新型建筑外墻保溫防水砂漿的研制及施工

張杰，錢琛

（揚州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 揚州 225127）

0 前言

近年來，我國建筑節(jié)能工作取得很大進步，建筑外墻保溫技術(shù)尤為突出。外墻保溫分常用的有保溫砂漿和外貼聚苯板、聚氨酯等有機高分子保溫材料。而這2種保溫層均存在缺陷：保溫砂漿一般是在水泥中摻入膨脹聚苯乙烯顆粒、膨脹珍珠巖顆粒等保溫材料，其防水性能較差，如果外墻產(chǎn)生裂縫，雨水會進入開裂的墻體保溫內(nèi)層，而水的導(dǎo)熱系數(shù)較大，墻體內(nèi)層存在水，保溫作用差，并且會引起墻體內(nèi)層的發(fā)霉、損壞等現(xiàn)象。目前施工的外貼聚苯板以及聚氨酯等有機高分子保溫材料、一次施工成型的有機高分子保溫材料，這種技術(shù)保溫效果較好，但施工時間較長，保溫施工過程成本高，而且施工難度也較大，施工及使用過程中存在火災(zāi)隱患。一些施工單位在有機高分子保溫材料中加入過量的阻燃劑，這樣雖能阻止火災(zāi)發(fā)生，但會增加有機高分子保溫材料燃燒時的發(fā)煙量和煙氣毒性。本文針對以上2種建筑墻體外保溫的缺陷，研制一種新型建筑外墻保溫防水防火砂漿。

1 保溫防水砂漿的研制

1.1 油酸鹽防水劑的制作

1.1.1 油酸鹽防水劑

在搪瓷反應(yīng)釜內(nèi)加入水，加熱溫度至70℃以上，按比例加入一定量的油酸和氫氧化鈉，放置4 h以上，加入羥基羧酸鈉鹽、三異丙醇胺、磷酸三丁酯等原料，恒溫8h，用酒石酸調(diào)節(jié)pH值8～9，即為水溶性的油酸鹽防水劑[1-2]。油酸鹽是一種表面活性劑，在結(jié)構(gòu)上由親水—COO—的極性基團和憎水的烴基（R—）非極性基團2部分組成。而油酸鹽防水劑中烴基（R—）部分含18個C原子，具有很好的憎水性能。羥基羧酸鈉鹽、三異丙醇胺、磷酸三丁酯分別是緩凝劑和催化劑。制作防水劑時，如果羥基羧酸鈉鹽加入過量，將使水泥砂漿長時間無法凝固，影響施工。使用油酸防水劑時，可按1∶20加水稀釋。

1.1.2 油酸鹽防水劑的防水原理

水泥砂漿不防水的原因是砂漿內(nèi)部存在相互連通的毛細(xì)孔隙。水泥砂漿防水劑防水原理分為2種類型：一種是物理型，即防水劑在水泥砂漿中填充或覆蓋于膠凝材料表面，如硅烷防水劑，在水泥砂漿的毛細(xì)孔隙中為物理填充、減少或阻止孔隙生成，堵塞或切斷毛細(xì)孔隙，使開孔的毛細(xì)孔隙變?yōu)榉忾]的毛細(xì)孔隙，提高水泥砂漿的防水性能；另一種是化學(xué)型，即防水劑中的活性基團與水泥發(fā)生水化反應(yīng)，產(chǎn)生大量的膨脹性晶體，這種膨脹性晶體就是沉淀物質(zhì)高級脂肪酸鈣，憎水部分在水泥的毛細(xì)孔隙中規(guī)則排列，提高水泥砂漿的防水性能。油酸鹽防水劑就是化學(xué)型的，由于高級脂肪酸鈣與水泥牢固結(jié)合在一起，使水泥砂漿的防水性能是永久的，且不會因氣候等因素變化而產(chǎn)生影響[3-4]。

1.2 膨脹聚苯乙烯顆粒摻量對砂漿性能的影響

該砂漿的保溫材料優(yōu)選膨脹聚苯乙烯顆粒。為提高保溫性能，選擇3種或以上的不同直徑膨脹聚苯乙烯顆粒混合。本文選擇直徑為3、2、1mm的聚苯乙烯顆粒按1∶1∶1的體積比混合。

表1列出水泥與膨脹聚苯乙烯顆粒不同體積配比對砂漿砌塊抗壓強度、密度及導(dǎo)熱系數(shù)的影響。

表1 膨脹聚苯乙烯顆粒的體積摻量對砂漿密度、導(dǎo)熱系數(shù)及抗壓強度的影響

從表1可對看出，膨脹聚苯乙烯顆粒在水泥砂漿中體積摻量增加，會使砂漿的導(dǎo)熱系數(shù)降低，保溫性能提高，密度降低，抗壓強度也會降低。砂漿的抗壓強度與導(dǎo)熱系數(shù)、密度存在矛盾。為使砂漿具有一定抗壓強度，又保證砂漿的導(dǎo)熱系數(shù)不會太高，選擇5#試驗的配比。

1.3 油酸鹽防水劑摻量對砂漿抗壓強度的影響

選擇表1中5#試樣的水泥與膨脹聚苯乙烯顆粒配比，測試油酸鹽防水劑摻量對砂漿抗壓強度的影響，結(jié)果見表2。

表2 油酸鹽防水劑摻量對砂漿抗壓強度的影響

從表2可以看出，隨油酸鹽防水劑摻量的逐漸增加，砂漿的抗壓強度逐漸降低，當(dāng)油酸鹽防水劑摻量超過8%時，砂漿的抗壓強度明顯減小。這可能是由于油酸鹽防水劑中的憎水部分（R—）影響了水泥的水化反應(yīng)，致使砂漿的抗壓強度明顯減小。

1.4 油酸鹽防水劑摻量對保溫砂漿防水性能的影響

將油酸鹽防水劑摻量不同的水泥砂漿在水深30 cm下浸泡10 d，取出測試其飽和吸水率，結(jié)果見表3。

表3 油酸鹽防水劑摻量對保溫砂漿飽和吸水率的影響

從表3可以看出，隨油酸鹽防水劑摻量的增加，保溫砂漿的飽和吸水率先變小后變大。這是因為油酸鹽防水劑摻量少時，起不到防水作用；油酸鹽防水劑摻量太多時，水溶性的高級脂肪酸鹽防水劑過剩，同樣也起不到防水作用。而油酸鹽防水劑加入量在8%時，飽和吸水率最?。?.6%）。將飽和吸水率為1.6%的保溫砂漿斷開觀察，其內(nèi)部全部干燥，表面水浸深度僅2 mm左右。

1.5 新型保溫防水防火砂漿綜合性能

按最優(yōu)配比制備的新型保溫防水砂漿密度300 kg/m3，抗壓強度3.0 MPa，導(dǎo)熱系數(shù)0.09 W/（m·K），在水深30 cm下浸泡10 d飽和吸水率1.6%。

2 建筑外墻保溫防水砂漿的施工

2.1 工藝流程

界面處理→保溫防水砂漿→抗裂砂漿→加強層（鋼絲網(wǎng)和錨固件）→飾面層。

2.2 施工過程

界面處理。清理主體施工時墻面遺留的鋼筋頭、廢模板，填堵施工孔洞，掃清浮面灰，凸出墻面的砂漿、磚、混凝土等清除干凈。抹保溫防水防火砂漿時，避免在氣溫高、濕度小、風(fēng)速

大等惡劣天氣施工，以防止砂漿由于表面水分蒸發(fā)過快而出現(xiàn)內(nèi)外干縮不一致產(chǎn)生的收縮裂縫，并且注意及時灑水養(yǎng)護。在保溫防水防火砂漿表面抹一層4～8mm厚的防裂砂漿。釘鋼絲網(wǎng)、上錨固件。鋼絲網(wǎng)規(guī)格：孔徑12.7 mm×12.7 mm，絲徑0.9 mm×0.04 mm。 錨固件規(guī)格：直徑不小于5 mm，管套外徑7～10 mm。最后進行飾面層施工。

3 結(jié)語

（1）該砂漿集保溫、防水、防火于一體。由于在水泥中加入了膨脹聚苯乙烯顆粒、防水劑，聚苯乙烯顆粒被水泥包裹，相對于單一保溫性能的砂漿，該砂漿能有效防止墻體表面損壞后不防水、不保溫的情況。相對于外貼聚苯板、聚氨酯等有機高分子保溫材料或一次成型的有機高分子保溫材料，這種砂漿能有效避免施工過程中的火災(zāi)隱患。

（2）相對于其它保溫措施，該砂漿施工簡單，減少建筑的整體建造成本。在進行外墻保溫施工時應(yīng)重視外墻保溫的應(yīng)用效果，保證施工工程的安全以及日后使用的適用性。