李 琦薛晨曦

1中國(guó)建筑第七工程局有限公司（450000） 2河南建筑材料研究設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司（450000）

聚苯混凝土墻體材料影響因素分析

李 琦1薛晨曦2

1中國(guó)建筑第七工程局有限公司（450000） 2河南建筑材料研究設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司（450000）

聚苯混凝土墻體材料是由巖土固結(jié)劑和聚苯顆粒按比例拌制而成的復(fù)合材料；巖土固結(jié)劑和聚苯顆粒作為聚苯混凝土墻體材料中的兩種主要成分，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)起著關(guān)鍵性的影響。這里對(duì)聚苯混凝土墻體材料性能和施工的影響因素進(jìn)行了分析總結(jié)。

聚苯混凝土；巖土固結(jié)劑；墻體

0 引言

能源日益緊缺的今天，建筑節(jié)能已經(jīng)成為我國(guó)實(shí)施能源節(jié)約戰(zhàn)略的重要措施。外墻保溫技術(shù)的發(fā)展與節(jié)能材料的革新是密不分的，建筑節(jié)能以發(fā)展新型節(jié)能建材為前提，必須以保溫隔熱材料作基礎(chǔ)，而節(jié)能材料的發(fā)展必須與外墻保溫技術(shù)相結(jié)合，才能真正發(fā)揮其作用。聚苯混凝土墻體采用聚苯顆粒和工業(yè)廢渣（赤泥、粉煤灰等）做集料[1]，利用噴射混凝土技術(shù)，使得其墻體（材料）具有現(xiàn)場(chǎng)成型、自保溫、吸音、防水、耐熱防火和防裂性能[2]，且施工簡(jiǎn)便、工期短，不僅適用于多層建筑的墻體節(jié)能保溫工程，而且適用于高層建筑的節(jié)能保溫墻體，多、高層建筑的屋面保溫、頂棚保溫及其他部位的保溫工程；既可用于新建工程，更適合舊建筑物的節(jié)能改造工程。為加快聚苯混凝土墻體材料的推廣應(yīng)用，文章在總結(jié)大量文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)聚苯混凝土墻體材料性能和施工的影響因素進(jìn)行了分析總結(jié)。

1 聚苯混凝土墻體材料概述

聚苯混凝土墻體材料是由巖土固結(jié)劑和聚苯顆粒按比例拌制而成的復(fù)合材料，其中聚苯顆粒占漿料體積的80%以上。聚苯混凝土墻體材料中的膠凝材料稱之為膠結(jié)料，主要由巖土固結(jié)劑等無(wú)機(jī)膠凝材料組成，通過(guò)多種有機(jī)聚合物材料進(jìn)行改性。巖土固結(jié)劑和聚苯顆粒作為聚苯混凝土墻體材料中的兩種主要成分，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)起著關(guān)鍵性的影響。

聚苯混凝土墻體材料是按照建材綠色化的要求，充分利用粉煤灰及其他工業(yè)廢渣生產(chǎn)墻體新型材料，緊密結(jié)合加快輕質(zhì)、高強(qiáng)、利廢的新型墻體材料的發(fā)展步伐，有利于生態(tài)平衡、環(huán)境保護(hù)和節(jié)約能源，既符合國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策要求，又能改善建筑物的使用功能，符合綠色建材發(fā)展的方向，優(yōu)化墻體材料產(chǎn)業(yè)與資源、環(huán)境、社會(huì)發(fā)展的關(guān)系，同時(shí)堅(jiān)持了“綜合利廢、因地制宜、市場(chǎng)引導(dǎo)”的原則實(shí)現(xiàn)墻體材料的可持續(xù)發(fā)展，促進(jìn)人與自然的和諧發(fā)展的要求，具有良好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

2 聚苯混凝土墻體材料性能和施工的影響因素

2.1 可再分散乳膠粉對(duì)聚苯混凝土墻體材料性能的影響

聚苯顆粒是一種非極性的輕質(zhì)有機(jī)材料，表面為憎水性，巖土固結(jié)劑漿體對(duì)其不浸潤(rùn)、不親和，所以在攪拌過(guò)程中容易出現(xiàn)聚苯顆粒上浮現(xiàn)象，導(dǎo)致漿料分層，保水性下降，從而嚴(yán)重影響了聚苯混凝土墻體材料的和易性與施工性能[3]。在聚苯混凝土墻體材料中摻入可再分散乳膠粉，可使聚苯顆粒由表面憎水性變?yōu)橛H水性，改善聚苯顆粒與巖土固結(jié)劑漿體間的粘結(jié)力。聚苯混凝土墻體材料凝結(jié)硬化過(guò)程中，乳膠粉的一部分在聚苯顆粒與巖土固結(jié)劑漿體間形成連續(xù)的聚合物薄膜，使二者結(jié)合更緊密；另一部分分散在巖土固結(jié)劑漿體中，隨著巖土固結(jié)劑水化的進(jìn)行，巖土固結(jié)劑漿體中水分不斷消耗，水化產(chǎn)物增多，乳膠粉就逐漸聚集在毛細(xì)孔中并在巖土固結(jié)劑水化物凝膠表面成膜，形成聚合物網(wǎng)絡(luò)，使硬化巖土固結(jié)劑漿體的韌性得到改善。

可再分散乳膠粉摻量對(duì)聚苯混凝土墻體材料性能的影響見表1。

表1 可再分散乳膠粉摻量對(duì)聚苯混凝土墻體材料性能的影響

由表1可知，在試驗(yàn)摻量范圍內(nèi)，隨著可再分散乳膠粉摻量的增加，聚苯顆粒膠結(jié)料的抗拉增大，抗壓強(qiáng)度隨之減小。

2.2 纖維素醚和淀粉醚對(duì)聚苯顆粒膠結(jié)料的影響

由于聚苯顆粒占漿料體積的80%以上，混合時(shí)不易被膠粉料包裹，和易性差，不易于施工[4]。將纖維素醚加入到聚苯混凝土墻體材料中，可以使聚苯混凝土墻體材料變得粘稠，具有一定的保水性和粘聚性，使聚苯顆粒被膠粉料包裹，形成均勻漿體。將淀粉醚加入到聚苯顆粒膠結(jié)料漿料中，可以提高聚苯顆粒膠結(jié)料漿料的稠度。纖維素醚和淀粉醚的復(fù)配 ，提高了體系的穩(wěn)定性和粘聚性，有效地提高聚苯混凝土墻體材料的和易性，使聚苯混凝土墻體材料上墻后水化充分，易于施工。隨著纖維素醚和淀粉醚摻量的增加，聚苯顆粒膠結(jié)料漿料的均勻性和粘聚性均來(lái)越好，水灰比隨之增大，抗壓強(qiáng)度隨之降低。但當(dāng)摻量超過(guò)1.1%時(shí)，聚苯混凝土墻體材料粘性過(guò)大，施工時(shí)容易粘刀，而且聚苯混凝土墻體材料上墻難以壓實(shí)。

2.3 聚丙烯纖維對(duì)聚苯混凝土墻體材料的影響

加入聚丙烯纖維是為了提高聚苯混凝土墻體材料的抗裂性，以防止或盡量減少裂縫的發(fā)生。由于聚丙烯纖維直徑小、數(shù)量多、纖維間距小，投入砂漿拌合物中經(jīng)攪拌可以與砂漿混合且分布均勻，因而能減少聚苯顆粒膠結(jié)料由塑性、溫度等因素引起的裂縫[5-6]。但摻入纖維后，聚苯混凝土墻體材料稠度有所下降，分層度增大，纖維對(duì)砂漿的和易性有不利影響；纖維摻量以0.04%～0.06%為宜。

2.4 不同聚苯顆粒對(duì)聚苯混凝土墻體材料導(dǎo)熱系數(shù)的影響

在滿足強(qiáng)度安全條件下，可以通過(guò)提高聚苯顆粒在聚苯混凝土墻體材料中的體積率來(lái)降低其導(dǎo)熱系數(shù)。原發(fā)性聚苯混凝土墻體材料的導(dǎo)熱系數(shù)最低，直接制成的再生聚苯混凝土墻體材料導(dǎo)熱系數(shù)最高；隨著顆粒體積比增大，聚苯混凝土墻體材料的導(dǎo)熱系數(shù)降低。

2.5 不同聚苯顆粒對(duì)聚苯混凝土墻體材料強(qiáng)度的影響

聚苯混凝土墻體材料上附著抹面層和飾面層，還要抵抗風(fēng)壓的影響；因此，聚苯混凝土墻體材料必須具有一定的強(qiáng)度。聚苯顆粒作為聚苯混凝土墻體材料中的骨料，通過(guò)聚苯混凝土墻體材料的粘結(jié)作用而緊密排列，所以，聚苯顆粒的體積和強(qiáng)度對(duì)聚苯混凝土墻體材料的抗壓強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度有很大的影響。在聚苯顆粒體積比相同的條件下，原發(fā)性聚苯混凝土墻體材料的抗壓強(qiáng)度最高，直接制成的再生聚苯混凝土墻體材料抗壓強(qiáng)度最低。因?yàn)樵l(fā)性聚苯顆粒由生產(chǎn)原料直接通過(guò)機(jī)器發(fā)泡形成，是一種發(fā)泡閉孔泡沫顆粒，顆粒強(qiáng)度高，直接制成的再生聚苯顆粒通過(guò)對(duì)回收的廢棄聚苯乙烯泡沫塑料進(jìn)行粉碎加工制成，顆粒強(qiáng)度低，且含有碎片，影響了聚苯混凝土墻體材料的抗壓性能使抗壓強(qiáng)度偏低。

3 結(jié)論

1）纖維素醚和淀粉醚的摻量在0.6%～1.2%時(shí)，聚苯混凝土墻體材料的均勻性和施工性能較好。

2）聚丙烯纖維的摻量越大，拉壓比越高，以0.05%為宜。

3）隨著聚苯顆粒用量的增加，聚苯混凝土墻體材料的表觀密度、導(dǎo)熱系數(shù)和強(qiáng)度降低，但保溫效果提高。

4）直接制成的再生聚苯混凝土墻體材料和易性和施工性最好原發(fā)性聚苯混凝土墻體材料粉刷性不好，尤其當(dāng)聚苯顆粒體積大于6 L、粒徑大于3 mm的顆粒較多時(shí)，粉刷非常困難。

[1]喬巍,馬志春,常海亮.格構(gòu)式混凝土墻體用水泥聚苯模殼生產(chǎn)與應(yīng)用研究[J].墻材革新與建筑節(jié)能,2013(8)：52-59.

[2]董士文,邵才仁,王波,紀(jì)社建.改性水泥聚苯模殼格構(gòu)式混凝土墻體建筑體系[J].新型建筑材料,2015(4)：1-7+41.

[3]蔡賢輝,史崇新,陳金濤,宮照坤,曲延安,許士斌.水泥聚苯模殼格構(gòu)式混凝土墻體的抗側(cè)性能試驗(yàn)及分析[J].固體力學(xué)學(xué)報(bào),2011(S1)：361-364.

[4]張玉書.“格構(gòu)式”混凝土墻體用水泥聚苯模殼通過(guò)鑒定和評(píng)估[J].遼寧建材,2008(6)：16.

[5]史崇新.水泥聚苯模殼格構(gòu)式混凝土墻體力學(xué)性能研究[D].大連理工大學(xué),2011.

[6]孫利銘.水泥聚苯模殼格構(gòu)式墻體本土化研究[D].北京建筑大學(xué),2015.