聚苯混凝土墻體材料影響因素分析

李 琦薛晨曦

1中國建筑第七工程局有限公司（450000） 2河南建筑材料研究設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司（450000）

聚苯混凝土墻體材料影響因素分析

李 琦1薛晨曦2

1中國建筑第七工程局有限公司（450000） 2河南建筑材料研究設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司（450000）

聚苯混凝土墻體材料是由巖土固結(jié)劑和聚苯顆粒按比例拌制而成的復(fù)合材料；巖土固結(jié)劑和聚苯顆粒作為聚苯混凝土墻體材料中的兩種主要成分，對整個(gè)系統(tǒng)起著關(guān)鍵性的影響。這里對聚苯混凝土墻體材料性能和施工的影響因素進(jìn)行了分析總結(jié)。

聚苯混凝土；巖土固結(jié)劑；墻體

0 引言

能源日益緊缺的今天，建筑節(jié)能已經(jīng)成為我國實(shí)施能源節(jié)約戰(zhàn)略的重要措施。外墻保溫技術(shù)的發(fā)展與節(jié)能材料的革新是密不分的，建筑節(jié)能以發(fā)展新型節(jié)能建材為前提，必須以保溫隔熱材料作基礎(chǔ)，而節(jié)能材料的發(fā)展必須與外墻保溫技術(shù)相結(jié)合，才能真正發(fā)揮其作用。聚苯混凝土墻體采用聚苯顆粒和工業(yè)廢渣（赤泥、粉煤灰等）做集料[1]，利用噴射混凝土技術(shù)，使得其墻體（材料）具有現(xiàn)場成型、自保溫、吸音、防水、耐熱防火和防裂性能[2]，且施工簡便、工期短，不僅適用于多層建筑的墻體節(jié)能保溫工程，而且適用于高層建筑的節(jié)能保溫墻體，多、高層建筑的屋面保溫、頂棚保溫及其他部位的保溫工程；既可用于新建工程，更適合舊建筑物的節(jié)能改造工程。為加快聚苯混凝土墻體材料的推廣應(yīng)用，文章在總結(jié)大量文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，對聚苯混凝土墻體材料性能和施工的影響因素進(jìn)行了分析總結(jié)。

1 聚苯混凝土墻體材料概述

聚苯混凝土墻體材料是由巖土固結(jié)劑和聚苯顆粒按比例拌制而成的復(fù)合材料，其中聚苯顆粒占漿料體積的80%以上。聚苯混凝土墻體材料中的膠凝材料稱之為膠結(jié)料，主要由巖土固結(jié)劑等無機(jī)膠凝材料組成，通過多種有機(jī)聚合物材料進(jìn)行改性。巖土固結(jié)劑和聚苯顆粒作為聚苯混凝土墻體材料中的兩種主要成分，對整個(gè)系統(tǒng)起著關(guān)鍵性的影響。

聚苯混凝土墻體材料是按照建材綠色化的要求，充分利用粉煤灰及其他工業(yè)廢渣生產(chǎn)墻體新型材料，緊密結(jié)合加快輕質(zhì)、高強(qiáng)、利廢的新型墻體材料的發(fā)展步伐，有利于生態(tài)平衡、環(huán)境保護(hù)和節(jié)約能源，既符合國家產(chǎn)業(yè)政策要求，又能改善建筑物的使用功能，符合綠色建材發(fā)展的方向，優(yōu)化墻體材料產(chǎn)業(yè)與資源、環(huán)境、社會發(fā)展的關(guān)系，同時(shí)堅(jiān)持了“綜合利廢、因地制宜、市場引導(dǎo)”的原則實(shí)現(xiàn)墻體材料的可持續(xù)發(fā)展，促進(jìn)人與自然的和諧發(fā)展的要求，具有良好的社會經(jīng)濟(jì)效益。

2 聚苯混凝土墻體材料性能和施工的影響因素

2.1 可再分散乳膠粉對聚苯混凝土墻體材料性能的影響

聚苯顆粒是一種非極性的輕質(zhì)有機(jī)材料，表面為憎水性，巖土固結(jié)劑漿體對其不浸潤、不親和，所以在攪拌過程中容易出現(xiàn)聚苯顆粒上浮現(xiàn)象，導(dǎo)致漿料分層，保水性下降，從而嚴(yán)重影響了聚苯混凝土墻體材料的和易性與施工性能[3]。在聚苯混凝土墻體材料中摻入可再分散乳膠粉，可使聚苯顆粒由表面憎水性變?yōu)橛H水性，改善聚苯顆粒與巖土固結(jié)劑漿體間的粘結(jié)力。聚苯混凝土墻體材料凝結(jié)硬化過程中，乳膠粉的一部分在聚苯顆粒與巖土固結(jié)劑漿體間形成連續(xù)的聚合物薄膜，使二者結(jié)合更緊密；另一部分分散在巖土固結(jié)劑漿體中，隨著巖土固結(jié)劑水化的進(jìn)行，巖土固結(jié)劑漿體中水分不斷消耗，水化產(chǎn)物增多，乳膠粉就逐漸聚集在毛細(xì)孔中并在巖土固結(jié)劑水化物凝膠表面成膜，形成聚合物網(wǎng)絡(luò)，使硬化巖土固結(jié)劑漿體的韌性得到改善。

可再分散乳膠粉摻量對聚苯混凝土墻體材料性能的影響見表1。

表1 可再分散乳膠粉摻量對聚苯混凝土墻體材料性能的影響

由表1可知，在試驗(yàn)摻量范圍內(nèi)，隨著可再分散乳膠粉摻量的增加，聚苯顆粒膠結(jié)料的抗拉增大，抗壓強(qiáng)度隨之減小。

2.2 纖維素醚和淀粉醚對聚苯顆粒膠結(jié)料的影響

由于聚苯顆粒占漿料體積的80%以上，混合時(shí)不易被膠粉料包裹，和易性差，不易于施工[4]。將纖維素醚加入到聚苯混凝土墻體材料中，可以使聚苯混凝土墻體材料變得粘稠，具有一定的保水性和粘聚性，使聚苯顆粒被膠粉料包裹，形成均勻漿體。將淀粉醚加入到聚苯顆粒膠結(jié)料漿料中，可以提高聚苯顆粒膠結(jié)料漿料的稠度。纖維素醚和淀粉醚的復(fù)配 ，提高了體系的穩(wěn)定性和粘聚性，有效地提高聚苯混凝土墻體材料的和易性，使聚苯混凝土墻體材料上墻后水化充分，易于施工。隨著纖維素醚和淀粉醚摻量的增加，聚苯顆粒膠結(jié)料漿料的均勻性和粘聚性均來越好，水灰比隨之增大，抗壓強(qiáng)度隨之降低。但當(dāng)摻量超過1.1%時(shí)，聚苯混凝土墻體材料粘性過大，施工時(shí)容易粘刀，而且聚苯混凝土墻體材料上墻難以壓實(shí)。

2.3 聚丙烯纖維對聚苯混凝土墻體材料的影響

加入聚丙烯纖維是為了提高聚苯混凝土墻體材料的抗裂性，以防止或盡量減少裂縫的發(fā)生。由于聚丙烯纖維直徑小、數(shù)量多、纖維間距小，投入砂漿拌合物中經(jīng)攪拌可以與砂漿混合且分布均勻，因而能減少聚苯顆粒膠結(jié)料由塑性、溫度等因素引起的裂縫[5-6]。但摻入纖維后，聚苯混凝土墻體材料稠度有所下降，分層度增大，纖維對砂漿的和易性有不利影響；纖維摻量以0.04%～0.06%為宜。

2.4 不同聚苯顆粒對聚苯混凝土墻體材料導(dǎo)熱系數(shù)的影響

在滿足強(qiáng)度安全條件下，可以通過提高聚苯顆粒在聚苯混凝土墻體材料中的體積率來降低其導(dǎo)熱系數(shù)。原發(fā)性聚苯混凝土墻體材料的導(dǎo)熱系數(shù)最低，直接制成的再生聚苯混凝土墻體材料導(dǎo)熱系數(shù)最高；隨著顆粒體積比增大，聚苯混凝土墻體材料的導(dǎo)熱系數(shù)降低。

2.5 不同聚苯顆粒對聚苯混凝土墻體材料強(qiáng)度的影響

聚苯混凝土墻體材料上附著抹面層和飾面層，還要抵抗風(fēng)壓的影響；因此，聚苯混凝土墻體材料必須具有一定的強(qiáng)度。聚苯顆粒作為聚苯混凝土墻體材料中的骨料，通過聚苯混凝土墻體材料的粘結(jié)作用而緊密排列，所以，聚苯顆粒的體積和強(qiáng)度對聚苯混凝土墻體材料的抗壓強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度有很大的影響。在聚苯顆粒體積比相同的條件下，原發(fā)性聚苯混凝土墻體材料的抗壓強(qiáng)度最高，直接制成的再生聚苯混凝土墻體材料抗壓強(qiáng)度最低。因?yàn)樵l(fā)性聚苯顆粒由生產(chǎn)原料直接通過機(jī)器發(fā)泡形成，是一種發(fā)泡閉孔泡沫顆粒，顆粒強(qiáng)度高，直接制成的再生聚苯顆粒通過對回收的廢棄聚苯乙烯泡沫塑料進(jìn)行粉碎加工制成，顆粒強(qiáng)度低，且含有碎片，影響了聚苯混凝土墻體材料的抗壓性能使抗壓強(qiáng)度偏低。

3 結(jié)論

1）纖維素醚和淀粉醚的摻量在0.6%～1.2%時(shí)，聚苯混凝土墻體材料的均勻性和施工性能較好。

2）聚丙烯纖維的摻量越大，拉壓比越高，以0.05%為宜。

3）隨著聚苯顆粒用量的增加，聚苯混凝土墻體材料的表觀密度、導(dǎo)熱系數(shù)和強(qiáng)度降低，但保溫效果提高。

4）直接制成的再生聚苯混凝土墻體材料和易性和施工性最好原發(fā)性聚苯混凝土墻體材料粉刷性不好，尤其當(dāng)聚苯顆粒體積大于6 L、粒徑大于3 mm的顆粒較多時(shí)，粉刷非常困難。

[1]喬巍,馬志春,常海亮.格構(gòu)式混凝土墻體用水泥聚苯模殼生產(chǎn)與應(yīng)用研究[J].墻材革新與建筑節(jié)能,2013(8)：52-59.

[2]董士文,邵才仁,王波,紀(jì)社建.改性水泥聚苯模殼格構(gòu)式混凝土墻體建筑體系[J].新型建筑材料,2015(4)：1-7+41.

[3]蔡賢輝,史崇新,陳金濤,宮照坤,曲延安,許士斌.水泥聚苯模殼格構(gòu)式混凝土墻體的抗側(cè)性能試驗(yàn)及分析[J].固體力學(xué)學(xué)報(bào),2011(S1)：361-364.

[4]張玉書.“格構(gòu)式”混凝土墻體用水泥聚苯模殼通過鑒定和評估[J].遼寧建材,2008(6)：16.

[5]史崇新.水泥聚苯模殼格構(gòu)式混凝土墻體力學(xué)性能研究[D].大連理工大學(xué),2011.

[6]孫利銘.水泥聚苯模殼格構(gòu)式墻體本土化研究[D].北京建筑大學(xué),2015.