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山东建筑大学工程鉴定加固研究院有限公司、山东建筑大学、山东汇通建设集团有限公司摘要: 随着建筑工程的不断发展,对建筑节能的要求不断提高,各种保温隔热材料得到了不同程度的推广和应用。 石膏基玻化微珠保温砂浆作为近些年发展起来的一种新型无机保温隔热材料,以其众多优点得到了较大规模的推广和应用。 但在保温材料性能验收工程中,对于实际使用石膏基玻化微珠保温砂浆是否按照设计要求真实掺加膨胀玻化微珠存在争议,因此,以实际工程为典型案例,通过对已施工石膏基玻化微珠保温砂浆进行扫描电镜(ＳＥＭ)、点面能谱(ＥＤＳ)分析和 Ｘ 射线衍射(ＸＲＤ)分析等微观分析方法,从外观形貌、元素成分和矿物组成角度对是否掺加膨胀玻化微珠进行鉴定分析,为此类工程保温材料的性能验收提供指导和帮助。
关键词:膨胀玻化微珠; 微观分析; 鉴定; 性能验收
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随着国民经济的快速发展和人们生活水平的不断提高[１],社会对建筑工程规模需求不断提升的同时,对建筑工程的舒适度要求也越来越高,因此,对建筑保温技术也提出了更高要求[２],在全球能源危机的大背景下,一系列建筑节能保温隔热材料应运而生。石膏基玻化微珠保温砂浆是以膨胀玻化微珠为骨料,以脱硫石膏或磷石膏等为胶凝材料[３,４],掺加添加剂、填料等混合而成的干混料[５],用于建筑物墙体、地面、屋面保温隔热,现场搅拌后可直接施工的无机保温隔热材料[６]。 此类材料具有密度低、导热系数小、生产能耗低、绿色环保等优势[７ － １２],因此,在实际工程中得到了较好的推广和应用。在应用石膏基玻化微珠保温砂浆的保温材料性能验收工程中,存在实际施工用保温材料是否按照设计要求真实掺加膨胀玻化微珠保温材料的争议[１３]。因此,本文以实际工程作为典型案例,通过运用扫描电镜( ＳＥＭ)、点面能谱( ＥＤＳ) 和 Ｘ 射线衍射分析(ＸＲＤ)等微观测试技术,从外观形貌、元素成分和矿物组成角度对已施工保温材料中是否掺加膨胀玻化微珠进行鉴定分析,为该类工程中保温材料性能的验收提供指导和帮助。某工程项目拟建 １２ 个单体建筑,分别为 １０ 栋住宅楼、１ 个地下车库、１ 个公共建筑。 本项目总占地面积 ２６ ７９８. ５７ ｍ２,地上建筑面积 １０４ ００２. ８４ ｍ２,地下建筑面积 ３７ ７６１. ８３ ｍ２。 该项目阳台、分户墙及楼梯间墙体保温施工做法为:１２ ｍｍ 厚石膏基保温隔热砂浆(石膏加膨胀玻化微珠)内置玻纤网格布。 项目验收时,需确认该项目阳台、分户墙及楼梯间墙体保温施工用材料中是否掺加膨胀玻化微珠。![]( "三角形分割线")
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该项目阳台、分户墙及楼梯间墙体保温层施工后已在表面挂涂一层腻子,取样人员剔除表面腻子层后,在有代表性的部位轻轻凿取材料进行取样,所取试样部位见图 １。对现场取回的石膏基保温隔热砂浆制样、烘干处理后进行扫描电镜(ＳＥＭ)和面能谱(ＥＤＳ)微观分析,分析结果见图 ２~图 ４。![]()
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对现场取回的石膏基保温隔热砂浆制样、烘干处理后进行扫描电镜(ＳＥＭ)和点能谱(ＥＤＳ)微观分析,分析结果见图 ５~图 ７。通过对试样进行扫描电镜(ＳＥＭ)分析,从整个试样电镜图片中可以看出,试样中含有很多表面封闭、呈不 规 则 球 体、 内 部 为 多 孔 空 腔 结 构 的 微 珠 颗粒[１４,１５],这种形貌特征与膨胀玻化微珠材料本身的外观形貌相吻合。 通过对试样进行点面能谱(ＥＤＳ)分析,从面能谱谱图分析结果可以看出,主要元素有氧、硅、钙、硫、铝、钠等,还含有少量的镁、钾、铁等元素,这与石膏基保温隔热砂浆材料的主要组成成分相符;对试样中的微珠颗粒部位打点进行点能谱分析,从点能谱谱图分析结果可以看出,主要元素有氧、硅、铝等,还含有少量的钾、钠、钙、镁、铁等元素,这与膨胀玻化微珠材料本身的元素组成相符。现场取回的石膏基保温隔热砂浆经研磨、过筛、烘干后进行 Ｘ 射线衍射(ＸＲＤ)分析,分析结果见图 ８。通过对试样进行 Ｘ 射线衍射(ＸＲＤ) 分析,显示出一系列可以分别归属于 ＣａＳＯ４·２Ｈ２Ｏ(ＪＣＰＤＳ ３３ －０３１１)、ＣａＣＯ３ (ＪＣＰＤＳ ０５ － ０５８６)、ＳｉＯ２ ( ＪＣＰＤＳ ４６ －１０４５)和 ＣａＭｇ(ＣＯ３ )２(ＪＣＰＤＳ ３６ － ０４２６)的特征衍射峰在 ２θ ＝ １１. ６°、２０. ７°、２３. ４°、２９. １°、３１. １°、３２. １°、３３. ３°、３４. ５°、３６. ６°和 ４０. ６°等附近的衍射峰分别对应 ＣａＳＯ４·２Ｈ２Ｏ 的 ( ０２０ )、 ( ０２１ )、 ( ０４０ )、 ( ０４１ )、( － ２２１)、( － １１２)、(１５０)、( － １５１)、(０２２) 和(１５１)等晶面。 在 ２θ ＝ ２３°、２９. ４°、３６°、３９. ４°、４３. １°、４７. １°、４７. ５°和 ４８. ５° 等附近的衍射峰分别对应 ＣａＣＯ３ 的(０１２)、(１０４)、(１１０)、(１１３)、(２０２)、(０２４)、(０１８)和(１１６)等晶面。 在 ２θ ＝ ２６. ６°等附近的衍射峰分别对应 ＳｉＯ２ 的(１０１) 等晶面。 在 ２θ ＝ ２４°、３０. ９°、３７. ４°、４１. １°和 ４４. ９°等附近的衍射峰分别对应 ＣａＭｇ(ＣＯ３ )２的(０１２)、(１０４)、(１１０)、(１１３) 和(２０２) 等晶面。 从ＸＲＤ 图谱分析结果可以看出,主要矿物组成为二水硫酸钙、碳酸钙和二氧化硅等,这与石膏基保温隔热砂浆材料本身的主要矿物组成(石膏加膨胀玻化微珠)相吻合。![]()
(１)通过运用扫描电镜(ＳＥＭ)分析技术,从石膏基保温隔热砂浆试样电镜图片中呈现的表面封闭、呈不规则球体、内部为多孔空腔结构的微珠颗粒形貌特征,可以初步推断墙体保温施工用石膏基保温隔热砂浆中掺加了与膨胀玻化微珠外观形貌相同的材料。(２)通过运用点面能谱(ＥＤＳ)分析方法,对比石膏基保温隔热砂浆整个试样的面能谱分析谱图和试样中的微珠颗粒部位点能谱分析谱图,可以看出点、面能谱谱图中的主要元素组成存在很大差别,微珠颗粒部位的点能谱分析谱图主要元素有氧、硅、铝等,这与膨胀玻化微珠材料的元素组成相符,可以得出墙体保温施工用石膏基保温隔热砂浆中掺加的微珠材料元素组成与膨胀玻化微珠相同。(３)通过运用 Ｘ 射线衍射(ＸＲＤ)分析技术,从石膏基保温隔热砂浆试样的 ＸＲＤ 图谱分析结果可以看出,主要矿物组成为二水硫酸钙、碳酸钙和二氧化硅等,这与石膏基保温隔热砂浆材料本身的主要矿物组成(石膏加膨胀玻化微珠)相吻合,进一步验证了施工用石膏基保温隔热砂浆材料中确实掺加了膨胀玻化微珠。综上所述,通过运用扫描电镜(ＳＥＭ)、点面能谱(ＥＤＳ)分析和 Ｘ 射线衍射(ＸＲＤ)分析技术,对工程墙体保温用石膏基保温隔热砂浆材料进行微观测试分析,从外观形貌、元素组成和矿物组成角度,一步步鉴定分析和验证了已施工石膏基保温隔热砂浆中膨胀玻化微珠材料的存在,解决了工程各参与方对已施工保温材料是否按照设计要求真实掺加膨胀玻化微珠材料存在的争议问题,为工程后续保温材料性能的验收提供指导和帮助。北 京 建 筑 材 料 检 验 研 究 院
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