董超
苏州方正工程技术开发检测有限公司
摘要:外墙外保温薄抹灰系统抹面层为研究对象,通过抹面层柔韧性实验室检测方法研究,考虑经济因素的情况合理控制抹面层厚度及增强网布置。
关键词:薄抹灰系统、抹面层、检测
一、引言
外墙外保温薄抹灰系统,主要以模塑聚苯板、挤塑聚笨板、岩棉板、复合发泡水泥板等板材为保温材料,通过有粘结并辅助以塑料锚栓等锚固材料固定在基层墙体外侧,采用耐碱玻纤网格布等复合材料的抹面砂浆为薄抹灰面层,以建筑涂料等涂装材料为饰面层,并具有防火构造措施的一种建筑物的非承重保温构造。
外墙外保温薄抹灰系统由粘结层、保温层、抹面层和饰面层构成。对于保温层,抹面层在其外侧起到保护保温板的作用;对于饰面层,抹面层在其里侧起到使涂装材料与系统有效连接,因此抹面层的性能对保温系统起到非常重要的作用。随这人们对外墙外保温薄抹灰系统的研究发现,抹面层的性能对外墙保温系统有着很大的影响,也是引起外墙开裂的主要原因。而抹面层主要的性能指标为其柔韧性。因此,抹面层的柔韧性直接影响到外墙外保温薄抹灰系统的施工质量。
二、抹面层柔韧性的检测方法选择
以塑聚苯板(XPS)薄抹灰外墙外保温系统为例,抹面层由抹面砂浆和玻纤网布组成。抹面砂浆的柔韧性以压折比(抗压强度与抗折强度的比值)表示,但现有检测标准中未给出抹面层的柔韧性检测方法。通过日常检测工作中发现,GB/T29906-2013《模塑聚苯板薄抹灰外墙外保温系统材料》给出了非水泥基抹面砂浆柔韧性开裂应变的检测方法;JC/T2084-2011《挤塑聚苯板薄抹灰外墙外保温系统用砂浆》、JC/T1004-2017《陶瓷砖填缝剂》、JC/T547-2017《陶瓷砖胶粘剂》(三者试验方法大同小异)给出了砂浆横向变形的检测方法。在外墙外保温薄抹灰工程施工中,抹面层施工主要由抹面砂浆的厚度和玻纤网布的布置两部分组成。实际设计施工抹面层厚度主要为3mm~6mm,玻纤网布主要为单层和双层。
本文通过控制抹面层厚度和玻纤网布的布置,采用JC/T547-2017《陶瓷砖胶粘剂》(横向变形的检测方法表征抹面层抗弯性能,采用GB/T29906-2013《模塑聚苯板薄抹灰外墙外保温系统材料》开裂应变的检测方法表征抹面层的拉伸性能。
三、抹面层柔韧性试验
3.1抹面层拉伸性能
参考GB/T29906-2013附录B,将抹面砂浆搅拌均匀后用3mm、4mm、5mm、6mm的金属模具盖在600×100mm的挤塑板四周,然后均匀涂布,每种厚度的试验分别制作不加玻纤网布、单层和双层的玻纤网布(均取径向)。每组试验制作5个试样,放入21℃~25℃,45%RH~55%RH的环境中养护28d,将挤塑板剥除。随即在两侧用环氧树脂粘贴金属夹板,在21℃~25℃放置24h,安装于拉力机进行试验,如图1:
图1
以0.5mm/min的加载速度进行试验,待试样出现第一条裂缝时记录应力和应变,每组试样取平均值。试验结果如表2:
表2: 抹面层拉伸性能试验结果
将不同厚度抹面层(无网格布、单层网格布)的拉伸开裂应力和拉伸开裂应变的变化图如图2,图3
图3
从图2,图3可以看出:随着抹面层厚度的增加,无论是否加玻纤网格布拉伸开裂应力和应变都随着抹面层的厚度增加而增加。
网格布的加入对提高抹面层的开裂性能效果明显。开裂应力方面:3mm~6mm的抹面层厚都在加入一层网格布后开裂应力增加值几乎接近,但无网布的开裂应力明显比加入网格布后的应力值小。所以,对于3mm的抹面层提升最为明显为200%,6mm的提升效果最差为40%;结合表1,3mm和6mm的双层网格布开裂应力数据发现:在增加一层网格布后,6mm的抹面层开裂应力提升为67%,3mm的抹面层开裂应力提升为33%.6mm的抹面层提升效果显著,3mm的抹面层提升效果下降明显。开裂应变发面:单层网格布对于3mm的抹面层开裂应变的提升效果十分显著为138%,对于5mm和6mm的抹面层提升左右接近为20%左右。结合表1,3mm和6mm的双层网格布开裂应变数据,双层网格布对于3mm的抹面层开裂应变的效果提升为16%,提升效果明显下降。6mm的抹面层开裂应变的效果提升为35%,较单层网格布提升效果反而增加。
3.2抹面层拉伸性能
四、抹面层抗弯性能
参考JC/T547-2017《陶瓷砖胶粘剂》7.12分别制作长为280mm,宽45mm,厚度为3mm、4mm、5mm、6mm的试件,每种厚度的试件分别成型三个,在21℃~25℃,45%RH~55%RH的环境中养护2d后脱模,然后在相同的环境下养护至28d。试验方法如图4:
图4: 单位mm
1——圆柱形支座,直径为10mm
2——试样厚度为3mm,4mm,5mm,6mm
a——h横截面
图4
如图4,用直径为97mm的半圆压头放在间距为200的支架上,用试验机以2mm/min的速度加载是试件出现裂纹,记录此时的抗弯应力和变形值,每组厚度的试件取三个试件的平均值,数据结果如表2:
图5
由图5可知,随着抗弯应力的不断增加,变形值不断增加。初始阶段为现性增加,其后随着变形值的增加,抗弯应力值增加放缓缓直至出现裂纹。但因为有网格布的作用,在出现裂纹后,抗弯应力的逐渐增加趋于平缓。3mm和4mm的抹面层应力变形值曲线接近,5mm和6mm的抹面层应力应变曲线接近。加入双层网格布的6mm抹面层在出现裂纹后,其抗弯应力随变形值得增加继续增加且增加速率几乎保持恒定。双层网格布的6mm抹面层相比单层网格布,其抗弯应力和变形值相对较高,说明了双层网格布对与抹面层的防开裂作用还是特别明显的。
五、结束语
通过以上根据不同厚度,不同层数网格布的抹面层进行拉伸性能和抗弯性能试验可知:1.抹面层的厚度对于抹面层的柔韧性有非常重要的影响,厚度越厚,抹面层柔韧性越好。2.玻纤网布的抹面层的柔韧性增强有非常的作用,对于3mm的抹面层厚度,单层网格布提升明显,双层网格布提升效果就相对较差。对于6mm的抹面层厚度,随着网格布层数的增加,抹面层的柔韧性提升效果都十分明显。但在实际应用中,应根据实际情况,在考虑抹面层自重和经济合理性的前提下,合体选用抹面层厚度和网格布布置。
参考文献:
[1] GB/T 29906-2013模塑聚苯板薄抹灰外墙外保温系统材料。中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局、中国国家标准化管理委员会发布,北京:中国标准出版社发行,2014。
[2] GB/T 30595-2014挤塑聚苯板(XPS)薄抹灰外墙外保温系统材料。中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局、中国国家标准化管理委员会发布,北京:中国标准出版社发行,2014。
[3]JG/T 2084-2011 挤塑聚苯板薄抹灰外墙外保温系统用砂浆。中华人民共和国工业和信息化布发布,北京:建筑材料工业技术监督研究中心发行,2012。
[4]JG/T 547-2017 陶瓷砖胶粘剂。中华人民共和国工业和信息化布发布,北京:建筑材料工业技术监督研究中心发行,2017。