近年来，我国聚苯乙烯泡沫塑料EPS发展迅速，年产量已达50万t.EPS多为一次性用品，每年有上千万m3的废弃EPS因不能进行处理与降解而成为危害环境的白色污染；在废弃EPS建材资源化方面，则主要进行的是聚苯乙烯水泥板和EPS轻混凝土的研究。
传统的保温砂浆是以膨胀珍珠岩为轻骨料。因膨胀珍珠岩吸水率很高、脆性大、抗裂性差，只能作内保温，应用受到了很大的局限。随着建筑节能在全国范围内的展开，保温砂浆技术的升级与换代势在必行。基于EPS保温隔热性、稳定性、抗裂性好的特点，将废弃EPS加工成0.25 ~2.5mm的颗粒，以作为轻骨料取代膨胀珍珠岩，这对配制高性能外保温砂浆是一种创新。
改善混合料工作性、大幅度提高胶凝材料对EPS颗粒的粘结强度是将EPS用作轻骨料的关键。以往的研究主要依赖于大剂量的粘结剂4，成本高。本研究通过对EPS进行预处理，使其表面基金项目：重庆市科委攻关项目（995493）由憎水性改为亲水性，从而成功地解决了无机胶凝材料对EPS不润湿，混合料和易性差，粘结强度低的技术难题。这一低成本表面改性技术为EPS在保温砂浆和混凝土中的应用奠定了基础。
1主要原材料与实验方法11主要原材料EPS颗粒：由废弃聚苯乙烯泡沫塑料经专用破碎机破碎而成，粒径小于5mm，外观为不规则多面体，容重30.0kg/m3.EPS颗粒级配见表1；水泥：525矿渣水泥；纤维：聚丙烯纤维，直径48Mm，弹性模量3793MPa长度19mm；膨胀珍珠岩：容重70. 0kg/m3，颗粒级配见表1；偶联剂、粘结剂均为市售工业品。
表1轻骨料颗粒级配1.2实验方法70―9（0〈建筑砂浆基本性能的试验方法》进行测定；断裂性：利用Instron-1346试验机，米用三点弯曲法测试规格为40mmX 160mm的砂浆试件的荷载-挠度曲线，计算其断裂能和极限变形量；粘结强度：参照JGJ 110―97〈〈建筑工程饰面砖粘结强度检验标准》进行测定；干湿循环强度损失：保温砂浆试件（70.7mmX干湿循环制度一50°烘箱中干烘20h，水中浸泡4h.测定经30次干湿循环试件和未进行干湿循环对比试件的抗压强度。
2实验结果与分析讨论2.1EPS表面改性EPS表面为憎水性，与硅酸盐无机胶凝材料不相容。在新拌砂浆中，由于EPS颗粒容重很小，与水泥浆体不亲合，所以在搅拌过程中很容易出现EPS颗粒上浮现象，导致砂浆分层，保水性下降，从而严重影响了砂浆的和易性与施工性能。因此，大幅度提高胶凝材料与EPS颗粒的粘结强度，是研制EPS保温砂浆的重点与难点。本课题的基本思路是对EPS实施表面改性，使其由憎水性变为亲水性，从而能被新拌硅酸盐浆体所润湿，以增强EPS与胶凝材料的粘合。EPS表面改性的技术途径为：选择适宜的高分子粘结剂和偶联剂，配制低水灰比的聚合物硅酸盐胶凝材料，利用粘结剂和偶联剂的双重作用，实现复合胶凝材料对EPS的表面包裹。具体过程为：先将适量的粘结剂用水稀释，加入EPS颗粒和偶联剂，搅拌，当EPS颗粒表面完全被润湿后，再加入适量水泥，搅拌。待颗粒表面包裹了一层水泥浆体后，陈化，使EPS颗粒表面形成一层硅酸盐外壳，表面转变为亲水性。改性了的EPS颗粒与水泥浆体混合时，就会很容易被润湿了。
用经表面改性的EPS和未经预处理的EPS配制同容重保温砂浆，有关性能见表2保温砂浆断裂面状况见。
保温砂浆断裂面状况表2 EPS保温砂浆性能与用未经预处理EPS配制的保温砂浆相比，用表面改性的EPS所配制的保温砂浆，其施工性和物理力学性能显著提高。新拌砂浆分层度从2.2cm降为1.1cm，和易性、粘聚性明显改善。由于经预处理的EPS表面为亲水性，因此其与胶凝材料的粘结强度大大提高。由可见，未改性EPS保温砂浆试件，其断裂是发生在EPS颗粒与水泥浆体之间的界面上的，表明胶凝材料与未改性EPS的粘结强度低，界面区薄弱。而在改性EPS保温砂浆试件的断裂面处则可见大量的撕裂的EPS，表明胶凝材料与改性EPS的粘结强度大为提高，宏观上就表现为砂浆的施工性和强度显著提高。EPS预处理这一表面改性技术为其作轻骨料配制保温砂浆奠定了基础。
2.2EPS形貌、粒径、级配对保温砂浆性能的影响考察了不规则多面体EPS（破碎EPS）和球形EPS（预发泡EPS）2种典型形貌对砂浆性能的影响，结果见表3.EPS粒径和级配对性能的影响见表4.表3 EPS形貌对砂浆性能的影响由表3可见，保温砂浆的稠度基本一致时，采用破碎EPS颗粒来配制保温砂浆，mw/mc增大，需水量增加。这是因为破碎EPS颗粒不规则的表面及表面的孔隙增大了比表面积，从而使砂浆的需水量增加。采用破碎EPS颗粒配制的保温砂浆的和易性、粘聚性优于预发泡EPS，这是因为预发泡吨颗粒径单级配不不合理而破碎粒的级配较合J，ri|破碎sEPSc不规则多面体。cnki.与胶凝材料结合更牢固。与预发泡EPS相比，用破碎EPS颗粒配制的保温砂浆的吸水率增大，软化系数降低，抗压强度有所降低，但抗折强度基本不变。
由表4可见，EPS粒径与级配对保温砂浆的性能，尤其是施工性有显著的影响。随着EPS颗粒粒径的增大，砂浆的分层度增大，保水性、和易性及抗折强度降低。当EPS颗粒粒径达到5. 0mm时，所配制的保温砂浆的分层度达到2. 8cm，粘聚性、和易性很差。因此，为了保证EPS保温砂浆具有良好的施工性能，EPS粒径应小于5.0mm.将不同粒径的EPS颗粒按不同比例进行混合，得到具有一定级配的EPS轻骨料，这种轻骨料对所配制的保温砂浆的力学性能有所改善。如EPSi和EPS2按10：90（质量比）进行混合，所配制的保温砂浆的力学性能就较好。由于EPS颗粒分布较集中，0.63~1.25mm这一分级的颗粒含量较少，EPS颗粒间的孔隙率仍较大，为此采用0. 16~2.5mm的膨胀珍珠岩来改善其级配。试验表明，掺入占水泥质量为3%~5%的膨胀珍珠岩，可显著改善保温砂浆的工作性。
表4 EPS颗粒粒径与级配对砂浆性能的影响2.3EPS保温砂浆性能EPS保温砂浆和膨胀珍珠岩保温砂浆的性能见表5，其中，EPS保温砂浆的原材料用量（kg/m3）*水泥：30.EPS：20.0；复合粘结剂：18.5；偶联剂：0.5；珍珠岩：16.5；聚丙烯纤维：0.5，水灰比为0.69.膨胀珍珠岩保温砂浆原材料用量（kg/m3）*水泥：215.0；膨胀珍珠岩：130.0；水溶性粘结剂：2.5，水灰比为1.65.表5保温砂浆性能由于对EPS表面的改性，其保温砂浆和易性、施工性良好。EPS保温砂浆粘结强度大大高于膨胀珍珠岩保温砂浆，达0.1MPa即与基层有良好的粘结，施工时落地灰较少。EPS保温砂浆吸水率为14.1%不到膨胀珍珠岩保温砂浆的30%这为其耐候性的提高创造了有利条件。PS保温砂浆的冻融循环、干湿循环强度损失也只有膨胀珍珠岩保温砂浆的一半左右。
由于聚合物和纤维的复合作用，再加上EPS韧性较膨胀珍珠岩等无机集料高，因此EPS外保温砂浆韧性大大高于传统保温砂浆。三点弯曲法应力-应变实验显示，EPS外保温砂浆呈塑性断裂，其断裂能是同容重膨胀珍珠岩保温砂浆的4.6倍，是普通水泥砂浆的2.6倍，其极限变形量是膨胀珍珠岩保温砂浆的4倍、水泥砂浆的8倍。EPS保温砂浆的韧性使之能够吸收一定的应力，避免如普通砂浆一样的脆性开裂，为其作外保温材料奠定了基础。1999年6月，在原重庆建筑大学校内进行了EPS保温砂浆外墙外保温的工程实验。经过2年的风吹雨淋至今该保温层无裂纹、空鼓、脱落现象，表明EPS保温砂浆用于外保温是可行的。2000年6~ 8月，EPS保温砂浆在国家级建筑节能示范工程一天奇小区中进行了应用。该小区为多层砖混结构，建筑面积37页岩多孔砖（240mmX115mmX90mm）加外侧20mm厚的EPS保温砂浆。墙体传热系数1.9WAm2*IO，满足夏热冬冷地区建筑节能设计标准规定的外墙传热系数小于1.WAm2 *0的要求。EPS保温砂浆施工工艺与水泥砂浆基本相同，其工程造价为16元/m2，是性价比优异的节能型建筑新材料。
3结论通过对EPS进行预处理，使其表面由憎水性改为亲水性，成功地解决了无机胶凝材料对EPS不润湿及它们之间粘结强度很低的技术难题。
EPS保温砂浆施工性好，粘结强度高，且抗裂性、耐候性不错，能满足室外使用的要求，可用于外墙外保温，这突破了传统保温砂浆只能作内保温材料的局限，拓宽了保温砂浆的应用范围。
EPS保温砂浆利废节能，开辟了废弃EPS资源化新途径，其推广应用前景非常广阔。
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