可再分散膠粉在外墻外保溫系統中的應用及系統質量問題分析

盧　平

摘要:外墻外保溫系統(簡稱EIFS),始于上世紀七十年代初的歐洲,至今其效用已經得到了上百萬次的驗證。如今,外墻外保溫系統已經應用在世界各地的建筑外墻上,不僅達到了節省制熱和制冷系統所需能源消耗的30%到70%,而且給人們提供了一個健康和舒適的居住環境。

關鍵詞:可再分散;膠粉;外墻;外保溫

1 前言

在歐洲和北美,目前占主導地位的外墻外保溫系統是以膨脹聚苯乙烯板(EPS)為主要保溫材料,并用聚合物改性的干混砂漿粘接固定到墻上的方式。為了保護柔軟的膨脹聚苯乙烯板免受損壞,一層3-4mm厚的聚合物改性的水泥砂漿(抹面膠漿)涂抹在聚苯乙烯板的表面,并嵌入特殊的增強玻璃纖維網格布,最后再在其上施工裝飾面層。

2 可再分散乳膠粉聚合物在外墻外保溫系統配套砂漿中的作用

從材料學的角度來看,用于外墻外保溫系統的干混砂漿可靠的性能和耐久性是通過將無機粘結料,如波特蘭水泥與以干粉聚合物形式存在的有機膠粘劑(可再分散乳膠粉聚合物)配合而獲得的。這種聚合物膠粘劑是用醋酸乙烯/乙烯共聚的特殊聚合物乳液通過噴霧干燥工藝加工而成的。聚合物膠粉在干混砂漿內與水混合后分散,在砂漿硬化過程中成膜。這種聚合物膜充當有機膠粘劑,將填料顆粒與水泥水化產物粘在一起,增強砂漿結構,并使砂漿更柔韌,同時提供砂漿與基材(EPS板等保溫材料)界面之間良好的粘結性。典型的聚苯板薄抹灰外墻外保溫系統中,在粘結砂漿層、抹面膠漿增強層漿層以及裝飾面層(裝飾砂漿、膩子、瓷磚膠、嵌縫劑等)中都含有可再分散乳膠粉聚合物。

2.1 含有可再分散乳膠粉聚合物的砂漿的粘接性能

含有正確可再分散乳膠粉聚合物具有優良的粘結性能 ,其提供的粘結強度(28天標準養護+2天水養)已經超過膨脹聚苯板的自身強度。

不適當的聚合物加在砂漿中,對膨脹聚苯板的粘結強度(28天標準養護+2天水養)低,所以無法超過板自身的強度,使得最終的砂漿不適用于此項應用。

2.2 含有可再分散乳膠粉聚合物的砂漿抗沖擊性

抗沖擊性可以反映砂漿本身的柔韌性,柔韌性越好,其吸收內應力的能力越高,則其抗開裂性越好!

砂漿的柔性依賴于再分散乳膠粉聚合物種類及摻量。嵌入耐堿型玻璃纖維網格布的抹面膠漿增強層對系統具有保護作用。保護體系免受撞擊和大氣的影響。特別重要的是,砂漿、聚苯板等保溫材料和玻璃纖維網要穩固聯接但彼此間應有柔性。增強的抹面膠漿層可持續無損害的吸收沖擊能的能力還依賴于:保溫材料本身、玻璃纖維網的成分性能、砂漿與玻纖網的握裹力、砂漿的厚度等。

2.3 外墻外保溫系統的耐候性

整個外墻外保溫系統暴露于自然條件中,因此受周圍溫濕度變化的影響較大。為了保護系統,抹面膠漿層必須具有耐水和能夠減少明水滲入的性能。我們知道,在試驗室的養護條件下測得的單一組成各個材料的物理力學性能通常無法反映系統實際的工作環境。為此,建立并通過大型耐候性模擬測試是外墻外保溫系統長期耐久性保證的最低要求!

目前我們國家對外墻外保溫整套體系的耐候性模擬測試條件如下(等同于歐洲技術許可機構制定的EOTA ETAG 004:2000《有抹面層的外墻外保溫復合系統歐洲技術認證標準》):

熱-雨循環:80次循環包括[70℃條件(升溫1h,保持70℃和 10-15%相對濕度2h)+噴水1h(溫度15℃;1升/m2min)+靜置2h]

熱-凍循環:5次循環包括[在50℃條件下(升溫1h,保持50℃和10%相對濕度7h)+在-20℃條件下(降溫2h,保持-20℃14h)]

3 我國目前外墻外保溫系統的發展及質量問題分析

我國目前外墻外保溫系統的發展具體體現在如下幾點。

3.1 處于成長階段

國內的聚合物改性干混砂漿企業的數量增長很快,眾多企業紛紛加入外保溫系統供應商的隊伍中。

3.2 多種形式并存,各地區技術水平和認識水平參差不齊。

3.3 價格競爭劇烈

偏重于低價格的競爭,系統組件的價格差異巨大,其質量參差不齊。

3.4 質量問題已經顯現

粘接失效的案例分析。某工程采用的是EPS板,在聚苯板粘接后第3天時被大風刮落。具體調查時發現,施工時采用的是點粘,其粘接面積根本就沒有達到施工技術規程規定的至少40%粘接面積的要求。而且當時施工的時間為剛開春,溫度較低、風大,粘接劑的配方未隨施工溫度進行相應調整,因而3天水泥砂漿未凝結;聚合物成膜程度很低,使得粘接砂漿與XPS板的粘接強度未能發揮。更進一步對存留的粘接砂漿進行測試分析和詢問生產廠家,該砂漿的可再分散乳膠粉聚合物類型根本就不適合用于EPS板的粘接,且摻量僅為砂漿重量的1%(合適的聚合物可再分散乳膠粉的正常用量至少為2.5%!)。

抹面膠漿增強層開裂的案例分析。高質量的外墻外保溫系統,由于其有效的保溫隔熱效果,能夠使建筑主體結構處于相對穩定的溫濕度環境,能夠有效的減緩圍護結構主體的開裂和免遭水分的侵蝕,而且對既有建筑進行保溫改造可使建筑物舊貌換新顏。目前,質量低劣的外墻外保溫系統面層開裂是主要形式,不但給人以視覺的污染、心理上的擔憂,而且大大降低系統的保溫隔熱效果、縮短系統的使用年限、對主體結構的保護作用喪失,維修極其困難。

某工程采用的EPS板未經陳化,而是EPS塊體出釜后切割成板材后直接運到工地就上墻,于是EPS板材的收縮就在墻體上發生,表現在板縫開裂;抹面膠漿添加的可再分散乳膠粉聚合物僅為2.0%(最低為3.0%,而且水泥用量應低于28%);采用的玻璃纖維網格布的克重不足130克/m2,因而網格布的抗裂增強作用很低。

某工程采用EPS顆粒保溫砂漿,實際施工中,工人為了容易涂抹EPS顆粒漿料,EPS顆粒加量減少,而導致保溫層水泥含量增加,導熱系數增大,通常實際上最小為0.079(W/m·K)。水泥的增加導致保溫砂漿開裂,抹面增強層無法抵抗基材保溫砂漿的開裂而開裂。

裝飾面層開裂的案例分析例。某工程開發方為了減低成本,采用的膩子為工地水泥+801膠水+大白粉現場攪拌配制,系剛性膩子。工地現場攪拌配制無法控制加入的水泥量,水泥繼續水化收縮極易產生細小的龜裂紋;剛性的水泥膩子無法適應劇烈的溫差變形而發生大面積開裂。

某工程采用的涂料為彈性乳膠漆。彈性涂料難以達到外墻外保溫系統對于透氣性的要求(北方地區的工程)。水汽易從板縫處逸出而在涂料層受阻,在抹面膠漿層、膩子層凝結成水進而凍脹對抹面膠漿、膩子以及涂料造成損害。而當室外溫度回升時面層溫度升高,殘留的水分形成水汽膨脹進而易將涂料頂破,破損后的涂料干燥起卷,此時用手又極易將其撕離膩子層。所以彈性涂料若有一處破損就很容易大面積破壞。

結束語

國內外將近30年的工程實踐表明,膨脹聚苯板薄抹灰系統是外墻外保溫最佳形式。用系統的觀點認識和研究及進行外墻外保溫系統施工是其質量保證的前提。外墻外保溫系統的"組合特征"的特點 ,決定了正確的可再分散乳膠粉聚合物的選擇和摻量至關重要。從我國目前的發展水平來看,政府的引導和監管、設計、材料、施工及維護四個層面缺一不可。