双掺玻化微珠和EPS保温浆料的性能及其在外墙外保温中的应用

双掺玻化微珠和EPS 保温浆料的性能及其在外墙外保温中的应用 王坚1, 赵云龙2, 姬慧1, 代亚辉1 (1.太原大学建筑工程系,山西太原030009;2.太原市金龙凤建材科贸有限…

双掺玻化微珠和EPS 保温浆料的性能及其在外墙外保温中的应用
王坚1, 赵云龙2, 姬慧1, 代亚辉1
(1.太原大学建筑工程系,山西太原030009;2.太原市金龙凤建材科贸有限公司,山西太原030025)

双掺玻化微珠和EPS 保温浆料可用于外墙内、外保温。该浆料中,由于骨料选用了级配良好的无机材料玻化微珠和有机废弃物EPS,胶料优选多种矿物掺和料,并合理选用有机高分子材料对其改性,同时掺配弹性纤维,因此,属于新型多功能复合建筑保温材料。单一有机类EPS 保温浆料虽保温性能好,但是耐温低,强度低,遇火高温下产生有害气体和抗老化性能低;单一无机类膨胀珍珠岩保温材料虽耐高温,无热老化,强度高,但吸水率高和机械加工性能差。而该建筑保温浆料克服了现有块材空腔保温体系抗风压性能差,具有优异的热工性能、施工性、耐候性和抗裂性,完全能满足外墙内、外保温的要求。同时,在该浆料中,由于其胶料掺有大量的粉煤灰,骨料利用了大量废弃的EPS 颗粒,对粉煤灰和“白色垃圾”聚苯乙烯进行了科学合理的综合利用,变废为宝,因而具有积极的环保作用。
 
1 材料的选择及作用
1.1 采用玻化微珠为骨料
玻化微珠是一种新型的无机轻质绝热材料,是利用含结晶水的酸性玻璃质火山岩(如珍珠岩、黑耀岩及松脂岩等)经粉碎、脱水(结晶水)、汽化膨胀、熔融、玻化等工艺生产而成。其颗粒呈不规则球状,内部为多孔的空腔结构,外表面封闭、光滑,具有质轻、绝热、防火、耐高温、耐老化、吸水率低等优异性能。
1.2 玻化微珠和EPS 颗粒最佳级配的确定
聚苯乙烯颗粒的导热系数很小[≤0.041 W/(m·K)],是理想的保温骨料,但是由于废弃聚苯乙烯在破碎加工过程中形成的颗粒粒径范围较小(2~5 mm),级配不好,因此,如果单一使用聚苯乙烯作为保温骨料,颗粒间就会有较大的空隙存在。这些空隙需要较多的胶凝材料填充,势必增大表观密度,不利于保温性能。因此,将聚苯乙烯颗粒同玻化微珠以合适的比例复合使用,达到优化级配的效果,降低保温骨料的空隙率,确保保温隔热材料所需胶料较少、而保温性能尽可能好。
1.3 双掺玻化微珠和EPS 颗粒掺量的优选
根据实测保温骨料的堆积密度、表观密度及空隙率的关系最终确定玻化微珠和聚苯乙烯颗粒的最佳比例;按照“满足和易性的条件下,胶料用量最少”的原则及骨料含量与材料导热系数、抗压强度、粘结强度的关系确定骨料的比例。
1.4 胶凝材料的选择
保温材料中的骨料,均采用孔隙率极大的材料,如玻化微珠、废弃EPS 颗粒等。所以骨料的自身强度很小,基本上起不到“骨架”作用,材料的强度主要由硬化的水泥石来提供。根据“粉煤灰- 石灰- 硫酸盐”三元系统,选择适量的粉煤灰取代水泥,同时内掺相应的有机、无机外加剂以使浆料的导热系数、粘结强度、抗压强度及工作性满足要求。
1.5 纤维增强材料及外加剂的作用
(1)复合纤维的作用
为了提高复合保温浆料的抗裂性,在保温材料中加入了复合纤维,该纤维能够在硬化的浆体内构成一个空间纤维网络体系,有效抑制保温材料收缩裂缝的扩展,尤其可有效地抑制连通裂缝的产生,起到抗裂作用。
(2)复合外加剂的作用机理
在对EPS 颗粒预处理改性后,含有复合外加剂的胶料加水拌合时能够使EPS 颗粒被胶料润湿包裹,改善了EPS 颗粒和胶料间的粘结力。在保温材料硬化过程中,复合外加剂在EPS 颗粒与胶料间的过渡区干燥成膜,使二者间结合更紧密,粘结更牢固;另外,复合外加剂除与EPS 颗粒结合外,另一部分会均匀分散到胶料中,在水泥水化初期粘结剂便附着于凝胶和未水化的水泥颗粒上,随着水泥水化进行,水泥浆体中水分不断消耗,水化产物不断增多,复合外加剂聚集在毛细孔中,并在凝胶表面和未水化的水泥颗粒表面形成紧密堆积,并逐渐填充毛细孔,由于水化和干燥使水分进一步减少,在凝胶体和孔隙中堆积的复合外加剂便凝聚成膜形成聚合物网络,而聚合物的弹性模量较低,使保温浆料的韧性提高;而且聚合物分子中的活性基团还可能与水泥的水化产物发生化学反应,形成特殊的键桥作用,改善了水化产物的物理组织结构,缓解了内应力,从而减少微裂缝的产生。
 
2 双掺玻化微珠和EPS 保温浆料的主要技术指标
双掺玻化微珠和EPS 保温浆料的主要技术指标见表1。
双掺玻化微珠和EPS 的保温浆料主要技术指标
 
3 外墙外保温基本构造及施工方法
3.1 基本构造
双掺玻化微珠和EPS 的保温浆料其外墙外保温构造由外保温系统和基层构成,一般分为涂料饰面(见图1)、面砖饰面外墙外保温构造。
涂料饰面外墙外保温构造示意
3.2 施工工序
基面清理→测量、放线、挂基准线→抹粘结砂浆(1~1.5mm)→双掺玻化微珠和EPS 保温浆料施工→抹抗裂砂浆(3~4 mm)→粘贴网格布→抹面砂浆(1~2 mm)→处理膨胀缝等→饰面→修整验收。
3.3 施工要点
(1)基层要求:结构层基面必须坚实、干净、平整、干燥。
(2)根据图纸要求,在墙面弹出外门窗水平、垂直控制线及膨胀缝线等。
(3)粘结胶结料和抗裂砂浆的调制:使用干净容器,先放入少量清水,再把干混砂浆倒入容器内进行搅拌(电动搅拌更佳),然后静置3~6 min 再次进行搅拌,调到适合施工的稠度为宜。
(4)保温浆料的配制:按规定用水量,先将水放入搅拌容器中,将胶结料倒入搅拌机进行搅拌2~3 min,再将轻骨料放入搅拌3~5 min,使浆料成为稠度合适的膏状体即可使用。
(5)双掺玻化微珠和EPS 颗粒的保温浆料必须随配随用,配制好的浆料需在60 min 内用完,不得将凝结后的料浆二次加水使用。先将保温浆料涂抹第1 道,厚度不低于10 mm,使浆料均匀密实地将墙面覆盖,待凝固后,再涂抹第2 道,并按照设计要求抹至规定厚度,再进行表面收平压实。
(6)保温层抹灰厚度超过3 cm 时,可分2 次涂抹,待第1次浆料硬化后即可进行第2 次抹灰,涂抹方法与普通砂浆相同。
(7)在保温层表面抹找平抗裂砂浆,楼房首层抹抗裂砂浆厚度5~6 mm,其它楼层为3~4 mm。
(8)铺压耐碱玻纤网布:抹抗裂砂浆后应立即用铁抹子压入耐碱玻纤网布,网格布之间搭接宽度应大于50 mm,阴阳角部分网格布要压茬搭接,耐碱网格布铺贴要平整,无皱折,砂浆饱满度达到100%,同时要抹平、找直,保持阴阳角处的方正和垂直度。建筑物首层外保温应在阳角处双层网布之间设专用金属护角,护角高度一般为2 m。在第1 层网格布铺贴好后,应放好金属护角,用抹子拍压出抗裂砂浆包裹住护角。
(9)对于外饰涂料的墙体,待保温层和抗裂砂浆硬化后在其表面涂刮罩面砂浆,使其具有良好的防渗抗裂性能,同时对后续装饰工程形成很好的界面层,增强装饰装修效果。
(10)施工环境温度不低于5 ℃,严禁雨天施工。

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