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[摘要] EPS 保温砂浆的抗裂性、耐候性优良,可用于外保温,本文介绍它的性能和施工工艺。
实施建筑节能必须大幅度提高外围护结构,尤其是外墙的热工性能。但是,短期内要在我国长江流域和南方地区普遍采用复合节能墙体是不现实的。由于保温砂浆具有热工性能较好、施工方便、工程造价低的特点,已被该地区确定为建筑节能的措施之一。聚苯乙烯泡沫塑料(简称EPS) ,容重很小,其保温隔热性、耐化学腐蚀性优良,且为闭孔憎水结构,与硅酸盐无机胶凝材不相容,其韧性、耐水性、耐候性均优于传统的水泥膨胀珍珠岩保温砂浆。将废弃的EPS 加工成015～4mm 颗粒作为轻骨料,配制的保温砂浆可有效克服珍珠岩保温砂浆的缺陷,且保温隔热性更好。
本文介绍密度500kgPm3 EPS 保温砂浆的性能、施工工艺和工程应用情况。
1 主要原材料
EPS 颗粒 由废弃聚苯乙烯泡沫经专用破碎机破碎而成的粒度小于5mm 的EPS 颗粒,外观为不规则多面体,密度30kgPm3 。其颗粒级配如表1 所示。
水泥 525 号矿渣水泥。
纤维 聚丙烯纤维, 直径48μm , 杨氏模量3793MPa ,长度19mm。
膨胀珍珠岩 密度70kgPm3 ,颗粒级配如表1 所示。
偶联剂、粘结剂均为市售工业品。
2 实验方法
保温砂浆普通物理力学性能实验参照J GJ70290《建筑砂浆基本性能的试验方法》进行。
(1) 断裂性测定 利用Instron21346 试验机,采用三点弯曲法测试规格为40mm ×40mm ×160mm 砂浆试件的荷载2挠度曲线,计算断裂能和极限变形量。
(2) 粘结强度 参照J GJ110297《建筑工程饰面砖粘结强度检验标准》进行。
(3) 干湿循环强度损失 养护至28d 保温砂浆试件(7017mm ×7017mm ×7017mm) ,在50 ℃烘箱中干烘20h、水中浸泡4h ,测定经30 次干湿循环试件和未进行干湿循环处理对比试件的抗压强度。
3 EPS 保温砂浆性能
EPS 保温砂浆性能如下: 稠度7.8cm; 分层度1.1cm; 密度500kgPm3 ; 可使用时间3h ; 吸水率14.1 %; 导热系数0.103WP( m ·K) ; 抗压强度2.6MPa ;粘结强度0141MPa ;25 次冻融循环强度损失8.2 %;干湿循环强度损失5.57 %;断裂能58.7JPm2 ;极限变形量2131mm。
由于对EPS 表面改性,其保温砂浆和易性、施工性良好,粘结强度大大高于膨胀珍珠岩保温砂浆,达0.41MPa ,施工时落地灰较少。EPS 保温砂浆吸水率14.1 % ,不到膨胀珍珠岩保温砂浆的30 % ,为提高耐候性创造了有利条件,其冻融循环和干湿循环强度损失也只有膨胀珍珠岩保温砂浆的一半。
由于聚合物和纤维的复合作用, EPS 保温砂浆韧性大大高于传统保温砂浆大幅度提高,脆性显著降低。三点弯曲法应力2应变实验显示EPS 外保温砂浆呈塑性断裂,其断裂能是同密度膨胀珍珠岩保温砂浆的4.6 倍,是普通水泥砂浆的2.6 倍,其极限变形量是膨胀珍珠岩保温砂浆的4 倍、水泥砂浆的8 倍。EPS 外保温砂浆的韧性使之能够吸收一定应力,避免普通砂浆的脆性开裂,为其作外保温奠定了基础。1999 年6 月,在原重庆建筑大学校内进行了EPS 外保温砂浆外墙外保温的工程实验。经过近2年的风吹雨淋,至今保温层无裂纹、空鼓、脱落现象,表明EPS 保温砂浆用于外保温是可行的。
4 施工准备
(1) 保温砂浆抹灰应在不致被后道工序所损失或污染的条件下进行,宜在屋顶防水工程完工后进行,应在隔墙门窗框、暗装管道和水电预埋件等完工后进行。
(2) 施工前应将基层表面的灰尘、污垢、油渍及残留灰块等清除干净,基层表面凹凸部分,应事先剔平或用1∶3 水泥砂浆分层补平,窗台砖应补平,门窗口与墙体交接处,应填塞密实;墙面上的脚手眼及管线孔洞均应堵塞严密,电线管和接线盒用1∶2.5 水泥砂浆稳牢,接线盒用纸堵好。
(3) 抹灰前1 天基层应浇水湿润,如基层过干,抹灰前应再稍洒水润湿,但不宜过湿。
(4) 对于混凝土墙面及组合柱、过梁等表面,应先涂刷表面处理剂,以增加粘结强度。
(5) 保温砂浆应通过基层的质量检验后方可施工,施工温度应不低于5 ℃。
5 保温砂浆配制
原材料严格按体积比或重量比计量,可机械搅拌或手工拌制。机械搅拌顺序为:先将所需水量倒入搅拌机,加入经计量的硅酸盐复合胶凝材搅拌2min ,加入改性EPS 搅拌2～3min。手工拌制顺序:将改性EPS 和复合硅酸盐胶凝材、外加剂及纤维等原材料置于铁板上,预拌后将材料围成圆形,从中间加水,用铁铲拌和均匀。保温砂浆配制要严格控制用水量,料浆稠度7～8cm 为宜。拌好的料浆应在初凝前用完,超过初凝时间的料浆不得使用,严禁不断加水搅拌以延长使用时间。
6 保温砂浆抹灰
(1) 抹灰前应弹出标准水平线、踢脚线,门窗口外宜用1∶2.5 水泥砂浆砌出宽50mm 的护角,其厚度应符合抹灰要求。抹灰前应用保温砂浆做标准饼,然后冲筋,其厚度以墙面最高处的抹灰厚度不小于设计厚度为准,并进行垂直检查。
(2) 保温砂浆的抹灰应由顶层开始,由上而下依次进行,其施工顺序为:基层处理→弹标准水平线→抹内窗台和门窗护角→墙面冲筋→抹保温砂浆→划分格线,粘分格条→罩面。
(3) 保温砂浆抹灰厚度为10～30mm。抹灰必须分层进行,每层抹灰厚度10mm 左右。上墙时适当用力,不宜过大,以免影响保温效果,也不能在一个部位反复抹压,避免起皱。当底层砂浆初凝、表面有一定强度后,随即进行上一层保温砂浆抹灰,待抹灰厚度达到冲筋表面,用大杠刮平,用木抹搓平,并进行垂直度、平整度检查。
(4) 保温砂浆外抹时,待其初凝,按要求划分格线,粘分格条。保温砂浆完工后第2 天抹聚合物抗裂砂浆罩面,罩面砂浆一次成活,厚度约3～5mm。保温砂浆抹灰在硬化期间严禁水冲、撞击和振动。
7 工程应用
天奇小区是我国夏热冬冷地区第1 个节能50 %的示范工程。小区为多层砖混结构,建筑面积3.7 万m2 。该工程对外墙的热工要求为传热系数小于1.5WP(m2 ·K) 。若采用实心砖墙,则墙体厚度要达到490mm;若采用贴挂保温板复合墙体,则墙体造价要增加1 倍以上。经反复论证,决定采用KP1 页岩多孔砖(240mm ×115mm ×90mm) ,外抹20mm 厚EPS 高性能保温砂浆。墙体重量为400kgPm2 ,传热系数1.39WP(m2·K) ,满足该地区建筑节能标准对墙体的热工要求,每m2 造价比普通墙体增加10 元左右。该示范工程已于2000 年9 月通过了建设部组织的成果鉴定。
8 结语
EPS 保温砂浆粘结强度高,抗裂性、耐候性良好,能满足室外使用的要求,可用于外墙外保温,突破了传统保温砂浆只能作内保温的局限。它的保温效果好,是性价比优良的新型外保温材料,推广应用前景广阔。
