張東華

（安徽皖維新材料股份有限公司，安徽 巢湖 238002）

現(xiàn)代建筑用彩色裝飾砂漿的研究

張東華

（安徽皖維新材料股份有限公司，安徽 巢湖 238002）

彩色裝飾砂漿是一種新型的無(wú)機(jī)粉末狀裝飾材料，在發(fā)達(dá)國(guó)家已廣泛代替涂料和瓷磚應(yīng)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(cè)彩色裝飾砂漿在各種外加劑的配合比下進(jìn)行合理試驗(yàn)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。

彩色裝飾砂漿；可再分散乳膠粉；纖維素醚

0 概述

彩色裝飾砂漿是一種新型的無(wú)機(jī)粉末狀裝飾材料，在發(fā)達(dá)國(guó)家已廣泛代替涂料和瓷磚應(yīng)用于建筑物的內(nèi)、外墻裝飾。隨著我國(guó)建筑節(jié)能法律、法規(guī)和技術(shù)規(guī)程的廣泛實(shí)施，外墻外保溫技術(shù)得以廣泛應(yīng)用，這帶來(lái)了外墻飾面材料應(yīng)用狀況的變化，對(duì)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(cè)，直接承受環(huán)境因素的影響。置于保溫層外側(cè)的抗裂防護(hù)層（薄抹灰系統(tǒng)厚度要求 3～6mm，厚抹面層厚度達(dá) 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(hù)層的溫度變化速度比沒(méi)有外保溫時(shí)提高 8～30 倍。相關(guān)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(hù)層最高溫度可達(dá)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(dá)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(diǎn)

（1）材質(zhì)輕：解決了建筑物增加重量問(wèn)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(qiáng)。

（5）施工簡(jiǎn)單耐久性好與基底有很強(qiáng)的粘結(jié)力。（6）防水、抗?jié)B、透氣、抗收縮。（7）無(wú)毒無(wú)味、綠色環(huán)保建材。

施工時(shí)，通過(guò)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(shù)表現(xiàn)力強(qiáng)，可與自然環(huán)境、建筑風(fēng)格和歷史風(fēng)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(shí)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(diǎn)：抗撞擊強(qiáng)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(guò)程中維護(hù)費(fèi)用低；可使外墻面保持清潔；耐久性好。不過(guò)陶瓷面磚作為外墻外保溫飾面層也一直存在比較大的爭(zhēng)議。

0.2.1 外墻外保溫貼瓷磚存在的問(wèn)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(wèn)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(huì)超過(guò)10kg/m2（EPS 板與防護(hù)、外飾層），而陶瓷面磚飾面層的外墻外保溫體系自重可達(dá)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(guò)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(jié)劑、抹面膠漿（水泥基）的堿份在結(jié)合了長(zhǎng)時(shí)間積聚的濕氣后對(duì)鋼絲網(wǎng)的損害也是比較嚴(yán)重，鋼絲網(wǎng)因在潮濕環(huán)境中銹蝕而失去增強(qiáng)作用。

0.2.2 彩色飾面砂漿用于外保溫體系的優(yōu)點(diǎn)

彩色裝飾砂漿既有有機(jī)涂料色彩豐富材質(zhì)輕的特點(diǎn)，同時(shí)又有無(wú)機(jī)材料耐久性能好的優(yōu)點(diǎn)。彩色飾面砂漿其主要特點(diǎn)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(duì)憎水透氣要求較高的建筑物。

（2）耐久性好

本產(chǎn)品是以無(wú)機(jī)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(wú)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(jī)物，為無(wú)毒、無(wú)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(hù)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(zhǎng)建筑物的使用壽命，可有效減少二次裝飾帶來(lái)的資源浪費(fèi)。

（4）彈性結(jié)構(gòu)、可有效避免墻體開(kāi)裂

產(chǎn)品具有良好的彈性及低收縮性，相當(dāng)于在建筑物外表形成一彈性的防水隔熱層。涂裝后不會(huì)因天氣冷熱交替變化而產(chǎn)生開(kāi)裂現(xiàn)象，并可承受墻體的細(xì)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(huì)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(jià)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(jié)構(gòu)的負(fù)重，同時(shí)不會(huì)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(huì)產(chǎn)生縫隙，可以避免水滲入墻體結(jié)構(gòu)，可以提高建筑結(jié)構(gòu)壽命。彩色飾面砂漿與其他飾面材料性能比較見(jiàn)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(gòu)造裝飾于一體，且施工簡(jiǎn)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(jué)，既可以滿足瓷磚裝飾效果，同時(shí)又解決了普通瓷磚形式透氣性差、負(fù)荷大、容易產(chǎn)生脫落等缺點(diǎn)。使保溫體系具有集保溫、抗裂、透氣、憎水、裝飾于一體的特點(diǎn)，比單一的不含飾面層材料的構(gòu)造設(shè)計(jì)更加適合于大面積推廣應(yīng)用。

1 引言

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(jìn)行簡(jiǎn)單聚合得到的質(zhì)量低劣的“建筑膠水”調(diào)制的外墻膩?zhàn)?，由于膩?zhàn)幽じ刹恋舴?、易造成面層開(kāi)裂等，嚴(yán)重影響涂層工程質(zhì)量。同時(shí)，在該膠水中加有毒性大、氣味重的防霉防腐劑對(duì)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(fēng)行一時(shí)的瓷磚、馬賽克曾在外墻裝飾中占有一定市場(chǎng)，但實(shí)踐表明：在長(zhǎng)期的外界環(huán)境下，特別是北方寒冷地區(qū)，經(jīng)過(guò)風(fēng)吹雨打和日曬及凍融循環(huán)會(huì)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(lái)進(jìn)行處理。特別是在粘結(jié)不牢的情況下瓷磚會(huì)從高空落下，會(huì)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(dá)到表現(xiàn)力豐富、立體感強(qiáng)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(hù)墻面不受潮濕和氣候的影響。在我國(guó)，建筑材料有一個(gè)龐大的市場(chǎng)，每年建筑面積超過(guò) 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(gè)廣闊的市場(chǎng)[2]。

傳統(tǒng)裝飾砂漿主要由水泥、砂、石膏、鈣粉、粘土等無(wú)機(jī)天然材料構(gòu)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(jìn)行裝飾，其在歐洲國(guó)家的應(yīng)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(shù)的出現(xiàn)和深入發(fā)展，通過(guò)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(xué)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(guò)噴、抹、涂、刮、刷、梳等手法，也可以通過(guò)調(diào)節(jié)砂粒的大小和級(jí)配來(lái)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(diǎn)。尤其適用于仿面磚、石材的飾面。

2 試驗(yàn)部分

2.1 主要設(shè)備及原材料

主要設(shè)備為干粉混合機(jī)、砂漿攪拌機(jī)；原材料情況見(jiàn)表2。

表 2 試驗(yàn)原材料清單

2.2 制備及應(yīng)用

2.2.1 裝飾砂漿的制備

對(duì)填料進(jìn)行篩分，然后按配方采用干粉混合機(jī)進(jìn)行分散混合，控制粉末混合時(shí)間為 5～10min，以保障混合均勻性。

2.2.2 施工應(yīng)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(jī)攪拌成均勻無(wú)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(zhǔn)直線，再?gòu)棾雠c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(gè)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 分析與討論

3.1 乳膠粉用量對(duì)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(diǎn)，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(duì)顏料粒子的濕潤(rùn)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(duì)其性能的影響。由表 3 可見(jiàn)，乳膠粉的適宜用量為2%～3%。

表 3 乳膠粉用量對(duì)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(luò)合物，能提高材料附著力。由于滑石粉中和氧結(jié)合的鎂原子在整個(gè)片狀的二氧化碳之間形成層狀結(jié)構(gòu)，相臨層之間靠弱的范德華力結(jié)合在一起，當(dāng)有剪切力作用時(shí)，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(jié)塊?；圻€能吸收涂層的伸縮應(yīng)力，免于產(chǎn)生裂紋和孔隙，從而增強(qiáng)涂層的強(qiáng)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(duì)材料性能影響。

由表 4 可見(jiàn)，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(duì)性能的影響

3.3 顏料用量對(duì)性能的影響

選用顏料時(shí)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(duì)性能的影響。

表 5 鈦白粉用量對(duì)于性能影響

由表 5 可見(jiàn)，鈦白粉的最佳用量為 10%～20%。在試驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)顏料用量小于 15%，涂層遮蓋力隨顏料用量增加而增強(qiáng)；當(dāng)用量大于 20%，由于顏料分散性下降，發(fā)生團(tuán)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(guò)改變其用量來(lái)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(duì)涂層干燥時(shí)間和耐擦洗性的影響。

圖 1 纖維素醚用量對(duì)涂層干燥時(shí)間影響

圖 2 纖維素醚用量對(duì)涂層耐擦洗性的影響

由圖 1 可見(jiàn)，隨著纖維素醚用量增多，涂層干燥時(shí)間延長(zhǎng)。由圖 2 可見(jiàn)，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(jì)成本，纖維素醚用量應(yīng)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(jiàn)表6。