改性無機粉復合建筑飾面片材在外立面改造中的應用*

周冬英，潘曉燕，顧高麗，余 俊，湯永凈,3

(1.浙江上嘉建設有限公司，浙江 嘉興 314001；2.同濟大學浙江學院，浙江 嘉興 314051；3.同濟大學土木工程學院，上海 200092)

0 引言

改性無機粉復合建筑飾面片材在國家提倡綠色、節能、環保的大背景下應運而生，除具有環保、安全、經濟等優勢外，在外觀效果上可替代瓷磚。因此，改性無機粉復合建筑飾面片材也被稱為仿古青磚MCM(modified china materials)片材，如圖1所示。MCM片材具有自重小、黏結能力好、拒水透氣性能好、柔韌性好的特點，可克服傳統陶瓷飾面材料柔韌性差的缺點，且可直接黏結在既有建筑飾面層或新建建筑墻面上，施工工藝簡單，成本低，工期短[1-3]。

圖1 MCM片材

MCM片材是以普通砂土(包括淤泥、建筑垃圾等無機材料)為原料，經干燥、粉碎、分類混合后，采用表面活性劑改性得到具有極好可塑性的無機粉料，再加入適量水溶性聚合物乳液，采用特制溫度控制造型系統成型、烘烤、輻照交聯，形成具有柔性的建筑飾面片材[4]。

1 試驗方法與結果分析

1.1 微觀形貌

選用JSM-IT500型電鏡掃描儀觀察仿古青磚MCM片材微觀形貌，使用導電膠制樣，并用導電膠粘貼片材碎塊，然后將片材壓碎，再在其表面噴金，進行形貌觀察及能譜分析。

仿古青磚MCM片材微觀形貌如圖2所示。由圖2a，2b可知，部分不規則形狀的固體顆粒被大片基體包裹，并形成網狀結構。粒徑較小的固體顆粒是片材中的主要組成無機粉料。成片基體無固定形狀，是片材中的聚合物。由圖2c，2d可知，在部分裂縫處，聚合物基體被拉長成纖維狀，并連接裂縫兩側，這表明具有一定變形能力的聚合物保證了片材良好的柔韌性。

圖2 仿古青磚MCM片材微觀形貌

1.2 能譜分析

對圖2b某部位進行EDS(energy dispersive spectrum)能譜分析，結果如圖3所示。仿古青磚MCM片材中C，O，Mg，Al，Si，Ca，Fe質量分數分別為22.11%，45.23%，11.81%，0.38%，0.74%，19.35%，0.38%，可知片材中含有較多的O，C，Ca，Mg，含有少量的Si，Al，Fe。

圖3 仿古青磚MCM片材EDS能譜曲線

1.3 礦物組成

采用DX-2700BH型X射線衍射儀對仿古青磚MCM片材進行結構分析，射線源選用Cu Kα輻射(波長為0.154 18nm)，掃描方式為步進掃描，范圍為10°～70°，步進角度為0.03°，管電壓40kV，管電流30mA。

仿古青磚MCM片材礦物組成分析結果如圖4所示。由圖4可知，片材無機組成物主要以鐵白云石和石英的形式存在。

圖4 仿古青磚MCM片材礦物組成分析結果

1.4 熱學性能

采用DSC/TGA Discovery SDT 650型同步熱分析儀，將仿古青磚MCM片材從室溫升至1 000℃，對其熱學性能進行分析。升溫速率10℃/min，分析氣氛為空氣，流速為20mL/min。

仿古青磚MCM片材熱學性能分析結果如圖5所示。由圖5可知，在340℃附近，DSC掃描熱量分析曲線出現向上的小放熱峰；在500℃附近，TG熱重分析曲線出現向下的失重臺階，失重率約5.1%，這是由片材中少量的有機物發生燃燒所致；溫度升至600℃以上，掃描熱量分析與熱重分析曲線均出現明顯的向下吸熱峰和大失重臺階，失重率最大約43.8%，這是由碳酸鹽鐵白云石的吸熱分解所致。綜上所述，仿古青磚MCM片材具有良好的耐熱性，在600℃以下基本可保持穩定。

圖5 仿古青磚MCM片材熱學性能分析結果

2 工程應用

嘉興市政府對老城區建筑進行了外立面改造，改造時部分建筑外立面選用了仿古青磚MCM片材，從建筑表觀上恢復了嘉興市歷史上的民國風格和江南風貌，如圖6所示。

圖6 仿古青磚MCM片材外立面改造

仿古青磚MCM片材外立面施工需符合CECS 376∶2014《改性無機粉復合建筑飾面片材應用技術規程》[5]的要求。

2.1 進場驗收

仿古青磚MCM片材及配套材料進場時，須具有出廠檢驗報告和產品合格證，并進行進場驗收，復查片材規格、尺寸、外觀等指標。

2.2 施工準備

施工準備包括施工環境、施工材料及機具準備。施工環境溫度為5～40℃，夏季施工時避免暴曬，惡劣天氣(5級及以上大風、雨、雪天氣)不得施工。施工期間采取有效措施，避免高處落水及雨水沖刷墻面。根據工程實際情況選用合適的膠粘劑，施工前檢驗膠粘劑膠結力。驗收完畢后，對找平、粘貼及勾縫材料進行試配，施工時確保基底材料干燥，現場采用同基底材料、同工藝制作小面積樣板墻面，并進行現場黏結強度檢驗。經檢驗合格后進行大面積施工，現場檢驗仿古青磚MCM片材與外墻基材黏結強度≥0.2MPa。

2.3 施工關鍵技術

施工流程為：基層處理與驗收→試排與彈線→粘貼仿古青磚MCM片材→清縫、填縫、勾縫→清洗保養。

基層處理與驗收前，對粘貼基層、預埋件、連接節點及防水層等隱蔽工程質量進行檢查驗收，需符合GB 50210—2018《建筑裝飾裝修工程質量驗收規范》[6]對一般抹灰工程的普通抹灰要求。基層含水率控制為<10%。當仿古青磚MCM片材直接粘貼在舊飾面層上時，舊飾面層處理需符合《改性無機粉復合建筑飾面片材應用技術規程》的相關規定。

嘉興市老城區建筑外立面多采用馬賽克或涂料，當舊飾面層采用馬賽克時，先鏟除飾面層空鼓、開裂、松動、剝落部分，并用聚合物水泥砂漿修補找平，再用界面劑對整個基層進行拉毛處理。當舊飾面層采用涂料時，鏟除涂料松動、空鼓、粉化部位及不耐水膩子，并用聚合物水泥砂漿修補找平，再用水泥基防水涂料界面劑對整個基層進行拉毛處理。

依據技術設計要求和施工模數在墻面上按橫、豎方向排列面磚，保證縫隙均勻，控制門窗洞口、裝飾線條等在墻面的位置。根據材料尺寸，按試排效果和模數彈出垂直線和水平線，以此作為粘貼控制線，再彈出分塊框線和方格網基線。

采用專業膠粘劑自上而下粘貼，當軟瓷面磚規格為300mm×300mm(長×寬)及以內時，采用軟瓷面磚背面滿刮漿工藝，刮漿厚度約4mm。當軟瓷面磚規格為600mm×600mm(長×寬)及以上時，采用軟瓷面磚背面和墻面雙面滿刮漿工藝，刮漿厚度約3mm。黏結層初凝前，可適當調整面磚位置和灰縫寬度。黏結層初凝后，嚴禁擾動已粘貼的軟瓷面磚。

陽角必須掛線，采用搭角方式，統一搭角方向，漿鋪到搭接位置。陰角處理采用右搭或左搭的方式，搭邊相對平整。

清縫作業須在片材粘貼完成后、膠粘劑初凝前完成，粘貼后及時清理。填縫料適當收水后，未干前(根據天氣情況由施工人員掌握)采用直徑較縫寬大2～4mm的光圓鋼筋進行勾縫。勾縫時自上而下，先短縫后長縫。采用非密拼的留縫方式，勾縫處理時采用單組分勾縫劑(具有防泛堿功能的軟瓷面磚專業勾縫劑)，攪拌方式同膠粘劑。

當膠粘劑或填縫料污染板面時，可用灰刀輕輕剔除，并輔以干海綿或干毛巾輕擦，切忌不能濕刮濕擦。如整體出現臟污現象，需提前進行局部小樣試驗，確認后再進行大面積作業。

仿古青磚MCM片材施工質量驗收包括檢測外觀質量、表面平整度和垂直度、接縫質量等，需滿足相關規范要求。

3 結語

通過電鏡掃描儀、X射線衍射儀、同步熱分析儀分析了仿古青磚MCM片材微觀形貌、礦物組成及熱學性能，驗證了仿古青磚MCM片材特性，即具有高分子材料柔韌性。仿古青磚MCM片材克服了傳統陶瓷材料存在的安全隱患，且適用范圍廣，施工簡單。改性無機粉可制成任意形狀和形式，如片狀、塊狀、卷狀、型材等。仿古青磚MCM片材在嘉興老城區建筑外立面改造中的應用，使嘉興再現歷史城市之美，為類似工程應用提供了參考。