聚合物乳胶粉在外墙外保温中的应用

我国外墙外保温市场大多数粘结剂和罩面胶浆是聚合物改性水泥基产品,而用于改性水泥最广泛使用的聚合物是乙烯-醋酸乙烯基可再分散乳胶粉。目前国内的聚合物可再分散乳胶粉市场可谓百花齐放,全…

我国外墙外保温市场大多数粘结剂和罩面胶浆是聚合物改性水泥基产品,而用于改性水泥最广泛使用的聚合物是乙烯-醋酸乙烯基可再分散乳胶粉。目前国内的聚合物可再分散乳胶粉市场可谓百花齐放,全球知名的供应商云集,再加上国产的多家企业,为我国的建筑保温节能、外墙外保温市场的持续稳定发展提供了坚实的基础。当然,聚合物根据组成和改性的不同,也会呈现出迥然不同的性能。Vinofan PV 408P ap 是巴斯夫公司生产的乙烯-醋酸乙烯基可再分散乳胶粉,具有优异的粘接强度和简单易操作的特点。为了更好地理解Vinofan EIFS 的性能表现,巴斯夫公司在位于上海的亚洲技术中心开展了一系列的试验工作。

1 试验

(1)原材料
可再分散乳胶粉:Vinofan PV 408P ap 胶粉(以下简称408P);对比EVA 乳胶粉:对比样A、对比样B。

水泥:普硅42.5,上海生产。
砂:0~0.5 mm 石英砂。
细填料:320 目重质碳酸钙。
增稠剂:甲基纤维素醚(MC),稠度45 000 mPa·s。
(2)试验测试和养护方式
试验测试的过程和养护方式根据JG 149—2003《膨胀聚苯板薄抹灰外墙外保温系统》中对粘结剂和罩面砂浆的要求进行。
(3)试验配方
乳胶粉改性砂浆的试验配方如表1 所示,用水量以达到适宜的操作性为准。
表1 改性砂浆的配方%
2 结果与讨论
(1)与砂浆的粘结强度
参照JG 149 标准要求,对砂浆块表面的粘结强度进行了2 种养护条件下的测试,一是14 d 的标养,二是14 d 标养+7d 水养,结果如图1 所示。
图1 改性砂浆与砂浆基材的粘结强度
由图1 可以看出,在2 种不同的掺量条件下,408P 在常温标准养护和水养护后均表现出了较高的粘结强度,相比标准要求的0.6 MPa(标养)和0.4 MPa(水养),有较大幅度的富余系数,有利于工程的使用,粘结强度随着掺量的上升而略有下降,当然这与乳胶粉的柔韧性有很大关系。各个配方在经过水养后基本上表现出了强度升高的趋势,这可能与水泥遇水后的二次水化有一定关系。
(2)与保温板的粘结强度
与保温板的粘结强度是粘结剂和罩面砂浆的重要指标,在外墙外保温系统中最广泛应用的是发泡聚苯乙烯泡沫板,按照JG 149 标准规定,粘结剂和罩面砂浆在苯板上的粘结拉伸强度应大于0.1 MPa 或测试时EPS 板破坏。养护条件同样采用了14 d 标养和14 d 标养+7 d 水养2种养护方式。试验结果如图2 所示。
图2 改性砂浆与聚苯板基材的粘结强度
由图2 的结果可见,粘结拉伸强度均符合大于0.1 MPa的要求。但结合其破坏界面综合分析,理想的断裂状态发生在聚苯板内部,而14 d 标养条件下3%B 样与14 d 标养+7 d 水养条件下3%A 样、3%B 样5%B 样的断裂面发生在聚苯板和粘结层的界面处,不符合要求。从观察到的破坏界面看到,408P 略好于对比样A,两者均优于对比样B。通常而言,浸水处理后的样品破坏形式较常温状态的差,提高砂浆中的聚合物掺量可以提高其在聚苯板表面的粘结强度。
(3)抗压、抗折强度
根据JG 149 的要求,罩面砂浆的柔韧性采用试样的抗压/抗折强度的比值来衡量,当比值小于3 时,柔韧性合格。如果比值大于3 时,则说明材料的刚性太强,通过提高聚合物等柔性材料的添加量,可以有效地降低材料的压折比。改性砂浆的压折比如图3 所示。

图3 乳胶粉及掺量对改性砂浆压折比的影响
从图3 可见,大多配方都未达到标准要求,只有乳胶粉掺量为5%的408P 和对比样A 达到要求,反映出较好的柔性。
(4)吸水量
外墙外保温系统的理想工作环境是在干燥条件下,这是因为一方面干燥可以保证系统的低传热系数,不受水(相对高的传热系数)的影响而降低保温效果。另一方面,水的长期存在会大大降低系统的牢固度,影响使用寿命。因此,JG 149 标准要求系统在做完罩面层后进行吸水率试验,24 h 吸水量需低于500 g/m2。试验结果如图4 所示。

图4 乳胶粉及掺量对改性砂浆吸水量的影响
由图4 可以看出,408P 改性砂浆的吸水量较另外2 个产品都有很大程度的降低,可见其憎水效果较好。当然,使用乳胶粉的配方吸水量普遍较高,这是因为此处3 种乳胶粉为乙烯-醋酸乙烯基产品,是采用聚乙烯醇作为保护胶体,表现出吸水率高、防水效果差的性能。随着聚合物掺量从3%上升到5%,产品的吸水量下降,这可能是由于聚合物掺量的上升有助于在毛细管口形成更完整和连续的膜,有助于在一定程度上降低吸水率。
(5)抗冲击能力
抗冲击能力是衡量外墙保温系统在使用过程中抵抗外来物体冲击而保持完好的一项性能。按照JG 149 要求,系统未做饰面之前,在嵌入了玻纤网的罩面层上进行抗冲击的试验,如果玻纤网未经加强处理,则要求达到的冲击能为3 J。测试结果如图5 所示。
图5 乳胶粉及掺量对改性砂浆冲击能的影响
由图5 可见,408P 在乳胶粉改性砂浆中的冲击能最高,掺量3%就可满足要求,相比于对比样B 在掺量5%时尚未达到要求,其性能优势明显。当408P 掺加到5%时,冲击能就有一定的富余系数。当聚合物掺量从3%上升到5%时,冲击能具有上升的趋势。
 
3 结语
(1)408P 在多项指标上均具有良好的性能表现,如与砂浆和聚苯板的粘结力、压折比、吸水量、冲击能等。
(2)用408P 改性的砂浆的抗压/抗折强度均较高,明显优于另2 个对比产品。然而,按照标准要求计算压折比后,各干粉产品基本相同,当提高胶粉掺量时,408P 的压折比明显降低,这可能归功于其抗折强度上升的趋势高于抗压强度。
(3)按照JG 149 标准配制抹面胶浆时,建议添加少量憎水剂以达到系统吸水量的要求。
 

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