北方严寒寒冷地区外保温防火技术抹面胶浆研究

郑成艳 戚佰冬 刘宝

摘 要：主要分析民用建筑外的保温系统及外墙装饰防火，将防火要求纳入外保温中，将对外保温系统配套材料性能要求更高。主要进行适合北方严寒寒冷地区外墙外保温防火技术的厚抹面胶浆研究，通过胶粉、水泥、砂及助剂的优化，研究出一种适合低温环境下使用的厚抹面砂浆。

关键词：防火要求;外墙外保温系统;厚抹面胶浆

中图分类号：TU761.1 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2021）28-0-03

Abstract： to analysis that the fire protection requirements of the external thermal insulation system and exterior wall decoration fire protection of civil buildings are incorporated into the external thermal insulation. The fire protection requirements will require higher performance requirements for the supporting materials of the external thermal insulation system. In the study of plastering mortar， a thick plastering mortar suitable for use in low temperature environments has been developed through the optimization of rubber powder， cement， sand and additives.

Keywords： fire protection requirements;external wall insulation system;thick plastering mortar

东北地区取暖期长达6个月，最低气温在-40～-30 ℃，建筑节能保温意义重大。国家及各省市建设管理部门对此极为重视，多次宣传外保温节能的重大意义，并出台许多支持节能保温的优惠政策。通过近几年工程实践证明，建筑外部粘贴用10 cm厚聚苯板、耐碱玻璃纤维网格布及聚合物砂浆组成的EPS保温系统可有效提高保温效果，使室内冬暖夏凉。笔者重点研究保温系统防火保护层的材料来提高其防火性能。厚质抹面胶浆由可再分散乳胶粉、石英砂和水泥配制而成，现场施工时为单组分配料，将水加入搅拌均匀即可使用，适用于各种饰面材料的装饰，也是空心砖、空心砌块外墙保温建筑的最佳选择。该产品采用的是建筑物外侧保温方式，以阻燃自熄型EPS板为保温绝热材料，用高性能粘接剂将其贴在外墙表面[1]。外覆具有耐碱性能的玻璃纤维网格布后，厚质抹面砂浆罩面、高耐候的外墙弹性涂料为饰面系统。

1 试验

1.1 试剂与材料

保护胶粉选用济南某公司生产的保护胶粉;木质纤维为东方明天公司生产的木质纤维;水泥为42.5#硅酸盐水泥;助剂包括杀菌剂和氨水助剂;颗粒为废弃聚苯板粉碎的聚苯颗粒。

1.2 试剂设备

水泥胶砂搅拌机、万能试验机、拉拔仪、扫描电镜、振动台、台秤、橡皮锤、刮刀及万能试验机。

1.3 试验方法

对不同材料配比，分别测试压剪粘接强度和拉伸粘接强度。

2 结果与讨论

2.1 胶粉掺量对砂浆粘接强度的影响

胶粉的性能、用量对结剂性能和产品价格起决定性作用。EPS外墙保温系统主要用粉状粘接剂加水制成聚合物砂浆将EPS板粘贴到水泥砂浆基面或砖墙基面，并用聚合物砂浆（配比不同）涂抹在EPS板表面，保证其对玻璃纤维网格布的粘接力及表面防水、耐冲击、耐磨损等性能。墙面粘接强度必须达到1.0 MPa以上，对EPS板粘接强度高于0.10 MPa，保证其保温效果、粘接强度及防水性。因此，粉状粘接剂及耐碱玻璃纤维网格布对墙面基层、EPS板的粘接强度必须达到技术要求，抹面层选择原胶有胶-A、胶-B、胶-C、胶-D进行试验。

用选定的可再分散乳胶粉进行用量选择试验，通常外保温抹面用聚合物砂浆含胶量（100%计算）为水泥量的10%～20%，胶粉用量越高，配制的聚合物砂浆性能越好，但会使成本增加。选择合适的胶粉用量，能够增强关系产品的性价比，提高市場竞争力，增加对玻璃纤维网格布及EPS板的渗透能力，提高拉伸粘接强度。以下进行了用量试验，其他条件相同，只改变可再分散胶粉用量，测试配制聚合物砂浆的拉伸粘接强度，结果见图1。

根据图1中数据选用12%胶粉可满足标准要求，以保证对水泥砂浆及EPS苯扳基面的粘接强度及开裂性能的要求。随着胶粉掺量的增加，粘接强度逐渐增加。

2.2 水泥种类对砂浆粘接强度的影响

抹面砂浆水泥宜选择42.5#硅酸盐水泥或42.5#普通硅酸水泥。考虑到北方严寒寒冷地区的气候特点，冬季施工宜选择42.5#早强硫铝酸盐水泥，可在-8 ℃以上养护，具有抗冻性能，试验结果见图2。

由图2可以看出低温养护条件下的粘接强度[2]。特种水泥不需要使用防冻剂，其对水泥砂浆、基面、苯板的粘接强度明显优于普通硅酸盐水泥。因此，冬季施工时宜选用特种水泥进行配比（0 ℃以上施工，-8 ℃以上养护）。而5 ℃以上气温环境，宜选用普通水泥配比，不考虑特种水泥的凝结时间。饰面层宜选用52.5#白水泥，能够随意调节饰面层颜色，添加防冻剂能确保冬季正常施工（0 ℃以上施工，-8 ℃以上养护），确保其对水泥砂浆及苯板与基面的粘接力。

2.3 砂级配对砂浆性能的影响

抹面砂漿选用烘干石英砂，确保抹面砂浆含水率低于0.5%，才能较长时间保持水泥的有效性。此外，为确保抹面砂浆对水泥砂浆及苯板的粘接强度，确保抹面层透气性、不开裂、易抹及平整性，进行了砂级配对砂浆性能的影响试验，试验结果见表1。

从表1数据可见，采用2#、3#、4#石英砂配置的抹面砂浆施工操作性较好。而1#、5#石英砂配置的抹面砂浆其平整性相对较差，且有微裂纹产生，粘接强度均满足要求。根据试验结果，综合考虑石英砂的集配2#、3#、4#较好。

2.4 助剂对砂浆柔韧性与吸水性的影响

为改善抹面砂浆对聚苯板、玻璃纤维网格布的浸润性、渗透性，聚合物水泥砂浆的保水性[3]及和易性，防止抹面层返碱性及改善外观均匀性，提高早期强度等性能，添加各种助剂进行粉状柔韧性及吸水性试验，试验结果见表2。

根据表2数据，不同胶粉掺量的普通硅酸盐水泥吸水率不同，随着胶粉粒径的不断增大，吸水率逐渐增大;随着胶粉掺量的增加，吸水率不断减少。胶粉粒径为0.5 mm时，胶粉D的用量最少，吸水率最大;胶粉B的用量最多，吸水率最小。

2.5 扫描电镜观察

采用扫描电镜观察普通水泥砂浆与掺胶粉水泥浆体养护28 d后的结构状态[4]，从微观上观察可分散微粉对抹面砂浆性能的影响，扫描图片见图3、图4。

从图3、图4可见，加入胶粉的水泥砂浆内部结构呈现连续的三维空间网状结构，水泥的水化产物呈薄膜状，其水化产物均填充到网状结构内部。胶粉的胶乳使聚合物砂浆的柔韧性得到大幅度改善，胶粉失水成膜，对水泥石中的孔隙和缺陷进行填充，水化产物和骨料充分胶结。而普通砂浆的微观结构裂隙较多，裂隙的存在降低了水泥砂浆的强度和柔韧性。

3 结语

通过对不同种类水泥、不同厂家胶粉、不同的养护条件、不同的基面等条件进行比较选择，对影响抹面砂浆性能指标的各因素进行分析，研制出一种防火性能更好的抹面砂浆。

冬季施工厚抹面胶浆宜选用特种水泥配比（0 ℃以上施工，-8 ℃以上养护），而5 ℃以上气温环境宜选用普通水泥。饰面装饰层宜选用52.5#白水泥，可以随意调节饰面层颜色，添加防冻剂能确保冬季正常施工（0 ℃以上施工，-8 ℃以上养护），确保其对水泥砂浆及苯板与基面的粘接力。

抹面砂浆各项性能指标经测试远高于相关标准的各项性能指标要求，达到了国内领先水平。

参考文献：

[1]罗立峰，黄培彦，王秉刚.聚合物改性水泥砂浆的力学性能[J].长安大学学报（自然科学版），2002（3）：26-29.

[2]谢斌.外墙外保温应用现状[J].建筑节能，2013（5）：26-28.

[3]贾明英.EPS板薄抹灰外墙外保温系统在建筑节能改造中的应用[J].建筑节能，2005（6）：41-42.

[4]CARLES-GIBERGUES A，SAUCIER F，GRANDET J，et al.New-to-old concrete bonding： Influence of sulfates type of new concrete on interface microstructure[J].Cement and Concrete Research，1993（2）：431-441.

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