可再分散胶粉及憎水性添加剂的应用1

可再分散胶粉及憎水性添加剂的应用

目前在世界范围内对节约能源与保护环境的需求不断提高，对建筑围护结构的保温要求也在日益加强，涌现出多种解决方案，其中又以外墙外保温技术的发展最为迅速。所谓外墙外保温，是指在垂直外墙的外表面上建造保温层，外墙可以是砖石、混凝土、木材等建筑材料。外墙保温和装饰系统 (EIFS) 是集节能、保温、隔音、装饰效果为一体的轻质、环保型非承重性外围护建筑墙体系统，能够防止潮气侵入内墙，可用于商业建筑和民用住宅。与其它的覆层产品相比，这种系统可以提供优异的能源利用效率和高得多的设计灵活性和创意性，是新建筑物和改造项目最经济的节能方法之一。三十多年来EIFS在欧洲的应用已超过5亿平米，研究和实践均证明它是一种可靠的保温体系。由于中国建筑规模宏大，建筑主体结构以厚重结构为主，在建筑节能跨越式发展的条件下，中国的外墙保温市场具有巨大的发展潜力，外墙外保温也正在成为我国一项重要的建筑节能技术。

为规范和引导市场，北京市于1998年率先制订了薄抹灰外墙外保温系统的施工技术规程（北京地方标准）。2003年7月，建设部发布实施了《膨胀聚苯板薄抹灰外墙外保温系统JG149-2002》的行业标准，对外墙外保温系统的各组成材料及系统本身提出了严格的要求。从对薄抹灰外墙外保温系统的研究和试验结果来分析来看，抹面砂浆与聚苯板的耐水粘结强度、系统的吸水量和抗冲击强度容易达不到行业标准的要求，这些性能指标无疑对系统的耐久性有十分关键的影响。

为了适应中国外墙外保温技术的发展，美国国民淀粉化学有限公司部门在其位于上海的技术中心以及瑞士总部研发中心以产品和中国当地的材料为基础，对添加不同可再分散胶粉和憎水剂的胶粘剂和抹面砂浆的粘结强度及系统抗冲击强度和吸水量进行了测试，从而提出了可以满足行业标准要求的解决方案，并根据聚合物膜应力-应变曲线和抹面砂浆-聚苯板界面区微结构的研究结果对聚合物改性砂浆的作用机理进行了分析。

原材料、基础配方及试验方法

原材料

采用了海螺牌42.5 普通硅酸盐水泥、粒径为0.1-0.3mm的石英砂和粘度为15000cp的纤维素醚；选用了三种常用于薄抹灰外保温系统的可再分散聚合物粉末，包括柔性VA/E 粉末和一种憎水性聚合物粉末以及一种VA/VEOVA（醋酸乙烯-叔碳酸乙烯酯共聚物）聚合物粉末；选择了二种憎水性添加剂，包括可再分散硅烷基粉末SEAL80和工业级产品硬脂酸钙。试验中所采用的聚苯板的表观密度为19kg/m3，其它性能亦符合行业标准JG149-2002的要求。

基础配方

本文共进行了三个系列的试验，试验所使用的基础配方中水泥和纤维素醚的掺量保持不变，改变可再分散胶粉和憎水剂的品种和掺量，相应地对砂子的掺量进行调整。具体方案如下： 1. 比较不同品种的可再分散胶粉对砂浆及系统性能的影响，基础配方为：28%的水泥、0.2%的纤维素醚、3%的可再分散胶粉、68.8%的0.1-0.3mm石英砂；

2. 比较可再分散胶粉掺量对砂浆和系统性能的影响，基础配方为：28%的水泥、0.2%的纤维素醚、1%~4%的柔性VA/E粉末、其余为0.1-0.3mm的石英砂；

3. 比较不同憎水剂及其掺量对砂浆粘结强度和系统吸水量的影响，基础配方为：28%的水泥、0.2%的纤维素醚、2.5%的柔性VA/E粉末、0-0.3%的硅烷基粉末 SEAL80 或 硬脂酸钙、其余为0.1~0.3mm的石英砂。

试验方法

按既定配方准确称取原料，并在干粉状态下搅拌均匀。 在水泥胶砂搅拌机中加水搅拌2分钟，加水量为20-21%，静置15分钟后手工搅拌15秒，按JG149-2002 规定的方法进行相关的试件成型、养护和测试。

结果与讨论

不同品种的可再分散胶粉对砂浆及系统性能的影响

采用基础配方1进行试验，测试的主要性能包括：抗冲击强度（反映了系统的抗开裂性能）；砂浆与聚苯板的原粘结强度和耐水粘结强度（反映了系统的粘结安全性）；吸水量（反映系统耐侯性）。试

验结果如表1所示。

表1 不同品种的可再分散胶粉对砂浆粘结强度及系统吸水量和抗冲击强度的影响

从表1的结果可以看出，掺加不同品种的可再分散胶粉对砂浆的粘结强度以及采用该砂浆制作的系统性能的影响是不同的。添加VA/E 胶粉的砂浆与聚苯板具有良好的干态粘结强度和耐水粘结强度，用这种砂浆制作的系统具有高得多的抗冲击强度，但吸水量未能达到行业标准的要求（£500g/m2）。使用添加了憎水性胶粉配制的砂浆制作的系统吸水量和抗冲击强度刚能达标，但是该砂浆的干态粘结强度偏低，而耐水粘结强度未达到0.1MPa。添加VA/VEOVA 粉末的砂浆除与聚苯板的干态粘结强度符合行业标准的要求，砂浆的耐水粘结强度、用该砂浆制作的系统的吸水量和抗冲击强度均未达到行业标准的要求。

柔性VA/E胶粉的掺量对砂浆粘结强度和系统抗冲击性能的影响

采用基础配方2进行试验，测试的主要性能包括：添加不同量VA/E胶粉的砂浆与聚苯板的粘结强度和采用这些砂浆制作的系统的抗冲击强度。试验结果列于表2。

表2 不同掺量的VA/E胶粉对砂浆粘结强度和系统抗冲击性能的影响

从表2的试验结果可以看出，随着聚合物掺量的提高，外保温系统的抗冲击强度显著增加，这也说明

砂浆的柔性随聚合物掺量的增加而获得提高。砂浆与聚苯板的粘结强度亦有随胶粉掺量的增加而增加的趋势。但是当掺量大于3%时，干态粘结强度和耐水粘结强度几乎没有增加。当VA/E胶粉的掺量在2.5%以上时，砂浆与聚苯板的粘结强度和及其系统的抗冲击强度均可以满足行业标准的要求。 如果将表1和表2的结果结合起来看，就不难发现，可再分散胶粉的品种和掺量对薄抹灰外保温系统抗冲击强度具有至关重要的影响。外保温系统的抗冲击强度的概念是：将一定质量的钢球从一定的高度自由落下至外保温系统的表面，系统表面不产生裂纹时所能承受的钢球最大势能。显然，抗冲击强度也是系统抗裂性能的反映。我们知道外保温系统的最大技术难题就是防止开裂。为了有效地防止开裂，需要选择合格的网格布，控制增强防护层的厚度，控制网格布在增强层中的深度等等，因为这些因素都将对系统的抗冲击强度产生非常明显的影响。可以说系统的抗冲击强度越高系统的抗裂性越好。对外保温系统使用的单组分砂浆来说，优先选择使系统抗冲击强度得到更大程度提高的可再分散胶粉是提高系统抗裂能力的一个重要的技术手段。

为了更好地说明不同品种的可再分散胶粉对系统抗冲击性能具有不同改善程度的原因，我们在我公司瑞士总部研究中心测试了使用不同可再分散胶粉所制作的聚合物膜的应力-应变曲线。为了模拟可再分散胶粉在水泥浆体中的真实环境，将胶粉分散在水泥料浆的滤液中制备成膜，然后在23°C和50%的相对湿度下养护8天，依据 DIN EN ISO 527测试聚合物膜的应力-应变曲线，如图1所示。

图1 不同聚合物膜的应力-应变曲线

从上图可知，由柔性VA/E胶粉获得的薄膜在断裂时的应变（伸长）以及应力是VA-VEOVA 薄膜的两

倍；由憎水性聚合物粉末获得的薄膜不仅断裂应力较VA/E膜低得多，而其断裂应变在三种薄膜中是最低的。另外，应力-应变曲线下的面积反映了聚合物膜的韧性。从上图可知，由柔性VA/E胶粉获得的薄膜的应力-应变曲线下的面积大约是由其它两种粉末获得的薄膜的3倍，说明EVA薄膜的韧性较后两者高得多。聚合物膜的韧性对其改性的砂浆抗冲击性能有关键性的影响，这可能就是为什么在其它条件基本相同的情况下采用V …… 此处隐藏：3395字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……