CN109269890A - 一种外保温系统抹面层抗裂性（柔韧性）试验方法 - Google Patents

一种外保温系统抹面层抗裂性（柔韧性）试验方法 Download PDF

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Abstract

本申请提供了一种外保温系统抹面层抗裂性（柔韧性）试验方法，涉及外墙外保温技术领域，所述的方法为：加水制备新拌抹面胶浆，将制备好的新拌抹面胶浆放入成型模具成型，初养后脱模，再养护，得到外保温系统抹面层试件，将试件采用三点弯拉抗裂性试验机具进行试验，收集试验过程中的数据进行分析处理，即可得到外保温系统抹面层的抗裂性（柔韧性）数值。该方法通过自行研究、设计的抗裂性试件成型模具、试件成型与养护方法、抗裂性试验夹具、抗裂性试验过程及其结果处理方法，可定量地测试出外保温系统抹面层的抗裂性（柔韧性）数值。

Description

一种外保温系统抹面层抗裂性（柔韧性）试验方法
技术领域
本发明属于抗裂性试验技术领域，具体涉及一种外保温系统抹面层抗裂性（柔韧性）试验方法。
背景技术
粘贴保温板薄抹灰外墙外保温系统是综合性能优良、最有代表性的一种建筑节能保温型式，其构造一般为“室内-结构墙-粘结层（粘结胶浆）-保温板-抹面层（抹面胶浆+网格布）-外饰面层-室外”。其中，抹面层的性能对外保温系统质量的影响非常显著。
抗裂性，也称柔韧性，是评价外保温系统抹面层质量好坏的一个重要指标。
在中国的现有标准中，没有抹面层的抗裂性试验方法及其指标。
在中国的现有标准中，对于水泥基抹面胶浆，均用压折比作为评价其柔韧性的指标。但通过提高纤维素醚用量、降低水泥用量等措施就很容易地做到压折比≤3.0，而此时的材料柔韧性却不一定好；如果压折比≤3.0、但聚合物掺量不足的话，试件的耐候性试验后很可能出现开裂等现象。于是，相关标准增加了抗冲击性指标；不过，网格布质量、网格布位置等对抗冲击性试验结果影响很大，相关标准却对此未明确规定；而按照相关标准中的抗冲击性试件成型方法，网格布是无法精确定位的；此外，在抗冲击性试验结果的评判中，对裂纹的长度、宽度等未予以明确规定，用肉眼观察是否有裂纹也不合适；因此，不同试验室、不同试验人员之间的抗冲击性试验结果差异较大。另外，压/折比、抗冲击性试验均无法定量地描述抹面胶浆的抗裂性。另一方面，不同保温材料（如EPS、XPS、PU、PF、岩棉）的性能尤其是尺寸稳定性差别较大，相应外保温系统中的抹面胶浆的柔韧性也应与此匹配。但现有标准中的柔韧性、抗冲击性指标都是一样，即压/折≤3.0、抗冲击性（3 J或10 J）合格；这显然是不科学的。
在欧标ETAG 004-2013中，①对外保温系统，提出耐候性试验后无开裂及抗冲击性合格等要求。②对抹面层要求：应给出经度和纬度方向上全裂时的特征裂纹宽度Wrk；其Wrk为含网格布的600 mm x 100 mm x dr（试件厚度）抹面层试条在长度方向上张拉试验至全裂时的裂纹宽度平均值的修正计算结果。③对抹面胶浆的要求：对3 mm x 50 mm x 300 mm的抹面胶浆试条在长度方向上进行张拉试验。
在外保温系统中使用的高效隔热保温材料，一般为超轻质有机泡沫塑料，因其超轻质而具有高效保温隔热性能，但也因其超轻质而使其用热稳定性不好。
大量实验表明，抹面层的开裂主要发生在外保温系统“热-水”循环过程中、也就是保温板的热胀冷缩过程中，亦即抹面层主要因受法向外力作用而开裂，因此，欧标中的轴向拉伸与实际情况不符。此外，欧标的抹面层试件成型方法中，也没有对其中网格布进行精确定位的方法，使得不同试件抗裂性试验结果的差异性较大。
抹面层的抗裂性显著影响外保温系统的质量；不同保温材料组成的外保温系统，其抹面层的抗裂性应与其匹配；但行业中尚无适用、科学、可行的方法对抗裂性进行检测，使行业备受困扰。
这些问题，已困扰行业多年，严重阻碍了外墙外保温行业的发展。因此，很有必要研究一种新型的外保温系统抹面层的抗裂性（柔韧性）试验方法。
发明内容
为了克服背景技术所述的不足, 本申请实施例提供了一种外保温系统用抹面胶浆抗裂性（柔韧性）检测方法，该方法通过自行研究、设计的抗裂性试件成型模具、试件成型与养护方法、抗裂性试验夹具、抗裂性试验过程及其结果处理方法，定量地揭示了各种需要的数据，达到检测的要求。
本申请实施例解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种外保温系统抹面层抗裂性（柔韧性）试验方法，所述的方法为：加水制备新拌抹面胶浆，将制备好的新拌抹面胶浆放入成型模具成型，初养后脱模，再养护，得到外保温系统抹面层试件，将试件采用三点弯拉抗裂性试验机具进行试验，收集试验过程中的数据进行分析处理，即可得到外保温系统抹面层的抗裂性（柔韧性）数值。
优选的，所述的成型模具包括一个型框一、一个型框二、一个型框三、一个型框四、二只结构一致的直尺和二只结构一致的板条组成。
其中，所述的型框一和型框二的厚度均为5mm，均呈“凵”字形；型框一和型框二上下插接组成一个腔体。
其中，所述的二只直尺结构一致，公称长度为500mm，宽度为27.0mm±0.1mm、厚度为1.0mm±0.1mm。
其中，所述的二只板条结构一致，厚度为3.0mm±0.1mm，其他尺寸与直尺的完全相同。
其中，一个型框三和一个型框四，分别设置于型框一和型框二组成的腔体左右两端，均为长方体形状且厚度均为5mm；型框三上下对称设置有结构一致的卡槽一和卡槽二，型框四上下对称设置有结构一致的卡槽三和卡槽四；卡槽一与卡槽三相对，卡槽二与卡槽四相对；卡槽一的宽度为27.0mm+0.2mm，凹弧形底与直尺的头部形状对应；卡槽一、卡槽二的里边距为50.0mm±0.2mm；卡槽三的宽度为27.0mm+0.2mm，直底与直尺的尾部形状对应，卡槽三、卡槽四的里边距为50.0mm±0.2mm。
其中，直尺及板条可放置于卡槽一与卡槽三、卡槽二与卡槽四之间，并与型框三和型框四共同组成长度为500mm、宽度为50.0mm±0.2mm的模腔。
优选的，所述的成型方法为：
将聚乙烯薄膜摊平、固定于水平放置的玻璃板表面上；
将型框一平放、固定于聚乙烯薄膜上；将型框三设置于型框一内部一端，将型框四设置于型框一内部的另一端，使型框四的卡槽与型框三的卡槽相对设置；在卡槽一与卡槽三、卡槽二与卡槽四之间各放置一根板条，板条底部贴紧聚乙烯薄膜；将型框二与型框一插接牢固；二只板条与型框三和型框四共同组成长度为500 mm、宽度为50.0mm±0.2mm、高度为3.0mm±0.1mm的模腔；
将标准网格布按经向*纬向为500 mm*27 mm的规格裁成窄网格布条；将标准网格布按经向*纬向为500 mm*104 mm的规格裁剪成宽网格布条；
加水制备抹面胶浆，制备抹面胶浆的稠度为(95±5) mm；
按下列顺序成型与养护：
1）将搅拌好的抹面胶浆填实于模具中的二只板条与型框三和型框四组成的模腔中，然后用铁抹子刮平，使砂浆表面平整；将板条上的抹面胶浆清理干净；
2）将裁剪好的500 mm×27 mm窄网格布条在两板条之上对中各摊铺一片，以成型无网试件；或将裁剪好的500 mm×104 mm宽网格布条在两板条之上对中摊铺一片，以成型有网试件；
3）在卡槽一与卡槽三之间、卡槽二与卡槽四之间各放置一只直尺，压住网格布；
4）将搅拌好的抹面胶浆填实于模具中二只直尺与型框三和型框四组成的模腔中，再用铁抹子刮平，使抹面胶浆表面平整且直尺上不残留抹面胶浆；
5）小心地拿走型框一、型框二，余者即刻置于温度为（23±2）℃、湿度为（50±5）%的标准养护室中；
6）3天后脱模：分别拿走直尺、型框三、型框四和板条，将试件与聚乙烯薄膜分开；
7）养护：将试件置于光滑、平整、水平放置的板面上，按规定制度继续养护至规定龄期；养护时，试件不得受外力，试件之间应保持5 mm以上的距离。
优选的，所述的抗裂性试验机具为：一台微机控制电子万能试验机，拉力分辨率不大于0.1N、位移分辨率不大于0.01mm；与电子万能试验机配套的抗裂性试验夹具组成包括固定件和半圆环。
其中，所述的固定件由二块相互平行的、对称布置的U形钢板及配套连接件组成，开口向上，固定件底部中心位置通过连接件连接于电子万能试验机的底座上，固定件顶部二端各固定一根水平轴，所述的水平轴可自由自转、表面光滑、相互平行且对称布置，水平轴的净长不小于50mm。
其中，所述的半圆环开口向下，半圆环悬空设置于固定件内部，净宽不小于50mm，表面光洁，半圆环二侧各固定一只可沿固定轴径向自由活动的、对称布置的连接片，连接片上部与连接轴活接，连接轴中部通过万向节与电子万能试验机的拉伸头连接；
电子万能试验机底座上的连接件、固定件、半圆环、万向节、拉伸头的中轴线在同一条直线上。
优选的，所述的抗裂性试验过程为：
试件养护完成后，小心地剪除有网试件的可见网布。用精度为0.02mm的游标卡尺测试试件长度方向的中间厚度。将厚度符合要求的试件按下列步骤进行测试：
试件养护完成后，小心地剪除有网试件的可见网布；用游标卡尺测试试件长度方向的中间厚度，之后将试件固定于万能试验机的拉力试验夹具上。
按规定速度对试件施加法向荷载，使试件三点受拉、弯曲，直至试件被彻底拉坏或被拉出；记录拉力-位移曲线及具体数据；计算拉力-位移曲线中最高点处的净位移。
取试件的净位移的算术平均值作为抗裂性试验结果。
本申请实施例的优点是：
1）由于板条与钢尺的厚度固定、试件宽度较小，因此，试件本身的厚度、其中网格布的位置等基本不受人为因素影响，从而有效减少了不同试验室、不同试验人员之间的误差。
2）所述发明夹具的三个受力杆件均可自由活动，有效减小了试验误差。
3）由于使用计算机精确记录了试件受力破坏过程中的拉力-位移曲线，因此，可避免之前抗冲击试验中人眼判断是否开裂引起的个体之间的差异。
4）所述发明的测试方法，可定量地测试出有网及无网试件受力破坏过程中的拉力-位移曲线，因此，可精确地测试出不同组成材料的抗裂性差异。
5）由于试件表面朝上、三点受拉，使得测试者能方便地观察试件出现裂纹的过程，并可与计算机上的曲线一一对比。
附图说明
图1为本发明中成型模具的结构示意图；
图2为本发明中成型模具各个部件的结构图；
图3为本发明中抗裂性试验机具的机构示意图。
具体实施方式
本申请实施例通过提供的一种外保温系统用抹面胶浆抗裂性（柔韧性）检测方法，解决了现有技术中无适用、科学、可行的方法对抗裂性进行检测的问题，该方法通过自行研究、设计的抗裂性试件成型模具、试件成型与养护方法、抗裂性试验夹具、抗裂性试验过程及其结果处理方法，定量地揭示了各种需要的数据，达到检测的要求。
本申请实施例中的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：
一、成型与养护
成型模具的结构示意图如图1所示，成型模具各个部件的结构图如图2所示。发明人自行研究、设计的成型模具，包括一个型框一10、一个型框二11、一个型框三12、一个型框四13、二只结构一致的直尺14、二只结构一致的板条15。
其中，型框一10和型框二11均呈“凵”字形且厚度均为5mm；型框一10和型框二11上下插接组成一个腔体；直尺公称长度为500mm、宽度为27.0mm±0.1mm、厚度为1.0mm±0.1mm；板条15的厚度为3.0mm±0.1mm，其他尺寸与直尺14的完全相同；型框三12和型框四13分别设置于型框一10和型框二11组成的腔体左右两端，均为长方体形状且厚度均为5mm；型框三12上下对称设置有结构一致的卡槽一120和卡槽二121，型框四13上下对称设置有结构一致的卡槽三130和卡槽四131；卡槽一120与卡槽三130相对，卡槽二121与卡槽四131相对；卡槽一10的宽度为27.0mm+0.2mm，凹弧形底与直尺14的头部形状对应；卡槽一120、卡槽二121的里边距为50.0mm±0.2mm；卡槽三130的宽度为27.0mm+0.2mm，直底与直尺14的尾部形状对应，卡槽三130、卡槽四131的里边距为50.0mm±0.2mm；直尺14及板条15可放置于卡槽一与120卡槽三130、卡槽二121与卡槽四131之间，并与型框三12和型框四13共同组成长度为500mm、宽度为50.0mm±0.2mm的模腔。
在具体的使用过程中，将聚乙烯薄膜平摊、固定于水平放置的玻璃板表面上，确保成型后的抹面胶浆的下表面平整、光滑、无皱折。在固定好的聚乙烯薄膜上组装成型模具，组装过程中，首先将型框一10水平放置、固定于已固定好的聚乙烯薄膜上表面，将型框三12、型框四13放置在型框一10内部左右两端，并且型框三12和型框四13上的卡槽相互对应；将型框二11与型框一10插接牢固；然后在卡槽一120与卡槽三130之间放置一只板条15、在卡槽二121与卡槽四131之间放置一只板条15，两只板条15、型框三12和型框四13共同组成一个500 mm、宽度为50.0 mm±0.2mm、高度为3.0 mm±0.1mm的模腔；在这个模腔内部填实抹面胶浆，用抹子抹平上表面，使得抹面胶浆上表面与两只板条15的上表面在同一个水平面上，将两只板条15上表面的抹面胶浆清理干净；当需要有网试件时，在两只板条及模腔的上面摊铺一层宽网格布，之后在板条的正上方各放置一只直尺14，压住网格布，两只直尺14、型框三12和型框四13共同组成一个模腔，在这个模腔内部填实抹面胶浆，用抹子抹平上表面，以便制备得到有网试件；当不需要有网试件时，则将一层宽网格布条改成2只窄网格布条，窄网格布条与直尺等宽、长度与模腔一致，其他操作与有网试件的一样，制备得到无网试件；之后取走型框一10、型框二11，余者放入温度为（23±2）℃、湿度为（50±5）%的养护室中成型；3天后脱模：分别拿走直尺14、型框三12、型框四13、板条15，将试件与聚乙烯薄膜分开。然后将试件置于光滑、平整、水平放置的的板面上，按规定制度继续养护至规定龄期。养护时，试件不得受外力，试件之间保持5 mm以上的距离。
二、抗裂性试验机具
图3为本发明中抗裂性试验机具的机构示意图。
一台微机控制电子万能试验机，拉力分辨率不大于0.1N、位移分辨率不大于0.01mm，包括一个底座20，底座20中心设置有连接件27，底座20上表面二侧对称竖直安装有两条导轨21，两条导轨21之间设置可上下移动的横梁22，横梁22垂直于导轨21设置，且横梁22可以在导轨21之间上下滑动，横梁22底部中心位置设置有拉伸头23。
与电子万能试验机配套的、发明人自行研究、设计的抗裂性试验夹具包括固定件26和半圆环25。
其中，固定件26包括由二块相互平行的、对称布置的U形钢板及配套连接件组成，开口向上，固定件26底部中心位置通过连接件27连接于电子万能试验机的底座20上，固定件26顶部二端各固定一根水平轴29，水平轴29可自由自转、表面光滑、相互平行且对称布置，水平轴的净长不小于50mm。
其中，半圆环25开口向下，半圆环25悬空设置于固定件内部，净宽不小于50mm，表面光洁，半圆环25二侧各固定一只可沿固定轴径向自由活动的、对称布置的连接片24，连接片24上部与连接轴292活接，连接轴292中部通过万向节291与电子万能试验机的拉伸头23连接。
连接件27、固定件26、半圆环25、万向节291、拉伸头23的中轴线在同一条直线上。
三、测试
养护完成后，小心地剪除有网试件28的可见网布（无网试件不需要剪除）。用精度为0.02mm的游标卡尺测试试件28长度方向的中间厚度。试件28的厚度应符合要求。各试件的中间厚度与三个平行试件的平均厚度值误差在±0.2mm内，则此组试件为有效试件，可进行后续测试；若有一条试件无效，则用其余二个试件进行检测；若二个试件无效，则需重新制样。
将符合要求的试件28，放置在半圆环25上表面。试件28中心设置于半圆环25上表面中部，试件28左右两端分别卡接于固定件26左右两端；启动计算机，使横梁22在导轨上以设定速度向上运动，使试件28三点受拉、弯曲，直至试件被彻底拉坏或被拉出。记录拉力-位移曲线；计算曲线中最高点处的净位移。
四、结果处理
取有效试件的净位移的算术平均值作为抗裂性试验结果。
最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以作出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (5)

1.一种外保温系统抹面层抗裂性（柔韧性）试验方法，其特征在于，所述的方法为：加水制备新拌抹面胶浆，将制备好的新拌抹面胶浆放入成型模具成型，初养后脱模，再养护，得到外保温系统抹面层试件，将试件采用三点弯拉抗裂性试验机具进行试验，收集试验过程中的数据进行分析处理，即可得到外保温系统抹面层的抗裂性（柔韧性）数值。
2.如权利要求1所述的一种外保温系统抹面层抗裂性（柔韧性）试验方法，其特征在于，所述的成型模具包括：
一个型框一和一个型框二，均呈“凵”字形且厚度均为5mm；型框一和型框二上下插接组成一个腔体；
二只结构一致的直尺，公称长度为500mm、宽度为27.0mm±0.1mm、厚度为1.0mm±0.1mm；
二只结构一致的板条，厚度为3.0mm±0.1mm，其他尺寸与直尺的完全相同；
一个型框三和一个型框四，分别设置于型框一和型框二组成的腔体左右两端，均为长方体形状且厚度均为5mm；型框三上下对称设置有结构一致的卡槽一和卡槽二，型框四上下对称设置有结构一致的卡槽三和卡槽四；卡槽一与卡槽三相对，卡槽二与卡槽四相对；卡槽一的宽度为27.0mm+0.2mm，凹弧形底与直尺的头部形状对应；卡槽一、卡槽二的里边距为50.0mm±0.2mm；卡槽三的宽度为27.0mm+0.2mm，直底与直尺的尾部形状对应，卡槽三、卡槽四的里边距为50.0mm±0.2mm；
直尺及板条可放置于卡槽一与卡槽三、卡槽二与卡槽四之间，并与型框三和型框四共同组成长度为500mm、宽度为50.0mm±0.2mm的模腔。
3.如权利要求2所述的一种外保温系统抹面层抗裂性（柔韧性）试验方法，其特征在于，所述的成型方法为：
将聚乙烯薄膜摊平、固定于水平放置的玻璃板表面上；
将型框一平放、固定于聚乙烯薄膜上；将型框三设置于型框一内部一端，将型框四设置于型框一内部的另一端，使型框四的卡槽与型框三的卡槽相对设置；在卡槽一与卡槽三、卡槽二与卡槽四之间各放置一根板条，板条底部贴紧聚乙烯薄膜；将型框二与型框一插接牢固；二只板条与型框三和型框四共同组成长度为500mm、宽度为50.0mm±0.2mm、高度为3.0mm±0.1mm的模腔；
将标准网格布按经向*纬向为500 mm*27 mm的规格裁成窄网格布条；将标准网格布按经向*纬向为500 mm*104 mm的规格裁剪成宽网格布条；
加水制备抹面胶浆，制备抹面胶浆的稠度为(95±5) mm；
按下列顺序成型与养护：
1）将搅拌好的抹面胶浆填实于模具中的二只板条与型框三和型框四组成的模腔中，然后用铁抹子刮平，使砂浆表面平整；将板条上的抹面胶浆清理干净；
2）将裁剪好的500 mm×27 mm窄网格布条在两板条之上对中各摊铺一片，以成型无网试件；或将裁剪好的500 mm×104 mm宽网格布条在两板条之上对中摊铺一片，以成型有网试件；
3）在卡槽一与卡槽三之间、卡槽二与卡槽四之间各放置一只直尺，压住网格布；
4）将搅拌好的抹面胶浆填实于模具中二只直尺与型框三和型框四组成的模腔中，再用铁抹子刮平，使抹面胶浆表面平整且直尺上不残留抹面胶浆；
5）小心地拿走型框一、型框二，余者即刻置于温度为（23±2）℃、湿度为（50±5）%的标准养护室中；
6）3天后脱模：分别拿走直尺、型框三、型框四和板条，将试件与聚乙烯薄膜分开；
7）养护：将试件置于光滑、平整、水平放置的板面上，按规定制度继续养护至规定龄期；养护时，试件不得受外力，试件之间应保持5 mm以上的距离。
4.如权利要求3所述的一种外保温系统抹面层抗裂性（柔韧性）试验方法，其特征在于，所述的抗裂性试验机具为：一台微机控制电子万能试验机，及与电子万能试验机配套的抗裂性试验夹具组成，所述的抗裂性试验夹具包括：
固定件；由二块相互平行的、对称布置的U形钢板及配套连接件组成，开口向上，固定件底部中心位置通过连接件连接于电子万能试验机的底座上，固定件顶部二端各固定一根水平轴，所述的水平轴可自由自转、表面光滑、相互平行且对称布置，水平轴的净长不小于50mm；
半圆环；半圆环开口向下，半圆环悬空设置于固定件内部，净宽不小于50mm，表面光洁，半圆环二侧各固定一只可沿固定轴径向自由活动的、对称布置的连接片，连接片上部与连接轴活接，连接轴中部通过万向节与电子万能试验机的拉伸头连接；
电子万能试验机底座上的连接件、固定件、半圆环、万向节、拉伸头的中轴线在同一条直线上。
5.如权利要求4所述的一种外保温系统抹面层抗裂性（柔韧性）试验方法，其特征在于，所述的抗裂性试验过程为：
试件养护完成后，小心地剪除有网试件的可见网布；用游标卡尺测试试件长度方向的中间厚度，之后将试件固定于万能试验机的拉力试验夹具上；
按规定速度对试件施加法向荷载，使试件三点受拉、弯曲，直至试件被彻底拉坏或被拉出；记录拉力-位移曲线及具体数据；计算拉力-位移曲线中最高点处的净位移；
取试件的净位移的算术平均值作为抗裂性试验结果。
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