改性无机粉复合建筑饰面片材在外立面改造中的应用*

周冬英，潘晓燕，顾高丽，余 俊，汤永净,3

(1.浙江上嘉建设有限公司，浙江 嘉兴 314001；2.同济大学浙江学院，浙江 嘉兴 314051；3.同济大学土木工程学院，上海 200092)

0 引言

改性无机粉复合建筑饰面片材在国家提倡绿色、节能、环保的大背景下应运而生，除具有环保、安全、经济等优势外，在外观效果上可替代瓷砖。因此，改性无机粉复合建筑饰面片材也被称为仿古青砖MCM(modified china materials)片材，如图1所示。MCM片材具有自重小、黏结能力好、拒水透气性能好、柔韧性好的特点，可克服传统陶瓷饰面材料柔韧性差的缺点，且可直接黏结在既有建筑饰面层或新建建筑墙面上，施工工艺简单，成本低，工期短[1-3]。

图1 MCM片材

MCM片材是以普通砂土(包括淤泥、建筑垃圾等无机材料)为原料，经干燥、粉碎、分类混合后，采用表面活性剂改性得到具有极好可塑性的无机粉料，再加入适量水溶性聚合物乳液，采用特制温度控制造型系统成型、烘烤、辐照交联，形成具有柔性的建筑饰面片材[4]。

1 试验方法与结果分析

1.1 微观形貌

选用JSM-IT500型电镜扫描仪观察仿古青砖MCM片材微观形貌，使用导电胶制样，并用导电胶粘贴片材碎块，然后将片材压碎，再在其表面喷金，进行形貌观察及能谱分析。

仿古青砖MCM片材微观形貌如图2所示。由图2a，2b可知，部分不规则形状的固体颗粒被大片基体包裹，并形成网状结构。粒径较小的固体颗粒是片材中的主要组成无机粉料。成片基体无固定形状，是片材中的聚合物。由图2c，2d可知，在部分裂缝处，聚合物基体被拉长成纤维状，并连接裂缝两侧，这表明具有一定变形能力的聚合物保证了片材良好的柔韧性。

图2 仿古青砖MCM片材微观形貌

1.2 能谱分析

对图2b某部位进行EDS(energy dispersive spectrum)能谱分析，结果如图3所示。仿古青砖MCM片材中C，O，Mg，Al，Si，Ca，Fe质量分数分别为22.11%，45.23%，11.81%，0.38%，0.74%，19.35%，0.38%，可知片材中含有较多的O，C，Ca，Mg，含有少量的Si，Al，Fe。

图3 仿古青砖MCM片材EDS能谱曲线

1.3 矿物组成

采用DX-2700BH型X射线衍射仪对仿古青砖MCM片材进行结构分析，射线源选用Cu Kα辐射(波长为0.154 18nm)，扫描方式为步进扫描，范围为10°～70°，步进角度为0.03°，管电压40kV，管电流30mA。

仿古青砖MCM片材矿物组成分析结果如图4所示。由图4可知，片材无机组成物主要以铁白云石和石英的形式存在。

图4 仿古青砖MCM片材矿物组成分析结果

1.4 热学性能

采用DSC/TGA Discovery SDT 650型同步热分析仪，将仿古青砖MCM片材从室温升至1 000℃，对其热学性能进行分析。升温速率10℃/min，分析气氛为空气，流速为20mL/min。

仿古青砖MCM片材热学性能分析结果如图5所示。由图5可知，在340℃附近，DSC扫描热量分析曲线出现向上的小放热峰；在500℃附近，TG热重分析曲线出现向下的失重台阶，失重率约5.1%，这是由片材中少量的有机物发生燃烧所致；温度升至600℃以上，扫描热量分析与热重分析曲线均出现明显的向下吸热峰和大失重台阶，失重率最大约43.8%，这是由碳酸盐铁白云石的吸热分解所致。综上所述，仿古青砖MCM片材具有良好的耐热性，在600℃以下基本可保持稳定。

图5 仿古青砖MCM片材热学性能分析结果

2 工程应用

嘉兴市政府对老城区建筑进行了外立面改造，改造时部分建筑外立面选用了仿古青砖MCM片材，从建筑表观上恢复了嘉兴市历史上的民国风格和江南风貌，如图6所示。

图6 仿古青砖MCM片材外立面改造

仿古青砖MCM片材外立面施工需符合CECS 376∶2014《改性无机粉复合建筑饰面片材应用技术规程》[5]的要求。

2.1 进场验收

仿古青砖MCM片材及配套材料进场时，须具有出厂检验报告和产品合格证，并进行进场验收，复查片材规格、尺寸、外观等指标。

2.2 施工准备

施工准备包括施工环境、施工材料及机具准备。施工环境温度为5～40℃，夏季施工时避免暴晒，恶劣天气(5级及以上大风、雨、雪天气)不得施工。施工期间采取有效措施，避免高处落水及雨水冲刷墙面。根据工程实际情况选用合适的胶粘剂，施工前检验胶粘剂胶结力。验收完毕后，对找平、粘贴及勾缝材料进行试配，施工时确保基底材料干燥，现场采用同基底材料、同工艺制作小面积样板墙面，并进行现场黏结强度检验。经检验合格后进行大面积施工，现场检验仿古青砖MCM片材与外墙基材黏结强度≥0.2MPa。

2.3 施工关键技术

施工流程为：基层处理与验收→试排与弹线→粘贴仿古青砖MCM片材→清缝、填缝、勾缝→清洗保养。

基层处理与验收前，对粘贴基层、预埋件、连接节点及防水层等隐蔽工程质量进行检查验收，需符合GB 50210—2018《建筑装饰装修工程质量验收规范》[6]对一般抹灰工程的普通抹灰要求。基层含水率控制为<10%。当仿古青砖MCM片材直接粘贴在旧饰面层上时，旧饰面层处理需符合《改性无机粉复合建筑饰面片材应用技术规程》的相关规定。

嘉兴市老城区建筑外立面多采用马赛克或涂料，当旧饰面层采用马赛克时，先铲除饰面层空鼓、开裂、松动、剥落部分，并用聚合物水泥砂浆修补找平，再用界面剂对整个基层进行拉毛处理。当旧饰面层采用涂料时，铲除涂料松动、空鼓、粉化部位及不耐水腻子，并用聚合物水泥砂浆修补找平，再用水泥基防水涂料界面剂对整个基层进行拉毛处理。

依据技术设计要求和施工模数在墙面上按横、竖方向排列面砖，保证缝隙均匀，控制门窗洞口、装饰线条等在墙面的位置。根据材料尺寸，按试排效果和模数弹出垂直线和水平线，以此作为粘贴控制线，再弹出分块框线和方格网基线。

采用专业胶粘剂自上而下粘贴，当软瓷面砖规格为300mm×300mm(长×宽)及以内时，采用软瓷面砖背面满刮浆工艺，刮浆厚度约4mm。当软瓷面砖规格为600mm×600mm(长×宽)及以上时，采用软瓷面砖背面和墙面双面满刮浆工艺，刮浆厚度约3mm。黏结层初凝前，可适当调整面砖位置和灰缝宽度。黏结层初凝后，严禁扰动已粘贴的软瓷面砖。

阳角必须挂线，采用搭角方式，统一搭角方向，浆铺到搭接位置。阴角处理采用右搭或左搭的方式，搭边相对平整。

清缝作业须在片材粘贴完成后、胶粘剂初凝前完成，粘贴后及时清理。填缝料适当收水后，未干前(根据天气情况由施工人员掌握)采用直径较缝宽大2～4mm的光圆钢筋进行勾缝。勾缝时自上而下，先短缝后长缝。采用非密拼的留缝方式，勾缝处理时采用单组分勾缝剂(具有防泛碱功能的软瓷面砖专业勾缝剂)，搅拌方式同胶粘剂。

当胶粘剂或填缝料污染板面时，可用灰刀轻轻剔除，并辅以干海绵或干毛巾轻擦，切忌不能湿刮湿擦。如整体出现脏污现象，需提前进行局部小样试验，确认后再进行大面积作业。

仿古青砖MCM片材施工质量验收包括检测外观质量、表面平整度和垂直度、接缝质量等，需满足相关规范要求。

3 结语

通过电镜扫描仪、X射线衍射仪、同步热分析仪分析了仿古青砖MCM片材微观形貌、矿物组成及热学性能，验证了仿古青砖MCM片材特性，即具有高分子材料柔韧性。仿古青砖MCM片材克服了传统陶瓷材料存在的安全隐患，且适用范围广，施工简单。改性无机粉可制成任意形状和形式，如片状、块状、卷状、型材等。仿古青砖MCM片材在嘉兴老城区建筑外立面改造中的应用，使嘉兴再现历史城市之美，为类似工程应用提供了参考。