岩棉板外保温用聚合物砂浆检验方法研究

杨永恒 曹万智 王洪镇 甘季中

（1西北民族大学土木工程学院，甘肃 兰州 730124；2甘肃省新型建材与建筑节能重点实验室，甘肃 兰州 730124；3兰州民大土木工程科技有限公司，甘肃 兰州 730124）

0 前言

节约能源是我国的基本国策，建筑节能是我国节能工作的重要组成部分。建筑外墙外保温发展至今已有二十多年，外墙保温材料不断出新，各领风骚。近年来，由于建筑外墙外保温火灾频繁，致使对保温材料的燃烧性能的要求不断提高。岩棉板由于有较好的耐火性能，属于A级不燃材料，也有较好的绝热性能，导热系数和模塑聚苯乙烯泡沫板相当，因此被行业大范围使用，从设计到施工，因避免了火灾隐患而使消防审查和验收无压力。行业和地方相继出台了岩棉板外墙外保温有关的规范，如JG/T483-2015《岩棉薄抹灰外墙外保温系统材料》[1]、JGJ/T480-2019《岩棉薄抹灰外墙外保温工程技术标准》[2]和各地方性岩棉外墙外保温系统应用技术规程（例如安徽DB34/T 1859-2013，甘肃DB62/T 3074-2019），给岩棉外保温的应用和验收提供了保障。但是，这些规范对系统所用聚合物砂浆（胶粘剂、抹面胶浆）与岩棉保温板的拉伸粘结性能规定了用岩棉板或岩棉条做试板进行检验，而没有对做试板的岩棉板提出要求。在目前还没有其他标准规范检验岩棉板外墙外保温薄抹灰用聚合物砂浆的情况下，仅此方法检验聚合物砂浆在一定程度上弱化了聚合物砂浆的性能，使得砂浆很容易达标，从实践和试验可以知道，即使普通砂浆也可以是拉伸粘结的破坏界面在岩棉板内。

1 砂浆与岩棉板粘结的分析与验证

聚合物砂浆是在建筑砂浆中加入聚合物（可分散胶粉），从而使砂浆性能得到大的改善。其中，聚合物作为有机粘结材料与砂浆中的水泥或石膏等无机粘结材料完美地组合在一起，大大提高了砂浆的粘结强度、柔性、抗裂、保水等性能，特别是改善了水泥砂浆和有机保温材料之间的可粘性。聚合物砂浆因为有着这一系列的优异性，和普通水泥砂浆相比，即使薄抹灰也不会开裂和起皮。所以，聚合物砂浆已经成熟用于外墙外保温薄抹灰系统。

聚合物砂浆的性能很大程度上取决于聚合物的掺量，聚合物价格较高，其掺量是决定聚合物砂浆成本的主要因素，伪劣产品首先是从降低聚合物的掺量着手的。因此，从某种意义来说，聚合物砂浆的检验其实就是检验其中聚合物的掺量是否能达到改善砂浆各性能的要求。但是，用岩棉板或岩棉条做试板不能检出聚合物掺量是否能改善砂浆的各性能。

1）岩棉是石质无机材料制品，天然和水泥砂浆有良好的亲和力，可粘性较强，聚合物的掺量对其粘结性能贡献体现不出来，即使用普通砂浆，也能使破坏界面在岩棉板上。

2）岩棉板或岩棉条表面疏松，对水泥砂浆来说有一定的渗透性，可以增强界面的粘结能力，能充分发挥水泥砂浆的粘结性，所以聚合物加入的效应不明显。

3）岩棉板的生产工艺决定了岩棉在整体上可以视作匀质，但从局部小范围来看并非匀质，用岩棉板做试板，在粘结面只有40×40mm的条件下，数据的离散性是比较大的。

4）试验验证

配制1：2.5的水泥砂浆作为基础砂浆，按递增的方式在基础砂浆里加入聚合物（三维可分散胶粉），制成聚合物掺量不同的聚合物砂浆，用同一块岩棉板（容重142kg/m3，厚度30mm）切裁的100mm×100mm小板做试板，砂浆在岩棉板表面成型面积40mm×40mm，厚度3-5mm，测试不同聚合物掺量砂浆的拉伸粘结强度，并观察破坏界面。

聚合物掺入量分别设定为6kg/吨、9kg/吨、12kg/吨、15kg/吨、18kg/吨。拉拔力数据如表1，拉伸粘结强度计算如表2，破坏界面如图1。

表1 拉拔力数据（与岩棉板）

表2 拉伸粘结强度（与岩棉板）

图1 破坏界面

5）试验分析

①从图1可以看出，无论砂浆加不加聚合物，加入量多少，都会使破坏界面在岩棉板上。

②从表1、表2可以看出，聚合物的添加对砂浆拉伸粘结强度没有影响，数据的大小变化完全是由岩棉板决定的。

③从表1、表2可以看出，不管是同组数据还是不同组数据，都有很大的离散性，说明从局部来看，岩棉板的均匀性是比较差的。

聚合物的加入量对砂浆和岩棉板的拉伸粘结强度没有显著的影响，即使是不掺加聚合物的基础砂浆也和岩棉板有良好的粘结，也能使破坏界面在岩棉板上，据此不可能检验砂浆的优劣，因此这样的规定远远偏离了标准制定的初衷。

2 砂浆与聚苯板粘结的分析与验证

聚苯板是由有机聚苯乙烯树脂粒料膨化后模压成型的绝热保温材料，是最早用于外墙保温的保温材料。聚苯板性能稳定，均匀性好，切裁方便。

有机保温材料和无机砂浆粘结不友好，而掺加了聚合物的聚合物砂浆，其与聚苯板的粘结性能得到了改善，当砂浆中聚合物达到一定的使用量，就可以保证砂浆和聚苯板的拉伸粘结强度满足要求，并使破坏界面在聚苯板上。

按照和岩棉板验证试验相同的方法，用（18±0.2）kg/m3的聚苯板做试板进行聚苯板和砂浆的拉伸粘结强度试验，可以发现聚合物的添加量对砂浆拉伸粘结强度和破坏界面的影响。拉拔力数据如表3，拉伸粘结强度计算如表4，破坏界面如图2。

表3 拉拔力数据汇总（与聚苯板）

表4 拉伸粘结强度（与聚苯板）

图2 破坏界面（与聚苯板）

由表3、表4和图2可以看出，用聚苯板做试板，砂浆的粘结和破坏界面与聚合物的使用量有比较明显的相关性，只有当聚合物掺加量达到一定量，才能使破坏界面在聚苯板上。依试验结果和行业公认，只有聚合物添加量达到12kg/m3以上，才能绝对保证拉伸粘结强度满足要求，使破坏界面在聚苯板上，并同时满足聚合物砂浆的其他性能，才能用于薄抹灰系统。

3 合理的检验方法

目前，外墙外保温常用保温材料从用量来说基本有岩棉板、模塑聚苯板、挤塑聚苯板以及其他改性聚苯板，挤塑板粘结界面不友好，使用时要用到界面剂，不适合做聚合物砂浆的拉伸粘结强度的试板。通过对岩棉板和聚苯板与聚合物砂浆粘结的分析和拉伸粘结强度的试验验证可知，用聚苯板做试板来检验聚合物砂浆粘结性能最能体现聚合物砂浆粘结性能的优劣。

JC/T992-2006《墙体保温用膨胀聚苯乙烯板胶粘剂》〔3〕、JC/T993-2006《外墙外保温用膨胀聚苯乙烯板抹面胶浆》〔4〕中规定用表观密度（18±0.2）kg/m3的模塑聚苯乙烯板做试板检验聚合物砂浆的拉伸粘结强度。依多年的检验经验，JC/T992-2006和JC/T993-2006所规定的聚合物砂浆适用于不同材料的外墙外保温薄抹灰系统。只是这两个标准制定时，国内基本只有膨胀聚苯板薄抹灰系统一种，所以标准只针对膨胀聚苯板外墙保温薄抹灰系统，多年来没有进行过修订，使得其使用有一定的局限性，但从应用的合理性、适用性来说，可以参照执行。

4 结论

1）标准的制定要依据客观实际情况和条件，要建立在试验验证的基础上，使标准起到逐劣存良的作用。

2）JC/T992-2006《墙体保温用膨胀聚苯乙烯板胶粘剂》、JC/T993-2006《外墙外保温用膨胀聚苯乙烯板抹面胶浆》标准虽然是特定系统（膨胀聚苯板薄抹灰系统）的材料标准，但其对聚合物砂浆性能规定和试验方法对外墙外保温薄抹灰系统有比较好的适用性，无论是对于挤塑板、岩棉板和其他保温材料的薄抹灰系统。