改性無機粉復(fù)合建筑飾面片材在外立面改造中的應(yīng)用*

周冬英，潘曉燕，顧高麗，余 俊，湯永凈,3

(1.浙江上嘉建設(shè)有限公司，浙江 嘉興 314001；2.同濟大學(xué)浙江學(xué)院，浙江 嘉興 314051；3.同濟大學(xué)土木工程學(xué)院，上海 200092)

0 引言

改性無機粉復(fù)合建筑飾面片材在國家提倡綠色、節(jié)能、環(huán)保的大背景下應(yīng)運而生，除具有環(huán)保、安全、經(jīng)濟等優(yōu)勢外，在外觀效果上可替代瓷磚。因此，改性無機粉復(fù)合建筑飾面片材也被稱為仿古青磚MCM(modified china materials)片材，如圖1所示。MCM片材具有自重小、黏結(jié)能力好、拒水透氣性能好、柔韌性好的特點，可克服傳統(tǒng)陶瓷飾面材料柔韌性差的缺點，且可直接黏結(jié)在既有建筑飾面層或新建建筑墻面上，施工工藝簡單，成本低，工期短[1-3]。

圖1 MCM片材

MCM片材是以普通砂土(包括淤泥、建筑垃圾等無機材料)為原料，經(jīng)干燥、粉碎、分類混合后，采用表面活性劑改性得到具有極好可塑性的無機粉料，再加入適量水溶性聚合物乳液，采用特制溫度控制造型系統(tǒng)成型、烘烤、輻照交聯(lián)，形成具有柔性的建筑飾面片材[4]。

1 試驗方法與結(jié)果分析

1.1 微觀形貌

選用JSM-IT500型電鏡掃描儀觀察仿古青磚MCM片材微觀形貌，使用導(dǎo)電膠制樣，并用導(dǎo)電膠粘貼片材碎塊，然后將片材壓碎，再在其表面噴金，進行形貌觀察及能譜分析。

仿古青磚MCM片材微觀形貌如圖2所示。由圖2a，2b可知，部分不規(guī)則形狀的固體顆粒被大片基體包裹，并形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。粒徑較小的固體顆粒是片材中的主要組成無機粉料。成片基體無固定形狀，是片材中的聚合物。由圖2c，2d可知，在部分裂縫處，聚合物基體被拉長成纖維狀，并連接裂縫兩側(cè)，這表明具有一定變形能力的聚合物保證了片材良好的柔韌性。

圖2 仿古青磚MCM片材微觀形貌

1.2 能譜分析

對圖2b某部位進行EDS(energy dispersive spectrum)能譜分析，結(jié)果如圖3所示。仿古青磚MCM片材中C，O，Mg，Al，Si，Ca，F(xiàn)e質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為22.11%，45.23%，11.81%，0.38%，0.74%，19.35%，0.38%，可知片材中含有較多的O，C，Ca，Mg，含有少量的Si，Al，F(xiàn)e。

圖3 仿古青磚MCM片材EDS能譜曲線

1.3 礦物組成

采用DX-2700BH型X射線衍射儀對仿古青磚MCM片材進行結(jié)構(gòu)分析，射線源選用Cu Kα輻射(波長為0.154 18nm)，掃描方式為步進掃描，范圍為10°～70°，步進角度為0.03°，管電壓40kV，管電流30mA。

仿古青磚MCM片材礦物組成分析結(jié)果如圖4所示。由圖4可知，片材無機組成物主要以鐵白云石和石英的形式存在。

圖4 仿古青磚MCM片材礦物組成分析結(jié)果

1.4 熱學(xué)性能

采用DSC/TGA Discovery SDT 650型同步熱分析儀，將仿古青磚MCM片材從室溫升至1 000℃，對其熱學(xué)性能進行分析。升溫速率10℃/min，分析氣氛為空氣，流速為20mL/min。

仿古青磚MCM片材熱學(xué)性能分析結(jié)果如圖5所示。由圖5可知，在340℃附近，DSC掃描熱量分析曲線出現(xiàn)向上的小放熱峰；在500℃附近，TG熱重分析曲線出現(xiàn)向下的失重臺階，失重率約5.1%，這是由片材中少量的有機物發(fā)生燃燒所致；溫度升至600℃以上，掃描熱量分析與熱重分析曲線均出現(xiàn)明顯的向下吸熱峰和大失重臺階，失重率最大約43.8%，這是由碳酸鹽鐵白云石的吸熱分解所致。綜上所述，仿古青磚MCM片材具有良好的耐熱性，在600℃以下基本可保持穩(wěn)定。

圖5 仿古青磚MCM片材熱學(xué)性能分析結(jié)果

2 工程應(yīng)用

嘉興市政府對老城區(qū)建筑進行了外立面改造，改造時部分建筑外立面選用了仿古青磚MCM片材，從建筑表觀上恢復(fù)了嘉興市歷史上的民國風(fēng)格和江南風(fēng)貌，如圖6所示。

圖6 仿古青磚MCM片材外立面改造

仿古青磚MCM片材外立面施工需符合CECS 376∶2014《改性無機粉復(fù)合建筑飾面片材應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》[5]的要求。

2.1 進場驗收

仿古青磚MCM片材及配套材料進場時，須具有出廠檢驗報告和產(chǎn)品合格證，并進行進場驗收，復(fù)查片材規(guī)格、尺寸、外觀等指標(biāo)。

2.2 施工準(zhǔn)備

施工準(zhǔn)備包括施工環(huán)境、施工材料及機具準(zhǔn)備。施工環(huán)境溫度為5～40℃，夏季施工時避免暴曬，惡劣天氣(5級及以上大風(fēng)、雨、雪天氣)不得施工。施工期間采取有效措施，避免高處落水及雨水沖刷墻面。根據(jù)工程實際情況選用合適的膠粘劑，施工前檢驗?zāi)z粘劑膠結(jié)力。驗收完畢后，對找平、粘貼及勾縫材料進行試配，施工時確?；撞牧细稍?，現(xiàn)場采用同基底材料、同工藝制作小面積樣板墻面，并進行現(xiàn)場黏結(jié)強度檢驗。經(jīng)檢驗合格后進行大面積施工，現(xiàn)場檢驗仿古青磚MCM片材與外墻基材黏結(jié)強度≥0.2MPa。

2.3 施工關(guān)鍵技術(shù)

施工流程為：基層處理與驗收→試排與彈線→粘貼仿古青磚MCM片材→清縫、填縫、勾縫→清洗保養(yǎng)。

基層處理與驗收前，對粘貼基層、預(yù)埋件、連接節(jié)點及防水層等隱蔽工程質(zhì)量進行檢查驗收，需符合GB 50210—2018《建筑裝飾裝修工程質(zhì)量驗收規(guī)范》[6]對一般抹灰工程的普通抹灰要求。基層含水率控制為<10%。當(dāng)仿古青磚MCM片材直接粘貼在舊飾面層上時，舊飾面層處理需符合《改性無機粉復(fù)合建筑飾面片材應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》的相關(guān)規(guī)定。

嘉興市老城區(qū)建筑外立面多采用馬賽克或涂料，當(dāng)舊飾面層采用馬賽克時，先鏟除飾面層空鼓、開裂、松動、剝落部分，并用聚合物水泥砂漿修補找平，再用界面劑對整個基層進行拉毛處理。當(dāng)舊飾面層采用涂料時，鏟除涂料松動、空鼓、粉化部位及不耐水膩子，并用聚合物水泥砂漿修補找平，再用水泥基防水涂料界面劑對整個基層進行拉毛處理。

依據(jù)技術(shù)設(shè)計要求和施工模數(shù)在墻面上按橫、豎方向排列面磚，保證縫隙均勻，控制門窗洞口、裝飾線條等在墻面的位置。根據(jù)材料尺寸，按試排效果和模數(shù)彈出垂直線和水平線，以此作為粘貼控制線，再彈出分塊框線和方格網(wǎng)基線。

采用專業(yè)膠粘劑自上而下粘貼，當(dāng)軟瓷面磚規(guī)格為300mm×300mm(長×寬)及以內(nèi)時，采用軟瓷面磚背面滿刮漿工藝，刮漿厚度約4mm。當(dāng)軟瓷面磚規(guī)格為600mm×600mm(長×寬)及以上時，采用軟瓷面磚背面和墻面雙面滿刮漿工藝，刮漿厚度約3mm。黏結(jié)層初凝前，可適當(dāng)調(diào)整面磚位置和灰縫寬度。黏結(jié)層初凝后，嚴(yán)禁擾動已粘貼的軟瓷面磚。

陽角必須掛線，采用搭角方式，統(tǒng)一搭角方向，漿鋪到搭接位置。陰角處理采用右搭或左搭的方式，搭邊相對平整。

清縫作業(yè)須在片材粘貼完成后、膠粘劑初凝前完成，粘貼后及時清理。填縫料適當(dāng)收水后，未干前(根據(jù)天氣情況由施工人員掌握)采用直徑較縫寬大2～4mm的光圓鋼筋進行勾縫。勾縫時自上而下，先短縫后長縫。采用非密拼的留縫方式，勾縫處理時采用單組分勾縫劑(具有防泛堿功能的軟瓷面磚專業(yè)勾縫劑)，攪拌方式同膠粘劑。

當(dāng)膠粘劑或填縫料污染板面時，可用灰刀輕輕剔除，并輔以干海綿或干毛巾輕擦，切忌不能濕刮濕擦。如整體出現(xiàn)臟污現(xiàn)象，需提前進行局部小樣試驗，確認(rèn)后再進行大面積作業(yè)。

仿古青磚MCM片材施工質(zhì)量驗收包括檢測外觀質(zhì)量、表面平整度和垂直度、接縫質(zhì)量等，需滿足相關(guān)規(guī)范要求。

3 結(jié)語

通過電鏡掃描儀、X射線衍射儀、同步熱分析儀分析了仿古青磚MCM片材微觀形貌、礦物組成及熱學(xué)性能，驗證了仿古青磚MCM片材特性，即具有高分子材料柔韌性。仿古青磚MCM片材克服了傳統(tǒng)陶瓷材料存在的安全隱患，且適用范圍廣，施工簡單。改性無機粉可制成任意形狀和形式，如片狀、塊狀、卷狀、型材等。仿古青磚MCM片材在嘉興老城區(qū)建筑外立面改造中的應(yīng)用，使嘉興再現(xiàn)歷史城市之美，為類似工程應(yīng)用提供了參考。