现代建筑用彩色装饰砂浆的研究

张东华

（安徽皖维新材料股份有限公司，安徽 巢湖 238002）

现代建筑用彩色装饰砂浆的研究

张东华

（安徽皖维新材料股份有限公司，安徽 巢湖 238002）

彩色装饰砂浆是一种新型的无机粉末状装饰材料，在发达国家已广泛代替涂料和瓷砖应用于建筑物的内、外墙装饰。本文尝试从几种典型配方的角度去观察和检测彩色装饰砂浆在各种外加剂的配合比下进行合理试验配比，从中得出配制质量稳定彩色装饰砂浆的合理方案。

彩色装饰砂浆；可再分散乳胶粉；纤维素醚

0 概述

彩色装饰砂浆是一种新型的无机粉末状装饰材料，在发达国家已广泛代替涂料和瓷砖应用于建筑物的内、外墙装饰。随着我国建筑节能法律、法规和技术规程的广泛实施，外墙外保温技术得以广泛应用，这带来了外墙饰面材料应用状况的变化，对外墙配套的装饰材料，瓷砖、涂料、装饰砂浆等）也提出了新的要求。在外墙外保温系统中，由于保温隔热材料置于外墙的外侧，直接承受环境因素的影响。置于保温层外侧的抗裂防护层（薄抹灰系统厚度要求 3～6mm，厚抹面层厚度达 25～30mm。由于保温层具有很大的热阻，在热量相同的情况下，外保温抗裂防护层的温度变化速度比没有外保温时提高 8～30 倍。相关研究表明：在炎热的夏季，使用 30mm 厚 EPS（聚苯板）外保温层的抗裂防护层最高温度可达到 80℃，在持续晴天后突降暴雨所引起的表面温度变化可达到 50℃[1]。

彩色装饰砂浆是以聚合物材料作为主要添加剂，配以优质矿物骨料、填料和天然矿物颜料精制而成。涂层厚度一般在 1.5～2.5mm 之间，而普通乳胶漆漆面厚度仅为 0.1mm，因此可获得极好的质感及立体装饰效果。

0.1 彩色饰面砂浆产品特点

（1）材质轻：解决了建筑物增加重量问题。（2）柔性好：适用于圆、柱体及弧形的造型。（3）形状、大小、颜色可按用户要求定制。（4）色彩古朴装饰性强。

（5）施工简单耐久性好与基底有很强的粘结力。（6）防水、抗渗、透气、抗收缩。（7）无毒无味、绿色环保建材。

施工时，通过选择不同图形的模板、工具，施以拖、滚、刮、扭压、揉等不同手法，使墙面变化出压花、波纹、木纹等各式图案，艺术表现力强，可与自然环境、建筑风格和历史风貌更完美地融合。

0.2 彩色饰面砂浆与外墙外保温

陶瓷面砖作为外墙外保温体系做法之一，在实际工程中已经普遍采用。相比于涂料做法，陶瓷面具有很多的优点：抗撞击强度高，故特别适用于墙脚部位、首层或建筑物出入口等易受冲撞区域；耐污染性能好易擦洗；使用过程中维护费用低；可使外墙面保持清洁；耐久性好。不过陶瓷面砖作为外墙外保温饰面层也一直存在比较大的争议。

0.2.1 外墙外保温贴瓷砖存在的问题

（1）剪切力大

与涂料饰面层相比，陶瓷面砖作为饰面层的外墙外保温体系的安全性问题首先是自重。

以涂料为饰面层的外墙外保温体系自重一般不会超过10kg/m2（EPS 板与防护、外饰层），而陶瓷面砖饰面层的外墙外保温体系自重可达到 50kg/m2以上，甚至 80kg/m2，为涂料体系的 5～8 倍。

（2）透气性差

与涂饰面外墙外保温体系相比，釉面砖水蒸汽阻力非常大。北方地区高水蒸汽阻力形成的瓷砖背面的冷凝水使这种体系较之于涂饰面外墙外保温体系发生冻融破坏的几率更大。南方地区则墙体内部水份过大，室内墙面容易滋生霉菌。

（3）钢网腐蚀性大

不透气的釉面砖阻止了材料的干燥，瓷砖粘结剂、抹面胶浆（水泥基）的碱份在结合了长时间积聚的湿气后对钢丝网的损害也是比较严重，钢丝网因在潮湿环境中锈蚀而失去增强作用。

0.2.2 彩色饰面砂浆用于外保温体系的优点

彩色装饰砂浆既有有机涂料色彩丰富材质轻的特点，同时又有无机材料耐久性能好的优点。彩色饰面砂浆其主要特点如下：

（1）透气、憎水效果好

装饰砂浆具有良好的透气性和憎水性，可形成带有呼吸功能的彩色外墙装饰体系，因该产品具有良好的憎水功能，故有防潮、防渗的作用，特别适用于对憎水透气要求较高的建筑物。

（2）耐久性好

本产品是以无机材料为主要原料，涂层还具有优良的耐碱性、耐污染性和抗冲击性。因有高度的透气性能，故可避免室内的水汽和由此造成的发霉现象，用本产品制成的外墙砂浆使用寿命为 20 年以上。

（3）绿色环保、无污染

本产品原材料均是天然矿物材料，不含游离甲醛、苯等挥发性有机物，为无毒、无味、绿色环保产品。产品所用颜料系天然氧化铁矿物颜料，故耐候性和保色性非常优越，可全面保护建筑物免受自然环境、工业废气及微生物的侵蚀、破坏，从而延长建筑物的使用寿命，可有效减少二次装饰带来的资源浪费。

（4）弹性结构、可有效避免墙体开裂

产品具有良好的弹性及低收缩性，相当于在建筑物外表形成一弹性的防水隔热层。涂装后不会因天气冷热交替变化而产生开裂现象，并可承受墙体的细微裂缝。因其具备1.5～2.5mm 以上厚度的涂层，因此防水防渗效果特别好，且抗压、抗撞，不掉块，具有特别好的韧性。

（5）提高建筑使用寿命，社会效益显著

与瓷砖装饰效果相比：该做法施工速度快，比贴瓷砖做法施工效率提高 100%，比传统的瓷砖做法价格低 50%，等同于优质涂料施工。此外，由于装饰砂浆材质轻，可以减少建筑结构的负重，同时不会产生脱落，避免出现瓷砖坠落砸伤事故。装饰砂浆具有整体性，不会产生缝隙，可以避免水渗入墙体结构，可以提高建筑结构寿命。彩色饰面砂浆与其他饰面材料性能比较见表 1。

表 1 彩色饰面砂浆与其他饰面材料性能的比较

彩色饰面砂浆与外墙外保温构造装饰于一体，且施工简单，耐久性好。外观表面造型与传统的粘土砖十分相似，给人一种古朴素雅的感觉，既可以满足瓷砖装饰效果，同时又解决了普通瓷砖形式透气性差、负荷大、容易产生脱落等缺点。使保温体系具有集保温、抗裂、透气、憎水、装饰于一体的特点，比单一的不含饰面层材料的构造设计更加适合于大面积推广应用。

1 引言

据笔者了解，目前使用只含有少量聚乙烯醇且主要使用丙烯酰胺进行简单聚合得到的质量低劣的“建筑胶水”调制的外墙腻子，由于腻子膜干擦掉粉、易造成面层开裂等，严重影响涂层工程质量。同时，在该胶水中加有毒性大、气味重的防霉防腐剂对施工人员和居住者的身体健康造成危害和环境污染已逐步被人们所摒弃。在 2003 年以前，风行一时的瓷砖、马赛克曾在外墙装饰中占有一定市场，但实践表明：在长期的外界环境下，特别是北方寒冷地区，经过风吹雨打和日晒及冻融循环会使其很快陈旧、墙面污染及褪色难以更新（目前，一些工程墙体的改旧返新均采用装饰砂浆来进行处理。特别是在粘结不牢的情况下瓷砖会从高空落下，会造成人身伤亡事故）。采用装饰砂浆能赋予建筑物更加丰富的色彩质感并达到表现力丰富、立体感强的装饰效果，且由于该砂浆特殊用材使得其具有良好的耐候性及色彩持久性，能持久保护墙面不受潮湿和气候的影响。在我国，建筑材料有一个庞大的市场，每年建筑面积超过 8 亿平方米，需要大量的装饰材料和建筑材料，这将为装饰砂浆的发展提供一个广阔的市场[2]。

传统装饰砂浆主要由水泥、砂、石膏、钙粉、粘土等无机天然材料构成，为了增加色彩，掺入一定的矿物颜料，涂抹在建筑物表面进行装饰，其在欧洲国家的应用已有上百年的历史，俗称“STUCCO 涂料”[3]。随着聚合物改性砂浆技术的出现和深入发展，通过在装饰砂浆中加入可再分散乳胶粉、纤维素醚和各种添加剂，使得材料的物理力学性质特别是弹性摸量和耐久性得以显著改善和提升。在纹理和造型上既可以通过喷、抹、涂、刮、刷、梳等手法，也可以通过调节砂粒的大小和级配来完成，仿石材，仿面砖更是惟妙惟肖。

本文所研究的新型装饰砂浆，具有色彩鲜艳丰富、涂层较薄、施工性良好、耐久性好、零 VOC 等优点。尤其适用于仿面砖、石材的饰面。

2 试验部分

2.1 主要设备及原材料

主要设备为干粉混合机、砂浆搅拌机；原材料情况见表2。

表 2 试验原材料清单

2.2 制备及应用

2.2.1 装饰砂浆的制备

对填料进行筛分，然后按配方采用干粉混合机进行分散混合，控制粉末混合时间为 5～10min，以保障混合均匀性。

2.2.2 施工应用

根据施工面层要求选择加水量，以仿砖型施工为例。

（1）按水∶料=1∶4的重量比加入水，用砂浆搅拌机搅拌成均匀无颗粒糊膏状，静置 5min，再略做搅拌即可使用。

（2）在基层上刷一层由 SWE-10 配制的界面封底剂。

（3）用抹子抹于基面上 1～2mm 厚的底面装饰砂浆。

（4）底层完全干燥后，先在底层用粘线弹出一条基准直线，再弹出与其垂直的第二条直线，以此类推，可以在墙面上弹出多条平行于第一条、第二条的直线，将施工面分为多个方格，沿直线贴上分格胶带。

（5）将面层装饰砂浆刮涂在底层，厚度为 0.5～1mm，一般要求刮涂二遍，保证刮涂均匀，注意接茬痕迹。

（6）待砂浆完全干燥后，轻轻揭起胶带，并用砂纸打磨砖型毛糙边缘。

最后，在面层完成 24h 干透后，如有特殊要求，再填涂1～2 遍罩面处理剂，使其具有更好的耐候性。

3 分析与讨论

3.1 乳胶粉用量对其性能的影响

SWF-08 具有成膜性好、与基材附着力好、耐水性、耐候性优良等优点，适用于外墙用装饰砂浆中。乳胶粉用量越多，装饰砂浆中颜料体积浓度越小，涂膜中基料对颜料粒子的湿润和包覆越充分，因而提高了涂料的性能，如耐擦性、耐污染性等。表 3 为相同颜料配比、填料配比下乳胶粉用量对其性能的影响。由表 3 可见，乳胶粉的适宜用量为2%～3%。

表 3 乳胶粉用量对性能的影响

注：纤维素醚、木纤维用量为 3kg/t。

3.2 滑石粉等填料用量的影响

滑石粉的主要成分是羟基络合物，能提高材料附着力。由于滑石粉中和氧结合的镁原子在整个片状的二氧化碳之间形成层状结构，相临层之间靠弱的范德华力结合在一起，当有剪切力作用时，层间容易分离，有滑腻感，故能提高流平性，改善施工性能，并能防止颜料的沉淀结块。滑石粉还能吸收涂层的伸缩应力，免于产生裂纹和孔隙，从而增强涂层的强度，提高耐擦洗性。然而，滑石粉易粉化，需与其他填料配合。表 4 为乳胶粉用量相同的情况下，滑石粉等填料用量对材料性能影响。

由表 4 可见，调节滑石粉、高岭土和重钙用量，可得到最优填料组成。其中，第 6 组试样的耐擦洗性最佳、效果最好。

表 4 滑石粉等填料用量对性能的影响

3.3 颜料用量对性能的影响

选用颜料时可考虑其在水中的分散性和颜色的耐候性。表 5 为乳胶粉用量及其他填料、乳胶粉等配比相同的情况下，钛白粉用量对性能的影响。

表 5 钛白粉用量对于性能影响

由表 5 可见，钛白粉的最佳用量为 10%～20%。在试验过程中发现，当颜料用量小于 15%，涂层遮盖力随颜料用量增加而增强；当用量大于 20%，由于颜料分散性下降，发生团聚使着色力下降，出现发花现象。

3.4 纤维素醚用量的影响

纤维素醚为增稠保水剂，可通过改变其用量来调节砂浆干燥速度，改善成膜性。图 1、图 2 分别为其他组份不变的情况下，改变纤维素醚用量对涂层干燥时间和耐擦洗性的影响。

图 1 纤维素醚用量对涂层干燥时间影响

图 2 纤维素醚用量对涂层耐擦洗性的影响

由图 1 可见，随着纤维素醚用量增多，涂层干燥时间延长。由图 2 可见，随着纤维素醚用量增加，涂层的耐擦洗次数增加，随后趋于稳定。考虑经济成本，纤维素醚用量应为0.4%。

3.5 装饰砂浆组成优化

综合考虑成本、性能因素，新型装饰砂浆基本配方见表6。