外墻裝飾材料在霧霾環境中的耐久性研究

陳一虹

（無錫城市職業技術學院 江蘇無錫 214153）

1 研究背景

霧霾是一種大氣污染，是對大氣中各種懸浮顆粒物含量超標的籠統表述，包括空氣中的水滴、灰塵、硫酸、硝酸等顆粒物組成的氣溶膠系統[1]。2013年，“霧霾”成為年度關鍵詞，霧霾天氣已經成為整個中國不得不面對的一大環境問題[2]。霧霾現象是如今社會的研究熱點，各行各業都在研究霧霾產生的各種影響以及如何抗擊霧霾。對于建筑材料行業，霧霾同樣產生了影響。目前，建筑行業對于霧霾的研究主要分兩方面進行，一方面是如何從生產行業改進降低霧霾的產生[3]，另一方面則是企業針對霧霾現象投入大量人力物力開發研究新型建筑材料以抵抗霧霾[4]，而對于已有外墻裝飾材料如何在霧霾中提高耐久性的研究尚未見。一旦該研究成功，不僅能提高各建筑物外墻裝飾材料的使用壽命，還能節省大量的資金。因此，建筑材料耐久性在霧霾中的變化研究對于建材的使用具有很大的參考意義。

通過對無錫外墻材料的調研結果顯示，無錫建筑物最主要的外墻材料就是外墻涂料、外墻磚和花崗石。該項目的主要工作對三種外墻材料（外墻涂料、外墻磚、花崗石）在霧霾環境中耐久性的變化，以及霧霾對三種不同外墻材料耐久性的影響區別。

2 外墻涂料在霧霾中耐久性的變化

外墻涂料，是用于涂刷建筑外立墻面的，最重要的一項指標就是抗紫外線照射，要求達到長時間照射不變色，部分外墻涂料還要求有抗水性能，要求有自滌性；漆膜要硬而平整，臟污一沖就掉；外墻涂料能用于內墻涂刷使用是因為它也具有抗水性能。

涂料耐久性的破壞特征可以分為三類：①褪色、變色、發黃；②起縐、起泡、空鼓；③開裂、剝離、脫落。所以其耐久性的因素應從以上三方面進行分析。這些破壞現象主要造成的外在原因包括太陽光輻射、大氣有害物及雨水侵蝕以及施工影響。在霧霾環境中，太陽光的輻射影響和施工影響無明顯變化，主要是大氣有害物質及雨水侵蝕。涂膜在使用過程中，經常暴露和接觸到這些有害介質，在不同程度上受到各種各樣的損壞，如灰塵、油斑、污物等。這就是涂膜受到了污染，而涂膜抵抗這種污染的能力，稱為耐污染性。檢測的方法是，將試板暴露在大氣中一定時間后，用色差儀測定涂膜暴露前后的反射值，其差值就是污染物的結果，其差值越小，耐污染性就強。試驗分兩個環境進行，試驗一樣品處于腐蝕性介質內（具體的檢測方法可按《漆膜耐化學試劑性測定法》（GB1763－79））。用腐蝕性環境模擬并強化霧霾環境，檢測在此種環境中時間不同所得對應的不同色差值（檢測方法見《涂膜顏色的測量方法第三部分：色差計算》（GB/T11186.3-1989）），見表1。試驗二在室內正常環境內，避免了霧霾中有害介質的接觸，檢測時間不同所得對應的不同色差值，見表2。

通過表1表2數據比較做圖得圖1，可以得到以下結論：①霧霾對于涂膜的污染作用十分明顯。②隨著時間的延長，霧霾對涂膜的破壞作用急劇上升。

3 外墻磚在霧霾中耐久性的變化

外墻磚主要用于建筑外墻的裝飾和保護。外墻磚不僅裝飾整個建筑物，同時因為其耐酸堿，物理化學性能穩定，對保護墻體有重要作用，還能防寒保溫。因此，外墻磚耐久性尤其重要。

霧霾對外墻磚耐久性的影響主要體現在霧霾中化學物質對磚的風化作用以及導致的強度下降。試驗同樣分兩個環境進行，試驗一樣品處于腐蝕性介質內模擬霧霾環境（具體的檢測方法可按耐化學腐蝕性的測定（GB/T3810．13-2006，ISO10545-13：1995，IDT））檢測試樣受化學腐蝕后強度的變化。試驗二在室內正常環境內，避免了霧霾中有害介質的接觸，檢測強度的變化。

表1 有害物介質內色差值

表2 普通環境介質內色差值

圖1 色差值變化趨勢圖

通過表3表4試驗數據做圖，得圖2、圖3、圖4，獲得以下結論：①霧霾對于外墻磚的耐久性有影響。②隨著時間的延長，霧霾的外墻磚耐久性的影響變化不明顯。

表3 有害物介質內強度變化

表4 普通環境中強度變化

4 花崗石在霧霾中耐久性的變化

花崗石是一種由火山爆發的熔巖在受到相當的壓力的熔融狀態下隆起至地殼表層，巖漿不噴出地面，而在地底下慢慢冷卻凝固后形成的構造巖，是一種深成酸性火成巖，屬于巖漿巖。花崗石以石英、長石和云母為主要成分，結構致密、質地堅硬、耐酸堿、耐氣候性好，可以在室外長期使用。花崗石是建筑材料中耐久性最好的之一，和外墻涂料相比，耐久性是外墻涂料的百倍。

圖2 沖擊強度比較圖

圖3 拉伸強度比較圖

圖4 強度變化趨勢圖

表5 有害物介質內強度變化

表6 普通環境中強度變化

花崗石在霧霾中耐久性的影響主要體現在大氣中的有害氣體侵蝕。受有害氣體侵蝕后，導致石材表層的風化以及最終表層的脫落。試驗同樣分兩個環境進行，試驗一樣品處于腐蝕性介質內（SGS標準測試方法：GB/T9966.6）檢測試樣受化學腐蝕后強度的變化，見表5。試驗二在室內正常環境內，避免了霧霾中有害介質的接觸，檢測強度的變化，見表6。

通過一系列試驗數據獲得了以下結論：霧霾對于花崗石的耐久性沒影響。

5 總結

三種外墻材料外墻涂料、外墻磚、石材在霧霾中耐久性影響最大的是外墻涂料，其次是外墻磚，而石材（花崗石）不受影響。