外墻裝飾材料在霧霾環(huán)境中的耐久性研究

陳一虹

（無(wú)錫城市職業(yè)技術(shù)學(xué)院 江蘇無(wú)錫 214153）

1 研究背景

霧霾是一種大氣污染，是對(duì)大氣中各種懸浮顆粒物含量超標(biāo)的籠統(tǒng)表述，包括空氣中的水滴、灰塵、硫酸、硝酸等顆粒物組成的氣溶膠系統(tǒng)[1]。2013年，“霧霾”成為年度關(guān)鍵詞，霧霾天氣已經(jīng)成為整個(gè)中國(guó)不得不面對(duì)的一大環(huán)境問題[2]。霧霾現(xiàn)象是如今社會(huì)的研究熱點(diǎn)，各行各業(yè)都在研究霧霾產(chǎn)生的各種影響以及如何抗擊霧霾。對(duì)于建筑材料行業(yè)，霧霾同樣產(chǎn)生了影響。目前，建筑行業(yè)對(duì)于霧霾的研究主要分兩方面進(jìn)行，一方面是如何從生產(chǎn)行業(yè)改進(jìn)降低霧霾的產(chǎn)生[3]，另一方面則是企業(yè)針對(duì)霧霾現(xiàn)象投入大量人力物力開發(fā)研究新型建筑材料以抵抗霧霾[4]，而對(duì)于已有外墻裝飾材料如何在霧霾中提高耐久性的研究尚未見。一旦該研究成功，不僅能提高各建筑物外墻裝飾材料的使用壽命，還能節(jié)省大量的資金。因此，建筑材料耐久性在霧霾中的變化研究對(duì)于建材的使用具有很大的參考意義。

通過(guò)對(duì)無(wú)錫外墻材料的調(diào)研結(jié)果顯示，無(wú)錫建筑物最主要的外墻材料就是外墻涂料、外墻磚和花崗石。該項(xiàng)目的主要工作對(duì)三種外墻材料（外墻涂料、外墻磚、花崗石）在霧霾環(huán)境中耐久性的變化，以及霧霾對(duì)三種不同外墻材料耐久性的影響區(qū)別。

2 外墻涂料在霧霾中耐久性的變化

外墻涂料，是用于涂刷建筑外立墻面的，最重要的一項(xiàng)指標(biāo)就是抗紫外線照射，要求達(dá)到長(zhǎng)時(shí)間照射不變色，部分外墻涂料還要求有抗水性能，要求有自滌性；漆膜要硬而平整，臟污一沖就掉；外墻涂料能用于內(nèi)墻涂刷使用是因?yàn)樗簿哂锌顾阅堋?/p>

涂料耐久性的破壞特征可以分為三類：①褪色、變色、發(fā)黃；②起縐、起泡、空鼓；③開裂、剝離、脫落。所以其耐久性的因素應(yīng)從以上三方面進(jìn)行分析。這些破壞現(xiàn)象主要造成的外在原因包括太陽(yáng)光輻射、大氣有害物及雨水侵蝕以及施工影響。在霧霾環(huán)境中，太陽(yáng)光的輻射影響和施工影響無(wú)明顯變化，主要是大氣有害物質(zhì)及雨水侵蝕。涂膜在使用過(guò)程中，經(jīng)常暴露和接觸到這些有害介質(zhì)，在不同程度上受到各種各樣的損壞，如灰塵、油斑、污物等。這就是涂膜受到了污染，而涂膜抵抗這種污染的能力，稱為耐污染性。檢測(cè)的方法是，將試板暴露在大氣中一定時(shí)間后，用色差儀測(cè)定涂膜暴露前后的反射值，其差值就是污染物的結(jié)果，其差值越小，耐污染性就強(qiáng)。試驗(yàn)分兩個(gè)環(huán)境進(jìn)行，試驗(yàn)一樣品處于腐蝕性介質(zhì)內(nèi)（具體的檢測(cè)方法可按《漆膜耐化學(xué)試劑性測(cè)定法》（GB1763－79））。用腐蝕性環(huán)境模擬并強(qiáng)化霧霾環(huán)境，檢測(cè)在此種環(huán)境中時(shí)間不同所得對(duì)應(yīng)的不同色差值（檢測(cè)方法見《涂膜顏色的測(cè)量方法第三部分：色差計(jì)算》（GB/T11186.3-1989）），見表1。試驗(yàn)二在室內(nèi)正常環(huán)境內(nèi)，避免了霧霾中有害介質(zhì)的接觸，檢測(cè)時(shí)間不同所得對(duì)應(yīng)的不同色差值，見表2。

通過(guò)表1表2數(shù)據(jù)比較做圖得圖1，可以得到以下結(jié)論：①霧霾對(duì)于涂膜的污染作用十分明顯。②隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，霧霾對(duì)涂膜的破壞作用急劇上升。

3 外墻磚在霧霾中耐久性的變化

外墻磚主要用于建筑外墻的裝飾和保護(hù)。外墻磚不僅裝飾整個(gè)建筑物，同時(shí)因?yàn)槠淠退釅A，物理化學(xué)性能穩(wěn)定，對(duì)保護(hù)墻體有重要作用，還能防寒保溫。因此，外墻磚耐久性尤其重要。

霧霾對(duì)外墻磚耐久性的影響主要體現(xiàn)在霧霾中化學(xué)物質(zhì)對(duì)磚的風(fēng)化作用以及導(dǎo)致的強(qiáng)度下降。試驗(yàn)同樣分兩個(gè)環(huán)境進(jìn)行，試驗(yàn)一樣品處于腐蝕性介質(zhì)內(nèi)模擬霧霾環(huán)境（具體的檢測(cè)方法可按耐化學(xué)腐蝕性的測(cè)定（GB/T3810．13-2006，ISO10545-13：1995，IDT））檢測(cè)試樣受化學(xué)腐蝕后強(qiáng)度的變化。試驗(yàn)二在室內(nèi)正常環(huán)境內(nèi)，避免了霧霾中有害介質(zhì)的接觸，檢測(cè)強(qiáng)度的變化。

表1 有害物介質(zhì)內(nèi)色差值

表2 普通環(huán)境介質(zhì)內(nèi)色差值

圖1 色差值變化趨勢(shì)圖

通過(guò)表3表4試驗(yàn)數(shù)據(jù)做圖，得圖2、圖3、圖4，獲得以下結(jié)論：①霧霾對(duì)于外墻磚的耐久性有影響。②隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，霧霾的外墻磚耐久性的影響變化不明顯。

表3 有害物介質(zhì)內(nèi)強(qiáng)度變化

表4 普通環(huán)境中強(qiáng)度變化

4 花崗石在霧霾中耐久性的變化

花崗石是一種由火山爆發(fā)的熔巖在受到相當(dāng)?shù)膲毫Φ娜廴跔顟B(tài)下隆起至地殼表層，巖漿不噴出地面，而在地底下慢慢冷卻凝固后形成的構(gòu)造巖，是一種深成酸性火成巖，屬于巖漿巖。花崗石以石英、長(zhǎng)石和云母為主要成分，結(jié)構(gòu)致密、質(zhì)地堅(jiān)硬、耐酸堿、耐氣候性好，可以在室外長(zhǎng)期使用。花崗石是建筑材料中耐久性最好的之一，和外墻涂料相比，耐久性是外墻涂料的百倍。

圖2 沖擊強(qiáng)度比較圖

圖3 拉伸強(qiáng)度比較圖

圖4 強(qiáng)度變化趨勢(shì)圖

表5 有害物介質(zhì)內(nèi)強(qiáng)度變化

表6 普通環(huán)境中強(qiáng)度變化

花崗石在霧霾中耐久性的影響主要體現(xiàn)在大氣中的有害氣體侵蝕。受有害氣體侵蝕后，導(dǎo)致石材表層的風(fēng)化以及最終表層的脫落。試驗(yàn)同樣分兩個(gè)環(huán)境進(jìn)行，試驗(yàn)一樣品處于腐蝕性介質(zhì)內(nèi)（SGS標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法：GB/T9966.6）檢測(cè)試樣受化學(xué)腐蝕后強(qiáng)度的變化，見表5。試驗(yàn)二在室內(nèi)正常環(huán)境內(nèi)，避免了霧霾中有害介質(zhì)的接觸，檢測(cè)強(qiáng)度的變化，見表6。

通過(guò)一系列試驗(yàn)數(shù)據(jù)獲得了以下結(jié)論：霧霾對(duì)于花崗石的耐久性沒影響。

5 總結(jié)

三種外墻材料外墻涂料、外墻磚、石材在霧霾中耐久性影響最大的是外墻涂料，其次是外墻磚，而石材（花崗石）不受影響。