EPS保温干混砂浆性能及最优配比研究

1、EPS保温干混砂浆性能及最优配比研究    关键词 保温砂浆;EPS颗粒;性能;导热系数0 引言 能源问题被列为人类生存的四大问题之一。建筑耗能是指建筑使用过程中的能耗,包括采暖、空调、热水供应、炊事热水、家用电器等方面的能耗。在建筑节能方面我国与发达国家还有很大的差距。一方面是因为我国的单位建筑面积能耗高;另一方面则是由于能源利用率低(我国为28%,发达国家则为50%左右)。据估计,近年我国采暖地区新建城镇采暖住宅建筑面积为每年一千万平米,按照1996年国家颁布的民用建筑节能设计标准,若所有新建建筑都能达到节能50%的指标,则每年可节约采暖用煤1 50

2、0kt标准煤,1996年到2008年可节约约10 650万t。因此,开发适合我国国情的高效绝热保温材料,大力推广节能建筑,贯彻节能标准对节约采暖能耗、保持我国国民经济的持续高速发展具有重要意义。 外墙保温隔热是建筑节能的主要措施之一。根据建筑节能“十五”计划纲要,“十五期间”建筑节能的主要工作,是坚持节约建筑用能与改善建筑热环境、墙体改革相结合的原则,北方严寒与寒冷地区城市新建采暖居住建筑应执行节能50%的标准,“十一五”规划中提出实施建筑节能工程,其中包括在北京等直辖市试行65%的地方标准。外请保温主要有保温板和保温砂浆爱两种形式。保温板目前使用较为广泛,然而却不适合外形不规则的墙面,切施工

3、复杂、综合成本较高;保温砂浆作为一种新型建筑材料,具有质量轻、导热系数低、施工方便的优点。聚苯乙烯泡沫塑料(简称EPS),容重很小,它的保温隔热性耐化学腐蚀性能优良,且为闭孔憎水结构,与硅酸盐无机胶凝材料不相容,其韧性、耐水性、乃候性均优于传统的水泥膨胀蛭石粉保温砂浆。本文主要介绍不同颗粒浓度和颗粒大小的EPS保温砂浆的主要性能,并比较了EPS有机保温砂浆与膨胀蛭石粉无机保温砂浆的性能。 1保温砂浆原材料及试验方法 1.1试验原料 水泥:42.5级普通硅酸盐水泥; EPS:原粒发泡颗粒; 大颗粒:粒径610mm,堆积密度5.6kg/m3; 小颗粒:粒径小于5mm,堆积密度13.6kg/m3;

4、标准河砂:粒径小于0.6mm,堆积密度1.53"x"10 3kg/m3; 膨胀型蛭石粉:堆积密度384 kg/m3,导热系数(27)为0.05W/(m.k),含水率为4%; 甲基纤维素醚(MC),粘度为10 000Pa.s; 可在分散性乳胶(VAE)含量50%,粘度为2.04.0; 聚丙烯纤维:直径46lm,杨氏模量3 820MPa,长度20mm。 1.2 材料性能测试 1)试样制备 (1)材料配比: 普通砂浆: 干混砂浆: 大颗粒EPS保温砂浆: 小颗粒EPS保温砂浆: 膨胀蛭石保温砂浆: 注:表中MC、VAE、及纤维的配合比基数为(Mc Ms Mv),例如保水剂Mc的质

5、量为0.2%*(Mc Ms Mv)。 (2)砂浆搅拌:先将EPS用已经称量过的水润湿(由于EPS密度很小,这样做可以防止搅拌过程中EPS溅出来。)与水泥、河砂(或蛭石粉)加入搅拌桶搅拌;将Mc、VAE、聚丙烯纤维假如搅拌桶中搅拌,搅拌过程由机器自动控制; (3)搅拌均匀后为防止 水分蒸发,快速将砂浆装入试模; (4)装模完毕后将模具放到振动台面上震动60s,然后迅速刮平; (5)将试样放入保温箱中养护。24h后拆模,再将试模放入保温箱中在适宜的条件(温度20,相对湿度60%)下养护28天; 2)试样相关指标测定 (1)干密度测定 参照GB5486.3-85进行测试。 (2)抗压、抗折试验 抗压

6、抗折试验参照实用建筑材料实验手册(第二版)进行测试。试样为40mm×40mm×160mm试块,养护28天龄期后进行试验。先抗折强度,而后采用抗折后的试块进行抗压强的的测定,每组6块。 (3)劈裂法抗拉试验 抗拉试验参照实用建筑材料实验手册(第二版)进行测试。试样为70.7mm×70.7mm×70.7mmde立方体试块,养护28天龄期后进行试验,采用劈裂法,每组3块。 (4)导热系数测定 采用的是40mm×40mm×300mm试块,养护3天龄期后,与烘干箱中烘至恒重。实验采用智能化导热系数测定仪(型号:DRCD-3030D)。 2 试验

7、结果及讨论 2.1各种砂浆的试验结果 2.2试验结果的分析讨论 1)由表1和表2可知干混砂浆与普通砂浆相比,尽管干混砂浆的抗折和抗压性能不如普通砂浆,但在工程中已经满足要求;同时,干混砂浆的密度较小,抗拉性能得以提高,这使得干混抹面砂浆具有自重小抗裂性能好的优势; 2)由表2、表3、表4、表5、表6可知随着在保温干混砂浆中的EPS颗粒浓度的提高干密度呈下降趋势,这是由于密度很小的EPS颗粒在砂浆中占据了越来越大的空间所致。这就使得保温砂浆的自重较干混砂浆更小; 3)抗折和抗压强度随着EPS颗粒浓度的增加有较大变化。抗折性总体上呈下降趋势,抗压性则是先增大后减小,在质量比为1:700时达到最大;

8、        4)抗拉强度则明显呈下降趋势,原因可能是随着EPS颗粒增多,抗裂纤维被阻断,难以很好的发挥其“加筋”功能; 5)导热系数的趋势与干密度的趋势基本一致。这是由于EPS的导热系数及密度较砂浆小,砂浆中EPS含量越多,密度越小,导热性越好; 6)表5和表7、表6和表8进行比较,同等质量浓度下,大颗粒EPS保温砂浆的抗折、抗压、抗拉性不如小颗粒,而干密度和导热系数都较小。这是由于大颗粒EPS对纤维的阻断效果明显,使得砂浆的力学性能指标降低;同时其密度较小,同等质量浓度下,其在砂浆中所占体积较大,故而使得导热系数变小; 7)有表9可知,蛭石砂浆导热系数显著低于EPS保温砂浆,延性相对较好,因而抗拉性能也有提高。但由于蛭石的强度低于河砂,用蛭石取代河砂作为细骨料,使得抗压和抗折强度大大降低。故在工程中膨胀蛭石保温砂浆只能用作抹面砂浆,而不能用作砌筑砂浆。 4结论 1)在普通砂浆中加入外加剂支撑干混砂浆将使其性能大大改善,保温砂浆取代普通砂浆也已成为趋势; 2)综合考虑EPS的浓度对砂浆保温性能的影响,并兼顾其力学指标,可确定在本实验条件下最适宜的EPS颗粒浓度应该是介于1:700与1:500之间的1:600; 3)小颗粒EPS对砂浆保温性的改善