抗泛碱免开裂饰面砂浆的研制及工程应用

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摘 要：为解决饰面砂浆易泛碱、易产生收缩裂纹难题，研究配方中掺入醋酸乙烯/乙烯共聚胶粉以改善砂浆性能。试验结果表明：醋酸乙烯/乙烯共聚胶粉可提高砂浆的综合性能，降低饰面砂浆泛碱与开裂的可能性。并在施工应用中，提出基层处理、操作环境等要求，以期改善建筑工程质量。
关键词：饰面砂浆；泛碱；开裂；工程应用
中图分类号：TQ639 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）18-0022-02
随着房地产业基础建设的快速发展，饰面砂浆逐步被社会认可接受。发展建筑饰面砂浆是保护环境及提高建筑工程质量的重要措施。与普通砂浆相比饰面砂浆具有产品质量高、对环境的污染小、生产效率高、便于施工等优点。相比目前使用较多的毒性大、气味重的“建筑胶水”以及在2003年以前风行一时的瓷砖、马赛克，实践表明：在长期的外界环境下，特别是北方寒冷地区，经过风吹雨打和日晒及冻融循环会使这些产品很快陈旧、墙面污染及褪色难以更新。一些工程墙体的改旧返新正逐步采用饰面砂浆来进行处理，特别是在瓷砖粘结不牢会从高空落下造成人身伤亡事故时有发生的情况下。随着高层和超高层建筑的不断增多，人们对建筑外墙饰面的安全性、美观性和清洗性要求也越来越高。传统装饰砂浆是一种以水泥基为主的纯无机材料，存在许多水泥基材料本身固有的问题如：易泛碱、易产生收缩裂纹、抗拉强度低、弹性差等现象。为克服这些缺陷，进行饰面砂浆研制，研究配方中掺入醋酸乙烯/乙烯共聚胶粉改善砂浆性能，改善建筑工程质量，具有带动生活产业发展的实际意义。
1 实验部分
1.1 试验原料
0.1～0.4 mm石英砂，工业级；白水泥，工业级；熟石灰，工业级；N2028胶粉，工业级；瓦克：C8366，赫克力士天普代工有限公司，Combizell品牌；表面活性引气剂及憎水剂，工业级；301淀粉醚，工业级；颜料等。
1.2 试验仪器及工具
ATZ-10香山牌台秤，称量范围250 g～10 kg；电子秤，广州衡称电子有限公司；搅拌器，多力士，D310Pziv-ky-100；油灰刀、钢丝刷、腻子刮刀或刮板、腻子托板、砂纸、辊筒、排笔、油漆刷、手提式电动搅拌机、过滤筛、塑料桶、匀料板、钢卷尺、粉线包、薄膜胶带、遮挡板、遮盖纸、塑料防护眼镜、口罩、手套、工作服、胶鞋。
1.3 抗泛碱免开裂饰面砂浆的制备
按照表1中的基础配方（N2028胶粉比例在2%～8%范围调整），将各物料混合均匀，加入20%水（相对于物料总质量而言），搅拌5 min，静置3 min 即可。
1.4 性能测试
①泛碱性能测试：参照JC/T 1024—2007《墙体饰面砂浆》标准。先在自制的250 mm×350 mm×5 mm水泥板基层处理后再刮涂3～5 mm饰面砂浆。将试样在标准养护条件20～23 ℃、相对湿度为45%～60%下养护24 h后，循环“浇水→烘箱干燥→浇水”21次，检查试样表面是否出现颜色不均匀、变浅等现象，并与实验室标准条件下养护的试样对比，各计算出泛碱面积，并以此作为衡量指标。
②砂浆试验按JGJ70-90《建筑砂浆基本性能试验方法》和GB/T 17671-1999《水泥胶砂强度检验方法》进行测试；抗压、抗折强度参照GB/T 17671-99《水泥胶砂强度检验方法（ISO 法）》进行测试。拉伸粘结强度参照JC/T 1024-2007《墙体饰面砂浆》标准进行测试。
2 结果与讨论
2.1 泛碱与开裂表现
水泥基材的养护时间不足，基材中碱性太强的活性钙、镁等离子含量，当涂膜遇水后，水分渗透到基层并激活了各种离子，干燥过程中基层的碱离子迁移到基层的表面和空气中的CO2与水蒸气结合而生成碳酸盐的白色结晶，吸附在涂膜上即为泛碱。饰面砂浆产生泛碱的原因主要可以分为：一是作为泛碱成分的砂浆原料水化产生的碱性物质的存在；二是作为泛碱载体的多余水分存在；三是作为泛碱通道的砂浆体孔隙的存在；四是外在环境的低温高湿。
建筑物的外墙面在进行饰面材料装饰前，大多数是以水泥砂浆抹平找平的，由于水泥基材料的固有特点，当受到温度变化，干湿交替，冻融循环等环境因素影响时，加之水泥砂浆的收缩或建筑物沉降等原因，常产生开裂。同时，大气中的二氧化碳、酸牲气体及其它腐蚀性气体沿着裂缝侵入墙体，会更进一步破坏涂层，使之起泡、剥落、变色甚至粉化，失去其装饰及保护功能。
此外，因施工质量的原因，水泥砂浆抹灰面与墙体易产生空鼓和裂缝等。如果在此表面用饰面砂浆装饰，则会导致涂层开裂，而且随着时间的延长，上述破坏因素的积累，裂缝会进一步加深加大，不仅会对饰面涂膜破坏加剧，而且会对建筑物本身产生不利影响甚至破坏。裂纹超过 0.3 mm时腻子层（若是R型外墙腻子可抵抗0.6 mm以下的裂纹）也会被拉裂，根据基层裂纹的热胀冷缩及湿胀干缩的频率不同腻子层被拉裂出现时间会不同。
2.2 胶粉抑制泛碱与开裂效果
在其它条件保持不变的前提下，验证了掺入醋酸乙烯/乙烯共聚胶粉（相对于干拌砂浆总质量而言）对饰面砂浆泛碱抑制及阻止开裂效果的影响。不同掺量的乳胶粉，对饰面砂浆的抗泛碱效果完全不同，具体实验数据见表2。验证表明，随着乳胶粉掺量的增加，抗泛碱性能有明显的改善，当乳胶粉掺量达到5%～7%时，饰面砂浆基本无泛碱现象。分析原因是乳胶粉在饰面砂浆搅拌过程中，再次溶解，分散，形成聚合物乳液，与水化失水后的饰面砂浆相遇，乳胶粉形成一层聚合物立体网络薄膜，填充在砂浆的微小空隙中，改善砂浆孔洞结构，大幅度的降低饰面砂浆泛碱的可能性。当乳胶粉的掺量太大时，由于乳胶粉的微量引气作用，会使砂浆中引入大量气泡，使得砂浆的孔隙率增大，抗泛碱能力减弱，结果见表2。
醋酸乙烯/乙烯共聚胶粉对饰面砂浆的抗裂性能试验采用水泥基材平板进行验证，并在设计的时间内进行自然与烘箱快速干燥暴露试验，测量测试件裂缝第一条出现的时间及所呈现的长度和宽度。验证表明塑性状态的砂浆在水分蒸发时会产生毛细管压力，使水泥基体发生干缩，引发裂缝的生成。共聚胶粉的膜层结构可与水泥基体有良好的粘结性能，被拔出或拉断需要消耗大量的能量，醋酸乙烯/乙烯共聚胶粉的掺入能够承受基体干缩而产生的拉应力，从而减少和防止饰面裂缝的产生。
3 工程应用
3.1 工程概况
项目组B&G涂装工程创业实践队深入广东比亚德涂装工程项目管理有限公司利用企业已有的外墙维护（翻新）、内墙维护、涂装工具、调色、防水、外墙肌理、内墙肌理、外墙平涂、内墙平涂、内外墙腻子、外墙保温、地坪防护、干粉砂浆、钢结构防护等16大涂装系统施工标准结合企业承包的工程项目东莞松山湖别墅区展开应用研究。
3.2 施工工艺及其注意事项
①表面处理。建筑装饰前的表面处理是非常关键的，要求对被涂装的基层去除浮灰，污物，表面如有裂缝和凹陷不平，要填嵌腻子并磨平，此外，表面应干燥，含水率低于10%以下，PH值低于9以下。对于一些新筑的墙，因其表面析出的碱性物质较多，影响涂装的附着力，并对涂层构成腐蚀威胁，故一定要配套使用抗碱的底漆或用高压水清洗，以降低碱性，并使表面清洁。
②基层要求和检测。对涂料施工而言，合格的基层有五个基本特性：坚固、平整、干燥、中性、清洁。涂装施工前应首先检查基层状况，对那些没有处理价值的基层（处理后仍达不到上述基本要求）应要求甲方或其他工程人员采取补救措施，否则严谨施工。
③操作环境。饰面材料的干燥、结膜，都需要在一定的气温和湿度下进行。不同类型的材料有其最佳的成膜条件。涂料及涂膜的性能通常是在室温23±2℃、相对湿度为50%～60%条件下测试的，若施工和使用的环境温度、湿度发生变化，其性能也会发生相应变化。
4 结 论
①适当掺入醋酸乙烯/乙烯共聚胶粉成膜后具有阻断水源，抑制泛碱的作用。
②醋酸乙烯/乙烯共聚胶粉掺入后延缓了砂浆试件第一条裂缝的出现时间，胶粉掺量越大裂缝出现越晚，阻裂效果越明显。
③验证还体现出醋酸乙烯/乙烯共聚胶粉改善了水泥砂浆的可操作性，并且显著提高了砂浆的粘结强度，增强了水泥砂浆的柔性，便于施工。
参考文献：
[1] 滕朝晖.可再分散性乳胶粉的作用机理与应用研究[J].中国胶粘剂，2008，（11）：43-45.
[2] 裴勇兵，谢德龙，张心亚，等.可再分散乳胶粉的作用机理与制备研究进展[J].混凝土，2007，（8）：58-60.
[3] 钟世云，袁华.聚合物在混凝土中的应用[M].北京：化学工业出版社，2003.