建筑保温材料性能及其表征方法
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2.5 抗冲击性

2.5.1 抗冲击性表征意义

保温系统处于建筑的最外侧,受到各种撞击、磕碰等冲击行为在所难免。抗冲击性是保温系统抵抗冲击作用保护能力的表征。建筑物首层发生冲击的可能性大,抗冲击性能一般要求在10J级。首层以上发生冲击概率较小,可能发生在建筑维护维修、后安装室外设施、以及风致碎物冲击等过程,一般要求在3J级。建筑物的阳角容易磕碰且易于破损,通常通过双层玻璃相网格布增加其抗冲击性。

2.5.2 抗冲击性试验方法

抗冲击性有两种测试方法。第一种方法是在耐候性试验完成后,在其试验墙上直接进行冲击试验。测试可包括饰面层在内的保温系统构造,采用的是摆动冲击法。该方法不必单独制作抗冲击性试验的样品,减少测试工作量和测试成本,且可衡量耐候性对构造抗冲击的影响。摆动冲击法将一定质量的硬质冲击球或者软质冲击袋按照一定的摆长和角度自由落体摆动进行冲击,如图2-11所示。

图2-11 摆动冲击试验方法示意图[12]

第二种方法是落球法。JGJ 144标准采用的方法是,500g的钢球从0.61m高度自由落体,其冲击功为:

1000g的钢球从1.02m高度自由落体,在试件上形成10J的冲击功,如图2-12所示。

图2-12 抗冲击性试验示意图

试验的样品尺寸为1200mm×600mm,保温层厚度不应小于50mm,试样由防护层和保温层构成。试样分为单层玻璃纤维网格布试样和双层玻璃纤维网格布试样,网格布均不得搭接。以冲击点及其周围开裂作为破坏的判定标准。10J级试验10个冲击点中破坏点不超过4个时,判定为10J级。10J级试验10个冲击点中破坏点超过4个,3J级试验10个冲击点中破坏点不超过4个时,判定为3J级。

GB/T 29906标准中落球法试验采用的试样尺寸宜大于600mm×400mm,并且试样在标准养护条件下养护14d,然后在室温水中浸泡7d,饰面层向下,浸入水中的深度为3~10mm。试样从水中取出后,在试验环境下状态调节7d进行抗冲击试验。3J级采用了535g钢球,自由落体高度为0.57m。3J级采用了1045g钢球,自由落体高度为0.98m。该方法与ETAG 004标准中试样处理方式相一致。

2.5.3 抗冲击性与保温材料性能的关系

保温系统中主要通过防护层来实现抗冲击性能。一般地,抹面砂浆厚度4~5mm的内置160g/m2的玻璃纤维网格布防护层可以实现3J级的抗冲击性;抹面砂浆厚度5~7mm的内置160g/m2的双层玻璃纤维网格布防护层可以实现10J级的抗冲击性。施工时要着重注意玻璃纤维网格布应处于防护层的表层之内。好的施工效果是,防护层完工干燥后隐约可见网格的印迹,但网格布不外漏,手摸表面是平整的。这样,不仅可以正常发挥玻璃纤维网格布的抗裂效果,而且又发挥了其抗冲击性。

冲击过程是力在保温系统向内传递和不断耗散的过程。显然,防护层之下的保温材料强度对于支撑防护层,耗散传递到保温材料中的冲击力均发挥作用。但保温材料在冲击试验中不充当主要的受力角色,在保温材料抗压强度或者压缩强度满足要求条件下,抗冲击性主要考察防护层的作用效果。