巖棉板外保溫用聚合物砂漿檢驗方法研究

楊永恒 曹萬智 王洪鎮(zhèn) 甘季中

（1西北民族大學(xué)土木工程學(xué)院，甘肅 蘭州 730124；2甘肅省新型建材與建筑節(jié)能重點實驗室，甘肅 蘭州 730124；3蘭州民大土木工程科技有限公司，甘肅 蘭州 730124）

0 前言

節(jié)約能源是我國的基本國策，建筑節(jié)能是我國節(jié)能工作的重要組成部分。建筑外墻外保溫發(fā)展至今已有二十多年，外墻保溫材料不斷出新，各領(lǐng)風(fēng)騷。近年來，由于建筑外墻外保溫火災(zāi)頻繁，致使對保溫材料的燃燒性能的要求不斷提高。巖棉板由于有較好的耐火性能，屬于A級不燃材料，也有較好的絕熱性能，導(dǎo)熱系數(shù)和模塑聚苯乙烯泡沫板相當(dāng)，因此被行業(yè)大范圍使用，從設(shè)計到施工，因避免了火災(zāi)隱患而使消防審查和驗收無壓力。行業(yè)和地方相繼出臺了巖棉板外墻外保溫有關(guān)的規(guī)范，如JG/T483-2015《巖棉薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)材料》[1]、JGJ/T480-2019《巖棉薄抹灰外墻外保溫工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》[2]和各地方性巖棉外墻外保溫系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)規(guī)程（例如安徽DB34/T 1859-2013，甘肅DB62/T 3074-2019），給巖棉外保溫的應(yīng)用和驗收提供了保障。但是，這些規(guī)范對系統(tǒng)所用聚合物砂漿（膠粘劑、抹面膠漿）與巖棉保溫板的拉伸粘結(jié)性能規(guī)定了用巖棉板或巖棉條做試板進行檢驗，而沒有對做試板的巖棉板提出要求。在目前還沒有其他標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范檢驗巖棉板外墻外保溫薄抹灰用聚合物砂漿的情況下，僅此方法檢驗聚合物砂漿在一定程度上弱化了聚合物砂漿的性能，使得砂漿很容易達標(biāo)，從實踐和試驗可以知道，即使普通砂漿也可以是拉伸粘結(jié)的破壞界面在巖棉板內(nèi)。

1 砂漿與巖棉板粘結(jié)的分析與驗證

聚合物砂漿是在建筑砂漿中加入聚合物（可分散膠粉），從而使砂漿性能得到大的改善。其中，聚合物作為有機粘結(jié)材料與砂漿中的水泥或石膏等無機粘結(jié)材料完美地組合在一起，大大提高了砂漿的粘結(jié)強度、柔性、抗裂、保水等性能，特別是改善了水泥砂漿和有機保溫材料之間的可粘性。聚合物砂漿因為有著這一系列的優(yōu)異性，和普通水泥砂漿相比，即使薄抹灰也不會開裂和起皮。所以，聚合物砂漿已經(jīng)成熟用于外墻外保溫薄抹灰系統(tǒng)。

聚合物砂漿的性能很大程度上取決于聚合物的摻量，聚合物價格較高，其摻量是決定聚合物砂漿成本的主要因素，偽劣產(chǎn)品首先是從降低聚合物的摻量著手的。因此，從某種意義來說，聚合物砂漿的檢驗其實就是檢驗其中聚合物的摻量是否能達到改善砂漿各性能的要求。但是，用巖棉板或巖棉條做試板不能檢出聚合物摻量是否能改善砂漿的各性能。

1）巖棉是石質(zhì)無機材料制品，天然和水泥砂漿有良好的親和力，可粘性較強，聚合物的摻量對其粘結(jié)性能貢獻體現(xiàn)不出來，即使用普通砂漿，也能使破壞界面在巖棉板上。

2）巖棉板或巖棉條表面疏松，對水泥砂漿來說有一定的滲透性，可以增強界面的粘結(jié)能力，能充分發(fā)揮水泥砂漿的粘結(jié)性，所以聚合物加入的效應(yīng)不明顯。

3）巖棉板的生產(chǎn)工藝決定了巖棉在整體上可以視作勻質(zhì)，但從局部小范圍來看并非勻質(zhì)，用巖棉板做試板，在粘結(jié)面只有40×40mm的條件下，數(shù)據(jù)的離散性是比較大的。

4）試驗驗證

配制1：2.5的水泥砂漿作為基礎(chǔ)砂漿，按遞增的方式在基礎(chǔ)砂漿里加入聚合物（三維可分散膠粉），制成聚合物摻量不同的聚合物砂漿，用同一塊巖棉板（容重142kg/m3，厚度30mm）切裁的100mm×100mm小板做試板，砂漿在巖棉板表面成型面積40mm×40mm，厚度3-5mm，測試不同聚合物摻量砂漿的拉伸粘結(jié)強度，并觀察破壞界面。

聚合物摻入量分別設(shè)定為6kg/噸、9kg/噸、12kg/噸、15kg/噸、18kg/噸。拉拔力數(shù)據(jù)如表1，拉伸粘結(jié)強度計算如表2，破壞界面如圖1。

表1 拉拔力數(shù)據(jù)（與巖棉板）

表2 拉伸粘結(jié)強度（與巖棉板）

圖1 破壞界面

5）試驗分析

①從圖1可以看出，無論砂漿加不加聚合物，加入量多少，都會使破壞界面在巖棉板上。

②從表1、表2可以看出，聚合物的添加對砂漿拉伸粘結(jié)強度沒有影響，數(shù)據(jù)的大小變化完全是由巖棉板決定的。

③從表1、表2可以看出，不管是同組數(shù)據(jù)還是不同組數(shù)據(jù)，都有很大的離散性，說明從局部來看，巖棉板的均勻性是比較差的。

聚合物的加入量對砂漿和巖棉板的拉伸粘結(jié)強度沒有顯著的影響，即使是不摻加聚合物的基礎(chǔ)砂漿也和巖棉板有良好的粘結(jié)，也能使破壞界面在巖棉板上，據(jù)此不可能檢驗砂漿的優(yōu)劣，因此這樣的規(guī)定遠遠偏離了標(biāo)準(zhǔn)制定的初衷。

2 砂漿與聚苯板粘結(jié)的分析與驗證

聚苯板是由有機聚苯乙烯樹脂粒料膨化后模壓成型的絕熱保溫材料，是最早用于外墻保溫的保溫材料。聚苯板性能穩(wěn)定，均勻性好，切裁方便。

有機保溫材料和無機砂漿粘結(jié)不友好，而摻加了聚合物的聚合物砂漿，其與聚苯板的粘結(jié)性能得到了改善，當(dāng)砂漿中聚合物達到一定的使用量，就可以保證砂漿和聚苯板的拉伸粘結(jié)強度滿足要求，并使破壞界面在聚苯板上。

按照和巖棉板驗證試驗相同的方法，用（18±0.2）kg/m3的聚苯板做試板進行聚苯板和砂漿的拉伸粘結(jié)強度試驗，可以發(fā)現(xiàn)聚合物的添加量對砂漿拉伸粘結(jié)強度和破壞界面的影響。拉拔力數(shù)據(jù)如表3，拉伸粘結(jié)強度計算如表4，破壞界面如圖2。

表3 拉拔力數(shù)據(jù)匯總（與聚苯板）

表4 拉伸粘結(jié)強度（與聚苯板）

圖2 破壞界面（與聚苯板）

由表3、表4和圖2可以看出，用聚苯板做試板，砂漿的粘結(jié)和破壞界面與聚合物的使用量有比較明顯的相關(guān)性，只有當(dāng)聚合物摻加量達到一定量，才能使破壞界面在聚苯板上。依試驗結(jié)果和行業(yè)公認(rèn)，只有聚合物添加量達到12kg/m3以上，才能絕對保證拉伸粘結(jié)強度滿足要求，使破壞界面在聚苯板上，并同時滿足聚合物砂漿的其他性能，才能用于薄抹灰系統(tǒng)。

3 合理的檢驗方法

目前，外墻外保溫常用保溫材料從用量來說基本有巖棉板、模塑聚苯板、擠塑聚苯板以及其他改性聚苯板，擠塑板粘結(jié)界面不友好，使用時要用到界面劑，不適合做聚合物砂漿的拉伸粘結(jié)強度的試板。通過對巖棉板和聚苯板與聚合物砂漿粘結(jié)的分析和拉伸粘結(jié)強度的試驗驗證可知，用聚苯板做試板來檢驗聚合物砂漿粘結(jié)性能最能體現(xiàn)聚合物砂漿粘結(jié)性能的優(yōu)劣。

JC/T992-2006《墻體保溫用膨脹聚苯乙烯板膠粘劑》〔3〕、JC/T993-2006《外墻外保溫用膨脹聚苯乙烯板抹面膠漿》〔4〕中規(guī)定用表觀密度（18±0.2）kg/m3的模塑聚苯乙烯板做試板檢驗聚合物砂漿的拉伸粘結(jié)強度。依多年的檢驗經(jīng)驗，JC/T992-2006和JC/T993-2006所規(guī)定的聚合物砂漿適用于不同材料的外墻外保溫薄抹灰系統(tǒng)。只是這兩個標(biāo)準(zhǔn)制定時，國內(nèi)基本只有膨脹聚苯板薄抹灰系統(tǒng)一種，所以標(biāo)準(zhǔn)只針對膨脹聚苯板外墻保溫薄抹灰系統(tǒng)，多年來沒有進行過修訂，使得其使用有一定的局限性，但從應(yīng)用的合理性、適用性來說，可以參照執(zhí)行。

4 結(jié)論

1）標(biāo)準(zhǔn)的制定要依據(jù)客觀實際情況和條件，要建立在試驗驗證的基礎(chǔ)上，使標(biāo)準(zhǔn)起到逐劣存良的作用。

2）JC/T992-2006《墻體保溫用膨脹聚苯乙烯板膠粘劑》、JC/T993-2006《外墻外保溫用膨脹聚苯乙烯板抹面膠漿》標(biāo)準(zhǔn)雖然是特定系統(tǒng)（膨脹聚苯板薄抹灰系統(tǒng)）的材料標(biāo)準(zhǔn)，但其對聚合物砂漿性能規(guī)定和試驗方法對外墻外保溫薄抹灰系統(tǒng)有比較好的適用性，無論是對于擠塑板、巖棉板和其他保溫材料的薄抹灰系統(tǒng)。