膠粉聚苯顆粒外墻外保溫系統(tǒng)及其抗裂性能研究.pdf

1、膠粉聚苯顆粒外墻外保溫系統(tǒng)具有保溫性、耐候性較好、施工快捷簡便、工程造價較低等特點(diǎn)，近年來在節(jié)能工程中廣泛應(yīng)用，已成為我國夏熱冬冷和夏熱冬暖地區(qū)主要外墻外保溫系統(tǒng)之一。該系統(tǒng)膠粉聚苯顆粒保溫砂漿強(qiáng)度較低、吸水率高、耐候性差、收縮應(yīng)力較高，抗裂層易開裂，系統(tǒng)耐久性、安全性存在一定隱患，系統(tǒng)開裂、滲漏、脫落的質(zhì)量事故時有發(fā)生。研究膠粉聚苯顆粒保溫砂漿、抗裂砂漿配制及其外保溫系統(tǒng)開裂成因與機(jī)制，從材料及系統(tǒng)構(gòu)造著手，改善和提升系統(tǒng)抗裂性對于提

2、高夏熱冬冷和夏熱冬暖地區(qū)膠粉聚苯顆粒保溫砂漿及其外保溫系統(tǒng)的使用效率和保溫效果，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和良好的指導(dǎo)作用。
　　為克服原發(fā)聚苯乙烯顆粒保溫砂漿粘聚性、施工性差的缺陷，系統(tǒng)研究了聚苯顆粒表面改性技術(shù)。利用偶聯(lián)劑和粘接劑的雙重作用，采用預(yù)處理表面造殼，使聚苯顆粒表面形成親水性無機(jī)薄層，表面由憎水性改變?yōu)橛H水性，從根本上解決了膠凝材對聚苯顆粒表面不潤濕的技術(shù)難題，使改善膠凝材與聚苯顆粒基面的結(jié)合由粗放式的采用有機(jī)粘結(jié)劑向聚苯顆

3、粒表面改性方向發(fā)展。這一低成本表面改性技術(shù)為高性能聚苯顆粒保溫砂漿制備奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。
　　系統(tǒng)研究了聚苯顆粒級配、形貌、聚合物粘結(jié)劑、保水劑、聚合物纖維、有機(jī)硅防水劑對保溫砂漿性能的影響?？稍俜稚⑷槟z粉可顯著改善保溫砂漿施工性和粘結(jié)性能，并提高硬化體韌性，其適宜摻量為5.0~6.03mkg；甲基纖維素醚是聚苯顆粒保溫砂漿的高效保水劑，但存在水灰比增加，強(qiáng)度降低的負(fù)面影響，其適宜摻量為1.5~1.73 m kg；聚丙烯纖維能

4、有效抑制保溫砂漿收縮，提高硬化保溫砂漿的斷裂韌性和抗開裂性，其最佳長度宜控制在8~12 mm，適宜摻量為0.7~1.03 m kg；有機(jī)硅防水劑可顯著降低保溫砂漿吸水率，改善其耐水性，其適宜摻量為0.63 m kg。采用聚苯顆粒表面改性，以及聚合物粘結(jié)劑增粘增韌、聚丙烯纖維增強(qiáng)、甲基纖維素醚保水、有機(jī)硅防水等綜合措施，配制了干表觀密度2303 m kg、導(dǎo)熱系數(shù)0.056()kmW·、抗壓強(qiáng)度0.8MPa、壓剪粘結(jié)強(qiáng)度0.117MPa、

5、吸水率2.5％、干縮率0.872‰的保溫砂漿，其施工性、強(qiáng)度、耐水性、抗裂性均明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的高性能聚苯顆粒保溫砂漿。
　　抗裂砂漿是膠粉聚苯顆粒外保溫系統(tǒng)的重要組成材料。對特細(xì)砂抗裂砂漿的配制原理與方法以及砂漿物理力學(xué)性能進(jìn)行了研究。揭示了特細(xì)砂含泥量、細(xì)度模數(shù)對砂漿強(qiáng)度和干縮率的影響規(guī)律。通過聚丙烯纖維與木質(zhì)纖維復(fù)合增強(qiáng)、聚合物增韌等措施配制了拉伸粘結(jié)強(qiáng)度0.96 MPa、裂縫指數(shù)1.6、56d收縮率0.565‰、28d沖擊能8

6、.7 J、28d斷裂能300.32 m J、最大變形量3.02mm、抗裂性優(yōu)良的特細(xì)砂抗裂砂漿，對外保溫系統(tǒng)特細(xì)砂抗裂砂漿制備有很好的指導(dǎo)作用。
　　采用有限元數(shù)值模擬分析軟件研究了膠粉聚苯顆粒外保溫系統(tǒng)在重慶極端高溫和極端低溫下的應(yīng)力應(yīng)變行為。保溫層的溫度梯度和溫度應(yīng)變最大，通過使用原發(fā)聚苯顆粒配制的保溫砂漿和在保溫層中設(shè)置伸縮縫可以有效降低構(gòu)造層的溫度應(yīng)變，伸縮縫的寬度應(yīng)不少于8 mm，伸縮縫的設(shè)置間隔不超過2層或6m?？沽焉?/p>

7、漿層的溫度應(yīng)力最大，且不均勻，開裂風(fēng)險較大，通過使用特細(xì)砂抗裂砂漿可以有效降低構(gòu)造層的溫度應(yīng)力。窗洞口、陰陽角和女兒墻還出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象，窗洞口應(yīng)力集中區(qū)域?yàn)槎纯谒慕?45方向0.32 m′0.84m范圍，其應(yīng)力集中大小和范圍不隨窗洞口大小的變化而變化，陰角應(yīng)力集中范圍為交界處兩邊各0.05m范圍，陽角應(yīng)力集中范圍為交界處兩邊各0.08m范圍，女兒墻應(yīng)力集中范圍為交界處屋面方向0.35m、女兒墻方向0.25m范圍，上述區(qū)域范圍內(nèi)必須采取

8、玻纖網(wǎng)格布增強(qiáng)措施。
　　論文研制的膠粉聚苯顆粒保溫砂漿和特細(xì)砂抗裂砂漿進(jìn)行了工業(yè)化生產(chǎn)，產(chǎn)品已在重慶龍湖U城一期4組團(tuán)多層建筑進(jìn)行了大規(guī)模工程應(yīng)用。該工程采用35mm原發(fā)聚苯顆粒外保溫加特細(xì)砂抗裂砂漿面層外保溫系統(tǒng)，構(gòu)造上采取每6m設(shè)置10′30mm水平伸縮縫，窗洞口、陰陽角、女兒墻等應(yīng)力集中區(qū)域采用增強(qiáng)耐堿玻纖網(wǎng)格布增強(qiáng)處理。2012年1月進(jìn)場，不到2個月即完成該工程外保溫施工，同年5月通過了重慶市沙坪壩區(qū)建委質(zhì)量監(jiān)督站組織的