巖棉外墻外保溫系統中，界面劑對巖棉與砂漿粘結性能的作用效果有何不同？本文采用巖棉板和巖棉條兩種樣品，通過使用界面劑和不使用界面劑兩種情況下單面涂抹抹面膠漿，拉伸粘結強度及失效模式的測量來評價界面劑的效果。試驗結果表明，對巖棉系統而言，界面劑的作用效果不顯著。
巖棉外墻外保溫系統是近幾年發展較快的一種建筑節能措施，巖棉應用于外墻外保溫有兩種形式，一種是使用巖棉板，通常以機械固定為主、粘結為輔的方式固定在基墻上；一種是使用巖棉條，通常采用以粘結為主、機械錨固為輔的方式與基墻固定。但無論使用巖棉板還是巖棉條，都需要使用膠粘劑和抹面膠漿。膠粘劑的作用是將巖棉粘貼在基墻上，抹面膠漿的作用是涂抹在巖棉外表面，用以保證系統的機械強度和耐久性。因此巖棉與粘結劑和抹面膠漿的粘結性能是關系到工程質量和安全的重要性能。國內目前應用相對成熟的聚苯板（EPS）外墻外保溫系統已經證明，使用界面劑能有效提高EPS板與膠粘劑或抹面膠漿的粘結強度。界面劑對巖棉系統的作用效果如何，是否也能起到提高巖棉粘結強度的效果，是人們普遍關心的問題。為此我們進行了試驗研究，為敘述方便，以下以“砂漿”指代膠粘劑和抹面膠漿。
試驗概述
界面劑是一種對某種物體表面進行處理的液劑產品，用以改善物體表面物理或化學性能，提高其與另一種物質的相溶性。本次試驗所用的界面劑為巖棉專用界面劑，由系統供應商提供。
本次試驗采用巖棉板和巖棉條兩種樣品，分別在使用界面劑和不使用界面劑兩種情況下單面涂抹砂漿，測量拉伸粘結強度及失效模式。試樣示意見下圖。
  本次試驗的樣品：巖棉板的規格為密度100kg/m3，厚度50mm，TR7.5。巖棉條的規格為密度100kg/m3，厚度100mm，TR80。
巖棉板裁切成200mm×200mm的尺寸，巖棉條裁切成150mm×150mm的尺寸。
涂抹界面劑試樣制作過程：分別在巖棉板試樣和巖棉條試樣單面先涂抹一層界面劑，待試樣表層界面劑干固后，再涂抹砂漿，養護15天后，用膠將試樣與金屬夾具粘結，如上圖所示。每組制作至少5個試樣，確保得到5個有效數據。
未涂抹界面劑試樣制作過程：分別在巖棉板試樣和巖棉條試樣單面涂抹砂漿，養護15天后，用膠將試樣與夾具粘接，如上圖所示。每組制作至少5個試樣，確保得到5個有效數據。
失效模式為巖棉破壞或巖棉與砂漿界面破壞為有效，與金屬夾具的粘結破壞為無效。
試驗結果
1、巖棉板拉伸粘結強度試驗
對帶有界面劑和不帶界面劑的兩組巖棉板試樣，分別進行拉伸試驗，得到試驗結果見表1。
 從數據上看，帶有界面劑的試樣拉伸粘結強度平均值略高于不帶界面劑的試樣，但兩者之間是否存在顯著性差異？為此我們對得到的兩組試驗數據平均值進行一致性檢驗。
從失效模式上看，無論是帶界面劑還是不帶界面劑的巖棉板試樣，失效模式都是巖棉破壞，沒有發生巖棉與砂漿界面破壞的情況，這說明巖棉與砂漿的粘結強度大于巖棉板的層間拉伸強度。但仔細觀察發現，帶有界面劑和不帶界面劑兩種失效的情況又不完全相同，帶有界面劑試樣的失效模式是從巖棉板中間沿纖維層的褶皺將纖維層撕開，而不帶界面劑試樣的失效模式是在近巖棉板表面將纖維層拉開，好像是揭掉巖棉板表面的一層皮。拉伸粘結強度的值沒有顯著性差異，失效模式為什么不同呢？讓我們分析一下巖棉板的結構。
從圖2中可以看出，巖棉板是由纖維層疊加形成的層狀結構，當巖棉板受到拉伸作用時，其強度大小與纖維強度關系不大，而是取決于與纖維間的摩擦力，因此，在巖棉生產工藝中都采用“打褶”的方式，使纖維層并不是完全平行堆疊的，而是增加垂直向的纖維層，以使纖維層之間相互鉤連，提高層間拉伸強度，打褶越多，纖維鉤連的程度也越大，強度也越高。巖棉板中間的纖維層“皺褶”更多些，纖維上下鉤連，而板表面層的纖維層“皺褶”得少，相對中間層平行的纖維層要多些，因此面層的纖維更容易被拉開。這就是未使用界面劑的試樣，失效模式更多是在近表面處被拉開的原因。
本次試驗使用的界面劑是一種液態物質，與巖棉有良好親和性，可以滲透到巖棉表層。當巖棉板表面涂抹界面劑后，界面劑滲入巖棉板表層，固化后使巖棉板中的纖維粘結到一起，實際上是對巖棉板的表層起到了一定的增強作用，提高了表層強度，失效模式是巖棉板中間層被撕開。
盡管是否使用界面劑得到拉伸粘結試驗的失效模式不同，但決定系統拉伸強度高低的還是巖棉板層間的拉伸強度，因此涂施界面劑對提高系統的拉伸強度沒有顯著影響。
2、巖棉條拉伸粘結強度試驗
對帶有界面劑和不帶界面劑的兩組巖棉條試樣，分別進行拉伸試驗，得到試驗結果見表2。
 從失效模式上看，無論是帶界面劑還是不帶界面劑的巖棉條試樣，失效模式都是巖棉條與砂漿界面破壞。
巖棉條是將巖棉板以一定的間距切割成條狀翻轉90°使用的制品。巖棉條中纖維層是垂直平行排列的，因此巖棉條在受到拉伸作用時，它的破壞方式是纖維被拉斷，這與巖棉板纖維層拉開破壞方式不同，因此巖棉條的拉伸強度遠大于巖棉板。本次試驗所用的巖棉條樣品，標稱拉伸強度為80kPa，實際拉伸強度達到300kPa。由于巖棉條自身拉伸強度較高，因此在拉伸粘結強度試驗中無論是否使用了界面劑，都沒有出現巖棉條被拉壞的情況，所有的失效模式都是巖棉與砂漿的界面破壞。從拉伸粘結強度試驗數據來看，使用和未使用界面劑的兩組拉伸強度分別為277.9kPa和264.9kPa，兩組試驗數據不存在顯著性差異，也就是說施加了界面劑并沒有顯著提高巖棉與砂漿的粘結性能。
按照ETAG004《外墻外保溫薄抹灰系統歐洲技術認證指南》的要求，當發生粘接破壞時，所有的實驗結果至少要達到80kPa，從測試數據來看，即使沒有施加界面劑，拉伸粘結強度平均值為265kPa，最低值也達到了230kPa，完全可以達到ETAG004的要求。
綜上所述，對巖棉板系統來說，由于巖棉板自身拉伸強度較低，巖棉與砂漿的粘結強度大于巖棉板自身的拉伸強度，拉伸粘結強度試驗的失效模式都是巖棉板破壞，拉伸粘結強度值主要取決于巖棉板自身的拉伸強度，使用或不使用界面劑拉伸強度的測試結果不存在顯著性差異。
對巖棉條系統來說，若巖棉與砂漿粘結強度大于巖棉條自身的拉伸強度則巖棉條被破壞，拉伸粘結強度值取決于巖棉條的強度；若巖棉條自身強度較高，巖棉與砂漿粘結強度小于巖棉條自身的拉伸強度時，失效模式為巖棉條與砂漿粘結破壞。從本次試驗的結果來看，涂抹界面劑和未涂抹界面劑試樣的拉伸粘結強度不存在顯著性差異。
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