1 前言
节能是目前世界面临的重大课题,我国作为发展中的能源消费大国尤为重视。2008年国务院发布实施《民用
建筑节能条例》(国务院令第530号),把建筑节能作为我国的一项重要国策,还提出以20世纪80年代初
建筑能耗为基准实现建筑节能50%的目标。建设部已陆续制定了《民用
建筑节能设计标准(
采暖居住建筑部分)》(JGJ26—95)、《夏热冬冷地区居住建筑节能
设计标准》(JGJ134—2001)、《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》(JGJ75—2003);《公共建筑节能设计标准》(GB50189—2005),已作为国家标准实施。这些标准都把改善建筑围护结构的
保温隔热性能作为节能的重要措施,而围护结构中面积最大、热损失也最大的是外墙。这就是说,我国从北方到南方的绝大部分地区,凡是需要采暖和空调的建筑外墙都应该采取保温隔热措施,不仅新建筑要执行,现有不符合标准的建筑也要逐步改造。这是一项庞大的任务,也是一个巨大的市场,不仅需要先进的
外墙保温设计和施工技术,还需要大量的、性能优良的
保温隔热材料和配套的辅助材料。其中,
胶粘剂是外墙保温工程中重要的
配套材料之一。
2 外墙保温技术
外墙保温有3种方式:外墙内保温、
墙体自保温、外墙外保温。多年实践表明,外墙外保温效果较好,如隔热性能优良,能保护主体结构,不占用室内建筑面积,不影响室内装修,可以把保温和外装修结合起来施工,便于今后维修翻新等。这种保温方式是目前我国建设部建议推广的技术,也是欧美普遍采用的技术。欧美在二次世界大战后便发展建筑外墙保温装饰技术,并已发展成完备的系统工程,称为外墙保温装饰系统(ExterierInsulationandFinishSystem,简称EIFS)。出现了一些专门从事外墙保温装饰工程的大公司,如DryvitSystem、STOCorp.,他们在我国的分公司,分别译为专威特公司和申德欧公司。他们不仅提供成熟的外墙保温装饰设计和施工方案,还提供全部配套材料进行施工。近年来,我国出现了类似的专业公司,但一般是采用或参考国际知名公司的技术,并全部或部分使用其材料。
外墙外保温系统目前主要有下列5种:
(1)膨胀聚苯(简称
EPS)板薄抹灰外墙外保温系统
这是目前国内外采用最多的外墙保温系统。其
保温材料是泡沫聚苯乙烯,可以预成型为符合要求的
板材,粘贴或机械固定在外墙上,也可以在施工现场
喷涂或浇注发泡。
聚苯乙烯泡沫的外表面都要用
胶浆抹平,并粘贴或嵌入
玻璃纤维网加强,然后进行装饰。
我国建设部已制定该系统的行业标准,即《膨胀
聚苯板薄抹灰外墙外保温系统》(JG149—2003)。其中粘贴法目前应用较多,其保温结构见图1。
(2)
胶粉聚苯颗粒外墙外保温系统
用胶粉、EPS颗粒及
填料、助剂配成水基保温胶浆,采用涂覆或喷涂的方法粘接在基层墙体上,其
保温层结构与图1相似,只是将EPS板换成EPS颗粒保温胶浆。为了保证保温胶浆与墙体粘接牢固,在墙面要先涂一层界面层,再涂覆保温胶浆。这一保温系统使用的高聚物
粘合剂更多。建设部也已制定了行业标准,标准号为JGJ158—2004。
(3)挤塑发泡聚苯乙烯(简称
XPS)薄抹灰保温系统
XPS比EPS密度大,机械
强度高,作为保温层能承受更大的风压和冲击力,但是其自重也大,表面较难粘接,对胶粘剂的要求更高。一般粘接EPS的胶粘剂不能用,需要专用胶粘剂。
(4)硬泡
聚氨酯外墙外保温系统
在目前的外墙保温材料中硬泡聚氨酯的保温效果最好,但价格也最高。其保温层结构和施工方法与(1)基本相同。需要使用与之配套的胶粘剂、底胶和
抹面砂浆。这是我国目前正在推广的外墙保温技术,2007年建设部聚氨脂建筑节能应用推广工作组已制定《聚氨脂硬泡外墙外保温工程技术导则》。
(5)无机类外墙外保温系统
使用
岩棉、
玻璃棉毡作为保温材料,用有机
聚合物胶粘剂,或无机粘合剂将其粘贴在外墙上。其优点是防火等级高、原料丰富,但吸水性强,保温效果较差。
以上保温系统各有优缺点,可以根据具体情况和对建筑物的要求选用。我国地域辽阔,各地温度、湿度差别很大,除了选择保温方案,还要对配套材料慎重选择,特别是胶粘剂和抹面胶浆是决定保温工程质量的关键材料之一。本文所述胶粘剂主要指粘贴用胶和抹面胶浆,有时使用抗裂砂浆和界面砂浆。
3 外墙保温用胶粘剂
3.1 特点及性能要求
外墙保温用胶粘剂作为在建筑现场大量使用的胶粘剂有以下特点:
(1)有良好的
耐水性、耐大气老化性能,按我国目前外墙保温规范要求,应能保证使用25年以上。
(2)粘接强度不一定太高,但对
无机材料、有机材料,即对亲水表面和疏水表面都要有良好的粘接性。
(3)使用方便,易于现场配制和施工,有较长的适用期。
(4)成本不能太高,价格能被建筑行业所接受。根据相关标准和技术规范,对外墙保温用胶粘剂的性能要求列于表1。
表1中与膨胀
保温板的拉伸粘接强度指用胶粘剂粘接EPS板和硬泡聚氨酯板,其干燥状态和浸水48h后的拉伸粘接强度均不得小于0.1MPa,并且应是EPS板和硬泡聚氨酯板破坏。
抹面胶浆除要求与胶粘剂有相同的粘接强度和适用期外,还要求有更好的柔韧性。对水泥基胶浆要求
弯曲强度≧7.5MPa,压缩强度/弯曲强度,即压折比≦3.0;对非水泥基胶浆要求开裂应变≧1.5%。
除上述我国建设部行业标准规定的要求外,国外一些公司销售的外墙保温用胶粘剂有更多的性能指标。如Dryvit公司的用于外墙保温胶粘剂和抹面胶浆的产品,牌号为Genesis,增加的性能要求列于表2。
3.2 现用外墙保温用胶粘剂种类
目前建筑外墙保温工程使用的胶粘剂按形态可分为2类。
一是液态胶粘剂。一般是有机高分子分散液,配套提供专用的由水泥、填料、添加剂等混合好的粉料,将2者混合便可使用;有些厂商只提供液态胶粘剂,由用户在使用时自己按要求混入水泥、填料、添加剂等助剂。这类胶粘剂使用时操作较复杂,但粘接性能好,还可以根据需要随时调整配方。
二是干粉胶粘剂。是由生产厂家用高分子乳胶粉、水泥、填料、各种添加剂混合好的粉料,只需加水搅拌均匀即可使用,操作简便。也有些厂商,如Wacker公司,提供可再分散乳胶粉,由用户自行配制。从材料类型分主要有下列5种:
(1)乙烯酯类聚合物
主要有乙酸乙烯酯均聚物(PVA)、乙酸乙烯酯-乙烯共聚物(VAE)、乙酸乙烯酯-乙烯-氯乙烯共聚物(VAEC)、长链脂肪酸乙烯酯-乙烯共聚物、乙酸乙烯酯-丙烯酸丁酯-丙烯酸异辛酯共聚物。
(2)
丙烯酸酯聚合物
主要有丙烯酸丁酯-丙烯酸异辛酯聚合物、
甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯和/或丙烯酸异辛酯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-1,3-丁二烯共聚物。
(3)氯乙烯聚合物
主要有氯乙烯-乙烯共聚物、氯乙烯-丙烯酸酯共聚物。
(4)苯乙烯聚合物
主要有苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-丙烯酸丁酯或丙烯酸异辛酯共聚物。
(5)聚氨酯类聚合物
一般是多元醇和多异氰酸酯的预聚体,制成单组分
聚氨酯胶粘剂。
目前建筑外墙保温工程使用的胶粘剂主要是以瓦克(Wacker)公司为代表的乙烯酯类聚合物体系和以专威特(Dryvit)公司为代表的丙烯酸类聚合物体系,都已形成成熟稳定的市场。
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