关键词：聚合物砂浆；膨胀聚苯板，粘结强度
STUDY ON ADHESIVE STRENGTH BETWEEN
POLYMER MORTAR AND EPS
Abstract: The article introduces the adhesive strength between polymer mortar and EPS which is used to external insulation systerm on exterior wall. The EPS is different thickness and different structure,the polymer is VAc/VeoVa and VAc/VeoVa/E Then, it discuss the destroy degree of EPS after tension test.
Keywords: polymer mortar; EPS; adhesive strength.
1 概述
在对节能要求不断提高的情况下，新型建筑保温节能体系－－外墙外保温节能体系发展迅速。目前，市场上应用ZUI多的保温系统当数膨胀聚苯板薄抹灰保温系统和胶粉聚苯颗粒保温系统，聚合物砂浆则在这些节能系统中扮演着重要角色，而外墙外保温节能体系的关键技术是为系统提供良好匹配的聚合物砂浆。聚合物砂浆的主要力学性能就是粘结强度，粘结强度来自于两个方面：聚合物膜对膨胀聚苯板－砂浆界面处的收缩桥连产生的结合力以及聚合物砂浆嵌入聚苯板后产生的机械咬合力。本文通过大量的试验，研究了不同的膨胀聚苯板与不同聚合物砂浆之间的拉伸粘结强度，以及拉伸试验后膨胀聚苯板的破坏形态。
2 实验
2.1 原材料
可再分散性乳胶粉：SWF-04，VAc/VeoVa(乙酸乙烯－叔碳酸乙烯脂)共聚的可再分散性乳胶粉；SWF-05，VAc/VeoVa/E(乙酸乙烯－叔碳酸乙烯－乙烯)共聚的可再分散性乳胶粉。由山西三维集团股份有限公司生产并提供。
膨胀聚苯板：国产膨胀聚苯板。
纤维素醚：羟丙基甲基纤维素醚。
水泥：强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥；
填料：石英砂，重质碳酸钙；
2.2 实验方法和方案
2.2.1 实验方法：参照JG 149－2003《膨胀聚苯板薄抹灰外墙外保温系统》。
2.2.2 实验方案：基本配方为水泥与填料比例为1：2，标准养护14d，变化下列实验条件测试聚合物砂浆与膨胀聚苯板之间的拉伸粘结强度以及拉伸试验后膨胀聚苯板的破坏程度。
a)采用不同种类、不同掺量的可再分散性乳胶粉配制的聚合物砂浆。
b)采用不同厚度（2cm和3cm）的膨胀聚苯板。
c)采用不同颗粒状态的膨胀聚苯板（①颗粒聚合紧密，颗粒间边界不明显，如图1；②颗粒间边界明显，结构较疏松，如图2）。
2.3 实验结果与分析
2.3.1不同聚合物砂浆与膨胀聚苯板之间的拉伸粘结强度及拉伸试验后膨胀聚苯板破坏程度，试验结果如表1、图3。
表1不同聚合物砂浆与膨胀聚苯板之间的拉伸粘结强度以及膨胀聚苯板破坏程度
|
乳胶粉种类
|
乳胶粉掺量/%
|
粘结强度/MPa
|
破坏程度/%
|
|
SWF-04
VAc/VeoVa
|
3.0
|
0.12
|
75
|
|
2.5
|
0.11
|
40
|
|
|
SWF-05
VAc/VeoVa/E
|
3.0
|
0.13
|
85
|
|
2.5
|
0.13
|
50
|
图3 不同聚合物砂浆与膨胀聚苯板之间的拉伸粘结强度
从表1和图3可以看出，对于掺同一种可再分散性乳胶粉的聚合物砂浆，乳胶粉掺量分别为2.5%和3.0%时，聚合物砂浆与膨胀聚苯板之间的拉伸粘结强度相差无几，但拉伸试验后膨胀聚苯板的破坏程度存在差别，乳胶粉掺量为3.0%时膨胀聚苯板的破坏程度较大。对于掺不同种类可再分散性乳胶粉的聚合物砂浆，无论粘结强度、还是膨胀聚苯板的破坏程度都存在差别，掺SWF-05乳胶粉的聚合物砂浆与膨胀聚苯板的粘结强度较高，拉伸试验后膨胀聚苯板的破坏面积较大。说明SWF-05可再分散性乳胶粉的性能较好。
2.3.2 不同厚度膨胀聚苯板与聚合物砂浆之间拉伸粘结强度及拉伸试验后膨胀聚苯板的破坏程度，试验结果如表2、图4。
表2不同厚度膨胀聚苯板与聚合物砂浆之间的拉伸粘结强度及膨胀聚苯板的破坏程度
|
乳胶粉种类
|
乳胶粉掺量%
|
2cm厚膨胀聚苯板
|
3cm厚膨胀聚苯板
|
||
|
粘结强度/MPa
|
破坏程度/%
|
粘结强度/MPa
|
破坏程度/%
|
||
|
SWF-04
VAc/VeoVa
|
3.0
|
0.12
|
75
|
0.15
|
75
|
|
2.5
|
0.11
|
40
|
0.15
|
40
|
|
图4不同厚度膨胀聚苯板与掺SWF-04乳胶粉的聚合物砂浆之间的拉伸粘结强度
对于不同厚度（2cm和3cm）的膨胀聚苯板，聚合物砂浆与膨胀聚苯板之间的拉伸粘结强度有较大的差别，与2cm厚膨胀聚苯板之间的拉伸粘结强度相比，与3cm厚膨胀聚苯板之间的拉伸粘结强度较大，约大出20%左右。分析认为，这与试验时膨胀聚苯板的受力情况有关。由于膨胀聚苯板的刚度很小，2cm厚膨胀聚苯板试块较之3cm厚膨胀聚苯板试块更易变形，如图5、图6所示。因此2cm厚膨胀聚苯板试块在受到拉力作用时，明显受到一个剥离作用力，导致拉伸粘结强度试验结果偏小。
2.3.3 不同颗粒状态膨胀聚苯板与聚合物砂浆之间的拉伸粘结强度以及拉伸试验后膨胀聚苯板的破坏程度，试验结果如表3和表4。
表3第①种膨胀聚苯板与聚合物砂浆之间的拉伸粘结强度及膨胀聚苯板破坏程度
|
乳胶粉种类
|
乳胶粉掺量/%
|
第①种膨胀聚苯板
|
|
|
粘结强度/MPa
|
破坏程度/%
|
||
|
SWF-04
VAc/VeoVa
|
3.0
|
0.12
|
75
|
|
2.5
|
0.11
|
40
|
|
|
SWF-05
VAc/VeoVa/E
|
3.0
|
0.13
|
85
|
|
2.5
|
0.13
|
50
|
|
表4第②种膨胀聚苯板与聚合物砂浆之间的拉伸粘结强度及膨胀聚苯板破坏程度
|
乳胶粉种类
|
乳胶粉掺量%
|
第②种膨胀聚苯板
|
|||
|
表观密度：25kg/m3
|
表观密度：20kg/m3
|
||||
|
粘结强度/MPa
|
破坏程度/%
|
粘结强度/MPa
|
破坏程度/%
|
||
|
SWF-04
VAc/VeoVa
|
3.0
|
0.15
|
100
|
0.12
|
100
|
|
2.5
|
－
|
－
|
0.12
|
100
|
|
|
SWF-05
VAc/VeoVa/E
|
3.0
|
0.15
|
100
|
0.12
|
100
|
|
2.5
|
－
|
－
|
0.12
|
100
|
|
从表3和表4可以看出，当采用颗粒状态如图2所示的第②种膨胀聚苯板时，掺入2.5%或3.0%可再分散乳胶粉（SWF-04或SWF-05）的聚合物砂浆均能使膨胀聚苯板的破坏面积达到100%。这是由于第②种膨胀聚苯板，颗粒间边界明显，结构较疏松，聚合物砂浆比较容易嵌入膨胀聚苯板中，使得聚合物砂浆与膨胀聚苯板之间的界面变得模糊，因此粘结强度来自于聚合物膜对膨胀聚苯板－砂浆界面处的收缩桥连产生的结合力以及聚合物砂浆嵌入聚苯板中产生的机械咬合力二个方面。而第①种膨胀聚苯板，其颗粒几乎融合在一起，彼此间搭接非常紧密，聚合物砂浆很难嵌入膨胀聚苯板中，因此粘结强度完全依靠聚合物膜对膨胀聚苯板－砂浆界面处的收缩桥连产生的结合力，这种结合力大小与可再分散性乳胶粉的掺量以及可再分散性乳胶粉的种类密切相关，匹配第①种膨胀聚苯板需要可再分散性乳胶粉掺量较大的聚合物砂浆。
3 结论
由以上实验可得出以下结论：
1）在拉伸粘结强度以及拉伸试验后膨胀聚苯板的破坏程度方面，掺SWF-05(VAc/VeoVa/E)可再分散性乳胶粉的聚合物砂浆比掺SWF-04(VAc/VeoVa)可再分散性乳胶粉的聚合物砂浆好。
2）随着可再分散性乳胶粉掺量的增加，聚合物砂浆与膨胀聚苯板之间的拉伸粘结强度以及拉伸试验后膨胀聚苯板的破坏程度增加。
3）聚合物砂浆与膨胀聚苯板之间的拉伸粘结强度以及拉伸试验后膨胀聚苯板的破坏程度不仅与聚合物砂浆有关，与膨胀聚苯板的颗粒状态也有极大的关系。
4）试验中，采用2cm厚的膨胀聚苯板，会导致聚合物砂浆与膨胀聚苯板之间的拉伸粘结强度试验结果偏小。
