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如何防止外墙外保温体系的开裂

文字:[大][中][小] 手机页面二维码 2008/11/22     浏览次数:    

【摘要】开裂作为外墙外保温工程的质量控制难点,需要系统的认识其成因及有效的控制措施和解决方法,使因开裂对外墙外保温工程造成的各种破坏得以控制。

【关键词】外墙外保温体系   开裂  分析  控制

    近年来,随着我国新的节能50%的《民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分)》(JGJ26-95)的实行,以及《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》(JGJ134-2001)的颁布,外墙外保温技术越来越多地在一些城市的节能建筑中得到应用。事实证明,相比于其它外墙外保温方式,外保温式一种*有效,*合理的保温方式。

    我国外墙外保温的历史已有近十年。从已建成的项目来看,*普通的质量问题是面层的开裂,而开裂导致了外保温失去功效。从*早期的钢丝网水泥砂浆抹面,到后来的聚合物水泥砂浆+玻璃纤维网格布,至目前Sto推出的无水泥高弹性纤维增强抹面胶浆,我国的外保温体系大致经历了上述三个发展时期,主要目的是提高防护面层的弹性,解决外保温体系的面层开裂问题。

    导致外保温体系面层开裂的因素很多,从体系的设计,到材料、施工,几乎涉及到外保温体系的各个方面,本文意在此做一个*的分析与总结,供同行参考。

一、材料

1、  聚苯板

    用于外墙外保温体系的聚苯板密度不宜过低。存放期必须符合要求。

    作为防护面层的基面,聚苯板需有一定的刚性。密度过低的聚苯板由于强度太低太松软,在外力冲撞、风压作用下易变形,显然是不合适的。

    国外用于外保温的聚苯板的密度为15Kg/m3,抗拉强度可以达到180Kpa。国内的聚苯板在抗拉强度达到已经公布的行业标准《膨胀聚苯板薄抹灰外墙外保温系统》所规定的*低值100Kpa时,密度应在18-22Kg/m3之间。

2、  防护面层与饰面材料的弹性

    防护面层的材料包括抹面胶浆与玻璃纤维网格布,欧标(ETAG004)中称此层面为“砂浆系统”(Putzsysterm)。作为抹面胶浆与玻璃纤维网格布共同组成的一个“系统”,除了与保温板之间有一个*的粘结性以外,其主要性能指标是抗开裂性和抗冲击荷载性,以保护保温板在相对恶劣的气候田间与外力作用下不至于开裂而能正常发挥其保温性能。

    因此抹面胶浆应具有一定的弹性。

    行业标准《膨胀聚苯板薄抹灰外墙外保温系统》规定无水泥基抹面胶浆的开裂应变应≥1.5%。水泥基材料的开裂应变较低,一般为0.4%-0.5%,国内现有的测试仪器无法测定,目前以抗压扛折强度比来控制,要求≤3。

    纯水泥砂浆,不但本身没有弹性,且具有较大的收缩应力,是不适合使用于外保温体系的。

    对聚合物水泥砂浆来说,如果其中的乳液质量不好,而水泥组分较多,砂的级配不良,含泥量高,或需要在工地现场配置的话,其质量就很难地道*。

    玻璃纤维网格布在防护面层中起到应力分散的作用,其性能与抹面胶浆的相容性非常重要。

    目前业内人士对玻纤网格布的强度与耐碱性(应用于水泥基抹面胶浆)要求已十分清楚,本文不再赘述。没有引起重视的是,对好的玻纤网格布来说,好要求它有较低的弹性(断裂延伸率),较高的节点抗滑移强度,以及较好的刚性。好的网格布其应力-应变曲线应呈线性关系。

    换句话说,上图中应力-应变曲线呈线性关系的网格布既是有较高的强度,配上弹性较好的抹面胶浆,所组成的“砂浆系统”的抗开裂性仍可能是很差的。

    Sto无水泥高弹性纤维增强抹灰胶的开裂应变达到2.38%,Sto玻纤网格布的断裂延伸率为≤3.5%,故两种材料的相关性是非常优良的。水泥基抹面胶浆似乳液含量大小其开裂应变一般为0.4%-0.5%,大多国内网格布的断裂延伸率却在5%左右,性能形容性明显较差。

    饰面材料也应具有与“砂浆系统”相应的弹性,以*外保温体系整个面层系统性能的协调。不仅是弹性,外保温体系各材料层的各种性能都应是相容的,例如热膨胀性等。材料之间的不相容,也会引起裂缝。

3、  面层材料的吸水性

    水是建筑物的天敌,水引起了冰胀应力和冻融破坏,使墙体产生裂缝,对外保温也如此。故抹面胶浆与饰面材料的吸水性应尽量低。

    欧标(ETAG004)对外保温体系的评估首先从体系的吸水性开始视吸水性的结果确定是否需做耐候性试验(湿热特征与冻融特征)。若涂上抹面胶浆(包括玻纤网格布)后体系试件的吸水量不合格(1小时吸水量≥1Kg/m2),可对涂上饰面砂浆后的体系试件重复试验,若仍达不到要求(24小时吸水量≥0.5Kg/m2),则必须做耐候性试验。

    已经公布的行业标准《膨胀聚苯板薄抹灰外墙外保温系统》参照ETAG004,在规定体系吸水率≤0.5Kg/m2的同时,还规定体系必须同时通过耐冻融试验。这一要求超越了ETAG004,足见防水对外保温体系面层材料的重要性。

    有机类砂浆的吸水性无疑大大地小于矿物质类砂浆。

二、体系的设计

1、正确设置体系的伸缩缝

    水泥基材料的开裂应变较小,且本身收缩应力较大,在大面积施工时必须设置体系的伸缩缝。伸缩缝间距应根据当地气候条件、材料性能经过严格验算,并视建筑物具体情况进行设计。对一些缺少技术资质的企业来说,在这一点上根本无法做到。

2、外保温体系与其它构件连接处的处理

    从工程实际中可看到,外保温体系的开裂往往从细部开始,即门窗开口处、外墙面的空调、排水管等支架处,且裂缝宽度明显大于墙面。

    外保温体系于其它构件连接处的处理必须考虑以下因素:

●防水

    仅有防水的材料是不够的,必须还有一个防水的结构。

●不同材料之间应有一个*的柔性的接触

    这是为了防止因材料热胀冷缩等性能差异而对外保温体系造成破坏。

3、易撞部位的防撞设计

    某些裂缝是由于不可避免的外力冲撞而产生,应对易撞部位作防撞设计。

    建筑物的勒脚、整个底层、阳台外墙、门窗两侧转角等部位均是易受冲撞区域。在勒脚触设置刚性托架,设置防撞隔离带;在易撞墙面附加一层加强玻纤网格布;在转角处附加刚性包角件等,都是必要的措施。

4、锚钉对裂缝的影响

    在某些老建筑物及风压较大的高层建筑墙面,保温板在粘贴的同时往往还需附加锚钉一增加体系的安全性。然而锚钉对外保温体系地裂缝却起着不利的影响。

    在较大的风压下(不论是正压还是负压),两颗锚钉连线的中间及锚钉托盘周边的外保温体系所受的弯曲应力*大,从而是容易引起开裂的部位。

    计算表明,只要基面有足够的承载力,粘胶的粘结强度足够抵抗(100m高处的)负风压。一般情况下除了高层的阳角区域,大墙面上不需附加锚钉。

    施工时特别应注意锚钉的托盘不能凸出于保温板面,以防止对面层材料形成集中应力。

5、装饰面颜色的影响

    外保温装饰面层的颜色不易过深,颜色的明度宜大于20%,以尽量减少夏季外保温体系对太阳热量的吸收,降低温度应力。

三、施工

    外保温体系是一个在工地现场施工出来的复杂的多层结构,因此施工质量直接影响到外保温施工队伍,必须加强对工人的培训和管理,以适应不断增强的市场需求。

    下列因素会引起外保温面层的开裂:

1、保温板粘贴质量不好

    保温板如粘贴不平整,会使防护面层材料受到集中应力(尤其是收缩应力较大的水泥基材料)而导致开裂。板缝如留有粘胶,或板缝没有专用发泡胶填充,板缝便成为热桥而导致结露,冷凝水从内部破坏外保温体系。

    门窗开口处是*易开裂的部位,除了上述材料连接处理应合理外,此处的保温板应连接而不能有板缝。

    由于基面不平整,板缝出现高差是常见的问题,如果没有打磨平整,该部位是特别容易开裂的。一些厂家使用XPS板作为保温板,这种板结构致密无法打磨,对开裂问题来讲存在先天性缺陷。

    在某些已开裂的工程经常能看到沿着板缝方向开展的裂缝,或看到清晰的沿着板缝方向的面层的起拱,均是因为保温板粘贴质量有问题,或打磨不平整,当然也可能包括保温板本身的收缩变形。

2、水泥基抹面层太厚

    水泥基材料由于其本身的收缩应力较大,厚度一般不宜超过5mm,越厚越易导致开裂。

3、玻纤网格布埋设不当

    玻纤网格布在防护面层中起到应力分散和加强抗拉的作用,合理的埋设位置应该在防护面层厚度的外侧1/3处。设置在中间或太靠里侧都会降低防护层的抗裂作用。

    但在施工中往往难以控制。特别是一些抹面层较厚,而网格布过细过软的体系。对于“Sto经典”外墙外保温体系,施工时以表面能看到网格布格子而看不到网格布颜色的方法来控制。

    相邻网格布应搭接5-10cm,但加强网格布只能对接。

    对于水泥基材料,在门窗开口处还应附加45度角网格布。

4、水泥基抹面材料的养护

    水泥基抹面胶浆应有一定的洒水养护期,新施工的抹面层不能受太阳直晒和风吹,以避免失水过快,导致水泥水化不充分而影响水泥初期强度引起开缝。

    从这个角度来说,由于无水泥基材料的干燥是水分蒸发的过程而非水化过程,并不需要严格的潮湿养护,故在高温气候下施工有更好的适应性。

    综上所述,影响外保温体系面层开裂因素繁多。

    但外保温防护面层毛否具有较高的弹性,较低的吸水性,以及细部节点是否有正确合理的处理,是外保温体系防止开裂的决定性因素。

 

                                                                                               ——摘自《河南建设科教》

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