摘要：本文对外墙外保温薄抹灰系统的单双组分砂浆的特点，性能，组成作了对比和分析。并对外墙外保温的粘结、抹面砂浆的主要材料可在分散胶粉的选择的重要性进行了讨论，在砂浆的性能的检测和实验中，重点指出了原料混合物均匀性所起的作用，介绍提升外墙保温薄抹灰体系品质所做ZUI基础的工作，抓好材料是控制外墙保温质量的起点。
关健词：可再分散聚合无胶粉 粘结砂浆 抹面砂浆 薄抹灰系统
引言
随着国内建筑节能的蓬勃发展，建筑外墙外保温已经在国内范围内全面展开，在国家节能政策的引导下，各省市自治区相继出了建筑节能的地方法规，促进了外墙保温技术在国内的推广应用。
在我国目前外墙外保温系统有几种较为成熟的形式，聚集板薄抹灰保温体系、胶粉聚苯颗粒保温体系、现浇有网无网保温体系、挤塑聚苯板保温体系和聚氨酯保温体系等。但是各个体系在保温隔热性能、耐候性、安全性、良好的施工性能方面却各自拥有自己体系的特点。
作为膨胀聚苯板EPS薄抹灰体系，在施工方便、保温效果良好、价格等方面在外墙外保温占有主导地位。在欧洲市场以占82.7%比例居于榜首，在材料、工艺、构造和实践应用上都具有十分成熟的经验。
一、外墙外保温系统干混砂浆供给形式的差异
膨胀聚苯板保温系统应用砂浆主要是胶粘剂和抹面砂浆，其供给形式分为单组分和双组分砂浆。
单组分砂浆的粘结剂和抹面砂浆主要外加剂为聚醋酸乙烯—乙烯共聚物可再分散胶粉和其它成份，再加上水泥和砂混合好干粉状材料在现场加水搅拌后使用。
双组分砂浆则是应用聚丙烯酸酯乳液在现场加入混合好的干混料搅拌均匀后使用，材料涉及固液两个组分，美国的专威特、德国巴斯夫、中国建材院的ABW就是双组分的典型。单组分砂浆的ZUI大优点是材料运输和拌合相对简便，配合比例易于控制，现场拌合相当方便。双组分在运输和现场拌合方面较为复杂，需要现场计量，难于控制，如果现场施工人员的素质不高，或不按操作工艺执行，则控制难度很大，也为工程带来隐患。但从性能上可以明显的反映出各自的特点。这是一家公司在应用双组分粘结和抹面砂浆的外墙外保温体系的测试数据。
表1
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项目
|
检验项目
|
标准要求
|
结果
|
||
|
聚合物粘结砂浆
|
拉伸粘结强度Mpa
|
与水泥砂浆
|
常温状态
|
≥0.60
|
1.11
|
|
耐水
|
≥0.40
|
0.73
|
|||
|
与聚苯板
|
常温状态
|
≥0.10
|
聚苯板破坏
|
||
|
耐水
|
≥0.10
|
聚苯板破坏
|
|||
|
可操作时间h
|
1.5-4.0
|
2.5
|
|||
|
聚合物抹面砂浆
|
拉伸粘结强度Mpa
|
与聚苯板
|
常温状态
|
≥0.10
|
聚苯板破坏
|
|
耐水
|
≥0.10
|
聚苯板破坏
|
|||
|
常冻融
|
≥0.10
|
聚苯板破坏
|
|||
|
柔性性（抗压/抗折强度）
|
≤3.0
|
2.5
|
|||
|
可操作时间h
|
1.5-4.0
|
2.5
|
|||
采用巴斯夫双组分检测结果：
表2
|
项目
|
标准要求
|
结果
|
|
|
拉伸粘结强度MPa
|
原强度
|
≥0.60
|
0.9
|
|
耐水
|
≥0.40
|
0.7
|
|
|
可操作时间h
|
1.5-4.0
|
2-3
|
|
|
拉伸粘结强度（与聚苯板）Mpa
|
原强度
|
≥0.10
|
0.23
|
|
耐水
|
≥0.10
|
0.23
|
|
|
耐冻融
|
≥0.10
|
0.24
|
|
|
可操作时间h
|
1.5-4.0
|
2-3
|
|
|
柔性性（抗压/抗折强度）
|
≤3.0
|
2.5
|
|
|
24小时吸水量g/m2
|
≤500
|
200
|
|
专威特系统的粘结抹面砂浆也与上述的性能指标相似。
表3列出了我们组配中的单组分粘结与抹面砂浆的性能：
表3
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项目
|
标准要求
|
结果
|
|
|
拉伸粘结强度MPa（与水泥砂浆）
|
原强度
|
≥0.60
|
1.11
|
|
耐水
|
≥0.40
|
0.68
|
|
|
可操作时间h
|
1.5-4.0
|
2-3
|
|
|
拉伸粘结强度（与聚苯板）Mpa
|
原强度
|
≥0.10
|
0.17
|
|
耐水
|
≥0.10
|
0.16
|
|
|
耐冻融
|
≥0.10
|
0.16
|
|
|
可操作时间h（与聚苯板）
|
1.5-4.0
|
2-3
|
|
|
柔性性（抗压/抗折强度）
|
≤3.0
|
2.4
|
|
|
24小时吸水量g/m2
|
≤500
|
272
|
|
从表1、2、3可以看出单双组分的性能对比，双组分粘结抹面砂浆充分体现了丙烯酸酯聚合物优良成膜性、良好弹性及韧性、耐候性和耐水性，特别是她的耐候性和耐水性较为优异。有人曾作过实验，由单一醋酸乙烯共聚物制成的抹面砂浆，她的透水性要比丙烯酸聚合物抹面砂浆高4到10倍，单组分抹面砂浆在防渗透上需要加入憎水剂或者憎水胶粉，而丙烯酸聚合物在单体聚合时已加入了疏水性的聚合单体，双组分粘结和抹面砂浆的聚灰比可以大于15%，由于成本问题，单组分难于达到。但是从生产和施工工艺上单组分的优点凸显出来，因此得到了企业和施工人员的欢迎，在保证施工质量，保证外墙外保温的性能，优化组分配置，完全可以与双组分比高低。作为单双组分的两种供给形式，各自拥有自己的长处和缺点，所以在外墙保温聚苯板薄抹灰系统的选择，完全可以根据客户的需要、建筑施工的特点进行合理的选择。目前在欧洲市场上占主导的仍然是单组分的供给形式，而在欧美市场是以双组分为主。
二、单组分外墙外保温材料的选择
目前市场上所用单组分胶粘剂和抹面砂浆主要成份聚合物胶粉为醋酸乙烯—乙烯共聚物，可再分散胶粉，并添加其它相关助剂，用以改善砂浆所具有的性能，满足外墙外保温的性能要求。
这里只谈谈可再分散胶粉的选择。
可再分散胶粉由聚合物乳液经过喷雾干燥加工而成，经过干燥的胶粉是聚集一起的球形颗粒，溶于水并形成稳定的分散液，失水后又会形成膜，这种膜和乳液成膜一样不可逆。
可再分散胶粉可分为醋酸乙烯——乙烯共聚物，叔碳酸乙烯共聚物，苯乙烯—丁二烯共聚物等，并以此为基础接技有机硅，月桂酸乙烯等改善性能，不同的改性措施可以使胶粉具有耐水、耐碱、耐候、乃冲击性能，并可具有良好的疏水性和柔性。
目前国内外市场的胶粉生产厂家很多，胶粉的牌号多种多样，但并不是任何一种胶粉都可以应用于外墙外保温中，也不是任意加量就可满足性能要求，胶粉质量千差万别，价位也相差不少，如何正确选择胶粉关系粘结和抹面砂浆的性能，关系外墙外保温系统的质量，所以应引起我们充分的重视。
均聚树脂不具备较全面的性能，选用单体共聚物形成的聚合物具有优良的性能，由于生成聚合物的结构不均匀性，而形成不同结构的聚合物，共聚物单体排列方式的不同造成单体链节长短的不同，而这些又受反应条件生产过程的控制，因此造成胶粉性能的不同。
胶粉所表现的柔韧性与玻璃化温度有直接的关系，玻璃化温度高，具有较好的硬度、抗张强度和耐擦洗性，玻璃化温度低，则延伸性好，柔韧性好。由于侧链结构的不同，不同的极性及溶解性对聚合物性能影响很大，链长极性好，耐水性好，反之，链短耐水性差，但是由于各个生产厂家对反应条件及生产过程的控制有所不同，因而造成聚合物结构的不同，造成聚合物性能的差异。图1、2可以反映出不同厂家胶粉所表现出性能的高低，如果要保持性能一致，则必须增加其含量，因而造成成本的增加。
聚合物改性砂浆是外保温系统的核心材料，其很大程度取决于使用聚合物的种类和掺量，在相同的掺量条件下使用不同种类的可再分散胶粉改性砂浆性能表现差异显著，具有高乙烯含量低Tg（（玻璃化温度）的醋酸乙烯—乙烯胶粉在抗冲击强度、粘结强度及耐水性方面均有优良的表现。随之可再分散胶粉掺量的增加，砂浆的性能优明显的上升趋势。特别是抗冲击强度、粘结强度、低吸水量的抹面砂浆是保证系统耐候性的关键因素，如何选择吸水量低的胶粉也至关重要。
三、不同类型胶粉在保温系统中性能比较：
表4
|
高乙烯含量胶粉
|
Tg≤0℃
|
与EPS有良好粘结性能良好的低温性能、耐水性和柔性
|
|
低乙烯含量胶粉
|
Tg＞0℃
|
与EPS粘结性能良好但低温性能柔性较差。
|
|
憎水性胶粉
|
＞0℃
|
易水率低，柔性低温性能不足，与EPS的粘结性能一般
|
|
高乙烯含量+憎水性胶粉
|
Tg≤0℃
|
吸水量低，柔性低温性能优良，与EPS粘结性能良好。
|
不同添量VAC/E胶粉粘结砂浆对水泥及聚苯板的拉伸强度比较（Mpa）：
表5
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拉伸强度Mpa
|
1%胶粉
|
2%胶粉
|
3%胶粉
|
4%胶粉
|
|
膨胀EPS板23℃、50%RH标准养护28d
28天标养+3天水养
|
0.07
0.06
|
0.10
0.07
|
0.12
0.10
|
0.12
0.11
|
|
与水泥砂浆23℃、50%RH标准养护28d
28天标养+3天水养
|
0.27
0.33
|
0.47
0.35
|
0.64
0.42
|
0.79
0.48
|
在抹面砂浆中，我们经常会使用以下几种胶粉
一种是醋酸乙烯——乙烯共聚物；一种是醋酸乙烯—月桂酸乙烯—氯乙烯共聚物；一种是醋酸乙烯——乙烯共聚物+憎水剂；第四种是醋酸乙烯—上等脂肪酸乙烯共聚物。而他们所表现出的性能有着相当大的差别，直接影响外墙外保温的质量。从粘结性能来看，与聚集板的粘结强度，它们分别是0.14mpa 0.12mpa 0.10mpa 0.08mpa 对于憎水性吸水率，它们分别是<500g，1500g，1700g，1800g。对于机械稳定性来说，使用1000g钢球ZUI高可达4JZUI低只有0.5J，综合性能应该是醋酸乙烯—月桂酸乙烯—氯乙烯共聚物与醋酸乙烯—乙烯共聚物比较优异。选择不同功能的胶粉进行有针对性的应用，提高保温系统耐久性有着十分重要的意义。
我们试验了两种不同厂家出产的胶粉在组分掺量不变环境因素相同情况下，得出的结果不尽相同。
|
类别
|
粘结砂浆（与水泥）
|
|
|||
|
原强度
|
耐水
|
原强度
|
耐水
|
||
|
（一）
|
0.82
|
0.43
|
0.21
|
0.17
|
|
|
（二）
|
1.22
|
0.62
|
0.18
|
0.14
|
|
在相同组分情况下市场上出售的不同厂家VAC/E胶粉的性能区别
选择性能良好的胶粉，这样才能维持系统结构的长期可靠性，保证每层之间及其界面达到高的耐久性，当然好的胶粉还必须有和其它外加剂及无机材料的合理配备，才能保证系统的牢固，达到设计标准的要求。
四、测试与试验
外墙外保温技术是一门实用加试验的技术，系统性能的好坏，对体系进行评估和鉴定一切来源于试验，保证原材料性能优良是生产干混砂浆的基础，混合均匀性也是外墙外保温粘结抹面砂浆的重要保证，为了保证终端产品的质量，混合均匀性是必须的。
砂、水泥及其外加剂的混合是干混砂浆的基础，混合机械能否达到混合均匀也是衡量混合机质量好坏的标志。特别对于抹面砂浆加入的以提高砂浆抗裂抗渗、韧性和冲击性能为目的的有机纤维，在干混砂浆均匀分散是比较困难的，有些纤维产品很难做到这一点，怎样知道混合均匀好坏内，只有通过试验。
下面是科技人员对凯泰改性聚丙烯纤维的混合均匀性检测情况：
|
取样点数
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
平均
|
|
样品称量
|
200
|
200
|
200
|
200
|
200
|
200
|
200
|
200
|
200
|
200
|
200
|
|
纤维含量g
|
0.10
|
0.11
|
0.09
|
0.10
|
0.08
|
0.10
|
0.09
|
0.09
|
0.10
|
0.11
|
0.10
|
我们在对混合砂浆的混合情况进行检测中同样对混合均匀性进行了比较：
|
取样点数
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
|
样品量g
|
200
|
200
|
200
|
200
|
200
|
200
|
200
|
200
|
200
|
200
|
|
水泥含量g
|
49.5
|
49.5
|
48.7
|
49.0
|
48.4
|
48.4
|
48.4
|
48.7
|
48.1
|
49.5
|
|
砂含量143.3
|
143.3
|
143.3
|
144.4
|
142.8
|
144.3
|
143.9
|
143.8
|
143.8
|
144.1
|
144.6
|
|
纤维含量
|
1.8
|
1.8
|
2.0
|
1.8
|
2.0
|
2.0
|
1.8
|
1.8
|
1.6
|
1.8
|
|
胶粉含量
|
5.4
|
5.4
|
4.9
|
6.6
|
5.5
|
6.3
|
6.2
|
6.0
|
6.0
|
5.5
|
在水泥、砂及其外加剂种类、数量较多时，采用对重点外加剂的含量测定以检验外墙外保温粘结和抹面砂浆的混合质量，干混砂浆的出厂检验与型式检验也包括了混合均匀性的指标。外加剂的含量在干混砂浆总是很小的，有的达到千分之几，若这么小的含量混合不均匀，就很难起到改性砂浆的作用。试验表明，混合不均匀，拉伸强度可降低50%。
抹面砂浆必须具备四个方面的基本性能，对EPS板良好的粘结力，高柔性性，抗冲击强度好，低吸水。如何考查和评估其性能好坏，要用试验检测来鉴定。严格的检测规程完善的检测手段和条件是保证外墙外保温砂浆性能和系统性能的保证条件。通过大量的试验和检测对照和评估才能真正体现产品性能的优劣，才能对企业生产和施工的信任度增强。盲目引用别人的配，盲目采购性能不好的材料，对砂浆材料、外加剂的应用缺乏系统性、针对性的研究是不可行的。
专门的测试方法对单个外保温体系可以显示粘结抹面层的性能，可以对比不同聚合物及不同掺量的改性砂浆在苛刻测试条件下的表现，通过试验可以检验系统的可长期稳定的作用，总之，试验和检测在外墙外保温体系中占有举足轻重的地位。
当然对于外墙外保温薄抹灰系统需要检测和试验的地方很多，例如抹面砂浆的压折比，耐碱玻纤网格布单位面积质量，耐碱强力保留率，聚苯板的尺寸稳定性能。检测实验数据用以指导组分的优化，生产稳定性等。检测实验数据用以指导组分的优化，生产的配置，施工的规范，都起着及其重要的作用。
四、结束语
对于外墙外保温薄抹灰系统的粘结抹面砂浆的单双组分两种供应形式，有其各自的特点要根据客户的需要和施工工艺的要求进行选择，不能轻易作出肯定和否定的结论。况且单双组分都有几十年的成功经验，当然施工成本也是其中一项重要的影响因素。对于可再分散胶粉的选择应引起足够的重视，它对砂浆性能的改进起着关键的作用。而且其占有砂浆成本的70%-80%，当然也包括对其它外加剂的选择也很重要，只有ZUI佳的配备才能有ZUI好的性能。北京市2005年4月实施的《居住建筑节能保温工程施工质量验收规程》强调了以过程控制为主导，与强化验收相结合形成完整的质量管理体系和验收体系，把材料的质量作为节能保温工程施工质量过程控制的起点，这是一个强制性标准，所以提升外墙外保温品质，必须做好各项指标的试验和检测，只有抓好各个环节的质量关，才能确保做到真正的节能。
参考文献：
1、姚燕 李清海《商品砂浆在建筑外墙外保温中的应用》2005.11
2、易来泰亚太技术中心《外墙外保温技术的发展状况》2006.3
3、金剑 刘丽君《有机纤维在干混砂浆中的应用研究》2006
