EPS保溫砂漿配比試驗(yàn)分析

1、->EPS保溫砂漿配比試驗(yàn)分析第8卷第2期建筑材料學(xué)報(bào)V 0 1 . 8o No. 2 2 0 0 5年4月J OURNALOFBUI L D I NGMA TER I ALS Ap r., 2 0 0 5文章編號(hào)：1 0 0 7 9 6 2 9 ( 2 0 0 5 ) 0 2 0 2E P S保溫砂漿配比試驗(yàn)分析王正權(quán)，龔延風(fēng)（南京工業(yè)大學(xué)城市建設(shè)與安全環(huán)境學(xué)院，江蘇南京2 1摘要：在提高EPS保溫砂漿產(chǎn)品性能的同時(shí)，注重其成 本的控制.從吸水率、抗壓強(qiáng)度、導(dǎo)熱系數(shù)等指標(biāo)出發(fā)，通過正交設(shè)計(jì)和statist!C a數(shù)學(xué)軟件分析的方法尋找到了 E P S保止溫砂漿的較佳配比.新配方成本與原

2、配方成本相比降低了1.7%,且其性能有一定提升.關(guān)鍵詞；EPS保溫砂漿；正交設(shè)計(jì)；S t a c a數(shù)學(xué)軟件；配比中圖分類號(hào)：TQ 1 1 7. 6文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：AT e s t andS tudyo fEPSThe n s u 1 a t ionMortar S M i x PWAN G Z h e n g q u a n > G O N G Y a n f e(UrbanCons t r u c t i o n a n d S a ty & E n V i ronment a lEng inee n g C 0 1 1 e g e . N a n j i n g U n i v

3、 eofTechno 1 ogy, N a n j i n g 9 , China)Abstract： E P S t h er t a r (E T I M) h aneximiousca pabi 1 i r m a 1 insulationbutaIdingmaterinotsagoodworkingab i 1 i t y r f ormanceofETIMi s i m p rbesides, attent iontocostcontrol i s p a i d. W i t h t h e h eo r thogonaldes i g n a n d s sties, water

4、absorption, r e s s ivestrengthandth c o n d u c t i v i t y a r e d i s c u ndp r 0 j ectofmixpropor sobtained. Comparedwi t1 d m i X proportion, n o t o n 1 ythec o s t o f thenewone i s r e d u c e d b y 1 7%, butalsothe pera n c e h a s b e e n a n h a n c e d opor t i o nKeywo rd s： EPSthermal

5、i ntionmortar； o rthogonaldn ； statisticasoftware；mix根據(jù)國家建筑發(fā)展規(guī)劃的要求，建筑節(jié)能已成為我國建筑 行業(yè)的發(fā)展方向.目前外墻保溫作為建筑節(jié)能的重要技術(shù)手段1已經(jīng)成為建筑節(jié)能的熱點(diǎn).外墻保溫主要有保溫 板和保溫砂漿2種形高，因而其應(yīng)用受到一定限制；保溫砂 漿作為一種新型的建筑材料，具有質(zhì)量輕、導(dǎo)熱系數(shù)低、吸收稿日期；2 0 0 4-0 31 8；修訂日期：2 0 0 4一 0 5 2 6作者簡(jiǎn)介；王正權(quán)（ 1 9 7 7），男，江蘇鹽城人，南京工業(yè)大學(xué)碩士式.保溫板目前使用比較多，然而保溫板不適合外形不規(guī) 則建筑部分的保溫，且施工復(fù)雜、綜

6、合成本率低、施工方便 等優(yōu)點(diǎn)，可以克服保溫板的許多不足2 本文所研究的 保溫砂漿是指由硅酸鹽等無機(jī)粘結(jié)材料、短纖維和體積分?jǐn)?shù) 不少于7 5%的E P S （聚苯乙烯）顆粒及多種外加劑復(fù)合 而成的粉狀材料，使用時(shí)加水?dāng)嚢璩烧吵頋{體，涂敷在工作 面上，干燥后即為EPS保溫砂漿（ET I M）.目前，E1:1T IM的性能已完全符合建筑節(jié)能抹面砂漿的要求，再輔助1:1一定的施工工藝，其性能指標(biāo)可完全達(dá)到或超過建筑抹面砂 漿的標(biāo)準(zhǔn).E I TM由于其密度小，降低了建筑物的自重,同時(shí)其導(dǎo)熱系數(shù)低，極大地提高了建筑物的保溫隔熱性能, 降低了供暖空調(diào)的能耗，因而具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效 益.E T IM利

7、用了廢舊的E P S和粉煤灰等城市垃圾，變廢為寶，屬于綠色環(huán)保建材，具有很大的發(fā)2 0 8建筑材料學(xué)報(bào)第8卷展空間口但是由于采用了聚丙烯纖維以及多種外加劑等價(jià)格較高的原料，導(dǎo)致其生產(chǎn)成 本有所提高.本文在提高E T I M產(chǎn)品性能的同時(shí)，注重控制其成本，從吸水率、抗壓強(qiáng)度、導(dǎo)熱系數(shù)等產(chǎn)品指標(biāo)出發(fā), 通過正交設(shè)計(jì)和S t a t i S t i C a數(shù)學(xué)軟件分析的方 法來尋求ET IM的較佳配比.31試驗(yàn)設(shè)計(jì)試驗(yàn)內(nèi)容主要包括E T IM的吸水率、7 d抗第一文庫網(wǎng)壓強(qiáng)度、導(dǎo)熱系數(shù)的測(cè)定.吸水率及抗壓強(qiáng)度測(cè)定的具體方 法參照J(rèn) GJ 7 0-9 0建筑砂漿基本性能的試驗(yàn)方法進(jìn)行.抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)所用

8、砂漿試驗(yàn)?zāi)K是規(guī)格為7 0. 7m mx 7 0 . 7 mmx 7 0.7 mm的立方體.導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)定的具體方法參照J(rèn)GJ 5 1-9 0輕集料混凝土技術(shù)規(guī)程.1. 1主要原材料E T I M由水泥、粉煤灰、EPS、膨脹珍珠巖、聚丙烯纖維和復(fù)合外加劑等組成.水泥：P 0 4 2. 5普通硅酸鹽水泥，南京雙龍集團(tuán)生產(chǎn)；粉煤灰：高鈣粉煤灰，堆積密度為7 5 0 kg /m3,導(dǎo)熱系數(shù)為01 0 7 w / (m k),南京下關(guān)粉煤灰廠生產(chǎn)；膨脹珍珠巖：珍珠巖規(guī)格為 1 0 0號(hào)，堆積密度為9 8kg /m3,導(dǎo)熱系數(shù)為003 1 W / (m k),含水率為2%,河南生產(chǎn)；外加劑:復(fù)合外加劑，以

9、石粉為載體，按一定比例復(fù)配而成，主要包 括可再分散乳膠粉、保水增稠劑、引氣劑、早強(qiáng)劑等多種成 分.1 . 2由正交試驗(yàn)確定配比表1 E T IM主要配比試驗(yàn)主要配比如表1所示.其中TablelMainmixp r 0 p 0 r t i ono fETIMEPS.膨脹珍珠巖、聚丙烯纖維 W (EPS) " (expanded perlite) w (admixture)（0.0 5%4）和復(fù)合外加劑的摻量以其N“b”m/%/%/%占水泥質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)計(jì)；粉煤灰摻量固定為水泥質(zhì)量的3 3. 3%；.為減少工作量，本試驗(yàn)只討論水灰比（A）、EPS （ B ）、膨脹珍珠巖（C ）、外加劑（D

10、 ）摻量的影響。1. 2. 1多因數(shù)正交試驗(yàn)正交試驗(yàn)的4個(gè)因子與3個(gè)水平如表2所示.1. 2. 2用正交表安排試驗(yàn)根據(jù)以上數(shù)據(jù)，利用正交試驗(yàn)表分析其影響因素的主次作用，確定其主要影響因子和最佳配方.正交設(shè)計(jì)如表3所示；正交設(shè)計(jì)的結(jié)果如表4所示，其中K為影響因子.級(jí)差最大的那一列就是水平改變時(shí)對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)影響最大的因素，即為要考察的主要因素5 現(xiàn)在分情況討論這個(gè)問題：如果產(chǎn)品對(duì)吸水率要求較高，則采用A。Bo Co D,配方,其中影響因素的主次為：C, A, D, B；如果對(duì)抗壓強(qiáng)度要求較高，則采用A。Bo C, D,配方，其中影響因素的主次為：A, B, D, C；如果對(duì)導(dǎo)熱系數(shù)要求較高，則采用A

11、。B 3 Co Do (Ao B a Co Do)配方，其中影響因素的主次為：A, B, D, C.如果沒有特別的要求,利用statistic a數(shù)學(xué)軟件對(duì)以上試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，結(jié)果顯示：影響吸水率的主要因素依次為一般即可采 用A。Bo C, Do配方.2試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析第2期王正權(quán)等：EPS保溫砂漿配比試驗(yàn)分析2 0 9表4正交設(shè)計(jì)結(jié)果Table4Resul tsoforthogonal designNote： ' iK i / 3 , ( i 一 1, 2 , 3).水灰比、膨脹珍珠巖、復(fù)合外加劑、EPS,與正交表結(jié) 果完全吻合.對(duì)于抗壓強(qiáng)度，利用statistic a數(shù)學(xué)軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)

12、據(jù)進(jìn)行分析后可知：水灰比是影響抗壓強(qiáng)度的主要因 素，影響抗壓強(qiáng)度的其他因素的主次為：EPS、復(fù)合外加 劑、膨脹珍珠巖，與正交表結(jié)果完全吻合.對(duì)于導(dǎo)熱系數(shù)，利用statistic a數(shù)學(xué)軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后可知：影響導(dǎo)熱系數(shù)因素的主次依次為:7EPS、復(fù)合外加劑、水灰比、膨脹珍珠巖，與正交表結(jié)果不太相符.其原因是測(cè)量導(dǎo)熱系數(shù)時(shí)的不確定性因素有很 多，包括儀器和人為誤差的雙重原因，這在以后的試驗(yàn)中需 要改進(jìn).3最佳配比條件下產(chǎn)品的性能與成本為驗(yàn)證上述試驗(yàn)結(jié)論，筆者在同等養(yǎng)護(hù)條件下釆用新配比方案，即m （水泥）: 優(yōu)（E P S）：仇（膨210建筑材料學(xué)報(bào)第8卷脹珍珠巖入m（復(fù)合外加劑）為100

13、0： 2 0 . 0 : 30： 2. 1的產(chǎn)品配方，分別測(cè)試了吸水率、7 d抗壓強(qiáng)度和導(dǎo)熱系數(shù)這3組數(shù)據(jù).其平均值分別達(dá)到了 096%, 0 . 7 7 MP a , 0 . 0 6 6 w/（m- K）；而原有產(chǎn)品指標(biāo)季度平均值分別為：09 7 %, 0 . 7 4 MP a , 0 . 0 6 8 W 1 (mK)新配1:1方的這3個(gè)指標(biāo)均優(yōu)于原有產(chǎn)品.在成本控制方面，筆者微 調(diào)了水泥、EPS、膨脹珍珠巖之間的配比，而不增加單價(jià)8元/ t ,新配方的原料成本降為1 1 9 7元/ t ,降幅為 1. 7% .總體說來，新配方成本比原有配方的成本低，性 能卻有了一定的提升.4產(chǎn)品性能與各影

14、響因素的系4. I吸水率與各影響因素的關(guān)系吸水率與原料配方有直接關(guān)系.其中水灰比是主要影響因素.在水灰比較大，EPS、膨脹珍珠巖少量，外加劑適中 的條件下，E T I M的吸水率較低.4. 2抗壓強(qiáng)度與各影響因素的關(guān)系水灰比和E P S對(duì)E T IM的抗壓強(qiáng)度影響最大，一般水灰比選在05 3-0. 5 5之間，其抗壓強(qiáng)度較大.如果需要降低抗壓強(qiáng)度，則可稍微調(diào)高EPS的含量、降低水泥 的摻量.外加劑和膨脹珍珠巖摻量適中.EPS的含量過高 將對(duì)E T I M的和易性不利，造成施工困難.4. 3導(dǎo)熱系數(shù)與各影響因素的關(guān)系EPS是導(dǎo)熱系數(shù)的主要影響因素.在水灰比適中、EPS量大、膨脹珍珠巖稍多條件下，

15、ET I M的孔隙率較大?？紫堵试酱螅瑒t其導(dǎo)熱系數(shù)越低，E T I M保溫隔熱效果就越好.但若過多增加EPS的摻量，則膠凝材料含量偏低, 體系中將形成大量貫通的空隙，引起空氣對(duì)流，反而導(dǎo)致導(dǎo) 熱系數(shù)增加2 4. 4外加劑對(duì)砂漿性能的影響外加劑的強(qiáng)烈分散作用可有效降低砂漿的用水量，改變水 泥的水化進(jìn)程，促進(jìn)水化礦物晶體的成長，改善水泥石的孔 結(jié)構(gòu)，提高其密實(shí)度.由于外加劑的摻人，可使砂漿中水灰 比有較大幅度的下降，因而水泥石的內(nèi)部孔隙率也會(huì)有一定 程度的減少，水泥石內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較致密，砂漿抗壓強(qiáng)度顯著 提高，同時(shí)生成針狀的鈣磯石等膠凝產(chǎn)物6 ,因此，砂漿的耐久性能好.但外加劑價(jià)格昂貴，增加其用量必

16、將增加 產(chǎn)品的成本，不利于其推廣使用.5結(jié)論與展望1.導(dǎo)熱系數(shù)的主要影響因素是EPS摻量.水灰比對(duì)ET IM的吸水率及抗壓強(qiáng)度等指標(biāo)影響很大，在確定水灰比的情況下，可以調(diào)整相關(guān)配方，來滿足產(chǎn)品的特定要求.2.通過正交試驗(yàn)以及S t a t i S t i C a數(shù)學(xué)軟件探索了 E T I M的配比設(shè)計(jì).新配方m （水泥）：m （E PS）： m（膨脹珍珠巖人m（復(fù)合外加劑）為1 0 00： 2 00：3. 0： 2. 1,優(yōu)于原配方.其成本比原配方的成本低了 1.7%,而且產(chǎn)品性能有了一定提升.3.由于時(shí)間和試驗(yàn)條件等原因的限制，本文未能對(duì)ETIM的粘結(jié)強(qiáng)度.抗裂性能等關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行研究，期望在

17、今后的工作中加以完善.參考文獻(xiàn):1 3科博爾.聚合物改性水泥砂漿J 新型建筑材料, i 9 9 9 , ( 4 )； 3 73 9 2殷仲海.聚苯乙烯顆粒復(fù)合硅酸鹽保溫隔熱材料的研制與應(yīng)用D武漢：武漢理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué) 院，2 0 0 1 3周廣升.廢PS水泥保溫砂漿的性能與應(yīng)用J 建筑技術(shù)，1999, 3 0 ( 1 0 )： 7 0 5, 7 0 6.4陳明鳳，張彭成，彭家惠，等.EPS保溫砂漿性能的影響因素分析J 新型建筑材料，2 0 0 1 ,（ 7 ）：5馬正飛，殷翔.數(shù)學(xué)計(jì)算方法與軟件的工程應(yīng)用M北京；化學(xué)工業(yè)出版社，2 0 0 2. 6 3葛曷一,王冬至，李建權(quán)，等.頁巖陶

18、砂保溫抹面砂漿正交試驗(yàn)分析E J .濟(jì)南大學(xué)學(xué)報(bào)，2 0 0 2, 1 6 ( 1 )； 6 6 6 8 .EPS保溫砂漿配比試驗(yàn)分析止11作者:作者單位:刊名:英文刊名:年，卷（期）:被引用次數(shù)：王正權(quán)，龔延風(fēng)，WANG Zheng-quan, GONG Yan-feng南京工業(yè)大學(xué)，城市建設(shè)與安全環(huán)境學(xué)院，江 蘇，南京,210009建筑材料學(xué)報(bào)JOURNAL OF BUILDINGMATERIALS2005,8(2)7 次參考文獻(xiàn)（6條）1:11 葛曷一;王冬至;李建權(quán)頁巖陶砂保溫抹面砂漿正交試驗(yàn) 分析期刊論文卜濟(jì)南大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）2002（01）2馬正飛;殷翔數(shù)學(xué)計(jì)算方法與軟件的工程應(yīng)用20023陳明鳳;張彭成;彭家惠EPS保溫砂漿性能的影響因素分析期刊論文卜新型建筑材料2001(07)4周廣升廢PS水泥保溫砂漿的性能與應(yīng)用期刊論文卜建 筑技術(shù)1999(10)5殷仲海聚苯乙烯顆粒復(fù)合硅酸鹽保溫隔熱材料的研制 及應(yīng)用學(xué)位論文20016科博爾聚合物改性水泥砂漿1999(04)引證文獻(xiàn)(7條)1賀智敏柳俊哲粉煤灰和引氣劑對(duì)?；⒅楸厣皾{性 能的影響期刊論文卜工業(yè)建筑2010(3)2劉瑞江于小鳳張業(yè)旺聞崇煒Statistica在合成工藝優(yōu)化中的應(yīng)用期刊論文卜計(jì)算機(jī)與應(yīng)用化學(xué)2009(5)3劉瑞江于小鳳張業(yè)旺聞崇煒Statistica在合成工藝優(yōu)化 中的應(yīng)用期刊論