可再分散膠粉在外墻外保溫系統(tǒng)中的應(yīng)用及系統(tǒng)質(zhì)量問題分析

盧　平

摘要:外墻外保溫系統(tǒng)(簡稱EIFS),始于上世紀(jì)七十年代初的歐洲,至今其效用已經(jīng)得到了上百萬次的驗證。如今,外墻外保溫系統(tǒng)已經(jīng)應(yīng)用在世界各地的建筑外墻上,不僅達到了節(jié)省制熱和制冷系統(tǒng)所需能源消耗的30%到70%,而且給人們提供了一個健康和舒適的居住環(huán)境。

關(guān)鍵詞:可再分散;膠粉;外墻;外保溫

1 前言

在歐洲和北美,目前占主導(dǎo)地位的外墻外保溫系統(tǒng)是以膨脹聚苯乙烯板(EPS)為主要保溫材料,并用聚合物改性的干混砂漿粘接固定到墻上的方式。為了保護柔軟的膨脹聚苯乙烯板免受損壞,一層3-4mm厚的聚合物改性的水泥砂漿(抹面膠漿)涂抹在聚苯乙烯板的表面,并嵌入特殊的增強玻璃纖維網(wǎng)格布,最后再在其上施工裝飾面層。

2 可再分散乳膠粉聚合物在外墻外保溫系統(tǒng)配套砂漿中的作用

從材料學(xué)的角度來看,用于外墻外保溫系統(tǒng)的干混砂漿可靠的性能和耐久性是通過將無機粘結(jié)料,如波特蘭水泥與以干粉聚合物形式存在的有機膠粘劑(可再分散乳膠粉聚合物)配合而獲得的。這種聚合物膠粘劑是用醋酸乙烯/乙烯共聚的特殊聚合物乳液通過噴霧干燥工藝加工而成的。聚合物膠粉在干混砂漿內(nèi)與水混合后分散,在砂漿硬化過程中成膜。這種聚合物膜充當(dāng)有機膠粘劑,將填料顆粒與水泥水化產(chǎn)物粘在一起,增強砂漿結(jié)構(gòu),并使砂漿更柔韌,同時提供砂漿與基材(EPS板等保溫材料)界面之間良好的粘結(jié)性。典型的聚苯板薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)中,在粘結(jié)砂漿層、抹面膠漿增強層漿層以及裝飾面層(裝飾砂漿、膩子、瓷磚膠、嵌縫劑等)中都含有可再分散乳膠粉聚合物。

2.1 含有可再分散乳膠粉聚合物的砂漿的粘接性能

含有正確可再分散乳膠粉聚合物具有優(yōu)良的粘結(jié)性能 ,其提供的粘結(jié)強度(28天標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護+2天水養(yǎng))已經(jīng)超過膨脹聚苯板的自身強度。

不適當(dāng)?shù)木酆衔锛釉谏皾{中,對膨脹聚苯板的粘結(jié)強度(28天標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護+2天水養(yǎng))低,所以無法超過板自身的強度,使得最終的砂漿不適用于此項應(yīng)用。

2.2 含有可再分散乳膠粉聚合物的砂漿抗沖擊性

抗沖擊性可以反映砂漿本身的柔韌性,柔韌性越好,其吸收內(nèi)應(yīng)力的能力越高,則其抗開裂性越好!

砂漿的柔性依賴于再分散乳膠粉聚合物種類及摻量。嵌入耐堿型玻璃纖維網(wǎng)格布的抹面膠漿增強層對系統(tǒng)具有保護作用。保護體系免受撞擊和大氣的影響。特別重要的是,砂漿、聚苯板等保溫材料和玻璃纖維網(wǎng)要穩(wěn)固聯(lián)接但彼此間應(yīng)有柔性。增強的抹面膠漿層可持續(xù)無損害的吸收沖擊能的能力還依賴于:保溫材料本身、玻璃纖維網(wǎng)的成分性能、砂漿與玻纖網(wǎng)的握裹力、砂漿的厚度等。

2.3 外墻外保溫系統(tǒng)的耐候性

整個外墻外保溫系統(tǒng)暴露于自然條件中,因此受周圍溫濕度變化的影響較大。為了保護系統(tǒng),抹面膠漿層必須具有耐水和能夠減少明水滲入的性能。我們知道,在試驗室的養(yǎng)護條件下測得的單一組成各個材料的物理力學(xué)性能通常無法反映系統(tǒng)實際的工作環(huán)境。為此,建立并通過大型耐候性模擬測試是外墻外保溫系統(tǒng)長期耐久性保證的最低要求!

目前我們國家對外墻外保溫整套體系的耐候性模擬測試條件如下(等同于歐洲技術(shù)許可機構(gòu)制定的EOTA ETAG 004:2000《有抹面層的外墻外保溫復(fù)合系統(tǒng)歐洲技術(shù)認證標(biāo)準(zhǔn)》):

熱-雨循環(huán):80次循環(huán)包括[70℃條件(升溫1h,保持70℃和 10-15%相對濕度2h)+噴水1h(溫度15℃;1升/m2min)+靜置2h]

熱-凍循環(huán):5次循環(huán)包括[在50℃條件下(升溫1h,保持50℃和10%相對濕度7h)+在-20℃條件下(降溫2h,保持-20℃14h)]

3 我國目前外墻外保溫系統(tǒng)的發(fā)展及質(zhì)量問題分析

我國目前外墻外保溫系統(tǒng)的發(fā)展具體體現(xiàn)在如下幾點。

3.1 處于成長階段

國內(nèi)的聚合物改性干混砂漿企業(yè)的數(shù)量增長很快,眾多企業(yè)紛紛加入外保溫系統(tǒng)供應(yīng)商的隊伍中。

3.2 多種形式并存,各地區(qū)技術(shù)水平和認識水平參差不齊。

3.3 價格競爭劇烈

偏重于低價格的競爭,系統(tǒng)組件的價格差異巨大,其質(zhì)量參差不齊。

3.4 質(zhì)量問題已經(jīng)顯現(xiàn)

粘接失效的案例分析。某工程采用的是EPS板,在聚苯板粘接后第3天時被大風(fēng)刮落。具體調(diào)查時發(fā)現(xiàn),施工時采用的是點粘,其粘接面積根本就沒有達到施工技術(shù)規(guī)程規(guī)定的至少40%粘接面積的要求。而且當(dāng)時施工的時間為剛開春,溫度較低、風(fēng)大,粘接劑的配方未隨施工溫度進行相應(yīng)調(diào)整,因而3天水泥砂漿未凝結(jié);聚合物成膜程度很低,使得粘接砂漿與XPS板的粘接強度未能發(fā)揮。更進一步對存留的粘接砂漿進行測試分析和詢問生產(chǎn)廠家,該砂漿的可再分散乳膠粉聚合物類型根本就不適合用于EPS板的粘接,且摻量僅為砂漿重量的1%(合適的聚合物可再分散乳膠粉的正常用量至少為2.5%!)。

抹面膠漿增強層開裂的案例分析。高質(zhì)量的外墻外保溫系統(tǒng),由于其有效的保溫隔熱效果,能夠使建筑主體結(jié)構(gòu)處于相對穩(wěn)定的溫濕度環(huán)境,能夠有效的減緩圍護結(jié)構(gòu)主體的開裂和免遭水分的侵蝕,而且對既有建筑進行保溫改造可使建筑物舊貌換新顏。目前,質(zhì)量低劣的外墻外保溫系統(tǒng)面層開裂是主要形式,不但給人以視覺的污染、心理上的擔(dān)憂,而且大大降低系統(tǒng)的保溫隔熱效果、縮短系統(tǒng)的使用年限、對主體結(jié)構(gòu)的保護作用喪失,維修極其困難。

某工程采用的EPS板未經(jīng)陳化,而是EPS塊體出釜后切割成板材后直接運到工地就上墻,于是EPS板材的收縮就在墻體上發(fā)生,表現(xiàn)在板縫開裂;抹面膠漿添加的可再分散乳膠粉聚合物僅為2.0%(最低為3.0%,而且水泥用量應(yīng)低于28%);采用的玻璃纖維網(wǎng)格布的克重不足130克/m2,因而網(wǎng)格布的抗裂增強作用很低。

某工程采用EPS顆粒保溫砂漿,實際施工中,工人為了容易涂抹EPS顆粒漿料,EPS顆粒加量減少,而導(dǎo)致保溫層水泥含量增加,導(dǎo)熱系數(shù)增大,通常實際上最小為0.079(W/m·K)。水泥的增加導(dǎo)致保溫砂漿開裂,抹面增強層無法抵抗基材保溫砂漿的開裂而開裂。

裝飾面層開裂的案例分析例。某工程開發(fā)方為了減低成本,采用的膩子為工地水泥+801膠水+大白粉現(xiàn)場攪拌配制,系剛性膩子。工地現(xiàn)場攪拌配制無法控制加入的水泥量,水泥繼續(xù)水化收縮極易產(chǎn)生細小的龜裂紋;剛性的水泥膩子無法適應(yīng)劇烈的溫差變形而發(fā)生大面積開裂。

某工程采用的涂料為彈性乳膠漆。彈性涂料難以達到外墻外保溫系統(tǒng)對于透氣性的要求(北方地區(qū)的工程)。水汽易從板縫處逸出而在涂料層受阻,在抹面膠漿層、膩子層凝結(jié)成水進而凍脹對抹面膠漿、膩子以及涂料造成損害。而當(dāng)室外溫度回升時面層溫度升高,殘留的水分形成水汽膨脹進而易將涂料頂破,破損后的涂料干燥起卷,此時用手又極易將其撕離膩子層。所以彈性涂料若有一處破損就很容易大面積破壞。

結(jié)束語

國內(nèi)外將近30年的工程實踐表明,膨脹聚苯板薄抹灰系統(tǒng)是外墻外保溫最佳形式。用系統(tǒng)的觀點認識和研究及進行外墻外保溫系統(tǒng)施工是其質(zhì)量保證的前提。外墻外保溫系統(tǒng)的"組合特征"的特點 ,決定了正確的可再分散乳膠粉聚合物的選擇和摻量至關(guān)重要。從我國目前的發(fā)展水平來看,政府的引導(dǎo)和監(jiān)管、設(shè)計、材料、施工及維護四個層面缺一不可。