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化学添加剂在EPS板薄抹灰外墙外保温系统砂浆中的应用研究 (全文)

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2009-06-23
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化学添加剂在EPS板薄抹灰外墙外保温系统砂浆中的应用研究

摘要:介绍可再分散胶粉、纤维素醚、憎水剂等建筑化学添DiljU应用在膨胀聚苯板薄抹灰外墙外保温体系(即EIFS体系)中所涉及的砂浆产品的实验研究。实验表明,在EIFS体系粘结砂浆中,建议胶粉最佳掺量以2.5%为限,VINNAPAS 5044NVINNAPAS 5010N复配较为理想;低黏度、高改性的纤维素醚,对硬化砂浆辅助拉伸粘结强度的提高有很大的帮助;在EIFS体系抗裂抹面砂浆中胶粉VINNAPAS 5044N的掺量以大于2.5%为宜,憎水型多功能添加剂NanothixaB 1490的使用不仅赋予新拌砂浆良好的施工性,商且能够显著降低硬化后面层砂浆的吸水量。
关键词:可再分散胶粉:纤维素醚;憎水剂;拉伸粘结强度;吸水量

近几年我国建筑节能力度加大,我国的外墙外保温技术也日趋成熟,外墙外保温成套技术得到了迅速推广,尤其是EPS板薄抹灰外墙外保温体系(EIFS体系)得到了迅速的发展。EIFS体系在欧洲使用年限已超过30年,在建筑保温系统类型中占80%以上,在我国应用也有了10余年的历史。该系统所涉及的砂浆产品为粘结砂浆和EPS板抗裂抹面砂浆,针对市场上该类产品的质量差异,本文根据JG 149--2003《膨胀聚苯板薄抹灰外墙外保温系统》对该类产品的性能要求,进行不同化学添加剂对该砂浆性能影响的应用研究。
1原材料和实验方法
1.1 原材料
水泥:琉璃河 42.5级普通硅酸盐水泥;
砂:水洗石英砂,Si0:含量大于92%,粒径分布为0.1。0.5mm;
重质碳酸钙:粒径0.045 mm;
可再分散乳胶粉:VINNAPAS 5010N、VINNAPAS 5044N;
纤维素醚(MC):以MHPC和MHEC为主。MHPC一1。、MHPC一∥、MHPC一34,黏度依次递减;MHEC一1",MHEC一2#,MHEC一3”、MHEC一48,黏度依次递减,MHEC一34、MHEC-4。黏度较低,高改性。
木质纤维:Arbocel ZZC500
憎水型多功能添加剂:Nanothix B1490。

1.2 性能测试方法
参照JG 149--2003《膨胀聚苯板薄抹灰外墙外保温系统》进行测试。

2 实验结果与讨论
2.1 化学添加剂对EIFS体系粘结砂浆强度的影响
2.1.1基础配比组成
水泥:32%,砂:66%,聚合物:1.5%~3.0%,纤维素醚:0.2%。。.
2.1.2实验用材料
混凝土板:上海娄成新型建材有限公司生产的测试用标准混凝土板;
EPS板:北京塑料泡沫有限公司生产,密度为18 kg/m,,其自身的拉伸粘结强度为0.1 16 MPa。
2.1.3实验结果及分析
本实验分别研究了在粘结砂浆中单掺1种胶粉(VIN—NAPAS 5044N)、2种胶粉(VINNAPAS 5010N和VINNAPAS5044N)复配以及不同类型的MC对粘结砂浆与不同基材拉伸粘结强度的影响情况。
(1)单掺VINNAPAS 5044N对粘结砂浆与混凝土板拉伸粘结强度的影响(见图1)。

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从图1可以看出,在试验掺量范围内,粘结砂浆与混凝土板的拉伸粘结强度随VINNAPAS 5044N的掺量的增加而提高,特别是对浸水拉伸粘结强度的影响较为突出。当VIN—NAPAS 5044N胶粉掺量达到2.5%时,原强度为0.600 MPa,浸水后拉伸粘结强度为0.626 MPa。从实验结果分析,在该配方体系中,满足JG 149---2003标准规定的粘结砂浆的原强度和浸水拉伸粘结强度要求,因此,胶粉VINNAPAS 5044N最小掺量为2.5%。
(2)单掺VINNAPAS 5044N对粘结砂浆与EPS板拉伸粘结强度的影响(见图2)。

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从图2可以看出,在试验掺量范围内,粘结砂浆与EPS板的原强度和浸水拉伸粘结强度随VINNAPAS 5044N的掺量的增加而提高,当VINNAPAS 5044N胶粉掺量为2.5%时,原强度为0.102 nPa,浸水后拉伸粘结强度为0.098 MPa;当VINNA—PAS 5044N胶粉掺量为3.0%时,原强度为0.1 1 l MPa,浸水后拉伸粘结强度为0.107 MPa。从测试数据分析,满足】G 149—2003标准中规定的粘结砂浆的原强度和浸水拉伸粘结强度值不小于0.10 MPa,VINNAPAS 5044N的掺量要大于2.5%。
(3)VINNAPAS 5010N和VINNAPAS 5044N进行不同比例的复配对粘结砂浆与混凝土板拉伸粘结强度的影响(见图3)。

3.jpg

从图3可以看出,复配胶粉掺量在1.5%一2.0%时,粘结砂浆与混凝土板的拉伸粘结强度随胶粉总掺量的增加而提高;当复配胶粉掺量达到2.0%,均能满足JG 149--2003规定的粘结砂浆与混凝土板的原强度和浸水拉伸粘结强度的要求。
(4)VINNAPAS 5010N和VINNAPAS 5044N进行不同比例的复配对粘结砂浆与EPS板拉伸粘结强度的影响(见图4)。

4.jpg

从图4可以看出,EIFS体系中,粘结砂浆与EPS板的拉伸粘结强度随胶粉总掺量的增加而提高,从实验数据看出,聚合物为1.5%VINNAPAS 5010N和1.0%VINNAPAS 5044N复配砂浆与EPS板的原粘结强度为0.111 MPa,浸水后的拉伸粘结强度为0.095 MPa;聚合物为1.O%VINNAPAS 5010N和1.5%VINNAPAS 50044N复配砂浆与EPS板的原粘结强度为0.106 MPa,浸水后的拉伸粘结强度为0.104 MPa。从实验数据分析,在相同胶粉使用量上,VINNAPAS 5044N胶粉更有助于浸水后对砂浆与EPS板的拉伸粘结强度的提高。

综合上述实验,根据JG 149--2003规定的粘结砂浆与不同基材板拉伸粘结强度的性能指标,粘结砂浆既满足与混凝土板又满足与EPS板的拉伸粘结强度,性能最佳的是VINNA—PAS 5044N胶粉掺量为3.0%,从性价比考虑,在用胶量为2.5%时,聚合物采用1.5%VINNAPAS 5044N和1.0%VINNAPAS5010N复配,比单一用2.5%VINNAPAS 5044N胶粉更理想。
(5)在EIFS体系粘结砂浆中,掺2.5%VINNAPAS 5044N和不同类型的MC对混凝土板拉伸粘结强度的影响(见图5)。

5.jpg

从图5可以看出,EIFS体系粘结砂浆中,不同牌号、不同黏度的MC,对砂浆与混凝土板的辅助拉伸粘结强度存在着差异性,但无论是MHEC还是MHPC,在相同掺量下,对砂浆的辅助粘结强度没有规律可寻。对于掺较低黏度、高改性HEMC(HEMC一3*、HEMC一4勺粘结砂浆,砂浆与混凝土板浸水后的辅助拉仲粘结强度最高,分别达到O.90 MPa和0.73 MPao该类MC对浸水后的拉伸粘结强度的增长帮助较大。
(6)在EIFS体系粘结砂浆中,掺2.5%VINNAPAS 5044N和不同类型的MC对砂浆与EPS板拉伸粘结强度的影响(见图6)。

6.jpg

从图6可以看出,在EIFS体系粘结砂浆中,不同牌号不同黏度的MC,对砂浆与EPS板的拉伸粘结强度随MC黏度的降低,浸水后拉伸粘结强度略呈现增加趋势。综合上述实验,低黏度、高改性MC对砂浆与不同基材的拉伸粘结强度帮助更大。
2.2化学添加剂对EIFS体系抗裂抹面砂浆
性能的研究
2.2.1基础配比组成
水泥:28%,砂:67%,重质碳酸钙:5%,VINNAPAS 5044N:2.0%一3.0%,MC:0.2%。
针对EIFS体系面层砂浆的特殊性,本实验的可再分散乳胶粉只用了丁≥一7℃,柔韧性较好的VINNAPAS 5044N。
2.2.2实验用材料
混凝土板:上海娄成新型建材有限公司生产的测试用标准
混凝土板;EPS板:北京塑料泡沫有限公司生产,密度为25 kg/m3,其自身的拉伸粘结强度为0.228 MPa。

2.2.3实验结果
分别研究了不同掺量的VINNAPAS 5044N胶粉对抗裂抹面砂浆与不同基材拉伸粘结强度的影响,以及使用憎水型多功能添加剂Nanothixa B1490对砂浆面层吸水量和对EPS板拉伸粘结强度的影响情况。
(1)在EIFS体系抗裂抹面砂浆中不同掺量胶粉对砂浆与

EPs板拉伸粘结强度的影响(见图7)。
从图7中可以看出,在EIFS体系抗裂抹面砂浆中,随着VINNAPAS 5044N的增加,砂浆与EPS板拉伸粘结强度(包括原强度和浸水后拉伸粘结强度)增加,冻融循环后的拉伸粘结强度都较高,变化不大。由于该组测试用EPS板自身的拉伸粘结强度较高,掺
2.2%的VINNAPAS 5044N也能满足JG 149--2003规定的面层砂浆与EPS板的原强度和浸水拉伸粘结强度不小于0.1 MPa性能要求。但该掺量下EPS板的破坏面积较小,从材料使用的安全性考虑,VINNAPAS 5044N的掺量以大于2.5%为宜。

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(2)在EIFS体系抗裂抹面砂浆中不同掺量胶粉对面层砂浆吸水量的影响(见图8)。

8.jpg

从图8中可以看出,在EIFS体系抗裂抹面砂浆中,随着VINNAPAS 5044N用量的增加,面层砂浆的吸水量逐渐降低。掺3%VINNAPAS 5044N时,在没有使用憎水功能胶粉的情况下,24 h面层吸水量为980 g/m2,依然不能满足标准规定的面层砂浆吸水量24 h控制500 g/m2以内的要求,如果配方设计中不采用具有憎水性功能的胶粉进行复配,建议添加憎水剂,以达到降低面层吸水量的要求。
(3)EIFS体系抗裂抹面砂浆中,不同掺量的憎水型多功能添加剂Nanothixa B1490对面层砂浆吸水量的影响见图9。
实验配比组成:水泥:28%,砂:67%,
重质碳酸钙:5%,
VINNAPAS 5044N:2.5%,MC:0.2%,Arbocel ZZC500:0.3%。

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从图9中可以看出,在EIFS体系抗裂抹面砂浆中,随着憎水型多功能添加剂Nanothixa B1490掺量的增加,面层砂浆
的吸水量显著降低。当Nanothixa B1490掺量为0.2%时,面层砂浆24 h吸水量为337 g/m2,完全能够满足JG 149---2003规
定的面层砂浆吸水量要求。
(4)EIFS体系抗裂抹面砂浆中,不同掺量的憎水型多功能添加剂Nanothixa B1490对面层砂浆与EPS板拉伸粘结强度的影响见图10。其实验配比同(3)。

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从图10中可以看出,在EIFS体系抗裂抹面砂浆中,随着憎水型多功能添加剂Nanothixa B1490.掺量的增加,对面层砂浆的浸水拉伸粘结强度有明显的改善作用。综合上述实验,EIFS体系的面层砂浆在本测试配方中,添加0.2%Nanothixa B1490不仅能够满足JG 149--2003规定的面层砂浆吸水量的要求,而且对面层砂浆与EPS板的浸水粘结强度的提高有很大的帮助。
3 结语
(1)在EIFS体系粘结砂浆中,1.5%VINNAPAS 5044N和1.0%VINNAPAS 5010N 2种胶粉复配,对提高砂浆与基材的拉伸粘结强度效果明显。
(2)在EIFS体系粘结砂浆中,低黏度、高改性的MC对满足新拌砂浆改善施工性,延长开放时间,以及硬化砂浆辅助拉伸粘结强度的提高均有很大的帮助。
(3)EIFS体系面层砂浆,从材料的柔性和高抗冲击性以及长期的耐候性考虑,选择VINNAPAS 5044N胶粉,从材料的综合性能考虑其掺量以大于2.5%为宜。
(4)在面层砂浆配比中,憎水型多功能添加剂NanothixaB1490对降低硬化砂浆面层吸水量非常明显。在本试验中掺O.2%Nanothixa B1490能满足JG 149--2003对面层砂浆吸水量的要求。又因其特殊的流变性,可改善新拌砂浆的施工性,便于面层砂浆的找平,适合新拌砂浆的二次涂抹找平,节省施工时问,提高工作效率。Nanothixa B1490的多重功能性特别适合在面层砂浆中使用。

Nanothix B1490 质量指标 英文

PB Nanothix B1490 xujiang.jpg
 

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