北方嚴寒寒冷地區外保溫防火技術抹面膠漿研究

鄭成艷 戚佰冬 劉寶

摘 要：主要分析民用建筑外的保溫系統及外墻裝飾防火，將防火要求納入外保溫中，將對外保溫系統配套材料性能要求更高。主要進行適合北方嚴寒寒冷地區外墻外保溫防火技術的厚抹面膠漿研究，通過膠粉、水泥、砂及助劑的優化，研究出一種適合低溫環境下使用的厚抹面砂漿。

關鍵詞：防火要求;外墻外保溫系統;厚抹面膠漿

中圖分類號：TU761.1 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2021）28-0-03

Abstract： to analysis that the fire protection requirements of the external thermal insulation system and exterior wall decoration fire protection of civil buildings are incorporated into the external thermal insulation. The fire protection requirements will require higher performance requirements for the supporting materials of the external thermal insulation system. In the study of plastering mortar， a thick plastering mortar suitable for use in low temperature environments has been developed through the optimization of rubber powder， cement， sand and additives.

Keywords： fire protection requirements;external wall insulation system;thick plastering mortar

東北地區取暖期長達6個月，最低氣溫在-40～-30 ℃，建筑節能保溫意義重大。國家及各省市建設管理部門對此極為重視，多次宣傳外保溫節能的重大意義，并出臺許多支持節能保溫的優惠政策。通過近幾年工程實踐證明，建筑外部粘貼用10 cm厚聚苯板、耐堿玻璃纖維網格布及聚合物砂漿組成的EPS保溫系統可有效提高保溫效果，使室內冬暖夏涼。筆者重點研究保溫系統防火保護層的材料來提高其防火性能。厚質抹面膠漿由可再分散乳膠粉、石英砂和水泥配制而成，現場施工時為單組分配料，將水加入攪拌均勻即可使用，適用于各種飾面材料的裝飾，也是空心磚、空心砌塊外墻保溫建筑的最佳選擇。該產品采用的是建筑物外側保溫方式，以阻燃自熄型EPS板為保溫絕熱材料，用高性能粘接劑將其貼在外墻表面[1]。外覆具有耐堿性能的玻璃纖維網格布后，厚質抹面砂漿罩面、高耐候的外墻彈性涂料為飾面系統。

1 試驗

1.1 試劑與材料

保護膠粉選用濟南某公司生產的保護膠粉;木質纖維為東方明天公司生產的木質纖維;水泥為42.5#硅酸鹽水泥;助劑包括殺菌劑和氨水助劑;顆粒為廢棄聚苯板粉碎的聚苯顆粒。

1.2 試劑設備

水泥膠砂攪拌機、萬能試驗機、拉拔儀、掃描電鏡、振動臺、臺秤、橡皮錘、刮刀及萬能試驗機。

1.3 試驗方法

對不同材料配比，分別測試壓剪粘接強度和拉伸粘接強度。

2 結果與討論

2.1 膠粉摻量對砂漿粘接強度的影響

膠粉的性能、用量對結劑性能和產品價格起決定性作用。EPS外墻保溫系統主要用粉狀粘接劑加水制成聚合物砂漿將EPS板粘貼到水泥砂漿基面或磚墻基面，并用聚合物砂漿（配比不同）涂抹在EPS板表面，保證其對玻璃纖維網格布的粘接力及表面防水、耐沖擊、耐磨損等性能。墻面粘接強度必須達到1.0 MPa以上，對EPS板粘接強度高于0.10 MPa，保證其保溫效果、粘接強度及防水性。因此，粉狀粘接劑及耐堿玻璃纖維網格布對墻面基層、EPS板的粘接強度必須達到技術要求，抹面層選擇原膠有膠-A、膠-B、膠-C、膠-D進行試驗。

用選定的可再分散乳膠粉進行用量選擇試驗，通常外保溫抹面用聚合物砂漿含膠量（100%計算）為水泥量的10%～20%，膠粉用量越高，配制的聚合物砂漿性能越好，但會使成本增加。選擇合適的膠粉用量，能夠增強關系產品的性價比，提高市場競爭力，增加對玻璃纖維網格布及EPS板的滲透能力，提高拉伸粘接強度。以下進行了用量試驗，其他條件相同，只改變可再分散膠粉用量，測試配制聚合物砂漿的拉伸粘接強度，結果見圖1。

根據圖1中數據選用12%膠粉可滿足標準要求，以保證對水泥砂漿及EPS苯扳基面的粘接強度及開裂性能的要求。隨著膠粉摻量的增加，粘接強度逐漸增加。

2.2 水泥種類對砂漿粘接強度的影響

抹面砂漿水泥宜選擇42.5#硅酸鹽水泥或42.5#普通硅酸水泥。考慮到北方嚴寒寒冷地區的氣候特點，冬季施工宜選擇42.5#早強硫鋁酸鹽水泥，可在-8 ℃以上養護，具有抗凍性能，試驗結果見圖2。

由圖2可以看出低溫養護條件下的粘接強度[2]。特種水泥不需要使用防凍劑，其對水泥砂漿、基面、苯板的粘接強度明顯優于普通硅酸鹽水泥。因此，冬季施工時宜選用特種水泥進行配比（0 ℃以上施工，-8 ℃以上養護）。而5 ℃以上氣溫環境，宜選用普通水泥配比，不考慮特種水泥的凝結時間。飾面層宜選用52.5#白水泥，能夠隨意調節飾面層顏色，添加防凍劑能確保冬季正常施工（0 ℃以上施工，-8 ℃以上養護），確保其對水泥砂漿及苯板與基面的粘接力。

2.3 砂級配對砂漿性能的影響

抹面砂漿選用烘干石英砂，確保抹面砂漿含水率低于0.5%，才能較長時間保持水泥的有效性。此外，為確保抹面砂漿對水泥砂漿及苯板的粘接強度，確保抹面層透氣性、不開裂、易抹及平整性，進行了砂級配對砂漿性能的影響試驗，試驗結果見表1。

從表1數據可見，采用2#、3#、4#石英砂配置的抹面砂漿施工操作性較好。而1#、5#石英砂配置的抹面砂漿其平整性相對較差，且有微裂紋產生，粘接強度均滿足要求。根據試驗結果，綜合考慮石英砂的集配2#、3#、4#較好。

2.4 助劑對砂漿柔韌性與吸水性的影響

為改善抹面砂漿對聚苯板、玻璃纖維網格布的浸潤性、滲透性，聚合物水泥砂漿的保水性[3]及和易性，防止抹面層返堿性及改善外觀均勻性，提高早期強度等性能，添加各種助劑進行粉狀柔韌性及吸水性試驗，試驗結果見表2。

根據表2數據，不同膠粉摻量的普通硅酸鹽水泥吸水率不同，隨著膠粉粒徑的不斷增大，吸水率逐漸增大;隨著膠粉摻量的增加，吸水率不斷減少。膠粉粒徑為0.5 mm時，膠粉D的用量最少，吸水率最大;膠粉B的用量最多，吸水率最小。

2.5 掃描電鏡觀察

采用掃描電鏡觀察普通水泥砂漿與摻膠粉水泥漿體養護28 d后的結構狀態[4]，從微觀上觀察可分散微粉對抹面砂漿性能的影響，掃描圖片見圖3、圖4。

從圖3、圖4可見，加入膠粉的水泥砂漿內部結構呈現連續的三維空間網狀結構，水泥的水化產物呈薄膜狀，其水化產物均填充到網狀結構內部。膠粉的膠乳使聚合物砂漿的柔韌性得到大幅度改善，膠粉失水成膜，對水泥石中的孔隙和缺陷進行填充，水化產物和骨料充分膠結。而普通砂漿的微觀結構裂隙較多，裂隙的存在降低了水泥砂漿的強度和柔韌性。

3 結語

通過對不同種類水泥、不同廠家膠粉、不同的養護條件、不同的基面等條件進行比較選擇，對影響抹面砂漿性能指標的各因素進行分析，研制出一種防火性能更好的抹面砂漿。

冬季施工厚抹面膠漿宜選用特種水泥配比（0 ℃以上施工，-8 ℃以上養護），而5 ℃以上氣溫環境宜選用普通水泥。飾面裝飾層宜選用52.5#白水泥，可以隨意調節飾面層顏色，添加防凍劑能確保冬季正常施工（0 ℃以上施工，-8 ℃以上養護），確保其對水泥砂漿及苯板與基面的粘接力。

抹面砂漿各項性能指標經測試遠高于相關標準的各項性能指標要求，達到了國內領先水平。

參考文獻：

[1]羅立峰，黃培彥，王秉剛.聚合物改性水泥砂漿的力學性能[J].長安大學學報（自然科學版），2002（3）：26-29.

[2]謝斌.外墻外保溫應用現狀[J].建筑節能，2013（5）：26-28.

[3]賈明英.EPS板薄抹灰外墻外保溫系統在建筑節能改造中的應用[J].建筑節能，2005（6）：41-42.

[4]CARLES-GIBERGUES A，SAUCIER F，GRANDET J，et al.New-to-old concrete bonding： Influence of sulfates type of new concrete on interface microstructure[J].Cement and Concrete Research，1993（2）：431-441.

3962500338247