建筑膩?zhàn)诱辰Y(jié)強(qiáng)度試驗(yàn)方法的研究

1、建筑膩?zhàn)诱辰Y(jié)強(qiáng)度試驗(yàn)方法的研究關(guān)鍵詞 建筑 ；膩?zhàn)樱徽辰Y(jié)強(qiáng)度；最大相對偏差前言任務(wù)來源：根據(jù)科學(xué)技術(shù)部科2002 22號文科研條件工作項(xiàng)目任務(wù)書建筑膩?zhàn)诱辰Y(jié)強(qiáng)度試驗(yàn)方法的研究的要求，開展本項(xiàng)研究。承擔(dān)單位為國家化學(xué)建材測試中心（建工測試部） 。建筑膩?zhàn)幼鳛樗匀槟z涂料必不可少的配套產(chǎn)品，為其施工提供了平整、細(xì)膩的基材，使乳膠涂料的保護(hù)和裝飾功能得以更完美的體現(xiàn)。膩?zhàn)淤|(zhì)量的好壞直接影響涂料飾面的裝飾性及耐久性。使用性能低劣的產(chǎn)品或內(nèi)墻膩?zhàn)油庥茫罱K往往導(dǎo)致工程交付使用不久即出現(xiàn)墻面脫落、空鼓、開裂，局部或大面積涂層喪失原有的裝飾及保護(hù)功能，嚴(yán)重影響了建筑物的正常使用。面對這種情況，控制建筑膩?zhàn)拥?/p>

2、質(zhì)量顯得尤為重要。建筑工程對外墻膩?zhàn)拥馁|(zhì)量要求，主要體現(xiàn)在粘結(jié)強(qiáng)度、初期抗開裂性及動態(tài)抗開裂性等指標(biāo)上，粘結(jié)強(qiáng)度是其中一項(xiàng)重要技術(shù)指標(biāo)。本項(xiàng)研究調(diào)查分析了目前其他領(lǐng)域已有的粘結(jié)強(qiáng)度試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合建筑膩?zhàn)赢a(chǎn)品的自身特點(diǎn)，對試樣制備方法及試驗(yàn)條件進(jìn)行了研究和試驗(yàn)對比，同時(shí)配合建筑外墻用膩?zhàn)訕?biāo)準(zhǔn)的編制做了大量工作，主要試驗(yàn)方法已被其采用。一、粘結(jié)強(qiáng)度試驗(yàn)方法分析目前已知的粘結(jié)強(qiáng)度試驗(yàn)方法主要來自國內(nèi)的幾個(gè)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)， 如建筑室內(nèi)用膩?zhàn)覬G/T 3049 1998、復(fù)層建筑涂料GB/T 9779 88、合成樹脂乳液砂壁狀建筑涂料JG/T24 2000等，在日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)建筑用基材處理材料 JIS A

3、6916-2000及福建省地方標(biāo)準(zhǔn)建筑外墻膩?zhàn)?DBJ 13 41 2002中也有相關(guān)方法。這些標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于粘結(jié)強(qiáng)度試驗(yàn)方法的適用范圍、試驗(yàn)條件等及試樣形式上都不盡相同，但都是通過拉力機(jī)拉拔預(yù)先制備好的試樣來獲取試驗(yàn)數(shù)據(jù)的。二、試驗(yàn)部分本項(xiàng)研究的目的是通過試驗(yàn)總結(jié)出一個(gè)廣泛適用于建筑膩?zhàn)诱辰Y(jié)強(qiáng)度的試驗(yàn)方法，因此基于上述標(biāo)準(zhǔn)分析同時(shí)結(jié)合建筑膩?zhàn)拥奶攸c(diǎn)，進(jìn)行了如下試驗(yàn)：1、試樣的制備（ 1）試驗(yàn)基材的制備與選取我們選用70mme 70mme 20mm勺砂漿塊作為試驗(yàn)的基材，砂漿塊成型面應(yīng)保證平整， 無凹坑、孔洞、缺角、缺邊。所有試塊至少在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境( 23 2C, 505%)下放置 48小時(shí)，控制水泥

4、砂漿塊含水量。(2)試樣形式及成型模具的選擇試樣濕膜厚度的選擇內(nèi)墻膩?zhàn)釉嚇拥臐衲ず穸纫?guī)定為1mm。外墻膩?zhàn)釉嚇拥臐衲ず穸纫?guī)定為2mm。試樣形式的選擇考慮到內(nèi)墻膩?zhàn)硬馁|(zhì)較為疏松，如果不加粘 40mm 40m佛10mm的小砂漿塊則在養(yǎng) 護(hù)后期使用環(huán)氧樹脂粘結(jié)劑粘接金屬拉拔件時(shí)，粘結(jié)劑可能會滲透到膩?zhàn)又腥セ蛘邥?邊緣溢出直接粘結(jié)于作為基材的砂漿塊上，造成試樣粘結(jié)強(qiáng)度測試數(shù)據(jù)偏離真實(shí)值。因 此，在本項(xiàng)研究中，內(nèi)墻膩?zhàn)有杓诱?40mme 40mm 10mm的小砂漿塊。外墻膩?zhàn)赢a(chǎn)品與內(nèi)墻膩?zhàn)赢a(chǎn)品有所不同， 一方面其干膜厚度大約是內(nèi)墻膩?zhàn)拥膬杀叮?另一方面，外墻膩?zhàn)又械乃嗷蛘辰Y(jié)劑即乳液成分較多，干燥后的

5、體系相對致密。為此， 我們對外墻膩?zhàn)蛹诱澈筒患有∩皾{塊的 15組樣品做了粘結(jié)強(qiáng)度對比試驗(yàn)，結(jié)果見表 1。表1外墻膩?zhàn)蛹诱澈筒患有∩皾{塊粘結(jié)強(qiáng)度對比試驗(yàn)結(jié)果序號試樣編號加小塊粘結(jié)強(qiáng)度MPa取大相對偏 差，不加小塊粘結(jié)強(qiáng)度MPa最大相對偏差，11171.4271.086.521180.7811.50.8811.431190.5424.10.517.841200.40500.214.851210.4050.329.461221.749.81.6212.371221.4021.41.547.881230.7227.80.7611.891241.22591.149.6101250.5139.20.654

6、.6111261.00330.843.6121270.7031.40.4087.513*1250.6219.40.6241.914*1260.6116.40.4714.915*1270.77130.5547.3最大相對偏差 平均值，%加小塊24.53不加小塊18.7表中粘結(jié)強(qiáng)度值除了加*的13、14、15三個(gè)試樣是在凍融后測定的之外，其他均為 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下測定。粘結(jié)強(qiáng)度數(shù)值及最大相對偏差都是按本研究試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法得出的。最大相對偏差平均值是將15個(gè)最大相對偏差平均后的數(shù)值，顯然加小塊后的最大相對偏 差的平均值要大于不加小塊的，說明加了小塊后增大了試驗(yàn)數(shù)據(jù)的離散性，根據(jù)試驗(yàn)結(jié) 果，最終決定外墻膩

7、子試樣在制備時(shí)不加 40mrK 40m佛10mm勺水泥砂漿塊。成型模具的選擇金屬模框，外框尺寸為70mmx70mm；內(nèi)框尺寸為40mmX40mm。厚度也與標(biāo)準(zhǔn)規(guī) 定試樣濕膜厚度相同。2、試樣養(yǎng)護(hù)時(shí)間的選擇在已有標(biāo)準(zhǔn)中，試樣養(yǎng)護(hù)時(shí)間有7天和14天之分，還有在標(biāo)準(zhǔn)條件（23土 2C, 50 5%）放置7天再在50c烘箱中放置1天。內(nèi)墻膩?zhàn)颖狙芯恳?guī)定為7天。對于外墻膩 子，由于膩?zhàn)訉雍穸仍黾樱?天的養(yǎng)護(hù)時(shí)間難以保證試樣的充分干燥。因此，我們參照 上述標(biāo)準(zhǔn)中的兩種養(yǎng)護(hù)條件分別進(jìn)行了標(biāo)態(tài)粘結(jié)強(qiáng)度和5次凍融循環(huán)后粘結(jié)強(qiáng)度的對比試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果見表3。表3不同養(yǎng)護(hù)時(shí)間粘結(jié)強(qiáng)度對比試驗(yàn)結(jié)果在舁 廳P試樣編號粘結(jié)

8、強(qiáng)度（MPa）養(yǎng)護(hù)7天+50C1天養(yǎng)護(hù)14天標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)凍融后標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)凍融后110.520.210.440.47220.580.640.430.79331.070.810.920.46440.65一0.580.625130.950.541.070.716141.390.701.500.777150.500.420.680.498160.49一0.460.079170.500.090.140.0710180.680.180.570.23結(jié)果表明：二者的標(biāo)態(tài)粘結(jié)強(qiáng)度結(jié)果都比較接近， 而養(yǎng)護(hù)7天+1天（50C烘箱）的 凍融循環(huán)結(jié)果與養(yǎng)護(hù)14天的相比偏離較大，考慮到要保證試樣充分干燥，最終確定 14 大為

9、粘結(jié)強(qiáng)度試樣的養(yǎng)護(hù)時(shí)間。3、試驗(yàn)條件的確定對于外墻膩?zhàn)訕悠罚紤]到我國由于地理環(huán)境和氣候條件的廣域性，實(shí)際施工條件 在不同的地區(qū)、不同的季節(jié)都會存在相當(dāng)大的差異，外墻膩?zhàn)訉油?jīng)受雨水浸泡及 冷熱交替的考驗(yàn)。因此，本項(xiàng)研究設(shè)立了凍融循環(huán)后的粘結(jié)強(qiáng)度。參考合成樹脂乳液外 墻涂料標(biāo)準(zhǔn)本項(xiàng)研究采用5次凍融循環(huán)。止匕外，設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)和浸水兩種試驗(yàn)條件。（1）標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)試驗(yàn)條件內(nèi)墻膩?zhàn)樱簩⒅苽浜玫脑嚇釉跇?biāo)準(zhǔn)環(huán)境下養(yǎng)護(hù)7天后進(jìn)行粘結(jié)強(qiáng)度試驗(yàn)。外墻膩?zhàn)樱簩⒅苽浜玫脑嚇釉跇?biāo)準(zhǔn)環(huán)境養(yǎng)護(hù)14天后進(jìn)行粘結(jié)強(qiáng)度試驗(yàn)。（2）浸水試驗(yàn)條件內(nèi)墻膩?zhàn)樱合葘⒅苽浜玫脑嚇釉跇?biāo)準(zhǔn)環(huán)境下養(yǎng)護(hù) 7天，接著浸水5天,冉在（502） C

10、恒溫箱內(nèi)干燥24小時(shí)，最后置于標(biāo)準(zhǔn)條件下24小時(shí)后進(jìn)行粘結(jié)強(qiáng)度試驗(yàn)。外墻膩?zhàn)樱涸诮ㄖ覂?nèi)用膩?zhàn)?JG/T 3049-1998標(biāo)準(zhǔn)中設(shè)立了標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)和浸水兩個(gè)試驗(yàn)條件，考慮到外墻膩?zhàn)硬捎媒笳辰Y(jié)強(qiáng)度是否能完全模擬實(shí)際情況，我們做了 5組外墻膩?zhàn)拥臉?biāo)準(zhǔn)狀態(tài)和浸水兩個(gè)條件粘結(jié)強(qiáng)度的對比試驗(yàn)，見表4。表4標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)和浸水兩個(gè)條件粘結(jié)強(qiáng)度的對比試驗(yàn)序號試樣編號粘結(jié)強(qiáng)度（MPa）標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)浸水后150.880.75260.270.27370.130.264100.880.735160.490.43試驗(yàn)結(jié)果表明浸水后粘結(jié)強(qiáng)度略小于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)但差別不大，另外考慮到凍融循環(huán)的試驗(yàn) 條件有間斷浸水（-20C3h-50c

11、 3h-水中浸泡18h）,相當(dāng)于間斷浸水90h（約為3.75天）， 因此對于外墻膩?zhàn)硬辉倭碓O(shè)浸水后的粘結(jié)強(qiáng)度。（3）凍融循環(huán)試驗(yàn)條件內(nèi)墻膩?zhàn)樱河捎谑褂铆h(huán)境在室內(nèi)，不需進(jìn)行凍融循環(huán)后粘結(jié)強(qiáng)度試驗(yàn)。外墻膩?zhàn)樱菏褂铆h(huán)境在室外，可能會遭遇雨雪和高溫天氣，膩?zhàn)訉觾?nèi)部的溫度和濕度 都可能產(chǎn)生較大的變化，因此有必要進(jìn)行凍融循環(huán)后的粘結(jié)強(qiáng)度試驗(yàn)。具體凍融循環(huán)條 件是將制備好的試樣在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下養(yǎng)護(hù) 14天后，做5次循環(huán)【（232） C水中浸泡18 小時(shí)，（-202） C冷凍3小時(shí)，（502） C熱烘3小時(shí)為一次循環(huán)】。其中浸水高度要 超過試樣的膩?zhàn)訉?。然后將試樣于?02） C恒溫箱內(nèi)干燥24小時(shí)，再于標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境

12、下 放置24小時(shí)，進(jìn)行粘結(jié)強(qiáng)度試驗(yàn)。以上標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境由標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境實(shí)驗(yàn)室提供，（-20 2） C通過叵溫冷凍箱實(shí)現(xiàn)，（50 2） C 依靠數(shù)顯控溫烘箱控制。4、用于粘結(jié)試塊的粘結(jié)劑的選擇從理論上講，無論何種粘結(jié)劑只要能夠保證粘結(jié)后膩?zhàn)訉雍徒饘賷A具的粘結(jié)強(qiáng)度大 于測試膩?zhàn)幼陨砜赡艿淖罡哒辰Y(jié)強(qiáng)度，都可以使用。試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，粘結(jié)試塊的不同粘結(jié) 劑及稠度對最后測試結(jié)果有一定影響。本研究方法采用通用型環(huán)氧樹脂粘結(jié)劑。待環(huán)氧 樹脂稠度上升一些之后再進(jìn)行涂覆，避免金屬拉拔上夾具由于重力產(chǎn)生滑移而且防止粘 結(jié)劑流淌，從而減小對測試結(jié)果的影響。應(yīng)注意涂覆厚度均勻、適宜。5、粘結(jié)強(qiáng)度測試數(shù)據(jù)的處理方法在大量的試驗(yàn)過程中我們

13、發(fā)現(xiàn)粘結(jié)強(qiáng)度測試結(jié)果的影響因素較多，有時(shí)離散性較大，簡單對測試數(shù)據(jù)進(jìn)行算術(shù)平均顯然缺乏足夠的科學(xué)性，甚至可能由于某些問題數(shù)據(jù)參與 平均，造成結(jié)果的誤判。為此，根據(jù)對實(shí)際測試數(shù)據(jù)的分析，我們參考了常用的試驗(yàn)數(shù) 據(jù)統(tǒng)計(jì)分析方法-去大去小法，最終確定如下方案：對于同一試驗(yàn)條件，每一相同樣品 應(yīng)同時(shí)制備至少6個(gè)試樣進(jìn)行粘結(jié)強(qiáng)度測試，將其試驗(yàn)結(jié)果去掉一個(gè)最大值，去掉一個(gè) 最小值后,求剩余4個(gè)數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值并計(jì)算它們與此算術(shù)平均值的相對偏差。4個(gè)相對偏差中的最大值即為最大相對偏差。必須保證最大相對偏差020% ,此時(shí)該算術(shù)平均值即為測試結(jié)果，否則認(rèn)為該次試驗(yàn)無效，應(yīng)重新進(jìn)行試驗(yàn)。我們選取了 61個(gè)樣品標(biāo)

14、準(zhǔn)狀態(tài)粘結(jié)強(qiáng)度的數(shù)據(jù)，56個(gè)樣品凍融粘結(jié)強(qiáng)度后的數(shù)據(jù)作 為樣本，對其測試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。結(jié)果如下：表5標(biāo)態(tài)粘結(jié)強(qiáng)度偏差統(tǒng)計(jì)偏差范圍樣本數(shù)在總數(shù)中所占的百分比累計(jì)百分?jǐn)?shù)10%15%20%30%3659%100%總計(jì)61100%表6標(biāo)態(tài)粘結(jié)強(qiáng)度經(jīng)去大去小處理后偏差統(tǒng)計(jì)偏差范圍樣本數(shù)在總數(shù)中所占的百分比累計(jì)百分?jǐn)?shù)10%15%=20%30%711%100%總計(jì)61100%表7凍融粘結(jié)強(qiáng)度偏差統(tǒng)計(jì)偏差范圍樣本數(shù)在總數(shù)中所占的百分比累計(jì)百分?jǐn)?shù)10%15%20%30%3868%100%總數(shù)56100%表8凍融粘結(jié)強(qiáng)度經(jīng)去大去小處理后偏差統(tǒng)計(jì)偏差范圍樣本數(shù)在總數(shù)中所占的百分比累計(jì)百分?jǐn)?shù)10%15%20%30%3

15、6%100%總數(shù)51100%上述圖表中，表5和表7是將若干樣品按其測試數(shù)據(jù)的最大相對偏差歸類統(tǒng)計(jì)。表 6和表8中的樣本分別對應(yīng)于表5和表7中的若干樣品，按其測試數(shù)據(jù)經(jīng)去大去小處理后 的最大相對偏差歸類統(tǒng)計(jì)而成的。從統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可以看出，標(biāo)態(tài)粘結(jié)強(qiáng)度經(jīng)去大去小處理 后偏差范圍0 20%的占總數(shù)的70%,遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于未經(jīng)去大去小處理的粘結(jié)強(qiáng)度的同樣偏差 范圍所占的比例23%;同樣，在0 20%的偏差范圍內(nèi)，凍融后的粘結(jié)強(qiáng)度經(jīng)去大去小處 理后所占比例為76%也遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于未經(jīng)去大去小處理所占比例 18%。由此可見，將數(shù)據(jù)經(jīng) 去大去小處理后，測試結(jié)果偏差減小，精確度增加，有助于得到更準(zhǔn)確的數(shù)值。同時(shí)，標(biāo)態(tài)和凍融后的粘結(jié)強(qiáng)度在偏差范圍020%檔中所占比例分別達(dá)到 70%和76%。三、結(jié)論1、在試驗(yàn)基礎(chǔ)上確定了建筑膩?zhàn)诱辰Y(jié)強(qiáng)度試驗(yàn)方法；2、本項(xiàng)目研究制定的試驗(yàn)方法適用性好和操作性好，并被建筑外墻用膩?zhàn)有袠I(yè)標(biāo)準(zhǔn) 采用；3、討論了試驗(yàn)基材、試驗(yàn)厚度、試樣形式、養(yǎng)護(hù)時(shí)間及