介紹外墻柔性膩子的種類、特征,研究了幾種添加劑對外墻柔性膩子施工性、粘結(jié)強度、柔韌性的影響,選擇出能夠改善外墻柔性膩子施工性,提高粘結(jié)強度的添加劑,并確定其適宜摻量,結(jié)果顯示,淀粉醚摻量0.1%,膨潤土摻量0.3%,可再分散乳膠粉2%時,外墻柔性膩子的施工性和粘結(jié)強度較好,并且經(jīng)濟效果最佳。
關(guān)鍵詞:外墻柔性膩子;可再分散乳膠粉;淀粉醚;粘結(jié)強度;施工性
隨著人們對建筑涂料施工技術(shù)的重視,膩子作為重要的配套材料也得到相應的發(fā)展,國內(nèi)各個生產(chǎn)廠家相繼開發(fā)了不同用途、多種形態(tài)的膩子。涂料市場的大幅發(fā)展,膩子材料,尤其是外墻膩子材料成為了許多干拌砂漿生產(chǎn)廠家的主要產(chǎn)品,這是因為從國內(nèi)建筑涂料的實際應用情況來看,經(jīng)常存在起泡、脫皮等弊病,確實嚴重影響了涂料對建筑物的保護和裝飾性能。造成涂料破壞的主要原因有兩個:一個是涂料的質(zhì)量問題,而是基材處理不當。實踐表明,70% 以上的涂裝失敗,與基材處理不當有關(guān)。建筑涂料用膩子作為一種待涂表面預處理的原料已經(jīng)得到了廣泛的應用,其不僅可以平整、修補建筑物表面,而且質(zhì)量優(yōu)良的膩子還會大大增強涂料對建筑物的保護和裝飾性能,延長涂層的使用壽命,是高性能建筑涂料尤其是外墻涂料不可缺少的配套產(chǎn)品。而決定外墻膩子好壞的第一步就是膩子的施工性,如果膩子施工性不好,其他性能再好,也不會有市場,所以施工性是對外墻膩子的絕對性要求,在施工性滿足的情況下,我們就要結(jié)合性價比,滿足外墻膩子的各種要求,我們最主要的就是看膩子的粘結(jié)性能,柔韌性。因而本文首先選出改善外墻膩子施工性的添加劑,再選出合適的改善外墻柔性膩子粘結(jié)性和柔韌性的添加劑。
根據(jù)原材料和產(chǎn)品的情況,目前外墻柔性膩子的種類分為單組分粉狀、單組分膏狀和由
液料、粉料配合的雙組分膩子三種,其組成和性能特征如下:
(1)單組分粉狀膩子。由可再分散聚合物膠粉、水泥、填料、消泡劑、保水劑、抗裂纖維和其它助劑等組成。具有很好的抗裂性,能夠利用價格便宜的水泥作為無機膠粘材料組分,對基層的粘結(jié)強度高,耐水、耐凍融粘結(jié)強度高,膩子的打磨性好。但由于使用可再分散聚合物膠粉作為膩子膜的柔性抗裂組分,膩子的成本高[2]。
(2)單組分膏狀膩子。由彈性聚合物乳液、填料、消泡劑、增稠劑、pH值調(diào)節(jié)劑、凍融穩(wěn)定劑、分散劑、防霉劑和抗裂纖維等組成。具有很好的抗裂性,使用方便,膩子膜的耐水、耐凍融粘結(jié)強度等不如粉狀膩子,膩子的成本高[2]。
(3)雙組分膩子。由液料組分( 彈性聚合物乳液、消泡劑、防霉劑等) 和粉料組分( 水泥、填料、保水劑、抗裂纖維和其它助劑等) 組成。具有很好的抗裂性,可利用價格便宜的水泥作為無機膠粘材料組分,對基層的粘結(jié)強度高,耐水、耐凍融粘結(jié)強度高,膩子的打磨性好。使用彈性聚合物乳液作為抗裂組分,膩子的成本相對較低,但包裝復雜[2]。
上述三類外墻柔性膩子各有優(yōu)勢和不足。由于膏狀膩子對分散劑、防霉劑和消泡劑等的性能要求高,提高了膩子的成本,且膏狀膩子不能使用水泥。因而,實際中很少應用。粉狀膩子和雙組分膩子都能夠利用水泥,使膩子膜的耐水性和耐堿性等更為可靠,因而這兩種膩子的使用更多。
3.1 原材料
32.5 級白色硅酸鹽水泥,仙鹿牌;
重質(zhì)碳酸鈣,400 目;
石英粉,3 00目;
滑石粉,325 目;
可再分散乳膠粉,瓦克公司,5010N ;
淀粉醚,301 ;
纖維素醚,粘度10萬,山東光大;
膨潤土,河南信陽;
3.2 試驗方法
3.2.1試驗條件
(1 )溫度應為20℃±2 ℃,相對濕度應大于50%。
(2 )養(yǎng)護室的溫度應為20℃±1 ℃,相對濕度應大于90%;
(3 )成型時,外墻柔性膩子和拌合水的溫度應與實驗室的溫度一致。
(4 )本試驗中外墻柔性膩子的各項性能檢測方法均參照JG/T157 - 2009《建筑外墻用膩子》的要求執(zhí)行。
3.2.2 試驗設(shè)備
本文使用的設(shè)備主要有行星式砂漿攪拌機,膩子膜柔韌性測定儀,萬能試驗機。
3.2.3 試驗方法
3.2.3.1 外墻柔性膩子施工性檢測方法
將試板水平放置,用鋼制刮板刮涂試樣約1mm厚,檢驗涂裝作業(yè)是否有障礙,放置5h再用同樣方法刮涂第二道試樣,約1mm厚,再次檢驗涂裝作業(yè)是否有障礙。所得涂層平整無針孔、無打卷時,認為“刮涂無障礙”,認為合格。
3.2.3.2 外墻柔性膩子柔韌性檢測方法
(1 )采用行星式水泥膠砂攪拌機攪拌,預先用潮濕的布擦拭攪拌鍋和攪拌葉。
(2 )首先將1000g 外墻柔性膩子粉倒入攪拌鍋中,開機攪拌,在10s 內(nèi)加入計量好的拌合用水,首先低速攪拌約15s 后,開啟快速攪拌按鈕,總攪拌時間為4min;若生產(chǎn)廠家對產(chǎn)品有具體攪拌要求,應按其要求進行攪拌。
(3 )取涂有底漆的平滑馬口鐵板,放在鋼板座上。然后將 0.5mm 厚的金屬模型板套在上面;用四個翼型螺母夾子夾緊。
(4 )以金屬刮刀將膩子均勻涂刮在有底漆的馬口鐵板上,既得0.5mm 厚的膩子層。在恒溫恒濕的條件下干燥24 小時。并用320 - 500 號水砂紙蘸水按打磨性測定法打磨到厚度為0.4mm ,放置1 小時。
(5 )將打磨好的膩子試板固定于柔韌性測定儀的一端,用滾筒將它緊貼于儀器之圓柱物的表面上。
(6 )判定膩子柔韌性結(jié)果。如膩子表面沒有裂紋,即認為合格。
2.2.3.3 粘結(jié)強度測定方法
(1 )試塊的制備
制備70m m ×70mm ×20mm 的砂漿塊,養(yǎng)護,并仔細選擇,試塊成型面應保證平整,無凹坑、孔洞、缺角、缺邊。
(2 )將金屬型框置于70m m ×70mm ×20mm 的砂漿塊上,將膩子填滿型框,用刮刀平整表面,立即除去型框,即為試件,在標準環(huán)境中養(yǎng)護14d 。
(3 )在養(yǎng)護期第十天將試件置于水平狀態(tài),用雙組份環(huán)氧樹脂均勻涂布于試樣表面,并在其上放鋼質(zhì)上夾具,加約1kg 的砝碼,除去周邊溢出的粘結(jié)劑,放置于72h ,除去砝碼,養(yǎng)
護14d 后,在萬能試驗機上,沿試件表面垂直方向以5mm/min 的拉伸速度測定最大抗拉強度,即為粘結(jié)強度。
3.3 外墻柔性膩子的制備
直接將各種原材料進行混合即可。
4.1 淀粉醚對外墻柔性膩子性能的影響
4.1.1 淀粉醚對外墻柔性膩子施工性的影響
淀粉醚的特性在于能改善抗流掛性,提高施工性,用量小,既能達到很好的效果,有很好的潤滑性,能改善材料的操作性能,使操作更滑爽。
但是淀粉醚還具有非??斓脑龀砟芰?,所以我們要對淀粉醚的摻量作一個系列的試驗,并結(jié)合淀粉醚的價格,判斷較為適宜的摻量,保證性價比。
從實驗結(jié)果來看,隨著淀粉醚摻量的增加,膩子的稠度增加,且摻量幅度增大時,稠度也增加,由于淀粉醚是高分子化合物,在加水攪拌的過程中會引入一些氣泡,因而淀粉醚摻量增加,氣泡也相應增多,反而不利于施工。
4.1.2 淀粉醚對外墻柔性膩子粘結(jié)性能的影響
一種化合物的加入,對外墻柔性膩子的性能或多或少均會有所影響,況且淀粉醚還會引入氣泡,增加膩子的孔隙,降低膩子的密實性,肯定會對膩子的強度有不利的影響。
從淀粉醚對膩子粘結(jié)強度影響的結(jié)果來看,確實如理論結(jié)論一下,綜合判斷淀粉醚在外墻膩子中的適宜摻量為0.1%。
4.2 膨潤土對外墻柔性膩子性能的影響
膨潤土是屬于蒙脫石類的硅酸鹽化合物,在砂漿攪拌或刮涂時,硅酸鹽薄片起到潤滑劑的作用,降低了相對黏度,改善砂漿的施工性。因而我們這邊只是爭對性的進行膨潤土對外墻柔
性膩子施工性這一塊進行一個試驗。
膨潤土畢竟是礦物質(zhì),且各地的膨潤土品質(zhì)不一,就是同產(chǎn)地的也會有差異,因為膨潤土的摻量也不是越大越好,而且膨潤土還具有增稠作用,摻量增加,也會增加膩子的批刮阻力,反而降低了膩子的施工性。根據(jù)試驗結(jié)果來看,膨潤土的適宜摻量為0.3%。
4. 3 可再分散乳膠粉對外墻膩子性能的影響
4.3.1可再分散乳膠粉摻量對膩子膜柔韌性的影響
可再分散乳膠粉是聚合物乳液經(jīng)噴霧干燥或其他手段得到的粉末,它與水按一定比例混合后可再次形成穩(wěn)定、性質(zhì)與原乳液基本相同的聚合物乳液。
當將外墻柔性膩子加入水中攪拌時,在親水性的保護膠體以及機械剪切力的作用下,膠粉顆粒分散到水中。由于膠粉本身的特性以及改性的不同,對砂漿的流變性以及施工性產(chǎn)生的影響不同,有的有助流作用,而有的有增加觸變性的作用,我們目前所采用的是有點助流作用,對膩子的施工性也有改善作用,最主要機理還是可再分散乳膠粉使砂漿含氣量提高,對砂漿的施工性起到潤滑作用,以及膠粉尤其是保護膠體分散時對水的親和以及隨后的粘稠
度對施工膩子的內(nèi)聚力提高,從而提高了和易性。
從表3 的結(jié)果可以看出,可再分散乳膠粉的摻量對膩子膜柔韌性影響有個峰值,當可再分散乳膠粉摻量較低時,對膩子膜柔韌性的改善沒有明顯的改善作用,隨著可再分散乳膠粉摻量的增加,膩子膜柔韌性增加。
但是可再分散乳膠粉對膩子的成本起決定性的作用,它占著整個成本的較大一部分,因此,在可以保證技術(shù)要求的同時,要盡量降低可再分散乳膠粉的摻量,因此,可再分散乳膠粉最合適摻量為2%。
4.3.2可再分散乳膠粉摻量對外墻柔性膩子粘結(jié)強度的影響
在一定的范圍內(nèi),可再分散乳膠粉可以提高膩子的粘結(jié)強度,表4 為不同摻量的可再分散乳膠粉對外墻柔性膩子粘結(jié)強度的影響。
從表4 的試驗結(jié)果來看,可再分散乳膠粉的摻加對膩子粘結(jié)強度的影響不是一直不變的,在可再分散乳膠粉摻量較低時,乳膠粉對膩子粘結(jié)強度的提高程度不明顯,只是很低程度的增加,但當乳膠粉摻量增加到2.0%時,膩子的粘結(jié)強度增加幅度加大,其后膩子的粘結(jié)強度隨乳膠粉的用量增加而增加,且其增長速度要低于1.0%到2.0%段,但是比摻量低于1.0%時的增長速度要大。且不摻加乳膠粉時,膩子的拉伸粘結(jié)強度還不符合建材標準對膩子拉伸粘結(jié)強度的要求。
在膩子干燥過程中,由于水分的吸收和蒸發(fā),會在膩子層中留下許多空腔,這些空腔一般認為是膩子層的薄弱部位。當體系中有可再分散乳膠粉時,這些粉料可以立即分散,并富集于體系中的富水區(qū)域,當這些空腔中水分蒸發(fā)后,再分散液中的聚合物即固化或成膜,對這些部位進行加強,從而增加膩子的粘結(jié)強度。
可再分散乳膠粉摻量較低時,由于再分散液的量太少,不能在較大的范圍內(nèi)成膜,只能以微聚合物粒子的形式間斷地填充于空腔中,起到粘結(jié)和提高致密性的作用,因此對膩子的粘結(jié)強度增加不是很明顯。當乳膠粉用量達到一定比例時,再分散液即可以在一定范圍內(nèi)連續(xù)成膜,在膩子層中形成交叉的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),并且與水泥等無機水化物網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)相互復合,從而大大增加了膩子的粘結(jié)強度。
圖1 為不同摻量乳膠粉對膩子拉伸粘結(jié)強度的影響圖。
4.3.3 可再分散乳膠粉對外墻柔性膩子施工性的影響
可再分散乳膠粉對外墻膩子的施工性沒有太明顯的影響。一般情況下,可再分散乳膠粉不會提高膩子的粘度或流動性,因此,對膩子的施工性沒有明顯的影響。
(1 )淀粉醚對外墻膩子的施工性其很大的作用,相比于其他添加劑而言,淀粉醚的作用是不可忽視的,試驗結(jié)果顯示,淀粉醚在本文中最佳摻量為0.1%。
(2 )膨潤土對外墻膩子的施工性也具有很大的改善作用,但是卻不是摻量越大越好,通過試驗發(fā)現(xiàn),膨潤土適宜摻量為0.3%。
(3 )可再分散乳膠粉對膩子的施工性沒有明顯的影響。
(4 )可再分散乳膠粉可以提高膩子膜的柔韌性,可再分散乳膠粉摻量越大,膩子膜柔韌性越高,但是可再分散乳膠粉是決定膩子膜成本的決定性因素,在滿足技術(shù)要求的情況下,可
再分散乳膠粉最合適摻量為2%。
(5 )在一定范圍內(nèi),可再分散乳膠粉會提高膩子的粘結(jié)強度,其摻量較低時,對粘結(jié)強度的提高不是很明顯,其摻量較高時,對粘結(jié)強度有降低的趨勢,但仍比摻量較低時高。
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