聚合物改性水泥基復(fù)合材料在外墻裝修中的應(yīng)用

趙冬花，楊子涵

（周口市建設(shè)工程質(zhì)量技術(shù)服務(wù)站,河南周口466000）

近年來(lái)的建筑工程領(lǐng)域中,水泥基材料成為建筑工程的主體建筑材料,因其具有原料來(lái)源廣泛、成型快、強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)在全世界范圍內(nèi)大量應(yīng)用,且使用于絕大多數(shù)工作環(huán)境[1]。然而水泥基材料也有著明顯的缺點(diǎn),因其多孔結(jié)構(gòu)和脆性較高的特點(diǎn),水泥基材料的抗?jié)B性能較低,易發(fā)生由于有害粒子如水分子、氯離子等的侵蝕而發(fā)生的水泥部分組分的老化及開(kāi)裂,降低材料的性能和耐久的下降[2]。為了改善這種情況,研究人員使用復(fù)合材料如高分子纖維等與水泥基材料進(jìn)行混合,以高分子材料獨(dú)特的高韌性和高的比表面能,降低水泥水化過(guò)程產(chǎn)生的孔隙,增加水泥材料的粘彈性和對(duì)微裂紋起到橋連作用等,或是產(chǎn)生高分子聚合物,網(wǎng)狀分布在水泥基材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)中,達(dá)到對(duì)水泥基材料的結(jié)構(gòu)的改善和對(duì)水泥基材料柔韌性、抗?jié)B性的增強(qiáng)等作用[3-4]。

1 外墻裝飾工程中存在的問(wèn)題

隨著我國(guó)國(guó)民生活水平的逐步提高,建筑工程在承擔(dān)基礎(chǔ)的居住功能外還慢慢具有了美觀、保溫等其他功能。其中,建筑的美觀屬性很大程度上與建筑外墻裝修相關(guān),隨著建材行業(yè)的發(fā)展,新型建材開(kāi)始走向多元化、環(huán)保化的道路,以建筑砌塊和瓷磚為代表的新型裝修建材已經(jīng)成為外墻裝修工程的主要組成部分[5],然而外墻裝飾工程的施工環(huán)節(jié)較為繁瑣,且容易受到濕度、溫度等多種因素的影響,降低外墻裝修工程的質(zhì)量,出現(xiàn)以下的問(wèn)題：

（1）建筑砌塊填充墻的開(kāi)裂

建筑砌塊填充墻的建成需要水泥砂漿的參與,水泥砂漿的水灰比等參數(shù)對(duì)水泥的性能影響極大,建筑砌塊的多孔結(jié)構(gòu)容易使得水泥砂漿中的水分滲入砌塊中,抹灰工序的實(shí)施使得砌塊中水分被快速吸干,在影響砌塊性能的同時(shí),這就導(dǎo)致了水泥砂漿的水灰比降低,影響水泥砂漿的粘結(jié)度,造成砌塊之間砂漿強(qiáng)度的下降和抹面層結(jié)構(gòu)疏松,引起空鼓、剝落等問(wèn)題,甚至導(dǎo)致砌塊填充墻框架的開(kāi)裂和滲漏[6]。

（2）外墻瓷磚的脫落和水的滲漏

在對(duì)外墻進(jìn)行瓷磚的貼附工作時(shí),由于瓷磚的貼附過(guò)程是經(jīng)由水泥砂漿將外墻和瓷磚粘合在一起來(lái)實(shí)現(xiàn)的,而貼附的施工通常是由施工人員對(duì)瓷磚進(jìn)行手工的對(duì)齊與擠壓的,容易造成砂漿的局部空鼓和四個(gè)角的翹邊等現(xiàn)象,在經(jīng)過(guò)溫差變化或雨雪天氣等環(huán)境影響下,砂漿的空鼓會(huì)成為外墻漏水滲水的通道,久之就會(huì)導(dǎo)致墻體的開(kāi)裂和滲水[7]。

（3）外墻涂料發(fā)生起皮、脫落和開(kāi)裂

外墻裝修中,外墻涂料是極為重要的一環(huán),外墻涂料的存在不僅有美化外墻外觀的作用,還有隔離紫外線、延緩混凝土老化的功能,但建筑涂料的涂裝經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)起皮、脫落和開(kāi)裂的現(xiàn)象。這是涂料中膩?zhàn)拥慕M分引起的,膩?zhàn)拥哪退圆缓?雖然經(jīng)過(guò)改性后其耐水性得到改善,但在長(zhǎng)時(shí)間的水環(huán)境下,仍會(huì)出現(xiàn)滲水等問(wèn)題,其底膜易在水的作用下被破壞,無(wú)法形成有效的隔離層防止內(nèi)部涂料的結(jié)構(gòu)繼續(xù)破壞。同時(shí)刮膩層在溫差和干濕交替的作用下,會(huì)因?yàn)楦鹘M分的物理性質(zhì)的差別產(chǎn)生內(nèi)部應(yīng)力,導(dǎo)致其完整性的破壞[8]。

2 聚合物改性水泥基復(fù)合材料的分類及應(yīng)用

聚合物改性水泥基復(fù)合材料的主要組成部分是水泥和石膏,在加入經(jīng)過(guò)活化處理后的有機(jī)高分子聚合物作為改性劑,混合其他材料如成膜材料、混合材料、顏填料等功能性添加劑,經(jīng)過(guò)嚴(yán)格實(shí)驗(yàn)下的配合比制得粉末狀復(fù)合材料[9]。聚合物改性水泥基復(fù)合材料延續(xù)了水泥基材料的高強(qiáng)度、耐腐蝕、耐火等優(yōu)點(diǎn),另具有了高分子聚合物的抗凍、抗裂和抗老化的特點(diǎn)[10]。同時(shí),因?yàn)榫酆衔锏募尤?可以有效地降低水泥基材料的多空結(jié)構(gòu),使得聚合物改性水泥基復(fù)合材料的強(qiáng)度更好、粘結(jié)性更強(qiáng),其制備工藝簡(jiǎn)單,制備成本較低,整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程無(wú)污染、無(wú)有害氣體揮發(fā),是優(yōu)秀的綠色環(huán)保新型建筑材料[11]。一般而言,按照材料的功能將其分為：防水界面劑、多彩防水膩?zhàn)痈喾酆头浪z結(jié)粉等[12]。無(wú)論是哪種材料,其生產(chǎn)過(guò)程都是綠色清潔的,且產(chǎn)品性能穩(wěn)定,天氣環(huán)境因素的影響微乎其微,且具備傳統(tǒng)外墻裝修建材所沒(méi)有的耐水、耐曬和抗老化等優(yōu)點(diǎn),應(yīng)用成本也不高,使用于絕大多數(shù)服役環(huán)境[13]。下面介紹幾種常見(jiàn)的聚合物改性水泥基復(fù)合材料及其在相關(guān)工程上的應(yīng)用,其分類及功能見(jiàn)表1。

表1 聚合物改性水泥基復(fù)合材料的分類及功能[14]Table 1 Functions and classifi cation of polymer-modifi ed cementitious composites

2.1 固不漏界面劑

固不漏界面劑是應(yīng)用于建筑工程中防水界面的粘結(jié)處理復(fù)合材料的新型綠色環(huán)保的聚合物改性水泥基復(fù)合材料。當(dāng)使用聚合物改性水泥基復(fù)合材料作為外墻裝修的主要材料時(shí),對(duì)墻體進(jìn)行前處理是必須的步驟,使用毛刷等工具將固不漏界面劑在墻體上涂抹均勻,使得外墻的表面達(dá)到光滑平整的狀態(tài),以使外墻表面更順利地進(jìn)行防水層的施工。值得注意的是,當(dāng)涂抹的厚度稍小時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)局部區(qū)域無(wú)法抹涂均勻的情況,所以一般而言施工固不漏界面劑涂抹的厚度在1cm左右,等待固不漏界面劑硬化后進(jìn)行防水抹面的施工工程。而防水抹面的施工也需要達(dá)到一定的厚度,一般在需要達(dá)到5mm左右。固不漏界面劑除了給防水抹面一個(gè)較好的施工環(huán)境,也能將墻體的水泥砂漿和墻體緊密結(jié)合,當(dāng)防水抹面施工完畢后并找平后,在自然狀態(tài)下養(yǎng)護(hù)后會(huì)和整個(gè)外墻呈現(xiàn)高強(qiáng)度的防水層。

但抹灰層和墻面的結(jié)合受到許多因素的影響,當(dāng)界面受到機(jī)械作用或溫差等外界因素影響時(shí),兩種組分之間的物理性質(zhì)差異會(huì)使得界面會(huì)產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力,稱之為偏心受拉,而這個(gè)偏心受拉的產(chǎn)生完全是由于墻體和涂層的性質(zhì)差異導(dǎo)致的。這種內(nèi)應(yīng)力也是涂層出現(xiàn)微小裂縫的原因,為了解決裂紋的萌發(fā),通常將水泥砂漿與基層的粘合性能進(jìn)行提升,通過(guò)提升裂紋萌發(fā)臨界應(yīng)力值來(lái)降低墻體開(kāi)裂的概率[15]。

2.2 防水界面劑在外墻涂裝翻修中的應(yīng)用

傳統(tǒng)的建筑外墻裝飾通常都是由貼附瓷磚或其他光滑平整的建筑材料達(dá)到的,此類裝修風(fēng)格美觀大方,便于清潔和養(yǎng)護(hù),然而此類建材在經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的風(fēng)化會(huì)變得粗糙并難以清洗,影響建筑的美觀性。并且,此類外墻的裝修很難進(jìn)行維護(hù)和翻新,需要耗費(fèi)大量的人力物力先將原來(lái)的裝修去除再進(jìn)行施工。而防水界面劑的開(kāi)發(fā)使用使得不影響外墻美觀的同時(shí)提供了更為簡(jiǎn)潔的維護(hù)和翻新過(guò)程。將防水界面劑在瓷磚表面進(jìn)行前處理后,等待表面平整后進(jìn)行翻新,不需要對(duì)原本裝修進(jìn)行拆卸等處理,減少了經(jīng)濟(jì)成本。

2.3 防水膠結(jié)粉在外墻涂料裝飾上的應(yīng)用

在外墻裝修過(guò)程中,涂料的涂裝過(guò)程需要對(duì)墻體和涂料有找平刮膩步驟,防水膠結(jié)粉的應(yīng)用就是作用在此,其本質(zhì)作用機(jī)理是對(duì)將涂膜進(jìn)行厚質(zhì)化,一般而言防水膠結(jié)粉會(huì)在墻面和涂抹的界面進(jìn)行施工,通過(guò)保證墻體表面平整來(lái)達(dá)到維持涂膜整體完整功能性和厚質(zhì)化的作用。防水膠結(jié)粉的防水功能也較為優(yōu)秀,可以有效地防止界面間的空鼓等現(xiàn)象導(dǎo)致的滲水,加強(qiáng)涂抹和外墻基體之間的結(jié)合力,使涂膜的耐久性更好。防水膠結(jié)粉的施工過(guò)程也較為簡(jiǎn)單,尤其在施工面積較大時(shí)展現(xiàn)出更為優(yōu)秀的施工簡(jiǎn)易性,在使用防水膠結(jié)粉的情況下可以跳過(guò)涂膜的找平刮膩步驟,有效降低外墻粉化和起皮的概率。

3 結(jié)語(yǔ)

聚合物改性水泥基復(fù)合材料在擁有水泥基材料的高力學(xué)性能的基礎(chǔ)下還具有耐老化、抗凍、抗裂等優(yōu)點(diǎn),逐漸在外墻裝修工程中開(kāi)始逐漸有著更為廣闊的應(yīng)用。聚合物改性水泥基復(fù)合材料的施工過(guò)程也較為簡(jiǎn)單,且和涂膜等工藝的結(jié)合也表現(xiàn)出較為優(yōu)秀的性能,有效地降低墻體開(kāi)裂的幾率,降低水分子的滲入,防止涂抹的失效。然而與聚合物改性水泥基復(fù)合材料相匹配的其他材料如膩?zhàn)拥炔⒉积R全,不能有效地發(fā)揮其完整的功能性,還有著較大的發(fā)展空間。