建筑工業行業標準中的膩子產品的施工性能評價的方法和實際施工情況存在很大差異。建筑工業行業標準JG/T 298—2010《建筑室內用膩子》和JG/T157—2009《建筑外墻用膩子》對施工性的描述都有“有障礙”或“無障礙”，判斷時主觀成分大，沒有數字參數限度標準。在出廠檢驗時對膩子產品的施工手感評價目前還是依靠資深施工人員對膩子批刮過程的真實手感做主觀打分的方法。此方法雖然可以定量，但是用于定量的數字來源于主觀感覺，分數的高低難以直接與配方組成相互關聯，為此需要一種能夠關聯配方、工藝和實際施工性能的客觀量化指標，將此量化的指標和實際施工性能對應起來。在評價膩子施工性能時，最重要的是施工人員在批刮過程中的手感。 對于膩子批刮手感的定量化研究主要是從材料流變特性出發，以材料固有的流變參數為指標評價其施工性能?？梢越柚D流變儀、旋轉黏度計、穿刺深度儀、稠度儀、跳桌等獲得樣品流動性、塑性等方面的流變參數。比如，國內建筑膩子行業評價膩子施工性能的方法是稠度儀(GB/T 1749)，歐洲建筑材料行業一般使用跳桌(比利時標準NBN B13-206)[4]，美國建筑行業多采用Emley塑性測試儀(美國ASTM C110-04.7)衡量粘接膩子施工性能的好壞。 稠度儀和跳桌兩種標準測試方法都是考察材料在從靜止開始到流動前的靜態屈服應力，這與實際膩子或砂漿在批刮過程中的快速鋪展過程并不完全相同。膩子本身是半固態，具有較強的觸變性。有的樣品用稠度儀測得的稠度數值較大，但是批刮手感卻很好，所以使用稠度值作為單一評價指標這就可能給配方調整造成誤導。另外，以上這兩種簡易儀器的測量結果受操作者的影響較大，不同操作者得到的數據之間的可比性較差。 膩子膏或新配膩子在批刮過程中遵從賓漢流體模型，其鋪展行為可以用兩個流變參數——屈服應力和塑性黏度進行描述。一般認為，膩子的施工手感和流變特性相關，這兩個流變參數越小，手感越好，但是當流變參數過小時，膩子會出現流掛，影響施工質量。本文報道的方法得到的流變參數結果不僅和實際批刮施工手感密切相關，而且測試結果的重復性、再現性好，可以作為指導建筑墻面膩子產品配方優化的得力工具。1 、實驗部分1.1 樣品制備實驗所用的基礎配方如表1所示。 表1中所示是實驗所用的第一組配方，膩子膏的制備分為以下幾個過程，首先在燒杯中加入水，之后再加入聚乙烯醇交聯劑，然后在350 r/min的轉速下依次加入交聯劑、消泡劑、pH值調節劑、殺菌劑、纖維素醚、觸變劑和其他助劑，之后把分散盤的轉速調到830r/min分散大約5 min左右，再加入750 g重質碳酸鈣同時把轉速調到1 100 r/min分散大約10 min，觀察所制備的膩子膏是否混合均勻，如果分散均勻則停止分散盤，并提起分散盤把燒杯中的膩子膏裝入2 L的樣品罐中，由于剛分散完的膩子膏溫度過高則需要存放在養護室中冷卻1 d等次日才可以測試。 1.2 儀器設備旋轉流變儀，安東帕MCR302，轉子直徑為50 mm平行板，裝載樣品為10～15 g。測試溫度均為25 ℃。 1.3 流變實驗方法1.3.1 裝載樣品準確稱量一定質量8～15 g膩子膏作為測試樣品。用調刀將指定質量的樣品平鋪在旋轉流變儀的平行板測試系統內，平行板測試系統的下板為直徑為55～65 mm的圓盤，上板為50 mm直徑的圓板。上下板溫度恒定在指定溫度10～35 ℃內任一溫度，溫度波動范圍±0.1 ℃。當樣品溫度進入指定溫度范圍后下降上板。上板向下的移動速率在間隙＞10 mm前為2 mm/s，間隙≤10 mm后，下降速率以對數方式逐漸遞減，到指定間隙值時下降速率減小到0 mm/s。此時樣品經過上板的擠壓平鋪在下板之上，并與下板邊緣接觸但不形成擠壓。樣品在平行板測試系統內的狀態如圖1。 1.3.2 流變測試樣品靜置2 min后開始測試。第一階段：剪切速率從0 s-1開始線性增大至指定剪切速率終止；第二階段：剪切速率從指定剪切速率開始線性減小到0 s-1。兩個階段的經歷時間都是t。每個階段中每隔時間Δt采集扭矩和轉速等原始信號，并計算輸出一個剪切應力和剪切速率數據點，t/Δt為正整數。每個階段總計輸出(t/Δt)+1個數據點。 1.3.3 數據處理用Bingham流體擬合剪切速率從指定剪切速率減小到0 s-1的應力-剪切速率的有效數據點，有效數據點是剪切速率≥2 s-1范圍的所有數據點。根據對有效數據點的線性擬合處理，擬合得到的相關系數大于0.9。用此方法得到的截距和斜率分別是樣品的屈服應力和塑性黏度。 1.3.4 評價方法一名資深施工人員對膩子膏批刮手感的打分為0～3分，評分體系為：優秀：2.3～2.5分；良好：2.1～2.3分；中等：2.0分；差：＜2.0分。在三維坐標系內分別以屈服應力、塑性黏度和主觀打分為X、Y、Z坐標軸變量，將50個樣品的3種變量數據為數據繪制空間點。通過調整Z軸的顯示區間為(≥2.1分)篩選出批刮手感良好和優秀的多個膩子樣品。這些樣品點在X、Y坐標系內代表的區域就是批刮手感優良樣品的流變參數范圍。 1.4 批刮施工根據國標JG/T 3049—1998中的膩子施工方法用刮刀取樣品約0.5 mm厚度，在墻面或者水泥纖維板上進行批刮，檢驗是否刮涂無障礙，在5 h之后再用同樣的方法在第一道膩子上批刮第二道膩子，批刮完之后檢驗表面是否有細孔或毛刺，如果沒有則認為刮涂無障礙。 1.5 稠度測試根據國標GB/T 1749—79中的稠度測試方法，將膩子膏樣品裝入圓筒中，此時要裝滿并且不留空隙，用活塞將筒內的膩子膏樣品壓出圓筒，用刮刀把筒內膩子膏刮下來并放在玻璃板的中央位置，之后把另一塊玻璃板壓在樣品上并在最上層放上2 kg的砝碼，并打開秒表，2 min之后拿下砝碼并觀察玻璃板上樣品的流展的刻度，記錄四周的值并且取平均值，這個直徑數據就是最終的實驗結果。 1.6 跳桌測試根據國標GB/T 2419—2005中的水泥膠砂流動度測試方法，用水泥流動度電動跳桌來測試膩子的流動性能從而評價施工性能。先將準備好的膩子膏填入模具之內，全部填充完并且不留空氣之后刮去多余部分取下模具按下開始按鈕，等15次或者50次跳動之后用游標卡尺測量膩子膏互相垂直方向上的直徑并取平均值。2 、結果與討論2.1 批刮手感主觀打分與稠度數據(見圖2) 2.2 批刮手感主觀打分與跳桌數據(見圖3) 2.3 批刮手感主觀打分與流變參數關系 對于第一個樣品總計重復取樣6次做平行測試。
|
