水泥保溫砂漿的性能與應用

水泥保溫砂漿的性能與應用

周廣升

PROPERTIES AND APPLICATIONS OF THE WASTED PS INSU—LATION CEMENT MORTAR

ZHOU Guangsheng

　　在塑料制品中，因聚苯乙烯泡沫塑料（簡稱PS）用途很廣，如家電包裝、儀器與設備包裝、管道及冷庫保溫、快餐盒等，因此廢PS量也很大，按有關資料估算全國每年的廢PS量約100萬t，PS不溶于水，只有燃燒才能消除，PS燃燒時會逸出有害氣體污染空氣而成為一大公害，被稱為“白色污染”。在國外，如德國、日本等工業發達國家，破碎廢PS制成水泥保溫砂漿而廣泛應用在建筑工程中。
　　在國內近幾年才研制與應用廢PS水泥保溫砂漿，因其具有輕質、優良保溫隔熱、吸音、廉價等性能且消除“白色污染”，變廢為寶，有著廣闊的發展前景。

1　材料的選用

　　以聚苯乙烯泡沫塑料（PS）顆粒為保溫砂漿的輕骨料，PS是熱塑性樹脂，它是無色、無臭、無味，受熱膨脹大50倍，易粘成塊狀，其余材料是本著提高砂漿性能，材料易得，價格低廉的原則合理配用。
　?。?）廢PS顆粒：廢PS（包括塑料廠的邊角廢料），經破碎成顆粒（粒徑＜6mm），松散密度12～15kg／m³，導熱系數0．028W／（m^.K）。
　?。?）水泥：425號普通硅酸鹽水泥。
　?。?）砂：中砂，可增加細顆粒比例，改善骨料級配，降低水泥用量。
　?。?）消石灰粉：可減少水泥用量，增加膠質材料。
　?。?）外加劑：用于增加PS顆粒間粘結強度，提高砂漿強度。

2　PS水泥保溫砂漿性能

2．1強度
　　PS摻入水泥砂漿中會降低其和易性與強度。為此摻入以下外加劑：
　?。?）引氣減水劑：主要是減水劑L（木質素磺酸鹽），使砂漿減少用水量（提高強度），增加和易性；
　?。?）復合外加劑EA：提高PS顆粒與水泥石之間的粘結力，提高砂漿強度；
在原材料中按不同配比合拌制成試件（70．7mm×70．7mm×70．7mm），經20℃、濕度90％、養護28d后進行強度測定，結果列于表1。
　　由表1可見，PS量增加，砂漿強度降低，保溫性能提高；而水泥用量增加，砂漿強度就提高，保溫性能降低。

表1　PS水泥保溫砂漿試驗結果

2．2保溫性
　　PS水泥保溫砂漿的導熱系數較低，經測定比普通水泥砂漿低一半（表2），故它的保溫性較優良。

表2　PS水泥保溫砂漿的保溫性能試驗結果

　　若在材料配合比中增加PS摻量，密度減小，則PS水泥保溫砂漿的導熱系數就進一步降低，其保溫性能也進一步提高，但強度會進一步降低。
2．3抗凍性
　　傳統水泥砂漿因抗凍性差，經常凍裂滲水，降低了墻體的保溫性能。而PS水泥保溫砂漿中的PS具有良好的可變性，可大大減小水結冰而產生的膨脹應力，避免產生裂紋，提高了抗凍性，其試驗結果見表3。

表3　PS水泥保溫砂漿的抗凍性能試驗結果

2．4耐火性
　　耐火差的PS顆粒四周被水泥漿包裹后，經國家消防裝備質量監督檢驗中心按國家標準GB5464進行耐火試驗測定，結果被判定屬于不燃性材料（具有良好的耐火性）。

3　施工技術

　　PS水泥保溫砂漿主要用于建筑物內外墻面抹灰，也用于樓板、地坪、窗框與墻之間的保溫層或嵌縫材料，其施工方法與傳統的水泥砂漿基本相同。
3．1PS水泥保溫砂漿制備
　　在施工現場備好PS顆粒（袋裝）、外加劑L與EA（袋裝）及其他常用材料，按用途選用不同配合比（表4）。

表4　PS水泥保溫砂漿配合比水泥

注：外加劑占水泥體積17％。

　　按體積法量取各種材料倒入砂漿攪拌機內，干拌0．5min，再加水（占總水量80％）攪拌1～2min，最后加入剩余水量，直至滿足施工所需稠度為止。
　　PS砂漿應隨配隨用，配料時注意避風，以免PS被風吹散。
3．2操作程序
　　先進行墻面基層處理（剔除浮渣、清除油垢），待基層處理完灑水，進行PS砂漿墻面抹灰。抹灰時先在基層上薄薄刮一層砂漿，厚7～9mm。因PS砂漿比傳統砂漿疏松，故用鐵板抹灰時推力應略大。緩慢向前推壓，速度不宜太快，幅度不能太大，盡量避免前后來回推抹。第一道抹灰層不應過厚，以免墜落。待漿層稍硬后刮第二道，待第二道砂漿抹平收水后用直尺刮平，最后灑少量水壓平收光。
　　為提高保溫效果需增加PS砂漿層厚度且增加PS摻量，這時第一道砂漿抹后需經3d，待硬化后再抹第二道砂漿。
　　為使PS砂漿抹灰層的表面平整、立面垂直并提高抹灰層硬度，可待第二道抹灰層硬化后再用混合砂漿（水泥∶細砂∶石灰膏＝1∶2∶4）抹平，厚約5mm。
　　若需在PS砂漿層上貼瓷磚，可待PS抹灰層硬化后，用1∶2水泥砂漿刮糙，然后再按常規方法鋪貼瓷磚。

4　經濟分析

　　因廢PS費用與導熱系數都低于膨脹珍珠巖，故每立方米PS水泥砂漿的造價比珍珠巖水泥砂漿低約10元，保溫性能提高（表5）。

表5　PS水泥保溫砂漿與珍珠巖水泥保溫砂漿的導熱系數和造價比較

5　結語

　　廢PS水泥保溫砂漿具有自重輕、優良保溫隔熱性、優良抗凍防裂性、良好耐火性、價格低廉、減輕工人勞動強度等優點；有利于消除“白色污染”，改善環境，可獲得顯著的經濟效益與社會效益。
　　PS水泥保溫砂漿與珍珠巖水泥保溫砂漿相比，具有造價低、保溫性好等優點。

作者簡介：周廣升，教授級高級工程師

作者單位：江蘇省建筑科學研究院，210008，南京