外墙装饰材料在雾霾环境中的耐久性研究

陈一虹

（无锡城市职业技术学院 江苏无锡 214153）

1 研究背景

雾霾是一种大气污染，是对大气中各种悬浮颗粒物含量超标的笼统表述，包括空气中的水滴、灰尘、硫酸、硝酸等颗粒物组成的气溶胶系统[1]。2013年，“雾霾”成为年度关键词，雾霾天气已经成为整个中国不得不面对的一大环境问题[2]。雾霾现象是如今社会的研究热点，各行各业都在研究雾霾产生的各种影响以及如何抗击雾霾。对于建筑材料行业，雾霾同样产生了影响。目前，建筑行业对于雾霾的研究主要分两方面进行，一方面是如何从生产行业改进降低雾霾的产生[3]，另一方面则是企业针对雾霾现象投入大量人力物力开发研究新型建筑材料以抵抗雾霾[4]，而对于已有外墙装饰材料如何在雾霾中提高耐久性的研究尚未见。一旦该研究成功，不仅能提高各建筑物外墙装饰材料的使用寿命，还能节省大量的资金。因此，建筑材料耐久性在雾霾中的变化研究对于建材的使用具有很大的参考意义。

通过对无锡外墙材料的调研结果显示，无锡建筑物最主要的外墙材料就是外墙涂料、外墙砖和花岗石。该项目的主要工作对三种外墙材料（外墙涂料、外墙砖、花岗石）在雾霾环境中耐久性的变化，以及雾霾对三种不同外墙材料耐久性的影响区别。

2 外墙涂料在雾霾中耐久性的变化

外墙涂料，是用于涂刷建筑外立墙面的，最重要的一项指标就是抗紫外线照射，要求达到长时间照射不变色，部分外墙涂料还要求有抗水性能，要求有自涤性；漆膜要硬而平整，脏污一冲就掉；外墙涂料能用于内墙涂刷使用是因为它也具有抗水性能。

涂料耐久性的破坏特征可以分为三类：①褪色、变色、发黄；②起绉、起泡、空鼓；③开裂、剥离、脱落。所以其耐久性的因素应从以上三方面进行分析。这些破坏现象主要造成的外在原因包括太阳光辐射、大气有害物及雨水侵蚀以及施工影响。在雾霾环境中，太阳光的辐射影响和施工影响无明显变化，主要是大气有害物质及雨水侵蚀。涂膜在使用过程中，经常暴露和接触到这些有害介质，在不同程度上受到各种各样的损坏，如灰尘、油斑、污物等。这就是涂膜受到了污染，而涂膜抵抗这种污染的能力，称为耐污染性。检测的方法是，将试板暴露在大气中一定时间后，用色差仪测定涂膜暴露前后的反射值，其差值就是污染物的结果，其差值越小，耐污染性就强。试验分两个环境进行，试验一样品处于腐蚀性介质内（具体的检测方法可按《漆膜耐化学试剂性测定法》（GB1763－79））。用腐蚀性环境模拟并强化雾霾环境，检测在此种环境中时间不同所得对应的不同色差值（检测方法见《涂膜颜色的测量方法第三部分：色差计算》（GB/T11186.3-1989）），见表1。试验二在室内正常环境内，避免了雾霾中有害介质的接触，检测时间不同所得对应的不同色差值，见表2。

通过表1表2数据比较做图得图1，可以得到以下结论：①雾霾对于涂膜的污染作用十分明显。②随着时间的延长，雾霾对涂膜的破坏作用急剧上升。

3 外墙砖在雾霾中耐久性的变化

外墙砖主要用于建筑外墙的装饰和保护。外墙砖不仅装饰整个建筑物，同时因为其耐酸碱，物理化学性能稳定，对保护墙体有重要作用，还能防寒保温。因此，外墙砖耐久性尤其重要。

雾霾对外墙砖耐久性的影响主要体现在雾霾中化学物质对砖的风化作用以及导致的强度下降。试验同样分两个环境进行，试验一样品处于腐蚀性介质内模拟雾霾环境（具体的检测方法可按耐化学腐蚀性的测定（GB/T3810．13-2006，ISO10545-13：1995，IDT））检测试样受化学腐蚀后强度的变化。试验二在室内正常环境内，避免了雾霾中有害介质的接触，检测强度的变化。

表1 有害物介质内色差值

表2 普通环境介质内色差值

图1 色差值变化趋势图

通过表3表4试验数据做图，得图2、图3、图4，获得以下结论：①雾霾对于外墙砖的耐久性有影响。②随着时间的延长，雾霾的外墙砖耐久性的影响变化不明显。

表3 有害物介质内强度变化

表4 普通环境中强度变化

4 花岗石在雾霾中耐久性的变化

花岗石是一种由火山爆发的熔岩在受到相当的压力的熔融状态下隆起至地壳表层，岩浆不喷出地面，而在地底下慢慢冷却凝固后形成的构造岩，是一种深成酸性火成岩，属于岩浆岩。花岗石以石英、长石和云母为主要成分，结构致密、质地坚硬、耐酸碱、耐气候性好，可以在室外长期使用。花岗石是建筑材料中耐久性最好的之一，和外墙涂料相比，耐久性是外墙涂料的百倍。

图2 冲击强度比较图

图3 拉伸强度比较图

图4 强度变化趋势图

表5 有害物介质内强度变化

表6 普通环境中强度变化

花岗石在雾霾中耐久性的影响主要体现在大气中的有害气体侵蚀。受有害气体侵蚀后，导致石材表层的风化以及最终表层的脱落。试验同样分两个环境进行，试验一样品处于腐蚀性介质内（SGS标准测试方法：GB/T9966.6）检测试样受化学腐蚀后强度的变化，见表5。试验二在室内正常环境内，避免了雾霾中有害介质的接触，检测强度的变化，见表6。

通过一系列试验数据获得了以下结论：雾霾对于花岗石的耐久性没影响。

5 总结

三种外墙材料外墙涂料、外墙砖、石材在雾霾中耐久性影响最大的是外墙涂料，其次是外墙砖，而石材（花岗石）不受影响。