[摘要]对双组分聚合物砂浆中乳液品种的选择、聚灰比和灰砂比对水泥砂浆试块、EPS泡沫聚苯板和不同界面形式的XPS挤塑聚苯板的拉伸粘结性能进行了分析。
[关键词]聚合物乳液;双组分砂浆;拉伸粘结强度
[中图分类号]TU526.826[文献标识码]A [文章编号]1002 8498(2004)08 0031 03
Influence of Polymer Latex to Stretching Adhesive Performance of External Wall Insulation Mortar
SHI Pei-long,GAO Jing-lin,LIU Xing-ya
(Sidajianmao Company, Construction Research Head Institute, China Metallurgy Group, Beijing 100088,China)
Abstract:In this article, Authors analyze stretching adhesive performance between two-component polymer mortar and cement mortar test cube, EPS boards and XPS boards under different latex category, different ratio of polymer cement, different ratio of cement sand.
Keywords: polymer latex; two component mortar; stretching adhesive strength
[收稿日期]2004 01 13
[作者简介]石培龙(1979—),男,甘肃民勤人,中冶集团建筑研究总院思达建茂公司助理工程师,北京西土城路33号100088,电话
010)80724971
干混砂浆的使用过程中暴露出一些问题:①胶粉价格过高,砂浆没有竞争优势;②品种单一,目前只有乙酸乙烯酯 乙烯共聚物(VAE)类产品,防水性能差;③干混砂浆对挤塑板(XPS)的粘结表现差。
为了弥补干混砂浆的不足以适应当今市场多层次需求,本文从乳液对外墙保温聚合物砂浆拉伸粘结性能的影响入手,讨论了不同乳液与水泥砂浆的匹配、乙酸乙烯酯 乙烯共聚物(VAE)和苯乙烯 丙烯酸脂乳液对砂浆粘结性能的影响,从而提出了用VAE乳液砂浆粘结膨胀泡沫聚苯板(EPS)、用苯丙乳液砂浆粘结不同硬度挤塑聚苯板(XPS)的系列实用方案。
1 乳液
1.1 乳液的采集
为了尽可能广泛地比较不同乳液对砂浆性能的影响,笔者在北京地区采集了8个型号的乳液:其中国外厂家3种、国内厂家5种。从聚合物单体分:乙烯 聚醋酸乙烯类1种(简称VAE),编号为B7;丙烯酸脂类3种（称纯丙),编号为B2、C4、BA;苯乙烯 丙烯酸脂类4种（简称苯丙),编号为C6、S4、BM、BTS。
1.2乳液与砂浆的试配
为确定乳液对砂浆拉伸粘结性能的基本影响,并简单比较乳液与可再分散胶粉的差别,笔者使用本公司E40配方配制的干混聚合物砂浆,用不同的乳液取代可再分散胶粉,然后进行砂浆拉伸粘结强度的测量。
试验依据和方法为《外墙外保温用聚合物砂浆质 量检验标准》DBJ01 63 2002。
主要原料为·O42.5普硅水泥;70～140目石英砂;EPS聚苯板,容重为18kg m3;XPS聚苯板,毛面(H1)、光面(H2);8种乳液及其他添加剂。聚灰比取0.25。试验结果如表1所示。
1.3 乳液的筛选
表1中BM、BA很快破乳;C4虽未破乳但砂浆硬化 快,不能保证2h的可操作时间,故首先排除。对其余5种进行性能对比:①在与水泥试块(CEM)的粘结过程中,其拉伸强度R(B7)>R(S4)>R(BTS)>R(C6)>R(B2);②在与EPS的粘结过程中,其拉伸强度均满足R≥0.1MPa,且聚苯板被破坏的标准;③在与毛面XPS板(H1)的粘结过程中,其拉伸强度R(S4)>R(C6)>R(B2)>R(BTS)>R(B7);④在与光面XPS板(H2)的粘结过程中,其拉伸强度R(S4)>R(C6)>R(B7)>R(B2)>R(BTS)。
考虑到产品供货渠道和价格的因素,初步选择B7与C6作为进一步试验的样本。
2 乳液对砂浆拉伸粘结性能的影响
试验结果如表2所示。
综合评定:
(1)两种乳液配制的砂浆其共同点为拉伸粘结强度与水泥及乳液的掺量成正比,这点与掺加可再分散胶粉的聚合物砂浆一致。
(2)本文所选灰砂比和聚灰比范围内2种砂浆均能满足DBJ01 63 2002标准规定的对水泥试块和EPS板的粘结要求。其中B7乳液砂浆对水泥试块的常态拉伸强度为1.36～2.33MPa,对EPS板的常态拉伸强度为0.14～0.16MPa;C6乳液砂浆对水泥试块的常态拉伸强度为1.37～2.33MPa,对EPS板的常态拉伸强度为0.13～0.21MPa。
(3)在同等灰砂比和聚灰比条件下C6砂浆对XPS板的粘结性能高于B7砂浆,在某些情况下高出0.10MPa左右。
根据以上性能可将价格较低的B7乳液砂浆用于对EPS板的粘结、价格较高的C6乳液砂浆用于对XPS
3.1 针对EPS板的粘结
3.1.1 目的、方法和路径
(1)目的 研制一种与本公司现有外墙外保温干混聚合物砂浆(A30粘结砂浆和E40抹面砂浆)性能相近但成本更为低廉的双组分砂浆。主要应于使用EPS板的保温工程。
(2)方法 用B7乳液替代原配方中的可再分散胶粉。
(3)路径 在聚灰比0.085～0.13范围内寻找满足性能的胶掺量。
3.1.2 试验
在B7中添加相应的防水组分后在聚灰比0.085-0.13范围内进行试验。其结果如表3所示。
表4的数据看,这组配方可以满足DBJ01-63-2002标准对拉伸粘结强度各项指标的要求,在这组配方的基础上我们已经开发出适用于EPS板粘贴的外墙外保温聚合物砂浆。
3.2 针对XPS板的粘结
3.2.1 目的、方法和路径
(1)目的 研制一组可满足对不同XPS挤塑板的粘结需要的双组分砂浆。主要用于使用XPS板的保温工程。
(2)方法 用C6乳液替代原配方中的可再分散胶粉。
(3)路径 在聚灰比0.085～0.625范围内寻找满足性能的胶掺量。与XPS板的拉伸粘结强度设3个目标段:0.1～0.2MPa;0.2～0.35MPa;0.35～0.5MPa。
3.2.2 试验(见表5)
3.2.3 通用定型配方
在上述试验的基础上选合适的配合比定型为通用型配方，其结果如表6所示。
4 双组分聚合物砂浆在XPS板保温施工时的解决方案
4.1 5种XPS聚苯板性能比较
为实施该方案,首先采集了5种市售XPS聚苯板。除已选用过的H1和H2外还有XL、OK和DLB3种板。并将其密度、表面光洁情况和拉伸破坏值列于表7中,以利于比较。
由于DBJ01 63 2002标准只规定了砂浆粘结EPS板的拉伸粘结强度(R≥0.1MPa且聚苯板被破坏),而没有规定对XPS的粘结指标,致使我们在粘结XPS板的施工中处于很尴尬的境地,因为XPS板的材质和界面与EPS板差异很大,其板材被破坏的临界值各不一样,但都大大高于标准中规定的R≥0.1MPa。如仅仅达到R=0.1～0.2MPa的拉伸强度,则粘到墙上的保温板很容易被负责工程验收的监理人员扒开并以不合格论处;如果机械地照搬标准中拉伸粘结强度R≥ 0.1MPa且聚苯板被破坏的条文,一是设计用来粘结EPS板的聚合物砂浆达不到更高的粘结强度,二是即使R达到0.3MPa以上时,聚苯板仍未破坏,还是难以说服监理通过验收。
4.2 入门方案
将砂浆与XPS板的拉伸粘结强度R设计在0.1～ 0.2MPa内,一般粘结时控制在0.15～0.22MPa。工程验收时H1、DLB粘结稍牢,H2和OK板可能从墙上被扒下。对此结果应事先与监理公司沟通并得到认可。
4.3 通用方案
R设计在0.2～0.35MPa内,工程验收时较软的板,如H2和OK板有可能被拉断,而较硬的板则很难被扒下。从技术角度可顺利通过验收。
4.4 高级方案
R设计值在0.35～0.5MPa,可将5种XPS板全部拉断。符合DBJ01 63 2002中R≥0.1MPa且聚苯板被破坏的条文。在需要将H1、DLB和XL拉断时可使用该方案。
5 结语
采用聚合物乳液的双组分外墙外保温砂浆其价格低、防水性能好、低温结膜硬化快、粘结强度高。使用VAE乳液的低端产品与使用VAE胶粉的干混砂浆相比其性能相当,但原料成本可节省20%～25%;使用苯丙乳液的中、高端产品其自身的防水性能优异、对XPS聚苯板的粘结好,可满足不同等级的粘结要求。当然,双组分砂浆在生产、贮存和施工上的不便也严重制约了它的发展。只有了解双组分砂浆的特点,在施工中正确、合理地使用不同的砂浆才能达到事半功倍的目的。
[关键词]聚合物乳液;双组分砂浆;拉伸粘结强度
[中图分类号]TU526.826[文献标识码]A [文章编号]1002 8498(2004)08 0031 03
Influence of Polymer Latex to Stretching Adhesive Performance of External Wall Insulation Mortar
SHI Pei-long,GAO Jing-lin,LIU Xing-ya
(Sidajianmao Company, Construction Research Head Institute, China Metallurgy Group, Beijing 100088,China)
Abstract:In this article, Authors analyze stretching adhesive performance between two-component polymer mortar and cement mortar test cube, EPS boards and XPS boards under different latex category, different ratio of polymer cement, different ratio of cement sand.
Keywords: polymer latex; two component mortar; stretching adhesive strength
[收稿日期]2004 01 13
[作者简介]石培龙(1979—),男,甘肃民勤人,中冶集团建筑研究总院思达建茂公司助理工程师,北京西土城路33号100088,电话
010)80724971干混砂浆的使用过程中暴露出一些问题:①胶粉价格过高,砂浆没有竞争优势;②品种单一,目前只有乙酸乙烯酯 乙烯共聚物(VAE)类产品,防水性能差;③干混砂浆对挤塑板(XPS)的粘结表现差。
为了弥补干混砂浆的不足以适应当今市场多层次需求,本文从乳液对外墙保温聚合物砂浆拉伸粘结性能的影响入手,讨论了不同乳液与水泥砂浆的匹配、乙酸乙烯酯 乙烯共聚物(VAE)和苯乙烯 丙烯酸脂乳液对砂浆粘结性能的影响,从而提出了用VAE乳液砂浆粘结膨胀泡沫聚苯板(EPS)、用苯丙乳液砂浆粘结不同硬度挤塑聚苯板(XPS)的系列实用方案。
1 乳液
1.1 乳液的采集
为了尽可能广泛地比较不同乳液对砂浆性能的影响,笔者在北京地区采集了8个型号的乳液:其中国外厂家3种、国内厂家5种。从聚合物单体分:乙烯 聚醋酸乙烯类1种(简称VAE),编号为B7;丙烯酸脂类3种（称纯丙),编号为B2、C4、BA;苯乙烯 丙烯酸脂类4种（简称苯丙),编号为C6、S4、BM、BTS。
1.2乳液与砂浆的试配
为确定乳液对砂浆拉伸粘结性能的基本影响,并简单比较乳液与可再分散胶粉的差别,笔者使用本公司E40配方配制的干混聚合物砂浆,用不同的乳液取代可再分散胶粉,然后进行砂浆拉伸粘结强度的测量。
试验依据和方法为《外墙外保温用聚合物砂浆质 量检验标准》DBJ01 63 2002。
主要原料为
·O42.5普硅水泥;70～140目石英砂;EPS聚苯板,容重为18kg m3;XPS聚苯板,毛面(H1)、光面(H2);8种乳液及其他添加剂。聚灰比取0.25。试验结果如表1所示。1.3 乳液的筛选
表1中BM、BA很快破乳;C4虽未破乳但砂浆硬化 快,不能保证2h的可操作时间,故首先排除。对其余5种进行性能对比:①在与水泥试块(CEM)的粘结过程中,其拉伸强度R(B7)>R(S4)>R(BTS)>R(C6)>R(B2);②在与EPS的粘结过程中,其拉伸强度均满足R≥0.1MPa,且聚苯板被破坏的标准;③在与毛面XPS板(H1)的粘结过程中,其拉伸强度R(S4)>R(C6)>R(B2)>R(BTS)>R(B7);④在与光面XPS板(H2)的粘结过程中,其拉伸强度R(S4)>R(C6)>R(B7)>R(B2)>R(BTS)。
考虑到产品供货渠道和价格的因素,初步选择B7与C6作为进一步试验的样本。
2 乳液对砂浆拉伸粘结性能的影响
试验结果如表2所示。
综合评定:
(1)两种乳液配制的砂浆其共同点为拉伸粘结强度与水泥及乳液的掺量成正比,这点与掺加可再分散胶粉的聚合物砂浆一致。
(2)本文所选灰砂比和聚灰比范围内2种砂浆均能满足DBJ01 63 2002标准规定的对水泥试块和EPS板的粘结要求。其中B7乳液砂浆对水泥试块的常态拉伸强度为1.36～2.33MPa,对EPS板的常态拉伸强度为0.14～0.16MPa;C6乳液砂浆对水泥试块的常态拉伸强度为1.37～2.33MPa,对EPS板的常态拉伸强度为0.13～0.21MPa。
(3)在同等灰砂比和聚灰比条件下C6砂浆对XPS板的粘结性能高于B7砂浆,在某些情况下高出0.10MPa左右。
根据以上性能可将价格较低的B7乳液砂浆用于对EPS板的粘结、价格较高的C6乳液砂浆用于对XPS
3.1 针对EPS板的粘结
3.1.1 目的、方法和路径
(1)目的 研制一种与本公司现有外墙外保温干混聚合物砂浆(A30粘结砂浆和E40抹面砂浆)性能相近但成本更为低廉的双组分砂浆。主要应于使用EPS板的保温工程。
(2)方法 用B7乳液替代原配方中的可再分散胶粉。
(3)路径 在聚灰比0.085～0.13范围内寻找满足性能的胶掺量。
3.1.2 试验
在B7中添加相应的防水组分后在聚灰比0.085-0.13范围内进行试验。其结果如表3所示。
表4的数据看,这组配方可以满足DBJ01-63-2002标准对拉伸粘结强度各项指标的要求,在这组配方的基础上我们已经开发出适用于EPS板粘贴的外墙外保温聚合物砂浆。
3.2 针对XPS板的粘结
3.2.1 目的、方法和路径
(1)目的 研制一组可满足对不同XPS挤塑板的粘结需要的双组分砂浆。主要用于使用XPS板的保温工程。
(2)方法 用C6乳液替代原配方中的可再分散胶粉。
(3)路径 在聚灰比0.085～0.625范围内寻找满足性能的胶掺量。与XPS板的拉伸粘结强度设3个目标段:0.1～0.2MPa;0.2～0.35MPa;0.35～0.5MPa。
3.2.2 试验(见表5)
3.2.3 通用定型配方
在上述试验的基础上选合适的配合比定型为通用型配方，其结果如表6所示。
4 双组分聚合物砂浆在XPS板保温施工时的解决方案
4.1 5种XPS聚苯板性能比较
为实施该方案,首先采集了5种市售XPS聚苯板。除已选用过的H1和H2外还有XL、OK和DLB3种板。并将其密度、表面光洁情况和拉伸破坏值列于表7中,以利于比较。
由于DBJ01 63 2002标准只规定了砂浆粘结EPS板的拉伸粘结强度(R≥0.1MPa且聚苯板被破坏),而没有规定对XPS的粘结指标,致使我们在粘结XPS板的施工中处于很尴尬的境地,因为XPS板的材质和界面与EPS板差异很大,其板材被破坏的临界值各不一样,但都大大高于标准中规定的R≥0.1MPa。如仅仅达到R=0.1～0.2MPa的拉伸强度,则粘到墙上的保温板很容易被负责工程验收的监理人员扒开并以不合格论处;如果机械地照搬标准中拉伸粘结强度R≥ 0.1MPa且聚苯板被破坏的条文,一是设计用来粘结EPS板的聚合物砂浆达不到更高的粘结强度,二是即使R达到0.3MPa以上时,聚苯板仍未破坏,还是难以说服监理通过验收。
4.2 入门方案
将砂浆与XPS板的拉伸粘结强度R设计在0.1～ 0.2MPa内,一般粘结时控制在0.15～0.22MPa。工程验收时H1、DLB粘结稍牢,H2和OK板可能从墙上被扒下。对此结果应事先与监理公司沟通并得到认可。
4.3 通用方案
R设计在0.2～0.35MPa内,工程验收时较软的板,如H2和OK板有可能被拉断,而较硬的板则很难被扒下。从技术角度可顺利通过验收。
4.4 高级方案
R设计值在0.35～0.5MPa,可将5种XPS板全部拉断。符合DBJ01 63 2002中R≥0.1MPa且聚苯板被破坏的条文。在需要将H1、DLB和XL拉断时可使用该方案。
5 结语
采用聚合物乳液的双组分外墙外保温砂浆其价格低、防水性能好、低温结膜硬化快、粘结强度高。使用VAE乳液的低端产品与使用VAE胶粉的干混砂浆相比其性能相当,但原料成本可节省20%～25%;使用苯丙乳液的中、高端产品其自身的防水性能优异、对XPS聚苯板的粘结好,可满足不同等级的粘结要求。当然,双组分砂浆在生产、贮存和施工上的不便也严重制约了它的发展。只有了解双组分砂浆的特点,在施工中正确、合理地使用不同的砂浆才能达到事半功倍的目的。
