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建筑内外墙用底漆抗泛盐碱性试验方法的研究
2019年06月06日    阅读量:342    新闻来源:中国牛涂网-涂料,化工,机械,建材,行业资讯门户网站  |  投稿

对建筑内外墙用底漆抗泛盐碱性试验测试所用的试板、溶液、试验周期3个方面进行了研究,通过试板基材参数的比较、试验溶液的选择、试验周期的研究确定了底漆抗泛盐性的试验方法,从而提高了建筑内外墙用底漆抗泛盐碱性试验的检测结果准确性和实验室结果的一

建筑内外墙用底漆抗泛盐碱性试验方法的研究

郭 晶,王连盛,王德华,孙颖暄(中国建筑科学研究院,北京 100013)


0 前 言

涂饰工程涂装时,建筑内外墙用底漆直接施涂于建筑物内外墙基层(水泥砂浆基材、腻子层或其他基层材料),用于封闭基层或通过渗透作用加强基层强度、阻滞基层内盐碱类物质进入涂饰层。底漆阻滞、抵抗基层内盐碱类物质析出、渗透进入涂饰层的能力是底漆最基本的性能,是衡量底漆产品质量的关键指标之一,现行标准中称为抗泛碱性、抗盐析性或抗泛盐碱性。

JG/T 210—2007《建筑内外墙用底漆》标准实施以来,对规范内外墙用底漆产品的质量和应用、推动其健康发展起到了积极作用;但随着我国建筑涂料技术的飞速发展,底漆产品种类推陈出新,产品性能大大提高,JG/T 210—2007《建筑内外墙用底漆》版标准已经落后于底漆产品的发展,标准所规定的检测项目和技术指标已不能覆盖和体现当前涂料行业中底漆产品的种类和新的技术特性[2]涂料在线coatingol.com。同时,我们在日常的检测过程中发现:个别产品抗泛碱性和抗盐析性的单项检测结果都特别好,但该产品在实际应用中阻滞和抵抗基层内盐碱类物质析出和渗透到饰面层的性能并不是特别的突出,从而使饰面层使用一段时间后出现泛白、发花等问题。因此,作为该标准的主编单位,在JG/T 210—2007《建筑内外墙用底漆》修订之际,我们总结2007版标准实施过程中出现的问题,并与当前底漆的实际使用情况相结合,综合考虑抗泛盐、碱的性能,力求新标准所规定的指标和方法更能真实反映产品的质量。

 

1 实验部分

1.1 试验试板

符合JG/T 210—2007标准规定的纤维增强水泥中密度平板(2007版标准制定时统一采购剩余的试板),固定板材厂家提供的纤维增强水泥中密度平板:试板A、试板B、试板C(3块试板分别从同一批次板材中任意抽取)。

1.2 试验试剂

NaOH、Na2SO4、NaCl,分析纯,北京化工厂;Ca(OH)2,分析纯,西陇化工股份有限公司;CaCl2,分析纯,天津市福晨化学试剂厂。

1.3 试验装置

电热鼓风干燥箱,数显卡尺(精度0.01 mm),电子天平(精度0.01 g),600 mm×400 mm×250 mm透明平底缸,多孔隔板及垫片。

1.4 试验样品

不同生产厂家提供的底漆样品36个,其中渗透型底漆17个,成膜型底漆19个。

1.5 试验方法

1.5.1 试验试板的确定

1.5.1.1 干体积密度的测定

试板经多次换水浸泡处理,待浸泡水溶液pH值接近10时取出,在(23±2) ℃、(50%±5%)RH下放置不小于7 d,于105 ℃下烘干至恒重,记为试板质量M,用数显卡尺测量试板尺寸,计算得到试板体积V,干体积密度计算公式为ρ=M/V,取3块试板的算术平均值作为试验结果,单位为kg/m3。

1.5.1.2 质量吸水率的测定

取烘干至恒重的试板质量记为吸水前质量M0,相同条件下全浸于水中,24 h后取出,轻拭试板表面浮水后称重记为吸水后质量M1,由公式ω=(M1- M0)/M0×100%,计算质量吸水率ω,取3块试板的算术平均值作为试验结果。

1.5.1.3 抗泛碱性的测定

按JG/T 210—2007中6.14条试验方法进行抗泛碱性试验,记录试板的变色时间。

1.5.2 试验溶液的确定

按JG/T 210—2007中原配比合并抗泛碱性、抗盐析性两种试验溶液,作为抗泛盐碱性试验溶液A,溶液质量配比为m(NaOH)∶m(Na2SO4)∶m(NaCl)∶m(H2O)=2∶5∶10∶83;采用GB/T 9755—2014中规定的抗泛盐碱性溶液作为试验溶液B,溶液质量配比为m(NaOH)∶m[Ca(OH)2]∶m(CaCl2)∶m(H2O)= 2∶2∶0.012∶96。

选取3个试验样品(外墙渗透型、外墙成膜型、内墙成膜型),在上述A、B两种试验溶液中,按照JG/T210—2007标准6.14条试验方法进行抗泛盐碱性试验,分别记录72 h、96 h、120 h、144 h时试板的变色情况,对结果进行判定。

1.5.3 试验周期的确定

将33个样品(其中成膜型样品17个,渗透型样品16个),按照JG/T 210—2007标准规定的方法涂刷在1.5.1试验方法确定的纤维增强水泥中密度平板(试验试板C)上,在1.5.2试验方法确定的盐碱溶液(试验溶液B)中,按照JG/T 210—2007中6.14条试验方法进行抗泛盐碱性试验,分别记录48 h、72 h、96 h、120 h时试板的变色情况。


2 结果与讨论

2.1 试验试板的确定

纤维增强水泥中密度平板作为抗泛盐碱性检测用试板,要求具有材质相对疏松,吸水率适宜,盐碱类物质可在较短时间内实现从内部到表面迁移的特性。当前,不同的试板供应商所提供的纤维增强水泥中密度平板的外观、密度、规格尺寸等基本参数虽然与JG/T 210—2007标准规定的试验试板一致;但经试验验证,其渗透性能与JG/T 210—2007标准所用的板材不同,而试验试板的渗透性能对抗泛盐碱性的检测结果有直接影响。因此,在JG/T 210—2007标准规定的试验试板生产商变更的情况下,应首先对试验试板进行确定,并在以后新版标准实施过程中,该试板宜统一供应,以确保试验结果的一致性和可比性。

表1是按照1.5.1方法对4种试验试板分别进行干体积密度、质量吸水率、抗泛碱性试验所得到结果。

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纤维增强水泥中密度平板性能实验结果

JG/T 210—2007中采用的纤维增强水泥中密度平板具有吸水率适宜,底漆按照给定的涂膜厚度均可在其表面成膜,以及密度适宜,在期望的试验周期内可顺利观察到试验结果的特性[3],从表1试验结果可以看出,4种试验试板的质量吸水率差别不大,待选试板C在干体积密度与抗泛碱性试板变色时间上更贴近原标准板的检测结果,故确定其为最终试验试板。

2.2 试验溶液的确定

泛碱与盐析现象的发生与形成混凝土坚固性能的化学反应密切相关,在水泥硬化过程中,水与硅酸钙化学反应生成Ca(OH)2和水化硅酸钙,同时由于水泥当中还有硅酸钠和硅酸钾等物质的存在,因此水合反应中也会有NaOH、KOH的产生。当这些氢氧化物迁移到底材表面与空气中CO2接触后就会反应生成碳酸盐和水,而水挥发后会把碳酸盐留在底材表面,从而造成涂层析出白色颗粒、涂膜发花等问题。泛碱与盐析的过程,往往是交叉在一起进行的,因此选择合适的盐碱溶液对底漆产品进行抗泛盐碱性的检测更贴近产品的实际使用情况,相对于单独考察底漆产品的抗泛碱性和抗盐析性,能够更加真实反映产品的质量和性能。

表2是按照1.5.2方法对盐碱试验溶液A和试验溶液B进行比对所得到的结果,可以看出试验溶液B比试验溶液A对试验样品要求更严苛,同一样品可在更短试验周期内出现破坏,同时考虑到与现行有效产品标准GB/T 9755—2014[5]的协调性,故采用试验溶液B作为抗泛盐碱性的试验溶液。

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两种盐碱试验溶液比对结果

2.3 试验周期的确定

建筑墙体基层一般为混凝土、水泥砂浆或石灰水泥砂浆,构成建筑物墙体基层的原材料主要包括沙石土料等物质;我国不同地域沙石土料等原材料的盐碱性不同,如沿海地区较内陆地区的盐碱性高,涂饰工程中就需要抗泛盐碱性较强的底漆产品封闭墙体基层析出的盐和碱。另一方面基层墙体养护周期受温度影响,冬季较夏季延长,未能硬化的水泥颗粒含有大量的盐碱类物质;为了赶工期,施工者会在没有完全硬化的水泥墙体表面进行涂饰施工,为避免使用一段时间后涂饰问题的发生,也需采用抗泛盐碱性要求相对较高的底漆产品。因此从节约经济成本与资源合理利用的角度出发,对底漆产品依据抗泛盐碱性能力的高低进行分类,有现实意义。针对上述底漆产品使用环境的不同,在JG/T 210—2007中将底漆产品对抗泛碱性和抗盐析性要求分为Ⅰ型和Ⅱ型,对应不同的抗泛碱性和抗盐析性试验周期,所以我们对底漆抗泛盐碱性的试验周期进行了研究,见表3。

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底漆产品抗泛盐碱性试验结果

表3是按照1.5.3的试验方法得到的成膜型底漆和渗透型底漆产品的抗泛盐碱性试验结果,从试验结果可以得出:17个成膜型底漆产品中,抗泛盐碱性的试验周期为48 h的合格率为100%,试验周期为72 h的合格率为100%,试验周期为96 h的合格率为94%,试验周期为120 h的合格率为76%。16个渗透型底漆产品中,抗泛盐碱性的试验周期为48 h的合格率为100%,试验周期为72 h的合格率为94%,试验周期为96 h的合格率为81%,试验周期为120 h的合格率为75%。

比较成膜型底漆产品和渗透型底漆产品抗泛盐碱性的试验周期,由图1可以看出,虽然两种类型底漆产品的作用机理不同,但抗泛盐碱性试验周期的结果并没有明显差异,因此将两种类型的Ⅰ型底漆产品抗泛盐碱性试验周期确定为120 h(总合格率76%),Ⅱ型底漆产品抗泛盐碱性试验周期确定为72 h(总合格率97%)。

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底漆抗泛盐碱性试验周期-合格率试验结果

3 结 语

本文研究依据建筑内外墙底漆产品的使用条件和特点,结合工程实际和实验室检测情况进行了研究和试验,得出了以下结论:

(1)确定了建筑内外墙用底漆抗泛盐碱性试验用试板,为保证试验结果的一致性和可比性,该试板宜统一供应。

(2)确定了建筑内外墙用底漆抗泛盐碱性试验用溶液,溶液质量配比为m(NaOH)∶m[Ca(OH)2]∶m(CaCl2)∶m(H2O)=2∶2∶0.012∶96。

确定了建筑内外墙用底漆抗泛盐碱性试验周期,其中Ⅰ型底漆产品试验周期为120 h,Ⅱ型底漆产品试验周期为72 h。



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