无机玻化微珠保温砂浆的质量控制

无机玻化微珠保温砂浆的质量控制
尧璟云;阮丰乐;程颐
【摘要】测试了是否掺0.1％的引气剂时无机保温砂浆的性能,并通过线性同归拟合,研究了无机保温砂浆干密度、抗压强度、导热系数与堆积密度的关系.研究表明:由相同原材料配制的无机保温砂浆,干密度、抗压强度、导热系数与堆积密度存在较好的正相关性；在已知堆积密度的条件下,可利用拟合公式推算出干密度、抗压强度与导热系数；可通过控制无机保温砂浆的堆积密度控制其质量.%The performance of inorganic insulation mortar confected with or without air-entraining agents was tested. The cor-relativity of dry density, compressive strength, thermal conductivity and bulk density of inorganic insulation mortar has been studied by linear regression fitting. Trie result showed that, the thermal insulation mortar with the same raw materials has a correlation a-mong dry density,compressive strength,thermal conductivity and bulk density. In the case of known bulk density,the fitting formula can be applied to calculate the dry density,compressive strength and thermal conductivity. The quality of the mortar can be con trolled by controlling the bulk density.
【期刊名称】《新型建筑材料》
【年(卷),期】2012(039)006
【总页数】4页(P5-7,16)
【关键词】无机玻化微珠保温砂浆;堆积密度;干密度;抗压强度;导热系数;质量控制
【作者】尧璟云;阮丰乐;程颐
【作者单位】上海英硕聚合材料股份有限公司,上海201112;上海英硕聚合材料股
份有限公司,上海201112;上海英硕聚合材料股份有限公司,上海201112
【正文语种】中文
【中图分类】TU55+1.3
公安部于2011年3月14日发布的65号文，要求“在新标准发布前，从严执行《民用建筑外墙外保温系统及外墙装饰防火暂行规定》第二条规定，民用建筑外墙外保温材料采用燃烧性能为A级的材料。

”目前，符合要求的保温材料主要为无
机保温砂浆、岩棉、SPT等，在夏热冬冷地区主要以无机保温砂浆为主[1]。

因此，如何控制无机保温砂浆的质量，将影响到我国建筑保温的质量。

现有研究虽对无机保温系统的试验方法进行了研究[2]，但基本与GB 20473—2006一致。

GB 20473—2006标准要求出厂检验项目为堆积密度及分层度，而GB 26000—2010要求出厂检验项目为堆积密度及28 d养护后干密度，这样其出厂检验的时间较长。

如按照标准要求，则生产厂家需要具备较大的仓库用于储存无机保温砂浆，增加成本；如不按照标准进行出厂检验项目，则无法控制出厂的无机保温砂浆的质量。

因此，如何快速、简便、准确地进行无机保温砂浆的出厂检验，是建筑保温市场质量控制的重点。

本文研究无机保温砂浆的堆积密度与湿堆积密度、干密度、导热系数的相关，从而确定一种快速、简便、科学、准确的无机保温砂浆出厂检验方法。

1 试验
1.1 原材料
水泥：海螺集团P·O42.5水泥，化学成分见表1；硅灰：上海华联建筑外加剂厂，其化学成分见表1。

表1 水泥的化学成分 %化学成分 SiO2 Al2O3 CaO MgO Fe2O3 SO3水泥19.80 4.98 62.36 1.46 6.12 2.65硅灰 91.32 1.73 0.42 0.85 0.91 0.36
玻化微珠：山东圆友重工科技有限公司，体积密度为90～120 kg/m3；可分散乳胶粉：瓦克 5010；纤维素醚：LH70M，美国赫克力士；丙烯酸纤维：长度6 mm；憎水剂：有机硅微粉；引气剂：SILPON引气剂，上海尚南贸易有限公司。

1.2 试验方法
保温砂浆性能按GB/T 20473—2006《建筑保温砂浆》进行测试。

导热系数：将300 mm×300 mm×30 mm的试件养护至28 d，在（105±5）℃下烘干至恒重后进行测试。

稠度：按照JGJ 70—2009《建筑砂浆基本性能试验方法》规定进行。

堆积密度：参照GB/T 20473—2006《建筑保温砂浆》中附录A进行测试。

抗压强度、干密度：参照GB/T 20473—2006《建筑保温砂浆》中附录B、附录
C进行试件成型。

其中试样制作后的养护方式为：养护（48±8）h后脱模，继续
用聚乙烯薄膜包裹养护至14 d，去掉薄膜养护至28 d后进行测试。

2 试验结果
杨卓强[3]通过正交设计试验表明：玻化微珠掺量是影响玻化微珠保温砂浆导热系
数和强度的主要因素，随着玻化微珠掺量的增加，其导热系数有明显的改善，而强度则有所降低。

固定胶凝材料的配比，控制稠度在（50±5）mm，改变干粉料与玻珠的比值，研
究其堆积密度、湿密度、干密度、抗压强度及导热系数的关系。

根据试验经验，确定以水泥为主要胶凝材料的玻化微珠保温砂浆专用胶粉料的配比，见表2。

表2 玻化微珠保温砂浆专用胶粉料的配比原材料水泥硅灰胶粉木质素纤维 PP
纤维配比/% 82.3 8.2 4.1 2.4 0.9憎水剂0.9纤维素醚1.2
因掺加引气剂会影响硬化体的孔隙率及孔径分布，从而影响砂浆试件的干密度及抗压强度。

研究相同胶粉料配比时，是否掺引气剂的情况下，无机玻化微珠保温砂浆堆积密度、湿密度、干密度、抗压强度及导热系数的关系，其试验配方及试验结果分别见表3、表4。

表3 未掺引气剂试试验配方及试验结果注：加水量以胶粉料与玻化微珠的质量总和的百分比计。

序号 M粉/V玻珠/（kg/L）堆积密度/（kg/m3）干密度/
（kg/m3）抗压强度/MPa导热系数/[W/（m·K）]加水量/%1# 1/2 426 495 1.56 0.105 100 2# 1/4 358 437 1.39 0.092 100 3# 1/5 327 398 1.17 0.085 100 4# 1/6 306 364 0.94 0.082 110 5# 1/8 284 338 0.79 0.079 110 6# 1/10 266 312 0.56 0.072 120 7# 1/12 223 269 0.41 0.064 120 8# 1/14 188 234 0.25 0.061 120
表4 掺引气剂试验配方及试验结果注：加水量以胶粉料与玻化微珠的质量总和的百分比计。

序号 M粉/V玻珠/（kg/L）堆积密度/（kg/m3）干密度/（kg/m3）抗压强度（28 d）/MPa导热系数/[W/（m·K）]加水量/%1# 1/2 430 465 1.46 0.096 100 2# 1/4 356 412 1.25 0.089 100 3# 1/5 322 379 1.06 0.085 100 4# 1/6 314 341 0.82 0.081 120 5# 1/8 279 324 0.75 0.074 120 6# 1/10 267 298 0.59 0.069 130 7# 1/12 229 254 0.39 0.063 130 8# 1/14 182 219 0.22 0.059 130
3 数据分析与结果讨论
多篇研究报道表明[4-5]：同一种玻化微珠配制的保温砂浆，干密度与抗压强度、导热系数间有较好的相关性；在已知干密度的条件下，可利用拟合公式，推算出导热系数值具有一定的参考价值（玻化微珠对无机轻集料保温砂浆性能的影响）。

可是无机保温砂浆干密度的测试时间较长，需将试件养护至28 d方可进行试验，这
样会增加无机保温生产厂家的成品堆场，增加其生产成本。

因此，研究堆积密度与干密度、导热系数和抗压强度的相关性，可为无机保温砂浆的生产、检验及工程验收提供数据参考。

3.1 无机保温砂浆干密度与堆积密度的关系
无机保温砂浆干密度与堆积密度的关系见图1。

图1 无机保温砂浆干密度与堆积密度的关系
由图1可见，无机保温砂浆干密度随着堆积密度的增加而增加。

对其线性回归拟
合可以发现：干密度与堆积密度存在良好的相关性；掺加引气剂将降低干密度与堆积密度之间的相关性；在不掺加引气剂时，无机保温砂浆的堆积密度小于248
kg/m3时，其干密度低于300 kg/m3，堆积密度小于336 kg/m3时，其干密度
低于400 kg/m3；当掺加0.1%的引气剂，无机保温砂浆的堆积密度小于263
kg/m3时，其干密度低于300 kg/m3，堆积密度小于358 kg/m3时，其干密度
低于400 kg/m3。

3.2 无机保温砂浆抗压强度与堆积密度的关系
无机保温砂浆抗压强度与堆积密度的关系见图2。

图2 无机保温砂浆抗压强度与堆积密度的关系
由图2可见，无机保温砂浆抗压强度随着堆积密度的增加而增加。

对其线性回归
拟合可以发现：抗压强度与堆积密度间存在良好的相关性。

不掺加引气剂时，无机保温砂浆的堆积密度大于188 kg/m3时，其抗压强度高于0.2 MPa，堆积密度大于221 kg/m3时，其抗压强度高于0.4 MPa，堆积密度大于254 kg/m3时，其
抗压强度高于0.6 MPa，堆积密度大于321 kg/m3时，其抗压强度高于1.0 MPa；当掺加0.1%的引气剂，无机保温砂浆的堆积密度大于199 kg/m3时，其抗压强
度高于0.2 MPa，堆积密度大于239 kg/m3时，其抗压强度高于0.4 MPa，堆积密度大于279 kg/m3时，其抗压强度高于0.6 MPa，堆积密度大于359 kg/m3
时，其抗压强度高于1.0 MPa。

3.3 无机保温砂浆导热系数与堆积密度的关系
无机保温砂浆导热系数与堆积密度的关系见图3。

图3 无机保温砂浆导热系数与堆积密度的关系
由图3可见，无机保温砂浆导热系数随着堆积密度的增加而增加。

对其线性回归
拟合可以发现：导热系数与堆积密度间存在良好的相关性，相关性均大于0.95。

不掺加引气剂时，无机保温砂浆的堆积密度小于247 kg/m3时，其导热系数低于0.070 W/（m·K），堆积密度小于326 kg/m3时，其导热系数低于0.085 W/（m·K）；当掺加0.1%的引气剂，无机保温砂浆的堆积密度小于252 kg/m3时，其导热系数低于0.070 W/（m·K），堆积密度小于341 kg/m3时，其导热系数
低于0.085 W/（m·K）。

3.4 结果讨论
无机保温砂浆的干密度、抗压强度与导热系数与堆积密度成正比，所以要配制出低干密度、低导热系数及高抗压强度的无机保温砂浆将存在一定的难度。

根据上述分析可推算：控制堆积密度为188～248 kg/m3，可配制满足GB/T20473—2006《建筑保温砂浆》中I型的保温砂浆；控制堆积密度为221～326 kg/m3，可配制满足GB/T 20473—2006中II型的保温砂浆。

控制堆积密度为221～247 kg/m3，可配制满足DG/T 08-2088-2011中I型的保温砂浆；控制堆积密度为281～300 kg/m3，可配制满足DG/T 08-2088-2011中II型的保温砂浆。

如掺加引气剂，
可适当放宽堆积密度的范围，主要是因为引气剂可在搅拌时引入一定的气泡，增加硬化体中的孔隙率，从而降低干密度与导热系数，但也会降低试件的强度。

4 结论
（1）无机保温砂浆的干密度、抗压强度与导热系数与堆积密度的相关性较好，成一定的正相关性。

（2）根据线性回归的拟合公式，在已知堆积密度，可推算出无机保温砂浆的干密度、抗压强度与导热系数。

（3）在进行无机保温砂浆的试验、生产、检验时，可通过控制堆积密度实现相关的质量控制工作。

【相关文献】
[1] 袁波，李珠，赵林.玻化微珠保温砂浆A级防火性能探析[J].新型建筑材料，2011（5）：53-55.新型建筑材料，2009（2）：50-53.
[3] 杨卓强，赵林，刘玉伟，等.一种石膏基玻化微珠保温砂浆的基本性能研究[C]//中国城市科学研究会.第七届国际绿色建筑与节能大会论文集，北京：2011.
[4] 叶蓓红，赵磊.不燃性内外墙组合保温系统[J].新型建筑材料，2009（5）：60-62.
[5] 方明晖，毛金萍，朱蓬莱，等.玻化微珠对无机轻集料保温砂浆性能的影响[J].新型建筑材料，2010（2）：24-28.。