界面劑在建筑工程中的應(yīng)用現(xiàn)狀及適用標(biāo)準(zhǔn)探討

李建偉，馬炎，劉俊霞，張茂亮，徐元盛

（1.河南建筑材料研究設(shè)計院有限責(zé)任公司，河南 鄭州 450052；2.中原工學(xué)院，河南 鄭州 450002）

0 前言

在建筑工程中，為了修補(bǔ)、增強(qiáng)、裝飾裝修或保溫等目的，經(jīng)常會涉及到將2種或多種建筑材料進(jìn)行粘結(jié)施工的情況，如新舊混凝土澆筑、混凝土基層抹灰、墻體材料飾面、瓷磚粘貼、保溫材料粘貼或抹面等[1]。因?yàn)椴煌愋偷慕ㄖ牧显谖阅堋⑹湛s性能、表面應(yīng)力、彈性模量等方面存在差異，經(jīng)常會出現(xiàn)混凝土界面粘結(jié)不牢，飾面材料開裂，瓷磚空鼓、脫落，保溫板粘結(jié)不牢導(dǎo)致脫落等問題，進(jìn)而引發(fā)安全事件，這些問題嚴(yán)重影響了建筑結(jié)構(gòu)的使用功能和安全性。因此，在建筑工程中粘結(jié)不同的建筑材料時，經(jīng)常需要使用界面劑（或界面砂漿）來改善不同建筑材料的界面過渡區(qū)，提高其結(jié)合力。

國內(nèi)相關(guān)工程技術(shù)人員針對不同類型的基面與界面劑的適配性進(jìn)行了大量的研究[2-6]，使得界面劑的產(chǎn)品類型和配合比逐漸精細(xì)化。界面劑已經(jīng)由單一的混凝土界面劑衍生出許多不同類型的產(chǎn)品，如墻體材料界面劑、自流平砂漿界面劑、保溫材料界面劑等。不同類型的界面劑其成分和性能有顯著的差異，不能混用。界面劑施工前，應(yīng)根據(jù)基面類型選用合適的界面劑及配套的施工工藝，并編制施工方案，然后嚴(yán)格按照施工方案進(jìn)行施工才能提高界面過渡區(qū)的強(qiáng)度，使界面劑發(fā)揮出應(yīng)有的作用。

1 界面劑的分類

界面劑是一種具有雙向親和性的改性材料，能提高2種基面間的粘合強(qiáng)度，在建筑工程中應(yīng)用越來越廣泛，開發(fā)出的種類也越來越多。

依據(jù)主要組分，界面劑可以分為水泥基界面劑和樹脂乳液類界面劑；依據(jù)產(chǎn)品狀態(tài)，界面劑可以分為干粉類界面劑和液體類界面劑；依據(jù)產(chǎn)品貯存和配套使用的組份數(shù)，界面劑可以分為單組份界面劑和雙組份界面劑。

由于界面劑的種類及分類方法較多，相應(yīng)的產(chǎn)品檢測標(biāo)準(zhǔn)也經(jīng)常容易被混用或誤用，筆者經(jīng)查閱相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范及文獻(xiàn)資料[7-9]，現(xiàn)對界面劑的作用機(jī)理、適用標(biāo)準(zhǔn)及性能要求等進(jìn)行總結(jié)和闡述，希望能對相關(guān)工程技術(shù)人員選擇、應(yīng)用及檢測界面劑提供一定的幫助。

2 界面劑的作用機(jī)理

界面劑粘結(jié)作用的形成包含以下2個必要條件：一是潤濕，二是粘結(jié)力[10]。

狹義的潤濕一般專指固體表面上的氣體被液體取代的過程。潤濕有3種基本類型：沾濕、浸濕和鋪展[11]。液體是否能潤濕固體可以用接觸角θ（也叫潤濕角）來判斷：當(dāng)θ=0°時，液體在固體表面鋪展；當(dāng)θ＜90°時，稱為浸濕（或潤濕）；當(dāng)90°≤θ≤180°時，稱為粘濕（或不潤濕）。當(dāng)液體的表面張力小于固體的臨界表面張力時，液體能在固體表面隨意鋪展或潤濕；當(dāng)液體的表面張力大于固體的臨界表面張力時，液體不能在固體表面形成連續(xù)的液滴，無法在固體表面鋪展和潤濕。如果界面劑想要改善墻體基面或保溫材料基面的表面以實(shí)現(xiàn)良好的粘結(jié)作用，界面劑對基面必須具有良好的浸潤效果。界面劑的表面張力較小、基面的表面張力較大，兩者的差距越大，即界面張力越大，分子間的作用力也越大，越有利于粘結(jié)。需要處理的基面材質(zhì)的不同，基面的表面張力也就不同，因此需要選擇不同類型的界面劑。

粘結(jié)力通常認(rèn)為由機(jī)械咬合力、范德華力及化學(xué)鍵力等共同作用組成，任何有助于提高這幾種力的方法或手段都有利于粘結(jié)力的提升。其中機(jī)械咬合力類似于“鑰匙與鎖”的嵌合原理，這種嵌合點(diǎn)越多，粘結(jié)越有效；范德華力是一種分子間作用力，包括色散力、取向力（或靜電力）和誘導(dǎo)力，通常分子極性越大，范德華力越強(qiáng)，粘結(jié)越容易；化學(xué)鍵力主要是指界面劑與基面材料之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而形成新的化學(xué)鍵，該方式形成的粘結(jié)力通常較大，且長久有效。

基于以上分析，可以通過優(yōu)選極性較強(qiáng)且與基面材質(zhì)化學(xué)相容性好的材料，再輔以基面粗糙化處理等方式，即可獲得良好的粘結(jié)效果。

3 界面劑的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

3.1 用于建筑物主體及墻體材料基面的水泥基界面劑

用于改善砂漿層與水泥混凝土、加氣混凝土等表面粘結(jié)性能的干粉類水泥基界面劑應(yīng)符合GB/T 25181—2019《預(yù)拌砂漿》或JC/T 907—2018《混凝土界面處理劑》中P類（干粉類）的性能要求。用于改善砂漿層與建筑砌塊或磚等墻體材料的干粉類界面劑應(yīng)符合JC/T 907—2018中P類的性能要求。該類界面劑是由水泥、聚合物膠粉、填料和相關(guān)的外加劑組成的干粉類產(chǎn)品，使用時需要與水或者其它液體混合物拌和，涂抹于基面材料表面。需要注意的是，JC/T 907—2018中還涉及一種D類（液體類）界面劑，該類界面劑的主要成分為聚合物分散液，不能直接使用，需要與水泥和水按一定比例拌和后才能使用。

該類界面劑的主要性能為拉伸粘結(jié)強(qiáng)度，包括未處理及浸水、耐熱、凍融循環(huán)、耐堿及晾置時間20 min等處理?xiàng)l件。

3.2 用于建筑物主體及墻體材料基面的樹脂乳液類界面劑

用于改善砂漿層與普通混凝土、加氣混凝土等室內(nèi)墻體材料基面粘結(jié)性能的樹脂乳液類界面劑應(yīng)符合JG/T 468—2015《墻體用界面處理劑》的性能要求。該類界面劑的主要成分為合成樹脂乳液，使用時一般需要按一定比例加水稀釋（產(chǎn)品使用說明書未明示稀釋比例時不加水），攪拌均勻后涂刷在墻體材料基面，能增大基面的附著力。

該類界面劑的主要性能要求為：不揮發(fā)物含量、pH值、表干時間、最低成膜溫度、拉伸粘結(jié)強(qiáng)度比、浸水后拉伸粘結(jié)強(qiáng)度保持率、24 h表面吸水量等。

3.3 用于保溫板材基面的水泥基界面劑

用于改善模塑聚苯板、擠塑聚苯板、聚氨酯保溫板、酚醛保溫板及巖棉板等保溫板材界面粘結(jié)強(qiáng)度的水泥基界面劑應(yīng)符合JC/T 2242—2014《外墻外保溫系統(tǒng)用水泥基界面劑和填縫劑》的性能要求。此類界面劑按產(chǎn)品狀態(tài)可以分為單組份界面劑和雙組份界面劑：單組份界面劑為在施工現(xiàn)場可以直接使用的液體材料，或按規(guī)定比例加水拌和后使用的干拌混合物；雙組份界面劑由干拌混合物和配套液體組成，在施工現(xiàn)場按規(guī)定比例直接拌合后使用。

該類界面劑的主要性能為：拉伸粘結(jié)強(qiáng)度（原強(qiáng)度、耐水強(qiáng)度、耐凍融強(qiáng)度）以及與保溫材料的相容性。

用于改善模塑聚苯板和擠塑聚苯板表面粘結(jié)性能的界面砂漿可依據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JG/T 228—2015《建筑用混凝土復(fù)合聚苯板外墻外保溫材料》或JG/T 158—2013《膠粉聚苯顆粒外墻外保溫系統(tǒng)材料》，此類產(chǎn)品為聚合物水泥砂漿。JG/T 228—2015規(guī)定了此類界面砂漿的主要性能包含與水泥砂漿的拉伸粘結(jié)強(qiáng)度（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)、浸水處理）以及與聚苯板的拉伸粘結(jié)強(qiáng)度（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)、浸水處理）。JG/T 158—2013規(guī)定了此類界面砂漿的主要性能包含與聚苯板的拉伸粘結(jié)強(qiáng)度（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)、浸水處理）以及涂覆在聚苯板上的可燃性。

3.4 用于保溫板材基面的乳液類界面劑

此類界面劑是由高分子聚合物乳液和助劑配制而成，使用時直接涂刷在保溫材料表面，可以改善保溫材料與膠粘劑或抹面膠漿的粘結(jié)性能。

用于改善擠塑聚苯板與膠粘劑或抹面膠漿粘結(jié)性能的乳液類界面劑應(yīng)符合GB/T 30595—2014《擠塑聚苯板（XPS）薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)材料》的技術(shù)要求，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了此類界面劑的主要性能為：容器中狀態(tài)、凍融穩(wěn)定性、儲存穩(wěn)定性、最低成膜溫度和不揮發(fā)物含量。

用于改善酚醛板與膠粘劑或抹面膠漿粘結(jié)性能的乳液類界面劑應(yīng)符合JG/T 515—2017《酚醛泡沫板薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)材料》的技術(shù)要求，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了此類界面劑的主要性能包含：拉伸粘結(jié)強(qiáng)度（膠粘劑與酚醛泡沫板及抹面膠漿與酚醛泡沫板）、拉伸粘結(jié)強(qiáng)度比（膠粘劑與酚醛泡沫板、抹面膠漿與酚醛泡沫板）。

用于改善巖棉板/條與膠粘劑或抹面膠漿粘結(jié)性能的乳液類界面劑應(yīng)符合JG/T 483—2015《巖棉薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)材料》的技術(shù)要求，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了此類界面劑的主要性能為：容器中狀態(tài)、凍融穩(wěn)定性、儲存穩(wěn)定性、最低成膜溫度和不揮發(fā)物含量。

3.5 用于陶瓷磚基面的界面劑

陶瓷磚背面使用的界面劑也稱瓷磚背膠，此類界面劑由聚合物乳液、添加劑和礦物填料等組成，使用時直接涂覆在陶瓷磚背面，用于增強(qiáng)陶瓷磚與粘結(jié)劑之間的粘結(jié)性能。

此類產(chǎn)品應(yīng)符合中國建筑材料聯(lián)合會團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)T/CBMF 93—2020《陶瓷磚用膏狀背膠》或中國建筑材料流通協(xié)會團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)T/CBMCA 011—2020《瓷質(zhì)磚背膠》的技術(shù)要求，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了此類界面劑的主要性能為：不揮發(fā)物含量、實(shí)干時間、施工性、滑移、剪切粘結(jié)強(qiáng)度（無處理、浸水后、熱老化后、高溫下）、拉伸粘結(jié)強(qiáng)度（無處理、浸水后、熱老化后、凍融循環(huán)后）、晾置一定時間后拉伸粘結(jié)強(qiáng)度。

3.6 水泥基自流平砂漿用界面劑

此類界面劑為水泥基自流平砂漿配套水性界面劑，可以封閉基層表面孔隙，增強(qiáng)水泥基自流平砂漿與基層的附著力。所述基層包含吸水性基層（如混凝土、水泥砂漿等表面）、非吸水性基層（瓷質(zhì)磚等）。此類產(chǎn)品應(yīng)符合JC/T 2329—2015《水泥基自流平用界面劑》的技術(shù)要求，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了此類界面劑的主要性能為：不揮發(fā)物含量、pH值、表干時間、24 h表面吸水量、界面處理后拉伸粘結(jié)強(qiáng)度。

3.7 保溫漿料用界面砂漿

此類界面劑是一種聚合物水泥砂漿，使用時直接涂刷在基層墻體表面，可以改善基層墻體與保溫漿料的粘結(jié)性能。

膠粉聚苯顆粒外墻外保溫系統(tǒng)使用的界面砂漿應(yīng)符合JG/T 158—2013的技術(shù)要求，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了此類界面砂漿的主要性能為與水泥砂漿的拉伸粘結(jié)強(qiáng)度（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)、浸水處理）。

無機(jī)輕集料保溫系統(tǒng)使用的界面砂漿應(yīng)符合JGJ/T 253—2019的技術(shù)要求，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了此類界面砂漿的主要性能為：拉伸粘結(jié)強(qiáng)度（原強(qiáng)度、耐水強(qiáng)度、耐凍融強(qiáng)度）和可操作時間。

4 界面劑的施工工藝

界面劑的施工應(yīng)符合DB 21/T 1778—2010《建筑用界面處理劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》、DB/T 29-133—2016《建筑用界面處理劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》等地方標(biāo)準(zhǔn)的要求。

4.1 施工準(zhǔn)備

（1）選用界面劑時，應(yīng)根據(jù)待處理材料基面的性質(zhì)選擇適宜類型的產(chǎn)品。

（2）使用前應(yīng)先對界面劑的外觀質(zhì)量進(jìn)行檢查。干粉類界面劑應(yīng)均勻一致、無結(jié)塊；液體類界面劑攪拌后應(yīng)呈均勻狀態(tài)，不應(yīng)有塊狀沉淀。

（3）界面劑進(jìn)場時，應(yīng)委托有資質(zhì)的實(shí)驗(yàn)室對其主要性能進(jìn)行抽樣復(fù)驗(yàn)。

（4）基面處理應(yīng)符合下列規(guī)定：基面應(yīng)清潔干凈，確保無油漬、浮灰、明水或其它膠液?；姹韺邮杷刹课粦?yīng)予以剔除，缺陷部位應(yīng)進(jìn)行修補(bǔ)。若采用清水沖洗基面，應(yīng)等待基面干燥至相應(yīng)界面劑使用的含水率要求后再進(jìn)行施工。

（5）若界面劑需要在施工現(xiàn)場進(jìn)行配制，應(yīng)按其產(chǎn)品包裝或使用說明書標(biāo)明的配比及步驟進(jìn)行，充分?jǐn)嚢?、混合均勻后方可使用?/p>

4.2 施工方法

根據(jù)基面材料及現(xiàn)場情況可以選擇不同的施工方法，并符合下列規(guī)定：

（1）涂覆法：將配制好的界面劑用滾刷或棕毛刷等工具涂刷在基面上，涂刷時應(yīng)盡量均勻、滿涂，涂刷厚度控制在涂刷后界面劑不流淌為宜。

（2）拉毛法：將配制好的界面劑用毛刷、掃帚、滾刷等工具甩刷于基面上，再拉毛成粗糙面。

（3）噴涂法：將配制好的界面劑倒入彈涂噴槍的料斗內(nèi)，接通壓縮空氣泵，噴涂于基面上。壓縮空氣壓力宜控制在0.4～0.6 MPa，距待處理基面距離宜在200～300 mm，應(yīng)確保基面不漏涂。也可使用界面劑專用的噴涂設(shè)備。

4.3 注意事項(xiàng)

（1）混凝土界面處理宜采用涂覆法，攪拌好的水泥基干粉界面處理劑的稠度以不流淌為宜，施工厚度不宜小于1 mm，滾刷完成后宜在24 h后進(jìn)行后續(xù)施工。

（2）混凝土界面處理不宜采用噴涂法施工，若采用噴涂法時，應(yīng)確?；炷粱娌宦┩俊?/p>

（3）加氣混凝土界面處理不宜采用噴涂法施工，宜采用涂覆法分2遍施工；宜在界面處理0.5～2.0 h內(nèi)進(jìn)行后續(xù)施工。

（4）乳液類界面劑不宜采用拉毛法施工。

（5）保溫板界面處理宜采用噴涂法或涂覆法施工，后續(xù)施工宜在界面處理完成24 h后進(jìn)行。

（6）應(yīng)待粉狀界面劑收漿或乳液類界面劑成膜后，再進(jìn)行后續(xù)施工。

（7）當(dāng)室外連續(xù)5 d日平均氣溫低于5℃，或當(dāng)日平均氣溫低于0℃時不宜施工，確需施工時，應(yīng)選擇防凍型的界面劑或采取其它相應(yīng)的保溫措施[12]。

（8）當(dāng)風(fēng)力大于5級或雨雪天氣時不得露天施工。

5 結(jié)語

目前界面劑的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)較多，生產(chǎn)企業(yè)人員及工程技術(shù)人員經(jīng)常會混用或誤用，選用不合適的界面劑或使用不適宜的檢測標(biāo)準(zhǔn)會給建筑結(jié)構(gòu)帶來一定的安全質(zhì)量問題。施工時的工藝或環(huán)境變化也會影響界面劑的粘結(jié)效果，如基面的清潔、平整、潤濕等處理情況，涂覆、拉毛、噴涂等不同施工方法，低溫及雨、雪、大風(fēng)等惡劣環(huán)境，這些因素應(yīng)予以重視。

筆者對目前建筑工程中常用界面劑的主要性能和適用標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了詳細(xì)的梳理和解讀，并對界面劑的施工準(zhǔn)備、施工方法、施工要求提出了一些意見和建議，希望能為相關(guān)工程技術(shù)人員在生產(chǎn)、使用及檢測界面劑時提供一些幫助。隨著建筑工程技術(shù)的革新，將來會出現(xiàn)越來越多新型的界面劑來改善工程結(jié)構(gòu)，使用合適的界面劑可以提高工程質(zhì)量，進(jìn)一步推動建筑行業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。