jié)構(gòu)作為節(jié)能建筑的主要部分，其中墻體部分通常采用承重材料與保溫材料組成的復(fù)雜體系，復(fù)合體系發(fā)揮了兩種材料的長處，在不使墻體過厚的情況下達(dá)到一定的保溫效果。

EPS 保溫砂漿由于具有施工方便，成本相對較低以及整體勻稱性高的特點(diǎn)，且隨著研究的深入和相關(guān)施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的完備，其在我國外墻保溫系統(tǒng)中已得到較為廣泛的應(yīng)用。

現(xiàn)在 EPS 保溫體系在市場中大量的應(yīng)用，具有很好的市場前景，公司在響應(yīng)國家節(jié)能減排、綠色建材號召的同時，積極開拓進(jìn)取不斷創(chuàng)新，針對 EPS 保溫體系中粘結(jié)砂漿進(jìn)行了專門的探究研發(fā)；針對粘結(jié)干粉砂漿的性能要求，選擇具有保水增稠作用的甲基纖維素醚及可再分散乳膠粉，首先進(jìn)行探索性試驗，確定其外加劑的摻量。在得到外加劑最優(yōu)配方的基礎(chǔ)上，然后在不改變砂漿基本性能的前提下?lián)郊訙p水劑、粉煤灰、礦粉、重質(zhì)碳酸鈣等進(jìn)行探索性的研究以此達(dá)到性能最優(yōu)，成本最低的配合比。

1 試驗的原材料

1.1 水泥

采用江蘇省揚(yáng)子水泥有限公司生產(chǎn)的 P·O42.5R 水泥，水泥作為粘結(jié)砂漿的主要膠凝材料組分；主要力學(xué)性能如表 1，除了特殊說明以外，本試驗所采用的都是揚(yáng)子公司生產(chǎn)的 P·O42.5R 水泥。

表1 試驗用水泥的力學(xué)性能

1.2 細(xì)骨料

中砂：主要從市場上購買的普通砂，粒徑在0.63～0.16mm 之間，含水率為 0，含泥量為 3.5%。細(xì)度模數(shù)為 2.6。

1.3 礦物摻合料

（1）粉煤灰：采用I級粉煤灰，堆積密度為主要指標(biāo)見表 2。

表2 粉煤灰的性能

（2）磨細(xì)高爐礦渣：采用粒化高爐磨細(xì)礦渣，主要指標(biāo)如表 3 所示。

（3）膨潤土：膨潤土在砂漿中能保持膨脹性、黏性、稠性、潤滑性和觸變性[1]。性能指標(biāo)如表 4。

表3 粒化高爐礦渣指標(biāo) %

表4 膨潤土性能指標(biāo) %

（4）重質(zhì)碳酸鈣：白色粉末，無色、無味，在空氣中穩(wěn)定。幾乎不溶于水，不溶于醇。可大大改善膩?zhàn)印⑼獗胤哿系氖┕ば院土髌叫裕梢栽鰪?qiáng)涂膜的強(qiáng)度，增強(qiáng)抗裂效果和耐候性，而且價格低廉。主要性能指標(biāo)如表 5。

表5 重質(zhì)碳酸鈣性能指標(biāo)

（5）滑石粉：滑石粉可大大改善膩?zhàn)印⑼獗胤哿系氖┕ば院土髌叫裕梢栽鰪?qiáng)涂膜的強(qiáng)度，增強(qiáng)抗裂效果和耐候性[2]，而且價格低廉。主要性能指標(biāo)如表6。

表6 滑石粉性能指標(biāo) %

1.4 可再分散乳膠粉

可再分散乳膠粉是高分子聚合物乳液經(jīng)噴霧干燥，以及后續(xù)處理而成的粉狀熱塑性樹脂，通常為白色粉狀。主要應(yīng)用于建筑方面特別是干拌砂漿增加內(nèi)聚力、粘聚力與柔韌性，還能提高保水性和良好的施工性[3]。

2 初始配合比的確定

2.1 基準(zhǔn)砂漿

本試驗選定灰砂比為 1∶1.5，水灰比在 0.55∶1 左右的水泥砂漿作為基準(zhǔn)砂漿，試驗發(fā)現(xiàn)：基準(zhǔn)砂漿在滿足稠度 (100±10)mm 范圍的情況下，存在泌水離析現(xiàn)象。在實際施工時這種砂漿將會嚴(yán)重影響砌體強(qiáng)度和抹面質(zhì)量，沒有粘結(jié)力，并導(dǎo)致無法施工和塑性開裂，因此必須采取有效措施改善砂漿的保水性能。因此為制備粘結(jié)砂漿在基本砂漿的基礎(chǔ)上需要加入具有保水增稠，能提高砂漿粘結(jié)力的聚合物，使砂漿具有粘結(jié)性；而且具有良好的施工性，后期無開裂現(xiàn)象。基本砂漿的數(shù)據(jù)記錄見表 7。

2.2 加入膠粉與纖維素醚的試驗

（1）在查閱大量資料與總結(jié)完前人的試驗的基礎(chǔ)上對膠粉和纖維素醚的摻量的進(jìn)行試驗探索。膠粉不變的情況下，改變纖維素醚的摻量研究粘結(jié)砂漿的性能。摻加一定的膠粉不同量的纖維素醚的數(shù)據(jù)記錄見表 8。

表7 基本砂漿的數(shù)據(jù)記錄

表8 摻加一定的膠粉不同量的纖維素醚的數(shù)據(jù)記錄

由表 8 可知：①當(dāng)膠粉摻加的量一定，用水量不變的情況下，砂漿的稠度隨著纖維素醚量的增多出現(xiàn)減小的趨勢。②砂漿的含氣量隨著纖維素醚摻量的增加而增加，且當(dāng)纖維素醚與膠粉的量為 2:3 時砂漿此時的含氣量最大為 40%。③隨著纖維素醚產(chǎn)量的增加砂漿的 3d與 28d 抗折與抗壓強(qiáng)度呈減小趨勢。

表8 為膠粉固定摻量在 15‰ 時隨著纖維素醚摻量的增加，砂漿稠度沒有一直增加，在摻量為 10‰ 時，砂漿稠度反而下降，這主要是由于纖維素醚摻量過高致使砂漿的黏度增加，施工性能變差。由表 9、圖 1～2得：在纖維素醚摻量為水泥的 10‰ 時，7d、28d 的粘結(jié)強(qiáng)度均達(dá)到最大 0.25MPa，摻量 3‰ 時粘結(jié)強(qiáng)度為0.24MPa。但由表 8 可知纖維素醚摻量為 10‰ 時含氣量最大、稠度最小。故選用纖維素醚的摻量為 3‰。

表9 摻加一定的膠粉不同量的纖維素醚砂漿的粘結(jié)強(qiáng)度數(shù)據(jù)記錄 MP a

（2）在基本砂漿配合比不變，纖維素醚摻入量一定的情況下，改變膠粉的摻量。

圖1 不同纖維素醚摻量的砂漿抗壓抗折強(qiáng)度

圖2 不同纖維素醚摻量的砂漿粘結(jié)強(qiáng)度

表10 摻加一定量的纖維素醚不同量的膠粉的數(shù)據(jù)記錄

由表 10 可知：

①當(dāng)纖維素醚摻加的量一定，用水量不變的情況下，砂漿的稠度隨著膠粉量的增多而是增大的趨勢。

②砂漿的含氣量隨著膠粉摻量的增加基本保持不變，在膠粉產(chǎn)量為 20g、30g 時含氣量較小。

③隨著纖維素醚摻量的增加，砂漿的 3d 與 28d 的抗折與抗壓強(qiáng)度大致呈減小的趨勢。

表11 摻加一定量的纖維素醚不同量的膠粉砂漿粘結(jié)強(qiáng)度數(shù)據(jù)記錄 MP a

由于膠粉能夠提高砂漿的粘結(jié)強(qiáng)度，降低水泥的彈性模量，能夠使脆性脆性砂漿具有一定的柔韌性。由表得 11 可知：隨著膠粉摻量的增加，粘結(jié)砂漿的稠度基本不變。當(dāng)膠粉摻量為 2% 時 7d、28d 的粘結(jié)強(qiáng)度達(dá)到最小，摻量為 1.5% 時粘結(jié)強(qiáng)度達(dá)到最大 EPS 板的破裂面積最大，完全破裂。故選膠粉產(chǎn)量為水泥的 1.5%。

綜上兩次試驗對比，當(dāng)膠粉產(chǎn)量為 1.5% 時、纖維素醚摻量為 3‰ 時砂漿的和易性最好，含氣量最低，粘結(jié)強(qiáng)度達(dá)到最大 EPS 破裂面積達(dá)到最大。故膠粉摻量為 15%、纖維素醚為 3‰。

（未完待續(xù)）

［通訊地址］常州市鐘樓區(qū)新閘鎮(zhèn)新福路 8 號（213012）

謝君，男，助理工程師，常州市亞隆建筑材料有限公司試驗室主任，主要從事砂漿試驗室管理。戴麗聰（1985－），男，工程師，金土地集團(tuán)常州市眾華建材科技有限公司技術(shù)副總，從事砂漿 10 余年，對各砂漿材料與品種及固體廢棄物利用有一定見解。