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建筑外墙外保温相关问题分析

作者：建筑中国建筑金属结构信息网网    
时间：2010-08-14 11:07:21 [收藏]
随着可持续发展战略的逐步实施和人民生活水平的提高，我国建筑节能工作出现了全面实施的大好局面。仅以建筑墙体保温为例，目前市场上相关的保温材料品种众多，保温工艺百花齐放，但是在实际的推广应用过程中同时面临
    关键词：建筑 墙外 保温
    随着可持续发展战略的逐步实施和人民生活水平的提高，我国建筑节能工作出现了全面实施的大好局面。仅以建筑墙体保温为例，目前市场上相关的保温材料品种众多，保温工艺百花齐放，但是在实际的推广应用过程中同时面临着各种问题。
    　　关于膨胀聚苯板薄抹灰外墙外保温系统的问题
    　　粘贴方式
    　　在《膨胀聚苯板薄抹灰外墙外保温系统》标准中要求，EPS聚苯板本身的拉拔强度≥0.10MPa；黏结砂浆与EPS聚苯板的（常温常态、耐水、耐冻融）黏结强度≥0.10MPa；当粘贴面积≥40%时，结构墙与EPS聚苯板间的黏结力达到40kN/m2。由此可见，除了EPS聚苯板与黏结砂浆的性能外，粘贴面积也是很重要的一个因素，粘贴面积大小会直接影响保温系统的安全。
    　　目前，一般标准上提供的粘贴方式有“点粘法”和“满粘法”两种，其中“点粘法”适合平整度不好的基层，“满粘法”适合平整度好的基层。现实的建筑保温基面的平整度绝大部分都不是很好，偏差达20毫米–30毫米的屡见不鲜。标准88J2-9中用“界面剂加1?3水泥砂浆”进行找平需要商榷，其原因涉及现场配置用的水泥和砂子的质量状况以及立面墙上涂抹的砂浆的养护情况。通过实验发现，不论是采用1?1、1?2或1?3的水泥砂浆，其与混凝土的拉拔强度很不稳定，平均强度很难达到0.40MPa以上，相对外墙外保温专用黏结砂浆大于0.70MPa的要求相差甚远，但完全用外墙外保温专用黏结砂浆去找平，价格很难让用户接受，因此在基层上去找平实际上不可取。在不平的基层上采用满粘法不仅浪费材料，而且还有可能导致虚粘，施工时需要选择相应的锯齿抹子，还要用齿深为20毫米-30毫米的抹子，操作起来有一定难度，在做试验样板时可以采用，真正用于工程施工时可操作性差。
    　　实际上，100%的满粘也没必要。对膨胀聚苯板薄抹灰外墙外保温系统而言，其安全性的影响因素主要来自负风压作用。根据《建筑结构荷载规范》中有关负风压计算结果，最大负风压与黏结力相比实际上是非常小的。当粘贴面积达到40%时，安全系数能达到10以上。因此100%的满粘没有必要。
    　　砂浆的组分
    　　在实验室内，在成本相同时，双组分砂浆（粉料与液料）比干粉砂浆的性能要稍好些。但在施工现场，双组分液料的加水等过程是管理的难题。另外，也会出现液料冬天受冻破乳、夏天发霉变臭、运输中破桶等现象，还有桶的成本及其回收利用的问题。相比之下，多组分砂浆（如专用胶、水泥、砂子在现场按规定比例使用）存在的问题更多，除具有双组分的问题外，还存在现场用砂子的质量难以保证，其级配、含泥量等难以确定，这两项对砂浆的性能影响很大。水泥和砂子采用1?1、1?2或1?3的比例都难以在现场精确控制。有鉴于此，建议最好采用单组分干粉砂浆。
    　　防火
    　　几乎所有保温工程都存在防火问题。对建筑外墙外保温工程，因其是在室外，外表面又有砂浆保护，应着重预防室内火源，在窗台上沿增加岩棉类防火性能较好的保温材料是解决问题的途径之一。对于EPS聚苯板薄抹灰外墙外保温系统，注意施工时的防火问题很有必要。但对已抹灰的EPS聚苯板薄抹灰薄抹灰外墙外保温系统工程，因抹灰砂浆的作用，着火燃烧有一定的难度。
    　　关于胶粉聚苯颗粒外墙外保温系统的问题
    　　胶粉聚苯颗粒外墙外保温系统早在上世纪70年代的德国首先使用，并于1991年颁布了《膨胀聚苯乙烯颗粒与无机胶凝材料复合而成的保温系统》（DIN 18 550 第三部分）标准。目前，此系统由于在实际应用中存在浆料导热系数和吸水率大、系统传热系数大、浆料的配制及施工难度大等弊端在国外早已不采用。对于国内大量推广应用的此类系统，应该注意在涂抹聚苯颗粒浆料前，使用优质的界面剂比较重要，因为聚苯颗粒浆料本身与基层的黏结力非常差，一旦聚苯颗粒浆料上墙后的养护时间少，会对低强度的聚苯颗粒浆料自身结构产生影响。另外，聚苯颗粒浆料里面的大量水分如果不能挥发出来，对系统后期的稳定性会有不利影响。值得一提的是，目前国内有很多不法厂商利用劣质的胶粉料和极少量的聚苯颗粒配制浆料，鱼目混珠，制造节能保温的假象。
    　　关于大模内置外墙外保温系统的问题
    　　跑模
    　　对于大模内置（有网或无网）外墙外保温系统最常见也比较棘手的问题是跑模问题。在偏差30毫米–40毫米甚至50毫米–60毫米的EPS聚苯板表面用砂浆找平困难非常大。另外，漏浆的处理和脱模剂的清理也比较困难，施工前应双面喷涂合适的界面剂。固定EPS聚苯板时，板间注胶的作用较小，火烧丝的作用相对较大。
    　　抹灰砂浆
    　　DBJ/T01–66–2002中对抹灰砂浆的描述是水泥：P.032.5；砂子：中砂，含泥量≤1%；水泥砂浆按1?3比例配制，按水泥重量加入抗裂剂，要求收缩值≤1%。但在实际工程中很难找到现成的中砂且含泥量≤1%，也很难做到水泥砂浆按1?3比例配制。抗裂剂的应用也没有给定具体的要求；收缩值的测量没有规定，等施工完成后再去检测，已经没有实际意义。因此建议使用由工厂经过严格控制生产的专用商品砂浆等材料，严格按要求施工。
    　　关于预制保温板后挂式外保温系统的问题
    　　板缝
    　　预制保温板后挂式外保温的板缝容易开裂，主要原因可能是保温板出现胀缩引起。该系统不像EPS聚苯板薄抹灰外墙外保温系统那样用网格布成一个整体，基本没有利用网格布极好的抗裂增强作用。另一个常见问题是，对于预制保温板后挂式外保温系统，如果板缝胶不合适（很多工程都这样采用），板缝处可能出现热桥，其间就会结露，天长日久，会显现出明显的连通板缝。近年来有很多内保温工程都采用这种做法，预制保温板一般是齐缝施工，因而在家庭装修完毕后，出现可见的网格状阴影的现象比较普遍，而且这种可见的网格状阴影又很难消除。
    　　胀栓的作用
    　　一般标准规定，胀栓的拉拔力应大于0.6kN，实际拉拔力能够达到1kN左右，即便如此，相对于聚合物砂浆的黏结作用（如上述“粘贴方式”中所述），胀栓对拉拔的作用还是有限的。特别是施工人员如果不专业或不敬业，随意打孔（如左右摇晃电锤等）使胀孔过大，胀栓基本上发挥不了作用，对于胀栓的热桥作用，如果单个胀栓的传热量为0.004W/K，当使用的胀栓数量达到25个以上时，系统的传热系数会增大0.10W/m2•K以上，需要增加保温层厚度去弥补损失。另外，胀栓锈蚀也是目前须要解决的一个普遍问题。因此，如果采用外墙外保温，应该采用粘贴法或粘钉结合施工。
    　　关于XPS挤塑聚苯板外墙外保温系统的问题
    　　XPS挤塑聚苯板外墙外保温系统的优点有强度较高、导热系数较小、具有一定的防水性等优点，缺点相对来说更多一些。一是热稳定性差。根据国标进行检测，目前国内生产（含外企生产）使用的XPS聚苯板的变形量在2%左右，而EPS聚苯板的变形量在0.4%以内，使XPS聚苯板外面的保护砂浆和涂料易开裂。二是XPS聚苯板的可粘性差。一般在使用前都要双面滚涂界面剂，保温市场所要求的界面剂和XPS聚苯板的标准目前尚无行标或地标；三是一般XPS聚苯板的透气性较差。在湿热地带使用时，易在板缝处产生水汽集中以至空鼓、开裂。对于面砖饰面的，虽然短期内被掩盖了，但在长期的环境考验下，出现掉砖的可能性较大。
    　　关于面砖饰面的问题
    　　在建筑物外立面贴砖的风险较大，在外墙外保温工程上贴砖的风险会更大，所以尽量不要在外墙外保温工程上尤其是在高层和超高层建筑上贴面砖。
    　　掉砖的原因
    　　掉砖的直接原因似乎是由于面砖和砂浆的重力剪切引起的。事实上，即使保温板保护砂浆、面砖黏结砂浆加上面砖的重量达到100kg/m2，其剪切力也小于1kN/m2，相比EPS聚苯板及EPS聚苯板与聚合物砂浆之间的抗剪强度（一般大于拉拔强度，即大于40kN/m2）还是非常小的。因此，重力不是掉砖的根本原因。根据实测结果，在北京地区按照节能65%的标准施工的薄抹灰外墙外保温工程，即使在秋天，保温板的外表面也能达到65℃以上，而当期凌晨的最低温度可能低至10℃，日温差能达到50℃以上。如果在中午下一场暴雨，可能在10分钟以内降低到20℃以下，即10分钟内的温差能达到40℃以上。根据检测，面砖与砂浆的线胀系数相差2倍–3倍，而且保温板外表面、保护砂浆、面砖黏结砂浆及面砖的升降温基本上同步。如果以较简单的分步累加法计算，在温度由20℃升高到70℃后，面砖与黏结砂浆的温度变形量也相差2倍–3倍。因此，在遇到大的温差时，两者的变形量之差应该是掉砖的直接原因之一。
    　　对于外墙外保温贴砖工程，面砖胶粘剂的作用非常明显。从掉砖现象来看，破坏部位多集中在胶粘剂与面砖的黏结界面、胶粘剂与底层抹灰砂浆的黏界面、胶粘剂内部破坏和底层抹灰砂浆层，其中尤以前两者居多。因此，应选用柔性面砖胶粘剂。对于面砖的要求：厚度为6毫米–10毫米、面积小于19000平方毫米；吸水率为0.5%–6%；背面不能太光滑，最好带燕尾槽；施工前一定要将面砖背面清洗干净后晾干。对于填缝的要求：要用吸水率较低的柔性填缝剂；要勾弧型缝，缝的深度应为面砖厚度的一半，缝宽应为5毫米–10毫米；要填缝不能擦缝。特别是在施工时，面砖胶粘剂须用机器搅拌，否则会出现加水多时面砖滑移的现象；如果搅拌不充分，胶粘剂中的聚合物不能充分地分散，就不能发挥增强作用，而且未分散的胶粉的聚集也会发生反作用。不要单用镘刀法施工，最好用组合法施工，钢托架和分割缝不能少。
    　　增强网的选择
    　　试验发现，当用镀锌钢丝网增强时，网孔在10毫米–25毫米范围内，网孔大小对拉拔强度影响不大；当面砖胶粘剂非常好时，拉拔的断裂面一般在钢丝网附近。但是，镀锌工艺对钢丝的防锈性能影响非常大（应选择后热镀锌网，先镀后焊或先焊后镀的冷镀锌网都应禁止使用），这是钢丝网的最大弊端。当用钢丝网增强时，一般抹灰厚度均在8毫米以上。此时若使用薄抹灰外墙外保温砂浆，一是使用不合理，二是成本较高。于是有些施工者采用普通砂浆直接抹灰或是掺一些抗裂剂之类的材料，造成很多隐患。当用玻纤网增强时，对施工工艺影响很大，不同面层施工工艺的拉拔结果差别很大，而且不同厂家的试验结果也不一样。根据试验结果，采用玻纤网增强的，砂浆厚度影响大，砂浆较薄时，拉拔断裂面一般均在网格布位置。当用双层网布时，面层网布的孔尺寸应大些，网间、网下、网上面的砂浆层厚度都不能太小。
    　　标准与现实的差异
    　　根据JC/T 547-2005《陶瓷墙地砖胶粘剂》规定，在制备检测拉伸强度的试件时，先在平放的标准混凝土板上抹一层胶粘剂，再用锯齿抹子梳理一遍，将试验砖放置于锯齿型胶粘剂上，然后在每块瓷砖上加载（2.00±0.015）kg的压块并保持30秒。试验条件是温度（23±2）℃，相对湿度（50±5）%，循环风速小于0.2m/s。具体做法是先加水再加粉料，机器搅拌150秒后，静置熟化一段时间，然后二次搅拌再去使用。但实际施工时的条件与此相差甚远，这是诸多粘砖工程失败的一个极重要的原因。因此应重复强调须用机器搅拌，粘砖时一定要揉压，绝对不可轻敲了事。
    　　关于涂料的相容性问题
    　　抹面用聚合物砂浆和柔性腻子的主要组成是细集料（砂、重钙等）、水泥、聚合物、保水剂等，其中细集料几乎是惰性的，由水泥提供基本的强度。从水泥加水搅拌后的主要水化反应结果可以看出，水泥水化不能没有水（但水分的挥发是一种自然过程）。在外保温用聚合物砂浆和柔性腻子中一般均含有聚合物和保水剂，尤其是保水剂在砂浆和腻子施工后没有水养护的情况下能给水泥的水化提供充足的水。
    　　在外墙外保温用聚合物砂浆和柔性腻子中，主要聚合物一般为VAE树脂或水乳性丙烯酸树脂，施工后由于失水干燥成膜而对腻子和砂浆起抗裂增强作用。这些聚合物树脂与水泥共同作用，一方面它们的失水为水泥的水化提供水，另一方面，水泥水化吸收的水为聚合物树脂的干燥成膜又提供了帮助。一般水泥的水化反应和聚合物的干燥成膜都需要一定的时间，在水泥充分水化前，过早过多失水会造成粉化等现象；在聚合物干燥成膜前，如遇溶剂（包含水），它们又都可能溶出，从而造成结构破坏。
    　　当采用某些溶剂性涂料时，可能发生的情况有如溶剂挥发率太大，涂膜会很快干燥，影响涂膜的流平性、光泽等指标，表面会产生橘皮状泛白现象。究其原因是溶剂挥发太快，使涂膜迅速冷却，在尚未干燥的涂膜上出现结露或涂膜收缩的缘故。由于涂膜透气性差，又有疏水性，如在潮湿基层上施工，容易产生起皮、脱落现象。另外，涂料中的溶剂可能会对腻子或聚合物砂浆中的聚合物产生溶解作用，破坏腻子和砂浆的结构，从而引起起皮、开裂等现象。而且大量易燃的有机溶剂的挥发，容易引起环境污染。
    　　关于检测报告和验收等方面的问题
    　　目前，建筑保温市场较为混乱，甲方、监理单位一定要注重对施工过程的过程检验和监管，对于由供应方提供的相关产品检测报告要做好详细认真的复检工作，加强对所提供产品的质量验收，务必要做好每一道工序的验收，严格确保工程质量。
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