張東華

（安徽皖維新材料股份有限公司，安徽  巢湖  238002）

［摘   要］彩色裝飾砂漿是一種新型的無機粉末狀裝飾材料，在發(fā)達國家已廣泛代替涂料和瓷磚應用于建筑物的內(nèi)、外墻裝飾。本文嘗試從幾種典型配方的角度去觀察和檢測彩色裝飾砂漿在各種外加劑的配合比下進行合理試驗配比，從中得出配制質(zhì)量穩(wěn)定彩色裝飾砂漿的合理方案。

［關鍵詞］彩色裝飾砂漿；可再分散乳膠粉；纖維素醚

        彩色裝飾砂漿是一種新型的無機粉末狀裝飾材料，在發(fā)達國家已廣泛代替涂料和瓷磚應用于建筑物的內(nèi)、外墻裝飾。隨著我國建筑節(jié)能法律、法規(guī)和技術規(guī)程的廣泛實施，外墻外保溫技術得以廣泛應用，這帶來了外墻飾面材料應用狀況的變化，對外墻配套的裝飾材料，瓷磚、涂料、裝飾砂漿等）也提出了新的要求。在外墻外保溫系統(tǒng)中，由于保溫隔熱材料置于外墻的外側，直接承受環(huán)境因素的影響。置于保溫層外側的抗裂防護層（薄抹灰系統(tǒng)厚度要求3～6mm，厚抹面層厚度達 25～30mm。由于保溫層具有很大的熱阻，在熱量相同的情況下，外保溫抗裂防護層的溫度變化速度比沒有外保溫時提高 8～30 倍。相關研究表明：在炎熱的夏季，使用30mm 厚 EPS（聚苯板）外保溫層的抗裂防護層最高溫度可達到 80℃，在持續(xù)晴天后突降暴雨所引起的表面溫度變化可達到 50℃[1]。

        彩色裝飾砂漿是以聚合物材料作為主要添加劑，配以優(yōu)質(zhì)礦物骨料、填料和天然礦物顏料精制而成。涂層厚度一般在1.5～2.5mm 之間，而普通乳膠漆漆面厚度僅為 0.1mm，因此可獲得極好的質(zhì)感及立體裝飾效果。

0.1  彩色飾面砂漿產(chǎn)品特點

        （1）材質(zhì)輕：解決了建筑物增加重量問題。

        （2）柔性好：適用于圓、柱體及弧形的造型。

        （3）形狀、大小、顏色可按用戶要求定制。

        （4）色彩古樸裝飾性強。

        （5）施工簡單耐久性好與基底有很強的粘結力。

        （6）防水、抗?jié)B、透氣、抗收縮。

        （7）無毒無味、綠色環(huán)保建材。

        施工時，通過選擇不同圖形的模板、工具，施以拖、滾、刮、扭壓、揉等不同手法，使墻面變化出壓花、波紋、木紋等各式圖案，藝術表現(xiàn)力強，可與自然環(huán)境、建筑風格和歷史風貌更完美地融合。

0.2  彩色飾面砂漿與外墻外保溫

        陶瓷面磚作為外墻外保溫體系做法之一，在實際工程中已經(jīng)普遍采用。相比于涂料做法，陶瓷面具有很多的優(yōu)點：抗撞擊強度高，故特別適用于墻腳部位、首層或建筑物出入口等易受沖撞區(qū)域；耐污染性能好易擦洗；使用過程中維護費用低；可使外墻面保持清潔；耐久性好。不過陶瓷面磚作為外墻外保溫飾面層也一直存在比較大的爭議。

0.2.1  外墻外保溫貼瓷磚存在的問題

        （1）剪切力大

        與涂料飾面層相比，陶瓷面磚作為飾面層的外墻外保溫體系的安全性問題首先是自重。

        以涂料為飾面層的外墻外保溫體系自重一般不會超過10kg/m2（EPS板與防護、外飾層），而陶瓷面磚飾面層的外墻外保溫體系自重可達到 50kg/m2 以上，甚至 80kg/m2，為涂料體系的5～8 倍。

        （2）透氣性差

        與涂飾面外墻外保溫體系相比，釉面磚水蒸汽阻力非常大。北方地區(qū)高水蒸汽阻力形成的瓷磚背面的冷凝水使這種體系較之于涂飾面外墻外保溫體系發(fā)生凍融破壞的幾率更大。南方地區(qū)則墻體內(nèi)部水份過大，室內(nèi)墻面容易滋生霉菌。

       （3）鋼網(wǎng)腐蝕性大

        不透氣的釉面磚阻止了材料的干燥，瓷磚粘結劑、抹面膠漿（水泥基）的堿份在結合了長時間積聚的濕氣后對鋼絲網(wǎng)的損害也是比較嚴重，鋼絲網(wǎng)因在潮濕環(huán)境中銹蝕而失去增強作用。

0.2.2  彩色飾面砂漿用于外保溫體系的優(yōu)點

彩色裝飾砂漿既有有機涂料色彩豐富材質(zhì)輕的特點，同時又有無機材料耐久性能好的優(yōu)點。彩色飾面砂漿其主要特點如下：

（1）透氣、憎水效果好

裝飾砂漿具有良好的透氣性和憎水性，可形成帶有呼吸功能的彩色外墻裝飾體系，因該產(chǎn)品具有良好的憎水功能，故有防潮、防滲的作用，特別適用于對憎水透氣要求較高的建筑物。

（2）耐久性好

本產(chǎn)品是以無機材料為主要原料，涂層還具有優(yōu)良的耐堿性、耐污染性和抗沖擊性。因有高度的透氣性能，故可避免室內(nèi)的水汽和由此造成的發(fā)霉現(xiàn)象，用本產(chǎn)品制成的外墻砂漿使用壽命為20 年以上。

（3）綠色環(huán)保、無污染

本產(chǎn)品原材料均是天然礦物材料，不含游離甲醛、苯等揮發(fā)性有機物，為無毒、無味、綠色環(huán)保產(chǎn)品。產(chǎn)品所用顏料系天然氧化鐵礦物顏料，故耐候性和保色性非常優(yōu)越，可全面保護建筑物免受自然環(huán)境、工業(yè)廢氣及微生物的侵蝕、破壞，從而延長建筑物的使用壽命，可有效減少二次裝飾帶來的資源浪費。

（4）彈性結構、可有效避免墻體開裂

產(chǎn)品具有良好的彈性及低收縮性，相當于在建筑物外表形成一彈性的防水隔熱層。涂裝后不會因天氣冷熱交替變化而產(chǎn)生開裂現(xiàn)象，并可承受墻體的細微裂縫。因其具備1.5～2.5mm以上厚度的涂層，因此防水防滲效果特別好，且抗壓、抗撞，不掉塊，具有特別好的韌性。

（5）提高建筑使用壽命，社會效益顯著

與瓷磚裝飾效果相比：該做法施工速度快，比貼瓷磚做法施工效率提高100%，比傳統(tǒng)的瓷磚做法價格低 50%，等同于優(yōu)質(zhì)涂料施工。此外，由于裝飾砂漿材質(zhì)輕，可以減少建筑結構的負重，同時不會產(chǎn)生脫落，避免出現(xiàn)瓷磚墜落砸傷事故。裝飾砂漿具有整體性，不會產(chǎn)生縫隙，可以避免水滲入墻體結構，可以提高建筑結構壽命。彩色飾面砂漿與其他飾面材料性能比較見表1。

表 1   彩色飾面砂漿與其他飾面材料性能的比較

彩色飾面砂漿與外墻外保溫構造裝飾于一體，且施工簡單，耐久性好。外觀表面造型與傳統(tǒng)的粘土磚十分相似，給人一種古樸素雅的感覺，既可以滿足瓷磚裝飾效果，同時又解決了普通瓷磚形式透氣性差、負荷大、容易產(chǎn)生脫落等缺點。使保溫體系具有集保溫、抗裂、透氣、憎水、裝飾于一體的特點，比單一的不含飾面層材料的構造設計更加適合于大面積推廣應用。

據(jù)筆者了解，目前使用只含有少量聚乙烯醇且主要使用丙烯酰胺進行簡單聚合得到的質(zhì)量低劣的“建筑膠水”調(diào)制的外墻膩子，由于膩子膜干擦掉粉、易造成面層開裂等，嚴重影響涂層工程質(zhì)量。同時，在該膠水中加有毒性大、氣味重的防霉防腐劑對施工人員和居住者的身體健康造成危害和環(huán)境污染已逐步被人們所摒棄。在2003 年以前，風行一時的瓷磚、馬賽克曾在外墻裝飾中占有一定市場，但實踐表明：在長期的外界環(huán)境下，特別是北方寒冷地區(qū)，經(jīng)過風吹雨打和日曬及凍融循環(huán)會使其很快陳舊、墻面污染及褪色難以更新（目前，一些工程墻體的改舊返新均采用裝飾砂漿來進行處理。特別是在粘結不牢的情況下瓷磚會從高空落下，會造成人身傷亡事故）。采用裝飾砂漿能賦予建筑物更加豐富的色彩質(zhì)感并達到表現(xiàn)力豐富、立體感強的裝飾效果，且由于該砂漿特殊用材使得其具有良好的耐候性及色彩持久性，能持久保護墻面不受潮濕和氣候的影響。在我國，建筑材料有一個龐大的市場，每年建筑面積超過8 億平方米，需要大量的裝飾材料和建筑材料，這將為裝飾砂漿的發(fā)展提供一個廣闊的市場^[2]。

傳統(tǒng)裝飾砂漿主要由水泥、砂、石膏、鈣粉、粘土等無機天然材料構成，為了增加色彩，摻入一定的礦物顏料，涂抹在建筑物表面進行裝飾，其在歐洲國家的應用已有上百年的歷史，俗稱“STUCCO涂料”^[3]。隨著聚合物改性砂漿技術的出現(xiàn)和深入發(fā)展，通過在裝飾砂漿中加入可再分散乳膠粉、纖維素醚和各種添加劑，使得材料的物理力學性質(zhì)特別是彈性摸量和耐久性得以顯著改善和提升。在紋理和造型上既可以通過噴、抹、涂、刮、刷、梳等手法，也可以通過調(diào)節(jié)砂粒的大小和級配來完成，仿石材，仿面磚更是惟妙惟肖。

本文所研究的新型裝飾砂漿，具有色彩鮮艷豐富、涂層較薄、施工性良好、耐久性好、零VOC 等優(yōu)點。尤其適用于仿面磚、石材的飾面。

2.1  主要設備及原材料

主要設備為干粉混合機、砂漿攪拌機；原材料情況見表2。

表 2   試驗原材料清單

2.2  制備及應用

2.2.1  裝飾砂漿的制備

對填料進行篩分，然后按配方采用干粉混合機進行分散混合，控制粉末混合時間為5～10min，以保障混合均勻性。

2.2.2  施工應用

根據(jù)施工面層要求選擇加水量，以仿磚型施工為例。

（1）按水∶料=1∶4的重量比加入水，用砂漿攪拌機攪拌成均勻無顆粒糊膏狀，靜置5min，再略做攪拌即可使用。

（2）在基層上刷一層由 SWE-10 配制的界面封底劑。

（3）用抹子抹于基面上 1～2mm 厚的底面裝飾砂漿。

（4）底層完全干燥后，先在底層用粘線彈出一條基準直線，再彈出與其垂直的第二條直線，以此類推，可以在墻面上彈出多條平行于第一條、第二條的直線，將施工面分為多個方格，沿直線貼上分格膠帶。

（5）將面層裝飾砂漿刮涂在底層，厚度為0.5～1mm，一般要求刮涂二遍，保證刮涂均勻，注意接茬痕跡。

（6）待砂漿完全干燥后，輕輕揭起膠帶，并用砂紙打磨磚型毛糙邊緣。

最后，在面層完成 24h 干透后，如有特殊要求，再填涂1～2 遍罩面處理劑，使其具有更好的耐候性。

3.1  乳膠粉用量對其性能的影響

SWF-08 具有成膜性好、與基材附著力好、耐水性、耐候性優(yōu)良等優(yōu)點，適用于外墻用裝飾砂漿中。乳膠粉用量越多，裝飾砂漿中顏料體積濃度越小，涂膜中基料對顏料粒子的濕潤和包覆越充分，因而提高了涂料的性能，如耐擦性、耐污染性等。表3 為相同顏料配比、填料配比下乳膠粉用量對其性能的影響。由表 3 可見，乳膠粉的適宜用量為 2%～3%。

表 3   乳膠粉用量對性能的影響

注：纖維素醚、木纖維用量為 3kg/t。

3.2  滑石粉等填料用量的影響

滑石粉的主要成分是羥基絡合物，能提高材料附著力。由于滑石粉中和氧結合的鎂原子在整個片狀的二氧化碳之間形成層狀結構，相臨層之間靠弱的范德華力結合在一起，當有剪切力作用時，層間容易分離，有滑膩感，故能提高流平性，改善施工性能，并能防止顏料的沉淀結塊?；圻€能吸收涂層的伸縮應力，免于產(chǎn)生裂紋和孔隙，從而增強涂層的強度，提高耐擦洗性。然而，滑石粉易粉化，需與其他填料配合。表4 為乳膠粉用量相同的情況下，滑石粉等填料用量對材料性能影響。

由表 4 可見，調(diào)節(jié)滑石粉、高嶺土和重鈣用量，可得到最優(yōu)填料組成。其中，第6 組試樣的耐擦洗性最佳、效果最好。

表 4   滑石粉等填料用量對性能的影響

注：乳膠粉用量為 2.5%，纖維素醚和木纖維用量為3kg/t；m(裝飾砂漿)∶m(水)=1∶2.8。

3.3  顏料用量對性能的影響

選用顏料時可考慮其在水中的分散性和顏色的耐候性。表5 為乳膠粉用量及其他填料、乳膠粉等配比相同的情況下，鈦白粉用量對性能的影響。

表 5   鈦白粉用量對于性能影響

由表 5 可見，鈦白粉的最佳用量為 10%～20%。在試驗過程中發(fā)現(xiàn)，當顏料用量小于 15%，涂層遮蓋力隨顏料用量增加而增強；當用量大于 20%，由于顏料分散性下降，發(fā)生團聚使著色力下降，出現(xiàn)發(fā)花現(xiàn)象。

3.4  纖維素醚用量的影響

纖維素醚為增稠保水劑，可通過改變其用量來調(diào)節(jié)砂漿干燥速度，改善成膜性。圖1、圖 2 分別為其他組份不變的情況下，改變纖維素醚用量對涂層干燥時間和耐擦洗性的影響。

由圖 1 可見，隨著纖維素醚用量增多，涂層干燥時間延長。由圖2 可見，隨著纖維素醚用量增加，涂層的耐擦洗次數(shù)增加，隨后趨于穩(wěn)定?？紤]經(jīng)濟成本，纖維素醚用量應為0.4%。

3.5  裝飾砂漿組成優(yōu)化

綜合考慮成本、性能因素，新型裝飾砂漿基本配方見表6。

             表 6   優(yōu)化后裝飾砂漿組成                        %

制備的新型裝飾砂漿，經(jīng)國家建筑材料中心檢測，性能符合JC/T 1024—2007《墻體飾面砂漿指標》指標要求（見表7）。

表 7   裝飾砂漿的性能

用 SWF-08 為主要添加劑制備的新型裝飾砂漿，具有生產(chǎn)工藝簡單、運輸方便、貯存期長等優(yōu)點。使用裝飾砂漿，既可以滿足多種裝飾效果（瓷磚、藝術墻等），又解決了面層易開裂、不耐擦洗、瓷磚透氣性差、增加建筑物負荷、容易產(chǎn)生脫落等問題。同時，裝飾砂漿95% 以上的材料是無機材料，沒有任何揮發(fā)物質(zhì)，是無毒無味的綠色環(huán)保建材。

參考文獻

[1] JGJ144—2004．外墻外保溫工程技術規(guī)范[S]．

[2] 白尚嚴．國內(nèi)外綠色建材發(fā)展綜述[J]．科學情報開發(fā)與經(jīng)濟，2007：56-57．

[3] Motoyama Shimesu，SatouSatoru，Vmeda Seiichi，et.al．powder Drug Coating，日本，JP55167219[P]．1980(12)：26.

[4] 張婧，錢建剛，田佩秋，等，超細滑石粉的分散及其在水性涂料中的應用[J]．涂料工業(yè)，2008，38(4)：52-54.