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從內(nèi)應(yīng)力分析看內(nèi)墻重涂刷新為什么要鏟墻?
未來(lái)新增建筑面積的增長(zhǎng)空間有限,而重涂刷新市場(chǎng)機(jī)會(huì)巨大,而且從建筑存量房市場(chǎng)來(lái)看,自上世紀(jì)末本世紀(jì)初的建成面積陸續(xù)進(jìn)入重涂刷新需求的釋放期。目前,立邦、多樂(lè)士、三棵樹(shù)、嘉寶莉、晨陽(yáng)、中南等企業(yè)已率先布點(diǎn)啟動(dòng)了重涂刷新市場(chǎng)業(yè)務(wù)。為建立高起點(diǎn)、高規(guī)格、優(yōu)化重涂刷新服務(wù)市場(chǎng),培養(yǎng)市場(chǎng)的良好秩序,將其打造成中國(guó)涂料行業(yè)新的利潤(rùn)增長(zhǎng)點(diǎn),如何建立重涂施工規(guī)范標(biāo)準(zhǔn),有效規(guī)范重涂新興服務(wù)市場(chǎng)秩序,將成為舊房重涂刷新行業(yè)發(fā)展的重要課題。
由于內(nèi)墻一直是用膠水來(lái)調(diào)膩?zhàn)?,因此二手房在重涂時(shí)基本上全部都要鏟墻。
那么重涂刷新時(shí)鏟墻意味著什么呢?重涂刷新本來(lái)只需做些表面文章,發(fā)達(dá)國(guó)家DIY市場(chǎng)都是這樣,不可能要先鏟墻再來(lái)刷新的。鏟墻通常是指在舊墻面涂裝前將原墻面涂料連同膩?zhàn)訉右黄痃P除清理干凈,再按新房涂裝一樣,涂界面劑加固基層、批刮膩?zhàn)邮展獯蚰ィ詈笸克⑼苛?。大家都知道,重涂時(shí)業(yè)主都希望以最小的成本、在最短的時(shí)間內(nèi)、以最低的煩擾來(lái)實(shí)踐重涂后的快速入住,而鏟墻的話,人工、材料成本會(huì)大大增加。如圖1為某涂料公司的重涂施工工藝示意圖,左邊為無(wú)需鏟墻的普通刷新工藝,右邊為需要鏟墻時(shí)的刷新工藝,可看出鏟墻工藝要復(fù)雜得多,因此兩者的費(fèi)用也相差甚遠(yuǎn),僅施工費(fèi)每平米就要相差47元,再加上材料費(fèi)的話則增加的裝修成本更加驚人。重涂期間房屋的業(yè)主可能會(huì)短期在外租房,鏟墻施工時(shí)工期也無(wú)疑要沿長(zhǎng)不少,會(huì)增加業(yè)主的租房費(fèi)用和被煩擾的時(shí)間。同時(shí)鏟下的廢棄物會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染和資源浪費(fèi),若是在日本或者歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家,處理這些廢棄物還需花費(fèi)業(yè)主一筆不菲的費(fèi)用,我想在不遠(yuǎn)的將來(lái)這種廢棄物處理法規(guī)在我國(guó)也會(huì)實(shí)施。
鏟墻既然如此麻煩,費(fèi)工費(fèi)力,那么能不能不鏟墻呢?答案可能讓大家很堵心:我國(guó)大多數(shù)舊墻面在刷新重涂時(shí)必須鏟墻。如果不鏟墻的話,原本不起皮開(kāi)裂的墻面很可能在施工完后不久,華東地區(qū)特別是進(jìn)入秋冬季節(jié),溫、濕度降低后會(huì)出現(xiàn)大面積起皮開(kāi)裂現(xiàn)象。圖2上海某小區(qū)共公過(guò)道的內(nèi)墻,原本無(wú)任何開(kāi)裂的墻面,因?yàn)槲飿I(yè)為了消除墻面的小廣告而組織了重涂刷新(但沒(méi)有鏟墻),重涂刷新一個(gè)月后開(kāi)始出現(xiàn)大面積的嚴(yán)重起皮開(kāi)裂現(xiàn)象。若留意觀察,你會(huì)發(fā)現(xiàn)這在我國(guó)這是一種很普遍的問(wèn)題,本人在各地都有發(fā)現(xiàn)。此現(xiàn)象若出現(xiàn)在家裝重涂的話,對(duì)消費(fèi)者和重涂施工企業(yè)(現(xiàn)主要是大涂料生產(chǎn)商)來(lái)說(shuō)都是難以承受的。這是由于過(guò)去二十多年來(lái)我國(guó)內(nèi)墻裝修材料(主要是膩?zhàn)雍蛪γ嫱苛希┑男再|(zhì)、不正確的配套涂層體系及不規(guī)范的施工造成的,并且這種狀況在今天仍然大量存在,并沒(méi)有太大的改觀。若任其繼續(xù)發(fā)展下去的話,十年、二十年后的內(nèi)墻重涂市場(chǎng)仍將要承受我們今天種下的惡果.本文從內(nèi)應(yīng)力出發(fā),來(lái)分析重涂刷新涂層體系更容易產(chǎn)生起皮開(kāi)裂的原因,指出內(nèi)墻重涂及新墻涂裝時(shí)應(yīng)該選用的正確涂裝材料和涂層配套體系,消除將來(lái)重涂時(shí)鏟墻現(xiàn)象的發(fā)生,降低消費(fèi)者的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān),同時(shí)減少社會(huì)資源的浪費(fèi)和環(huán)境污染。
內(nèi)應(yīng)力(InternalStress)簡(jiǎn)介及漆膜起皮開(kāi)裂的發(fā)生條件
涂料在成膜過(guò)程中因溶劑揮發(fā)或化學(xué)鍵交聯(lián)由液體轉(zhuǎn)變成固體,同時(shí)發(fā)生體積收縮;體積收縮會(huì)使涂料產(chǎn)生移動(dòng)的,當(dāng)涂料還是液體時(shí),移動(dòng)不會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力;若沒(méi)有附著,涂膜就可以自由移動(dòng),也不會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力;但是涂膜都是附著在某一底材上的,當(dāng)涂料形成固體涂膜以后,移動(dòng)會(huì)受到附著的限制而產(chǎn)生拉伸應(yīng)力,這種因固化收縮引起的應(yīng)力我們稱之為固化應(yīng)力,如圖3所示。不同涂料因體積固含不同或交聯(lián)固化方式、交聯(lián)密度不同,收縮率也不同,收縮率越大固化應(yīng)力越大。如圖4中右邊的漆膜收縮率更大,卷曲越嚴(yán)重,產(chǎn)生的固化應(yīng)力也越大。
由于漆膜與基材的熱膨脹系數(shù)不同,溫度變化時(shí)漆膜和基材的體積變化不同會(huì)引起拉伸應(yīng)力的變化,此應(yīng)力可稱為熱應(yīng)力。因?yàn)槠崮ず突牡奈实牟煌?,?dāng)濕度發(fā)生變化時(shí),漆膜和基材的體積變化也會(huì)引起拉伸應(yīng)力的變化,我們稱其為濕應(yīng)力。漆膜受到的總內(nèi)應(yīng)力(IStotal)為固化應(yīng)力(ISS)、熱應(yīng)力(IST)和濕應(yīng)力(ISRH)之和,其公式為:IStotal=ISS+IST+ISRH,即總內(nèi)應(yīng)力=固化應(yīng)力+熱應(yīng)力+濕應(yīng)力。
漆膜固化時(shí)體積會(huì)減小收縮,因此固化應(yīng)力總是增加;熱應(yīng)力和濕應(yīng)力則可能為增加或減小,即漆膜因溫度和濕度的變化體積可能收縮也可能膨脹,故內(nèi)應(yīng)力可以增加也可以減小。如由江南地區(qū)由炎熱濕悶的夏季轉(zhuǎn)變到干燥寒冷的秋冬季,漆膜會(huì)發(fā)生收縮,內(nèi)應(yīng)力增加;由干燥寒冷的冬季轉(zhuǎn)變到溫暖潮濕的春季則漆膜會(huì)發(fā)生膨脹,內(nèi)應(yīng)力降低。
如前所述,內(nèi)應(yīng)力是通過(guò)附著過(guò)程而產(chǎn)生的,同時(shí)內(nèi)應(yīng)力和附著力又是作用力與反作力的關(guān)系,當(dāng)內(nèi)應(yīng)力大于附著力或者基材的拉伸強(qiáng)度時(shí),漆膜就會(huì)從界面或基材內(nèi)部發(fā)生起皮脫落。拉伸強(qiáng)度(Tensile Strength)是指材料斷裂前所能忍受的最大應(yīng)力,因此當(dāng)漆膜的內(nèi)應(yīng)力大于漆膜的拉伸強(qiáng)度時(shí)漆膜就會(huì)產(chǎn)生開(kāi)裂??傊畠?nèi)應(yīng)力越大,起皮和開(kāi)裂的風(fēng)險(xiǎn)越大,實(shí)際上起皮脫落和開(kāi)裂往往同時(shí)發(fā)生,俗稱起皮開(kāi)裂。
由以上分析可知,避免涂料起皮開(kāi)裂的發(fā)生需要減少漆膜的內(nèi)應(yīng)力,同時(shí)提高漆膜對(duì)底材的附著力和基材的強(qiáng)度。在我國(guó)內(nèi)墻裝修通常要在墻面上先批刮內(nèi)墻膩?zhàn)釉偻克?nèi)墻乳膠漆,因此對(duì)于內(nèi)墻涂料來(lái)說(shuō)避免起皮開(kāi)裂則是要降低內(nèi)墻涂料的內(nèi)應(yīng)力、提高內(nèi)墻膩?zhàn)拥膹?qiáng)度(特別是浸水后的強(qiáng)度)以及提高內(nèi)墻涂料對(duì)膩?zhàn)拥母街Α?
影響內(nèi)墻涂料起皮開(kāi)裂的因素
從內(nèi)墻涂料的內(nèi)應(yīng)力、內(nèi)墻膩?zhàn)拥膹?qiáng)度和內(nèi)墻涂料對(duì)膩?zhàn)拥母街θ齻€(gè)方面來(lái)綜合考慮,影響內(nèi)墻產(chǎn)起皮開(kāi)裂的因素主要有以下方面:(1)內(nèi)墻涂料的配方:涂料的顏料體積濃度(PVC)、乳液的性質(zhì)、成膜助劑、顏填料的細(xì)度和形狀、彈性模量(主要是乳液的Tg)及體積固含量等;(2)底材主要有膩?zhàn)拥膹?qiáng)度(特別是浸水后的強(qiáng)度)、孔隙率、表面張力和粗糙度等;(3)施工及環(huán)境因素主要有表面處理、涂層配套、涂膜厚度、溫濕度等方面。并且許多因素會(huì)交叉相互影響,使內(nèi)應(yīng)力的變化更加復(fù)雜多變,難以判斷。
內(nèi)墻涂料的配方
從內(nèi)墻配方來(lái)說(shuō),對(duì)內(nèi)應(yīng)力影響最大的因素之一是涂料的顏料體積濃度(PVC),從圖5可以看出,當(dāng)涂料的PVC小于臨界顏料體積濃度(CPVC)時(shí),內(nèi)應(yīng)力隨PVC增大而增大,內(nèi)應(yīng)力在CPVC(約60%左右)處達(dá)到最大值,當(dāng)涂料的PVC大于CPVC時(shí),內(nèi)應(yīng)力隨PVC增大反而減小。正是基于該原因,在進(jìn)行內(nèi)墻涂料的配方設(shè)計(jì)時(shí)切記配方的PVC一定要遠(yuǎn)離CPVC,最好在±5%以上,因?yàn)樵牧瞎毯俊⒓?xì)度等因素小的上、下波動(dòng)都可能使涂料的PVC更接近CPVC,從而導(dǎo)致涂料的內(nèi)應(yīng)力以及其它許多理化性能的急劇變化,引起嚴(yán)重的起皮開(kāi)裂。說(shuō)明這一特性的最好例子是:內(nèi)墻裝飾時(shí)若用壁布表面再配套涂刷內(nèi)墻涂料,如果內(nèi)墻涂料的PVC接近CPVC,最終包括壁布一起的整個(gè)涂層可能會(huì)因內(nèi)應(yīng)力太大從墻體整體翹起脫落。
由以上PVC與內(nèi)應(yīng)力關(guān)系可知,高檔(低PVC)和低檔(高PVC)內(nèi)墻乳膠漆的內(nèi)應(yīng)力會(huì)相對(duì)較小,不容易產(chǎn)生起皮開(kāi)裂,中檔內(nèi)墻涂料的PVC更接近CPVC,內(nèi)應(yīng)力更大,更容易引起起皮開(kāi)裂。因此,我們?cè)谶M(jìn)行配方設(shè)計(jì)以及施工時(shí)要更加注意中檔內(nèi)墻乳膠漆的開(kāi)裂問(wèn)題。
正是因?yàn)閮?nèi)應(yīng)力與CPVC密切相關(guān),因此分析乳膠漆配方中CPVC的影響因素對(duì)于分析內(nèi)墻涂料起皮開(kāi)裂意義重大。乳膠漆不同與油性涂料,其CPVC受到很多因素的影響,因此乳膠漆的CPVC又常稱為L(zhǎng)CPVC,LCPVC不僅與乳液的粒子變形能力、粒徑、形態(tài)結(jié)構(gòu)等等有關(guān),還與成膜助劑的用量、種類(lèi),顏填料的細(xì)度、形狀、表面性質(zhì)以及環(huán)境的溫、濕度等多種因素有關(guān)。乳液粒徑越小,變形能力越強(qiáng)(通常玻璃化溫度Tg較低),成膜助劑的成膜效率越高、用量適當(dāng),LCPVC則越高,對(duì)于高品質(zhì)涂料來(lái)說(shuō)可以在相對(duì)較高的PVC時(shí)仍可遠(yuǎn)離LCPVC,內(nèi)應(yīng)力更小,不容易發(fā)生起皮開(kāi)裂。顏、填料的細(xì)度、形狀、表面性質(zhì)等均可對(duì)CPVC產(chǎn)生影響。顏、填料粒徑越細(xì),CPVC越低,同時(shí)會(huì)使漆膜強(qiáng)度降低、干燥速度加快,越容易產(chǎn)生起皮開(kāi)裂;顆粒狀顏、填料(如圖6)例如鈦白、硫酸鋇、硅酸鋁、高嶺土、重鈣、輕鈣等的CPVC較小,抗收縮性差,內(nèi)應(yīng)力大,容易產(chǎn)生開(kāi)裂,而片狀(云母粉、鋁粉等)和針狀(如圖7,硅灰石、滑石粉、纖維等)填料(圖8)的CPVC則較高,抗收縮性好,內(nèi)應(yīng)力小,具有更好的抗裂性能。圖9是填料的細(xì)度(吸油量)和結(jié)構(gòu)對(duì)乳膠漆CPVC的影響,同是顆粒狀結(jié)構(gòu)填料,從硅酸鋁(粒徑0.035微米,吸油量120),超細(xì)碳酸鈣(粒徑0.3微米、吸油量26),碳酸鈣(粒徑3微米、吸油量18)到白云石粉(粒徑7微米、吸油量11),粒徑增大,CPVC由40%增大到50%,60%和65%;而粒徑為5微米,吸油量高達(dá)32的針狀填料滑石粉的CPVC則可高達(dá)70%以上。
同時(shí)不同表面性質(zhì)也對(duì)CPVC產(chǎn)生很大影響。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo),表面處理不同的鈦白粉,CPVC可相差7個(gè)單位;而乳膠漆里常用來(lái)提高鈦白遮蓋效率、部分替代鈦白粉的遮蓋聚合物(OpacityPolymer),由于在組成同乳液類(lèi)似,更容易被乳液包裹,可使CPVC增加5個(gè)單位,因此這些能夠提高CPVC的物質(zhì)也可用來(lái)減少涂膜的內(nèi)應(yīng)力,提高抗裂性能。
彈性模量是指產(chǎn)生單位形變所需的應(yīng)力,是材料抵抗外力形變的能力,是材料剛硬度的一種表征。材料在彈性變形階段,其應(yīng)力(stress)和應(yīng)變(strain)成正比例關(guān)系(即符合胡克定律),其比例系數(shù)稱為彈性模量E,因此彈性模量是衡量?jī)?nèi)應(yīng)力大小的重要參數(shù),即涂膜的彈性模量越大,則較小的形變就會(huì)產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力。從宏觀角度說(shuō),彈性模量是衡量物體抵抗彈性變形能力大小的尺度,從微觀角度說(shuō),則是原子、離子或分子之間鍵合強(qiáng)度(極性、氫鍵、分子量、交聯(lián))的反映。影響彈性模量的因素很多,對(duì)于乳膠漆來(lái)說(shuō)除前述的涂料的PVC外(即在CPVC處涂料彈性模量最大)外,還有乳液的玻璃化溫度(Tg)、成膜助劑或增塑劑、親水性潤(rùn)濕劑分散劑、環(huán)境的溫濕度等。玻璃化溫度越高,彈性模量越大,涂膜的內(nèi)應(yīng)力也越大,越容易開(kāi)裂;成膜助劑或增塑劑揮發(fā)或析出以及親水性潤(rùn)濕分散劑被水洗出,彈性模量均會(huì)增大,內(nèi)應(yīng)力升高,也可能引起起皮開(kāi)裂。溫度對(duì)涂料的彈性模量的影響非常大,見(jiàn)圖10,隨溫度降低在玻璃化溫度處彈性模量會(huì)極著增大,因此在夏季完好的涂膜在秋冬季可能會(huì)起皮開(kāi)裂。濕度的影響主要是由于空氣中的水可以作涂膜的增塑劑,使涂料的彈性模量降低。
涂料的體積固含量越高,固化過(guò)程中收縮越小,內(nèi)應(yīng)力越小。因此向涂料中加大量的水稀釋后施工不是一個(gè)好習(xí)慣,不但降低了遮蓋力,也降低了體積固含量。同普通平涂?jī)?nèi)墻涂料相比,體積固含量對(duì)許多用于立體花紋造形的厚漿型藝術(shù)涂料更加重要,體積固含量低很容易造成較嚴(yán)重的開(kāi)裂問(wèn)題。
內(nèi)墻膩?zhàn)?/strong>
內(nèi)墻涂料通常是涂刷在內(nèi)墻膩?zhàn)颖砻娴?,因此?nèi)墻涂料的底材就是內(nèi)墻膩?zhàn)?。?nèi)墻膩?zhàn)拥膹?qiáng)度(特別是浸水后的強(qiáng)度)、孔隙率、表面張力、粗糙度等性質(zhì)對(duì)內(nèi)墻涂料是否起皮開(kāi)裂產(chǎn)生嚴(yán)重影響。
根據(jù)耐水性不同我國(guó)在《建筑室內(nèi)用膩?zhàn)印稪G/T3049-1988標(biāo)準(zhǔn)中將內(nèi)墻膩?zhàn)訛橐话阈蛢?nèi)墻膩?zhàn)樱╕)和耐水型內(nèi)墻膩?zhàn)樱∟),Y型內(nèi)墻膩?zhàn)又饕盟苄跃垡蚁┐蓟驘o(wú)機(jī)石膏作粘接劑,耐水性差,但價(jià)格便宜;N型用高分子聚合物乳液或乳膠粉和灰鈣粉或水泥等無(wú)機(jī)材料作粘接劑,耐水性較好,但價(jià)格較高。后來(lái)在JG/T298-2010標(biāo)準(zhǔn)中又增加了一種柔韌型(R)。由于R型市場(chǎng)上較少,且在本質(zhì)上同N型,有較好的耐水性,故不另作討論。
Y型和N型內(nèi)墻膩?zhàn)拥闹饕獏^(qū)別是耐水性和粘結(jié)強(qiáng)度。JG/T298-2010標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)Y型的耐水性和浸水后的粘結(jié)強(qiáng)度不作要求,只要求標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的粘結(jié)強(qiáng)度大于0.30MPa,也就是說(shuō)是非耐水的,圖11是我們?cè)谑袌?chǎng)上收集的五種Y型內(nèi)墻膩?zhàn)樱ǚ蹱罨蚋酄睿┙昼姾笕〕龅慕Y(jié)果。對(duì)N型除要求標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的粘結(jié)強(qiáng)度大于0.50MPa外,還要求耐水性(48小時(shí)無(wú)起泡、開(kāi)裂及明顯掉粉)和浸水后的粘結(jié)強(qiáng)度大于0.30MPa。
從圖11中一般內(nèi)墻膩?zhàn)咏蟮慕Y(jié)果,可以想象在批刮Y型內(nèi)墻膩?zhàn)拥膬?nèi)墻表面涂刷乳膠漆時(shí)會(huì)產(chǎn)生怎樣的后果:乳膠漆的水被膩?zhàn)哟罅课?,Y型膩?zhàn)永锼苄跃垡蚁┐碱?lèi)粘合劑以及纖維素吸水溶脹,強(qiáng)度極著降低,表面乳膠漆在干燥過(guò)程中體積收縮產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力,此時(shí)內(nèi)應(yīng)力很可能會(huì)大于膩?zhàn)拥膹?qiáng)度,膩?zhàn)颖煌苛系膽?yīng)力拉起,發(fā)生起皮開(kāi)裂。若內(nèi)墻涂料涂刷在N型膩?zhàn)由?,雖然水也會(huì)膩?zhàn)永锏目紫恫糠治眨蒒型膩?zhàn)永锏恼辰觿┦侨橐?、膠粉等耐水性更好的高分子聚合物以及灰鈣或水泥等無(wú)機(jī)耐水材料,吸水更少,更重要的是膩?zhàn)拥膹?qiáng)度降低較少,涂料干燥過(guò)程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力一般不足以超過(guò)膩?zhàn)拥膹?qiáng)度,故不會(huì)起皮開(kāi)裂。由于內(nèi)墻膩?zhàn)拥目紫堵矢?、表面張力大、表面也較粗糙,這為內(nèi)墻漆提供了很好的附著,故內(nèi)墻漆一般不會(huì)因附著力過(guò)小而起皮開(kāi)裂,絕大多數(shù)是由于內(nèi)應(yīng)力大于膩?zhàn)拥恼辰訌?qiáng)度而引起的起皮開(kāi)裂。
施工及環(huán)境因素
施工及環(huán)境因素對(duì)內(nèi)墻涂料起皮開(kāi)裂的影響主要有表面處理、涂層配套、涂膜厚度、干燥速度、溫濕度變化等方面。如前所述,由于內(nèi)墻膩?zhàn)拥目紫堵矢摺?span>表面張力大、表面也較粗糙,內(nèi)墻涂料的附著一般沒(méi)有問(wèn)題。但在重涂刷新時(shí)如果舊漆膜被粉塵或油污污染則會(huì)對(duì)涂料附著產(chǎn)生影響,這時(shí)適當(dāng)?shù)谋砻嫣幚硎潜匾?。一般除去粉塵和清洗油污,稍加打磨即可涂刷內(nèi)墻涂料。
容易引起起皮開(kāi)裂的涂層配套體系通常有:A、軟底漆+硬面漆,B、熱塑性底漆+熱固性面漆,C、水性底漆+油性面漆;因?yàn)檫@些配套很容易造成面漆的內(nèi)應(yīng)力大于底材(或者底漆)引起起皮開(kāi)裂,好比高樓建在泥砂上,肯定不會(huì)牢靠的。對(duì)于內(nèi)墻涂料來(lái)說(shuō),采用這幾種配套的可能性并不太大,但是在Y型膩?zhàn)颖砻嫱克⑷槟z漆就非常類(lèi)似如這種套配,即膩?zhàn)游笕苊涀冘洠韺尤槟z漆干燥后成為硬涂層。因此即使是內(nèi)墻也要使用N型耐水膩?zhàn)印?
我國(guó)內(nèi)墻裝修使用底漆的比例非常低,大多數(shù)是在膩?zhàn)颖砻嬷苯铀⑼績(jī)?nèi)墻面漆,這種配套也可能導(dǎo)致更多起皮開(kāi)裂的發(fā)生。因?yàn)閮?nèi)墻底漆在加固膩?zhàn)拥耐瑫r(shí)還可降低并均勻化膩?zhàn)訉拥奈浴⒎忾]毛細(xì)孔,在封底(sealed)的墻面上再涂刷墻面漆時(shí),可使面漆的干燥速度更慢,同時(shí)面漆里的乳液也不會(huì)滲入到底層,涂膜的PVC等于涂料的PVC,不會(huì)因?yàn)橥磕さ腜VC漂移而到更靠近CPVC,而引起內(nèi)應(yīng)力增高,增加開(kāi)裂的風(fēng)險(xiǎn)。在未封底(unsealed)的墻面上涂刷墻面漆則會(huì)因?yàn)槟佔(zhàn)哟罅课?,干燥速度加快,?nèi)應(yīng)力增加,同時(shí)因?yàn)槿橐簼B入,漆膜的PVC會(huì)大于涂料的PVC,涂膜的PVC可能遠(yuǎn)離或接近CPVC,使內(nèi)應(yīng)力變化更復(fù)雜而不可控制,增加起皮開(kāi)裂的風(fēng)險(xiǎn)。因此,內(nèi)墻墻面正確合理的配套涂層體系是:N型耐水膩?zhàn)蛹右坏赖灼岷投烂嫫岬耐繉芋w系。
涂厚厚度對(duì)內(nèi)應(yīng)力的影響見(jiàn)圖12,由A可以看出漆膜越厚內(nèi)應(yīng)力越大,漆膜彎曲得越嚴(yán)重,由B可以看出漆膜越厚開(kāi)裂越嚴(yán)重。內(nèi)墻涂料最容易發(fā)生涂膜過(guò)厚的情況有:內(nèi)墻邊角處涂料堆積造成過(guò)厚開(kāi)裂和無(wú)氣噴涂時(shí)油漆工為了搶工期在前一道漆沒(méi)有實(shí)干時(shí)就噴涂下一道涂料,也就是濕碰濕噴涂,相當(dāng)于一道涂膜過(guò)厚,也很容易引起起皮開(kāi)裂。
干燥速度也會(huì)對(duì)起皮開(kāi)裂產(chǎn)生引影響,通常干燥速度越快,越容易產(chǎn)生起皮開(kāi)裂。當(dāng)漆膜固化體積收縮產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力時(shí),漆膜內(nèi)的聚合物分子會(huì)通過(guò)鏈段運(yùn)動(dòng)由不平衡構(gòu)象轉(zhuǎn)變?yōu)槠胶鈽?gòu)象即蠕變(見(jiàn)圖13)來(lái)失放部分應(yīng)力,因此在漆膜固化成膜的后期,漆膜的內(nèi)應(yīng)力可能增加、降低或保持不變,這決定于應(yīng)力發(fā)展和應(yīng)力松弛的速度。即使聚合物的形變固定不變時(shí)應(yīng)力仍會(huì)隨時(shí)間的延長(zhǎng)而下降,這個(gè)過(guò)程叫做應(yīng)力松弛。圖14為不同乳膠漆在形變固定不變后內(nèi)應(yīng)力與時(shí)間的變化關(guān)系。
漆膜通過(guò)蠕變可減小內(nèi)應(yīng)力,但這種蠕變需要時(shí)間,圖14就說(shuō)明了應(yīng)力松弛需要時(shí)間。因此干燥速度越快,漆膜沒(méi)有足夠的時(shí)間來(lái)失放應(yīng)力,越容易產(chǎn)生開(kāi)裂。正是由于這個(gè)原因,用溶劑釋放性好,干燥速度快的硝基漆最適合做裂紋漆。對(duì)內(nèi)墻乳膠漆來(lái)說(shuō),非耐水的Y型內(nèi)墻膩?zhàn)印⒉皇褂玫灼?、高溫低濕環(huán)境下涂刷內(nèi)墻涂料都會(huì)加快涂料的干燥速度,增加起皮開(kāi)裂的可能性。溫、濕度不僅在涂料干燥過(guò)程中通過(guò)干燥速度來(lái)影響內(nèi)應(yīng)力,在完全固化成膜后的使用過(guò)程中還會(huì)繼續(xù)影響涂膜的內(nèi)應(yīng)力,對(duì)起皮開(kāi)裂產(chǎn)生影響。
由圖15可見(jiàn),溫濕度變化不但會(huì)使涂膜的彈性模量發(fā)生變化而影響內(nèi)應(yīng)力,也會(huì)引起漆膜和基材的體積變化率不同而產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力,兩者共同作用使總內(nèi)應(yīng)力發(fā)生變化,可能引起起皮開(kāi)裂。此外,若溫、濕度極著變化,也會(huì)使漆膜沒(méi)有足夠時(shí)間通過(guò)應(yīng)力松馳來(lái)失放內(nèi)應(yīng)力,做成起皮開(kāi)裂。這是由夏季向秋、冬季發(fā)生季節(jié)轉(zhuǎn)換時(shí)容易發(fā)生起皮開(kāi)裂的重要原因。
重涂刷新不鏟墻為什么極容易發(fā)生起皮開(kāi)裂?
在我國(guó)內(nèi)墻重涂刷新時(shí)不鏟墻為什么比新墻面更容易發(fā)生起皮開(kāi)裂呢?這是由于過(guò)去二十多年我國(guó)內(nèi)墻裝修材料(主要是膩?zhàn)雍蛪γ嫱苛希┑男再|(zhì)、不正確的配套涂層體系及不規(guī)范的施工等多方面的原因共同造成的惡果。
我國(guó)內(nèi)墻涂料大量使用Y型非耐水的普通膩?zhàn)?,同時(shí)又不習(xí)慣配套使用內(nèi)墻底漆,再加上絕大多數(shù)(約占80-90%)的內(nèi)墻使用的是高顏料體積濃度、低品質(zhì)的內(nèi)墻涂料(即使是能夠滿足GB/T9756-2009標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)等品也很可能屬于此類(lèi)涂料),這樣包括內(nèi)墻膩?zhàn)拥恼麄€(gè)漆膜都是開(kāi)放多孔的涂層,在空氣濕度發(fā)生變化或洗刷墻面污漬時(shí)會(huì)反復(fù)吸收或者失放空氣中的水分,造成膩?zhàn)訌?qiáng)度的降低甚至粉化。特別是華東和華南等高濕地區(qū)的梅雨季節(jié),整個(gè)墻體就像浸泡在水中,破壞作用更大。
這種墻面在沒(méi)有重涂時(shí),本身就很可能因涂料的內(nèi)應(yīng)力大于膩?zhàn)訌?qiáng)度而產(chǎn)生起皮開(kāi)裂現(xiàn)象。在重涂刷新時(shí),大量的水分可以從舊涂層的孔隙中直接進(jìn)入不耐水的膩?zhàn)訉?,造成膩?zhàn)尤苊?,?qiáng)度進(jìn)一步降低,同時(shí)由于重涂后表面涂膜的厚度相當(dāng)于舊涂膜的兩倍,內(nèi)應(yīng)力同漆膜厚度是成正比的,內(nèi)應(yīng)力也會(huì)倍增,內(nèi)應(yīng)力倍增和膩?zhàn)訌?qiáng)度降低共同使涂膜的內(nèi)應(yīng)力大于膩?zhàn)訌?qiáng)度的幾率大大增加,因此不鏟除舊涂層的墻面直面直接刷新涂料非常容易出現(xiàn)如圖二那樣的大面積起皮開(kāi)裂現(xiàn)象。
如果重涂刷新使用的內(nèi)墻涂料的內(nèi)應(yīng)力偏大、為了降低氣味使用低VOC的內(nèi)墻涂料(一般會(huì)不用或少用成膜助劑故抗裂性會(huì)稍差)、或?yàn)榱丝s短施工時(shí)間減少對(duì)業(yè)主的煩擾而縮短兩道噴涂的時(shí)間間隔等都有可能導(dǎo)致更多的起皮開(kāi)裂問(wèn)題的發(fā)生。
如何做才能讓內(nèi)墻重涂刷新時(shí)不再需要鏟墻?
由以上分析可知,要確保內(nèi)墻重涂時(shí)不再需要鏟除舊墻面的話,應(yīng)該做好以下幾點(diǎn):
(1)無(wú)論是新墻還是舊墻均應(yīng)徹底鏟除已脫落、疏松、掉粉、起皮的部分,并用水充分打濕墻面并仔細(xì)觀察,若有鼓脹、起翹等現(xiàn)象,則必須完全鏟除至露出堅(jiān)固的底材。
(2)刷涂?jī)?nèi)墻界面劑加固基材,同時(shí)提高涂層對(duì)墻體的附著力。目前內(nèi)墻界面劑還沒(méi)有國(guó)家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),有些企業(yè)直接按建筑內(nèi)外墻底漆JG/T210-2007標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。界面劑同內(nèi)墻底漆雖然相似,但還是有些區(qū)別。界面劑通常要求高滲透性、耐堿性和較好的耐水性,不需要很好的封閉性,因此一般不需要太高固含量和粘度。高滲透性有利于加固基材和提高附著力,要求耐堿性是因?yàn)閴w和膩?zhàn)佣伎赡芎邏A性的水泥或者灰鈣,而較好的耐水性則同要求內(nèi)墻使用耐水內(nèi)墻膩?zhàn)拥牡览硪粯?。高固含和高粘度?huì)降低界面劑的滲透能力,同時(shí)可能會(huì)在表面形成一層較厚的光亮涂層,不但使后道膩?zhàn)邮┕だщy,還可能誘發(fā)開(kāi)裂。
基于內(nèi)墻界面劑對(duì)性能的要求,內(nèi)墻界面劑可以選擇耐水性好的丙烯酸乳液作為基料,固體含量可較一般滲透型底漆稍低。需特別說(shuō)明的是市場(chǎng)上仍有許多人習(xí)慣用聚乙醇建筑膠水來(lái)用作內(nèi)墻界面劑使用,這是不正確的選擇,因?yàn)樵诰垡掖纪磕け砻媾文佔(zhàn)訒r(shí),膩?zhàn)拥乃忠矔?huì)被下層的聚乙烯醇吸收,下層變軟,形成底軟而面硬的不穩(wěn)定涂層結(jié)構(gòu)而引發(fā)起皮開(kāi)裂。特別是用聚乙烯醇膠水作界面劑且涂刷較厚,再配套乳液基耐水膩?zhàn)犹貏e容易引發(fā)膩?zhàn)訉拥拈_(kāi)裂。
(3)批刮內(nèi)墻耐水膩?zhàn)?,耐水膩?zhàn)涌梢蚤L(zhǎng)期保持強(qiáng)度基本不變,即使是重涂刷新時(shí)在其表面涂刷內(nèi)墻涂料也如此。如前所述,現(xiàn)在重涂大多數(shù)內(nèi)墻需要鏟墻是因?yàn)閮?nèi)墻普遍使用的是非耐水的Y型膩?zhàn)?,因此早?000年北京市建委在《北京市家庭裝飾工程質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》中就要求家居室內(nèi)涂飾工程膩?zhàn)討?yīng)使用N型耐水膩?zhàn)樱⑶矣衷?007年再度發(fā)文強(qiáng)調(diào)。自2016年10月1日起,新建居住建筑工程的樓梯間、走廊等需要刮膩?zhàn)拥牡厣瞎膊课粔γ?,以及新建公共建筑工程的樓梯間、電梯間需要刮膩?zhàn)拥膲γ妫O(shè)計(jì)單位要在施工圖紙中明確使用耐水膩?zhàn)?;?duì)于新建公共建筑、居住建筑工程的地下車(chē)庫(kù)、地下室等需刮膩?zhàn)?、易受潮的公共部位墻面,設(shè)計(jì)單位要在施工圖紙中明確使用耐水膩?zhàn)踊蛲鈮δ佔(zhàn)?。相?duì)干燥的地區(qū)都要求使用耐水膩?zhàn)?,華東、華南等多雨潮濕的地區(qū)則更需要使用耐水膩?zhàn)印?
(4)配套使用內(nèi)墻底漆,封閉膩?zhàn)訉?,可阻止涂刷?nèi)墻面漆或?qū)?lái)洗刷墻面污漬時(shí)水滲入造成膩?zhàn)訌?qiáng)度的降低,同時(shí)可保證內(nèi)墻面漆的PVC不發(fā)生波動(dòng),引起內(nèi)應(yīng)力的變化而產(chǎn)生起皮開(kāi)裂。
(5)使用內(nèi)應(yīng)力較小的高質(zhì)量?jī)?nèi)墻面漆,其PVC應(yīng)該遠(yuǎn)離CPVC(約60%)一定安全距離,即不大于55%較好,這樣還可以同時(shí)保持較好的去污能力和耐洗刷性能,且色漆不容易產(chǎn)生發(fā)花。這種高品質(zhì)的內(nèi)墻涂料乳膠漆已足夠讓涂料具有很好的耐洗刷性,因此沒(méi)有必要仍只使用高玻璃化溫度的苯丙乳液,可以有更多選擇,諸如EVA、醋丙、叔醋、純苯等較低Tg的乳液,既可以適當(dāng)減小內(nèi)應(yīng)力又可以降低涂料的VOC。由于這種高質(zhì)量的墻面漆表面均勻致密,可保證將來(lái)再次重涂時(shí)不會(huì)大量吸收重涂墻面漆里的水分和基料,也就不會(huì)引起舊涂層強(qiáng)度的降低和重涂刷新涂層PVC的波動(dòng)和性能降低,從源頭上徹底消滅起皮開(kāi)裂的發(fā)生。
那么滿足合成樹(shù)脂乳液內(nèi)墻涂料GB/T9756-2009標(biāo)準(zhǔn)中最高等級(jí)要求的優(yōu)等品內(nèi)墻乳膠漆是否合適作為這種重涂刷新使用的高質(zhì)量乳膠漆呢?關(guān)鍵是要看內(nèi)墻優(yōu)等品的配方是如何設(shè)計(jì)。一般來(lái)說(shuō),只有具有較好抗污能力的優(yōu)等品內(nèi)墻乳膠漆可以滿足此要求,因?yàn)闉榱擞休^好的抗污性能其PVC會(huì)設(shè)計(jì)得較低,乳液含量較高,漆膜致密,內(nèi)應(yīng)力較低,抗裂性較好。但是在國(guó)內(nèi)建筑市場(chǎng),特別是工程市場(chǎng)許多涂料企業(yè)為了滿足甲方工程設(shè)計(jì)中要求使用國(guó)標(biāo)優(yōu)等品又要以最低價(jià)中標(biāo)的需求,不得不開(kāi)發(fā)了一種較高PVC、較低成本的國(guó)標(biāo)優(yōu)等品內(nèi)墻涂料。這種優(yōu)等品內(nèi)墻涂料一般采用了高Tg、高耐洗刷性的硬乳液,乳液用量只需要12-15%,耐洗刷性能就可以很容易達(dá)到優(yōu)等品5000次的要求,甚至10000次也不在話下。但這種涂料的PVC一般會(huì)落在70±5%,很接近內(nèi)應(yīng)力最大的 CPVC;同時(shí)為追求以最低成本實(shí)踐最高遮蓋力而大量使用超細(xì)填料,造成漆膜的彈性模量升高和強(qiáng)度降低;這些因素共同作用的結(jié)果是這一類(lèi)涂料的內(nèi)應(yīng)力特別大,極容易產(chǎn)生起皮開(kāi)裂。實(shí)際上,國(guó)內(nèi)市場(chǎng)相當(dāng)多的開(kāi)裂投訴就是這種國(guó)標(biāo)優(yōu)等品引起的。
說(shuō)到這我講一個(gè)案例:某國(guó)際知名品牌建筑涂料生產(chǎn)商的一款內(nèi)墻墻面漆,因?yàn)檩^高性價(jià)比在國(guó)內(nèi)很暢銷(xiāo),其乳液含量約15%,鈦白約10%,耐洗刷性可達(dá)到5000-10000次,但對(duì)比率只能達(dá)到國(guó)標(biāo)一等品0.93的要求。為了追求更高的市場(chǎng)份額,在推出第二代產(chǎn)品時(shí)突出更高的遮蓋力,讓對(duì)比率達(dá)到優(yōu)等品0.95的要求,但同時(shí)保持成本基本不變而不得不使用了更多的超細(xì)填料,該產(chǎn)品上市后不久就因大量開(kāi)裂投訴而不得不撤回。
(6)為了防止墻面起皮開(kāi)裂,許多家裝公司和涂料企業(yè)會(huì)推薦在膩?zhàn)又屑淤N網(wǎng)格布增強(qiáng)。如圖1中右邊的鏟墻刷新工藝就有“掛網(wǎng)抗裂”這道工序,但實(shí)際上“掛網(wǎng)抗裂”的作用十分有限,只是當(dāng)存在基材結(jié)構(gòu)缺陷如接縫等時(shí),對(duì)膩?zhàn)訉颖旧淼拈_(kāi)裂有一定作用,但對(duì)膩?zhàn)颖砻娴耐苛蠈娱_(kāi)裂并沒(méi)有任何作用,若使用普通非耐水膩?zhàn)?,再配套高?nèi)應(yīng)力的墻面漆或重涂時(shí)不鏟墻的話,仍然會(huì)產(chǎn)生起皮開(kāi)裂。圖16為南京某政府機(jī)關(guān)的辦公樓,雖然在膩?zhàn)又卸技淤N了網(wǎng)格布,但由于使用了一般Y型膩?zhàn)雍鸵话愎こ虄?nèi)墻乳膠漆,重涂時(shí)沒(méi)有鏟墻,結(jié)果各樓層均出現(xiàn)了大面積的乳膠漆起皮開(kāi)裂現(xiàn)象。
結(jié)語(yǔ)
我國(guó)未來(lái)內(nèi)墻重涂刷新市場(chǎng)機(jī)會(huì)巨大,受到國(guó)內(nèi)建筑涂料生產(chǎn)商和行業(yè)主管部門(mén)的共同關(guān)注。由于過(guò)去二十多年內(nèi)墻涂裝大量使用非耐水的Y型膩?zhàn)雍透哳伭象w積濃度的墻面涂料、絕大多數(shù)內(nèi)墻不使用底漆及不規(guī)范的施工造成我國(guó)大多數(shù)地區(qū)在內(nèi)墻重涂刷新時(shí)需要鏟除舊墻面的涂料和膩?zhàn)訉?,給消費(fèi)者增加了很大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)和裝修煩擾,同時(shí)浪費(fèi)了大量社會(huì)資源并產(chǎn)生重大環(huán)境污染。通過(guò)內(nèi)應(yīng)力的系統(tǒng)分析可知只要使用內(nèi)墻耐水膩?zhàn)?,配套使用?nèi)墻底漆,刷涂高質(zhì)量低內(nèi)應(yīng)力的墻面涂料就可以保證涂層在將來(lái)重涂刷新時(shí)不再需要鏟墻,也不會(huì)發(fā)生起皮開(kāi)裂現(xiàn)象,徹度消除這種現(xiàn)如今普遍存在的內(nèi)墻裝修隱患。