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可再分散乳胶粉对外保温及饰面系统的影响

添加时间:2014-04-15 17:11:30   浏览次数: 次    【 】   打印   关闭窗口

  从上世纪70年代初开始,外墙外保温及饰面系统(以下简称“EIFS”)首先在德国推广应用,进入90年代以后,该系统越来越受到用户欢迎,主要是由于此系统具有节约能源,可构筑更健康的居住环境,延长建筑物结构寿命等特点。就推广应用EIFS墙体保温系统的使用面积来看,德国居世界第一(约有85%的EIFS采用的是聚苯乙烯板做保温材料),紧随其后的是美国。

  原则上,EIFS可以采用各种不同种类的粘结剂。最初使用最多的是以聚合物乳液为基料的即用型粘结剂,但这种粘结剂在施工现场由于操作不当会导致许多质量上的问题,特别是在将其与水泥和水混合的时候,常常由于聚合物和水泥的混合比例不当,引起EIFS在施工中出现质量问题。采用双组份体系时(即将聚合物乳液与水的混合物在施工现场与水泥和砂混合)也有同样的问题存在。经过实践证明,使用聚合物改性的干混砂浆(即单组份体系)则要比使用双组份体系优越得多,其优越性主要体现在储存和运输的方便及施工的可靠性等几个方面。由于单组份体系的各种配料都已经预先在工厂中混合好,完全避免了现场混料错误的发生。在此,本文以可再分散乳胶粉对EIFS底层性能的影响进行介绍。

  按照欧洲标准规范(草案),底层的定义为:是一个包括增强网的直接涂覆在保温材料表面的涂层,底层必须根据系统的要求来选择。同时指出“底层对EIFS系统的机械性能有决定性影响。”

  为了保证有足够的技术性能,底层通常会通过加入3~6%的可再分散乳胶粉来进行改性。可再分散乳胶粉可以由聚合物乳液通过喷雾干燥来制得,这种粉末与水混合后又会分散成原来的乳液,并作为典型的聚合物粘接剂发挥作用。为了确保一个极薄(3mm)的底层有足够的保护能力,加入可再分散乳胶粉显得尤为重要。通过聚合物改性,防护层的粘结性能、变形能力以及抗冲击性能都得到改进,这样就能保证系统的长期稳定性。如果底层是经可再分散乳胶粉正确改性处理的,就可以选择多种材料作为饰面层(如有机合成涂料、硅树脂涂料、有机硅涂料和水泥基涂料等)。从整个系统的长期稳定性考虑,饰面层涂料同样也应该采用可再分散乳胶粉进行改性,以达到面层与底层的相互匹配。

  对此,通过实验采用4种不同的可再分散乳胶粉,分别按规定的配方制成底层试板,考察底层与EPS板的粘结性、憎水性、机械稳定性、耐候性等性能。这4种粉末分别是:粉末A为乙酸乙烯脂-乙烯共聚物(VAc/E)、粉末B为乙烯-月桂酸乙烯-氯乙烯共聚物(含有机硅改性)(VAc/E/Si)、粉末C为乙酸乙烯脂-乙烯共聚物(含外加憎水剂)(VAc/E/Zn)、粉末D为乙酸乙烯脂-支链高级脂肪酸乙烯酸共聚物(VAc/VV)。从中可以看出,在测试序列中,仅仅更换底层板配方中的可再分散乳胶粉种类,而其它原材料则保持不变。

  与EPS板的粘结性。试板于标准条件养护12d后,浸水48h,测试粘结强度。其中含粉末B的粘结剂表现出与EPS最强的粘结力。只有加入适当数量的可再分散乳胶粉并正确选择乳胶粉种类,才能确保与基面有足够的粘结力和底层良好的柔韧性。

  憎水性。虽然EIFS的饰面层具有耐候保护的作用,但底层也应当有憎水性能,这将提高整个系统的耐候性和长期稳定性。另外,在某些外墙结构的设计中,门窗周围仅仅刷漆而不作饰面层,这就使聚合物改性底层的憎水性显得更为重要。如果系统内部进水,不仅会大大降低隔热效果,还会由于微生物以及结冰等因素,破坏整个系统。

  根据DIN52617要求,通过测定一定时间以后实验样品的吸水量来对憎水性进行测定。含粉末B的粘结剂样品具有极好的憎水性,含有后加入憎水剂的粉末C并未显示出良好的憎水性。同样,粉末D的憎水性也没有预计的那样好。含憎水性粉末B的底层不仅仅在与水接触的表面,而且在整个材料内部都具有极好的防水性能,这主要是由于粉末B不仅本身具有憎水性,而且其加水搅拌的和易性仍然保持良好,这在后加憎水剂的产品中是极为少见的。

  机械稳定性。因为EPS板自身并不具有耐候性及机械稳定性,而且极易变形,所以底层必须对其起到保护的作用。同时,由于EPS板随时间的推移还要产生收缩,底层必须能够吸收其产生的收缩应力。适合的增强网与底层正确结合可保证对基面的良好粘接与足够的柔性,最终将得到一个很好的EIFS。一个脆性的低柔性的底层,将会导致对基面粘接的降低以致于开裂并最终从表面上脱落,从而导致整个EIFS的解体而失败。底层的机械稳定性通过以下2种方法测得:(1)对在标准状况(23℃,相对湿度50%)下存放后的样品进行金属球(500g和1000g)冲击试验,数值越高表明机械稳定性能更好。(2)在UEAtc墙(符合欧盟协议的一种建筑墙体)上根据EOTA草案进行贯穿试验,直径越小,单位面积上的能量越高,表明对能量的吸收越好。

  贯穿试验结果。根据实验结果表明采用含粉末A的底层在冲击试验和贯穿试验中均表现出良好的机械稳定性。含粉末B的同样有较突出的效果。

  耐候性。前面试验显示了选择合适的可再分散乳胶粉对底层进行改性,可显著提高底层的性能。在UEAtc耐老化墙上做的耐老化试验同样可以证明这一点。耐老化试验是根据EOTA草案进行的,共进行80个循环,每个循环包括以下3个步骤:(1)70℃,相对湿度10%,3h;(2)15℃,雨淋,1h;(3)15℃,2h。对测试结果进行视觉比较,发现采用粉末B和粉末C的底层具有良好的耐老化性,该结果表明了使用憎水性可再分散乳胶粉作为粘结剂的重要性。

  因此,底层材料在EIFS系统中具有重要的作用,底层中采用可再分散乳胶粉能明显地改善EIFS各方面的性能和品质。使用合适的憎水性可再分散乳胶粉(粉末B)可以提高防护层与EPS板之间的粘结性,并且极大地改善系统的机械稳定性(柔韧,无开裂);具有憎水性的低Tg的可再分散乳胶粉的综合性能良好。另外,可再分散乳胶粉能使改性水泥砂浆的憎水性均匀分布,从而使底层的吸水率下降。在UEAtc墙上进行的实验表明,采用不同的可再分散乳胶粉底层的机械稳定性差别很大。
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