外墻外保溫系統(tǒng)裂縫控制

林忠芳

外墻外保溫系統(tǒng)是置于墻體外側(cè)，以保溫、防水、保護(hù)及裝飾等性能為主要功能的復(fù)合墻體，一般是由多層具有不同特征和功能的材料通過(guò)合理組合排列布置而成，最終表現(xiàn)出良好的綜合性能，但隨著外保溫系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用其面層開(kāi)裂、空鼓等現(xiàn)象成為外墻外保溫系統(tǒng)主要矛盾之一，保溫體系一旦發(fā)生開(kāi)裂現(xiàn)象則性能將發(fā)生很大改變，不僅不能滿足設(shè)計(jì)要求甚至?xí)＜皦w安全，因此充分分析裂縫形成原因并針對(duì)性的提出解決措施具有重要意義。

1. 外墻外保溫技術(shù)及其特點(diǎn)

1.1 外掛式外保溫

該種工藝所用材料有巖棉、玻璃棉氈、聚苯乙烯泡沫板、陶粒混凝土復(fù)合聚苯仿石裝飾保溫板以及鋼絲網(wǎng)架夾芯墻板等，其施工時(shí)一般采用粘接砂漿或?qū)Ｓ玫墓潭⒈夭牧腺N、掛在外墻上，之后再抹抗裂砂漿，在其內(nèi)部壓入耐堿玻璃纖維網(wǎng)格布以形成保護(hù)層，最后再加做裝飾面，也可用專用的固定件將不易吸收水份的各種保溫板固定在建筑外墻，之后將鋁板、天然石材以及彩色玻璃等外掛在預(yù)先制作的龍骨上以形成裝飾面層，該種施工工藝施工難度較大，并且施工占用主導(dǎo)工期，尤其是在進(jìn)行高層施工時(shí)施工人員的安全得不到保障。

1.2 涂料飾面外保溫

在進(jìn)行涂料選擇時(shí)應(yīng)保證其與外保溫系統(tǒng)能夠兼容，在涂料底層膩?zhàn)舆x用時(shí)應(yīng)選用柔性膩?zhàn)?，在進(jìn)行封底涂料施工時(shí)應(yīng)涂刷均勻且不能漏涂，以免由于外保溫系統(tǒng)堿性較強(qiáng)，若封底不嚴(yán)密將會(huì)造成外飾面泛堿現(xiàn)象，外墻涂料則需采用延展率大于200的涂料，并且最好采用丙烯酸類涂料，而應(yīng)盡量避免采用油性涂料，因?yàn)橛托酝苛暇哂幸欢ǖ臐B透性其易滲透后腐蝕保溫板而降低保溫功能。

1.3 面磚飾面外保溫

采用面磚作為飾面保溫時(shí)應(yīng)保證施工中有與基層墻體可靠連接的面磚粘接劑，并應(yīng)保證其當(dāng)時(shí)粘接牢固且應(yīng)該能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定；外墻面磚應(yīng)采用全瓷面磚，其應(yīng)具備長(zhǎng)期可靠的質(zhì)量，并應(yīng)保證其吸水性能指標(biāo)良好，尤其對(duì)嚴(yán)寒地區(qū)更應(yīng)嚴(yán)格控制吸水率標(biāo)準(zhǔn)；面磚勾縫膠粉應(yīng)具備良好的透氣性和一定的柔性、抗?jié)B性以保證大面積面磚表層在熱脹冷縮時(shí)具備足夠的伸縮能力，并避免擠脹空鼓或滲水凍脹及破壞保溫層現(xiàn)象。

1.4 一次澆筑成型

該種工藝適用于混凝土框剪體系，其首先將聚苯板內(nèi)置于建筑模板內(nèi)，然后在墻體外側(cè)澆筑混凝土使其與聚苯板一次澆筑成型為復(fù)合墻體，由于外墻與外保溫一次成型因而可縮短工期，在寒冷季節(jié)施工時(shí)由于聚苯板可起到保溫作用因而可減少外圍護(hù)保溫措施，在澆筑混凝土?xí)r應(yīng)搖勻并連續(xù)澆筑以免影響混凝土側(cè)壓力影響而出現(xiàn)聚苯板在拆模后出現(xiàn)變形和錯(cuò)槎現(xiàn)象，內(nèi)置聚苯板一般為雙面和單面鋼絲網(wǎng)，其中雙面鋼絲網(wǎng)主要靠?jī)?nèi)側(cè)鋼絲網(wǎng)架與墻體外側(cè)配筋相綁扎及混凝土與聚苯板的粘結(jié)力，單面鋼絲網(wǎng)則靠混凝土與聚苯板的粘結(jié)力以及斜插鋼筋等與混凝土墻體的錨固力，其該種工藝較雙面鋼絲網(wǎng)相比具有省工省料、降低造價(jià)的優(yōu)點(diǎn)。

2. 裂縫成因分析

2.1 構(gòu)造因素

聚苯板薄抹灰外保溫層。由于該類保溫板的熱脹冷縮和濕脹干縮現(xiàn)象較為明顯，該類現(xiàn)象發(fā)生時(shí)在板縫處將會(huì)產(chǎn)生集中變形應(yīng)力，并且由于該體系采用純點(diǎn)或筐點(diǎn)粘接，因而保溫層內(nèi)存在貫通的空腔，當(dāng)外界正負(fù)風(fēng)壓對(duì)存在空腔的保溫隔熱墻面產(chǎn)生拉擠時(shí)則易導(dǎo)致開(kāi)裂現(xiàn)象，甚至當(dāng)風(fēng)壓較大則會(huì)將保溫板掀掉，并且當(dāng)保溫板溫度超過(guò)70℃其將會(huì)產(chǎn)生不可逆熱收縮變形而導(dǎo)致較為嚴(yán)重的開(kāi)裂變形；

現(xiàn)澆無(wú)網(wǎng)聚苯板外保溫層。該種工藝施工中由于聚苯板與混凝土基墻結(jié)合力不夠，施工中前面平整度難于控制，且通高垂直度偏差較大，并且聚苯板自身強(qiáng)度較低在支護(hù)和拆除外圍模板時(shí)其表面不可避免的會(huì)受到損害，并且在其接縫部位難免會(huì)出現(xiàn)縫隙導(dǎo)致混凝土澆筑時(shí)會(huì)出現(xiàn)漏漿而形成熱橋；

膠粉聚苯顆粒預(yù)混合干拌保溫材料層。雖然該工藝從構(gòu)造設(shè)計(jì)上充分考慮了熱應(yīng)力、水、火、風(fēng)壓及地震的影響，采用無(wú)空腔和逐層漸變?nèi)嵝葬尫艖?yīng)力的技術(shù)路線而從根本上解決了抗裂難題，但若在施工中采用剛性膩?zhàn)踊虿捎闷胀ㄋ嗌皾{或柔性不夠的抹面砂漿代替壓折比小于3的抗裂砂漿，或是在門(mén)窗洞口未鋪設(shè)耐堿玻纖網(wǎng)等都會(huì)導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)。

2.2 材料因素

聚苯板。若施工采用15Kg/m3以下的聚苯板作為墻體保溫材料則由于其密度低、易變型和抗沖擊性較差等原因?qū)?huì)造成墻面開(kāi)裂；按照生產(chǎn)工藝聚苯板在生產(chǎn)后應(yīng)經(jīng)過(guò)自然條件下陳化42d或在60℃蒸汽中陳化5d，而實(shí)際為了趕工期則達(dá)不到陳化時(shí)間要求，導(dǎo)致其尺寸穩(wěn)定性不夠，因而在保溫體系施工完成后將繼續(xù)收縮變形也會(huì)導(dǎo)致墻面開(kāi)裂；施工后的聚苯板在晝夜及季節(jié)變化過(guò)程中發(fā)生的熱脹冷縮和濕脹干縮現(xiàn)象也將導(dǎo)致在板縫處產(chǎn)生集中變形應(yīng)力而造成面層開(kāi)裂。

聚合物水泥砂漿。水泥砂漿配置過(guò)程中由于膠粘劑的柔性指標(biāo)不夠、脆性過(guò)強(qiáng)而導(dǎo)致膠漿的抗變形能力不能夠抵抗面層因應(yīng)力作用導(dǎo)致的開(kāi)裂；膠粘劑里面有機(jī)質(zhì)成分過(guò)高導(dǎo)致膠漿的抗老化能力降低，也將在竣工后出現(xiàn)大面積開(kāi)裂；水泥比例過(guò)大造成膠漿的強(qiáng)度標(biāo)號(hào)過(guò)高，在干化過(guò)程中面層膠漿收縮過(guò)快因其面層開(kāi)裂；保護(hù)層內(nèi)面層膠漿的吸水率過(guò)高導(dǎo)致經(jīng)過(guò)凍融、凍脹作用后引起面層開(kāi)裂；砂漿中砂的過(guò)篩粒徑過(guò)細(xì)、含泥量過(guò)高或砂子的粒徑級(jí)配不合理等導(dǎo)致面層開(kāi)裂；

玻纖網(wǎng)格布。網(wǎng)格布在復(fù)合抹面砂漿中起增強(qiáng)網(wǎng)的作用，其既可有效增加防護(hù)層的拉伸強(qiáng)度又可有效分散應(yīng)力而將本可能造成較寬的裂縫分散成許多較細(xì)的裂縫來(lái)增強(qiáng)其抗裂性能，但若玻纖網(wǎng)格布的密度過(guò)小、延伸率過(guò)大或網(wǎng)格布的網(wǎng)孔尺寸過(guò)大或過(guò)小以及其耐堿涂覆量不足等均可導(dǎo)致其耐堿強(qiáng)度保留率過(guò)低而導(dǎo)致開(kāi)裂。同時(shí)抹面膠漿必須與網(wǎng)格布協(xié)調(diào)一致的發(fā)揮作用，在面層開(kāi)始承受拉力時(shí)網(wǎng)格布應(yīng)可盡快處于受力狀態(tài)以發(fā)揮其抗拉性能并分散應(yīng)力，在外墻保溫體系中抗裂應(yīng)以延遲變形時(shí)間為主并應(yīng)限制單挑裂縫的寬度，因而網(wǎng)格布應(yīng)具有較強(qiáng)的節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度，以免在受拉時(shí)節(jié)點(diǎn)部位產(chǎn)生滑移而由抹面膠漿承受應(yīng)力而產(chǎn)生裂縫；具有較低的拉伸應(yīng)變，若網(wǎng)格布受拉時(shí)節(jié)點(diǎn)不發(fā)生滑移而產(chǎn)生較大的拉伸應(yīng)變同樣也會(huì)導(dǎo)致抹面砂漿早期開(kāi)裂；具有較小的織絲偏差度，以免由于網(wǎng)格布在生產(chǎn)過(guò)程中由于緯向絲過(guò)多導(dǎo)致受力時(shí)出現(xiàn)偏心現(xiàn)象而影響使用效果；

塑料錨栓。其在外保溫系統(tǒng)中起抵抗負(fù)風(fēng)壓和熱應(yīng)力的作用，但如施工中采用的錨栓質(zhì)量較差或?qū)㈠^栓設(shè)置在板縫連接部位則將會(huì)導(dǎo)致錨栓在打入脹芯后將發(fā)生脹管根部開(kāi)裂或與保溫板連接不牢固導(dǎo)致保溫板松動(dòng)等現(xiàn)象；

保溫層膩?zhàn)?。膩?zhàn)訉幼鳛橥獗伢w系的配套產(chǎn)品除了應(yīng)滿足一般膩?zhàn)拥男阅芤筮€應(yīng)滿足可抵抗保溫體系在寒冷季節(jié)應(yīng)力的變化，因而要求其抗壓強(qiáng)度或彈性模量低于保溫抗裂層基材以能更好的適應(yīng)基材變形，但若膩?zhàn)訉拥娜犴g性不夠則無(wú)法滿足抗裂防護(hù)層的變形而出現(xiàn)開(kāi)裂；

涂料面層封閉底漆。有機(jī)類保溫板極易受強(qiáng)溶劑溶蝕，因而對(duì)粘貼EPS板薄抹灰抗裂砂漿防護(hù)層時(shí)則不易采用油性封閉底漆，以免滾涂油漆后局部過(guò)量的溶劑會(huì)透過(guò)抗裂防護(hù)層而腐蝕EPS板而導(dǎo)致抗裂層和保溫層之間形成隔離層，嚴(yán)重的還可導(dǎo)致板面發(fā)生不均勻凹陷而發(fā)生空鼓脫落等現(xiàn)象，并且油性封底的樹(shù)脂?；瘻囟纫话爿^高，涂膜的柔韌性差因而在保溫體系上易導(dǎo)致漆膜開(kāi)裂而影響其封閉效果；

面層涂料。傳統(tǒng)性質(zhì)的涂料涂刷于輕質(zhì)保溫體系基層上則極易發(fā)生面層涂料的開(kāi)裂、脫落，甚至可導(dǎo)致雨雪水滲透入保溫體系而危害到整個(gè)保溫體系的穩(wěn)定性和安全性；

防護(hù)層。抹面砂漿與增強(qiáng)網(wǎng)組成的防護(hù)層對(duì)相應(yīng)工藝整個(gè)體系的抗裂性能起著關(guān)鍵作用，若直接采用水泥砂漿作為防護(hù)層，則其強(qiáng)度高、收縮大、柔韌變形性不夠則可導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生，即使采用了聚合物對(duì)砂漿改性但其柔韌性不夠或施工中抗裂砂漿層過(guò)厚，砂漿層收縮大等也易造成開(kāi)裂，或采用了存在斷裂強(qiáng)力低、耐堿強(qiáng)力保留率低、斷裂應(yīng)變大等質(zhì)量缺陷的網(wǎng)格布，其在后期使用中不能長(zhǎng)期有效的分散應(yīng)力而容易導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生。

3. 外保溫墻體裂縫控制措施

3.1 材料控制

膠粘劑。由膠粘劑組成的抹面砂漿與增強(qiáng)網(wǎng)構(gòu)成的抗裂防護(hù)層對(duì)保溫層的抗裂性能起著關(guān)鍵作用，因此其柔韌極限拉伸變形應(yīng)大于最不利情況下的自身變形，即各基層變形量總和，才能保證防止裂縫的產(chǎn)生；

聚苯板。由于聚苯保溫板的導(dǎo)熱系數(shù)與力學(xué)性能和本身密度密切相關(guān)，且其在生產(chǎn)后一定時(shí)期內(nèi)會(huì)產(chǎn)生一定的收縮值，并隨著環(huán)境濕度的增大該收縮延續(xù)時(shí)間增長(zhǎng)，因而在聚苯板自出場(chǎng)到使用應(yīng)在自然條件下不少于42天，在60度蒸汽中存放不少于5天；

塑料錨栓。為防止高層建筑受較大負(fù)風(fēng)壓時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)和建筑熱應(yīng)力作用而在負(fù)風(fēng)壓較強(qiáng)部位采用錨栓來(lái)輔助抵抗風(fēng)壓，但若錨栓質(zhì)量較差在脹芯膨脹過(guò)程中則脹管會(huì)產(chǎn)生開(kāi)裂，其豁口將會(huì)延伸到脹盤(pán)，為其滲水提供了條件因而錨栓應(yīng)采用韌性好的尼龍材質(zhì)；

網(wǎng)格布。網(wǎng)格布的使用可增強(qiáng)抗裂層的拉伸強(qiáng)度并能有效分散應(yīng)力以將原來(lái)可能產(chǎn)生的較寬的裂縫分散為多個(gè)細(xì)裂縫而增強(qiáng)其抗裂性能，同時(shí)由于保護(hù)層砂漿為堿性，因而網(wǎng)格布的抗堿性能對(duì)抗裂縫性能起著決定作用，因而在選用時(shí)應(yīng)采用高耐堿網(wǎng)格布；

抹面砂漿。由于抹面砂漿的柔韌性極限拉伸變形應(yīng)大于最不利情況下的自身變形及基層變形的總和，因而應(yīng)要求抹面砂漿具有足夠的柔韌性以保證其抗裂要求；

飾面層。飾面層材料應(yīng)選用柔韌性膩?zhàn)雍蛷椥酝鈮ν苛?，并要求材料具有防裂透氣并與保濕層協(xié)調(diào)的性能，并應(yīng)盡量采用顏色較淺的涂料以盡量降低夏季保溫層系統(tǒng)對(duì)太陽(yáng)熱量的吸收以降低濕度應(yīng)力。

3.2 材料性質(zhì)逐層漸變

彈性模量。其反映材料抵抗彈性變形能力，是材料在彈性極限內(nèi)應(yīng)力與應(yīng)變的比值，該數(shù)值越大則說(shuō)明材料抵抗彈性變形的能力越強(qiáng)，反之亦然，彈性模量的不同表現(xiàn)為材料抵抗彈性變形能力不同，因而應(yīng)使用彈性模量相近的材料以實(shí)現(xiàn)相鄰材料層之間的變形相互適應(yīng)、相互協(xié)調(diào)；

線膨脹系數(shù)。其反映的是材料在溫差作用下的變形能力，在溫差相同的情況下線膨脹系數(shù)越大則其變形也越大，如外保溫系統(tǒng)各層材料的線膨脹系數(shù)存在較大差異則會(huì)導(dǎo)致相同的溫差下材料層間會(huì)產(chǎn)生較大的相對(duì)變形或相對(duì)位移，且不協(xié)調(diào)的變形將會(huì)導(dǎo)致不同材料層間產(chǎn)生較大的約束拉應(yīng)力，即線膨脹系數(shù)相差懸殊的兩種材料在一起施工則在其相鄰界面上產(chǎn)生的剪切應(yīng)力很容易使保溫層開(kāi)裂，因此在外墻保溫系統(tǒng)應(yīng)盡量選用線膨脹系數(shù)相同或相近的材料以求變形相互協(xié)調(diào)；

導(dǎo)熱系數(shù)。該系數(shù)反映了材料以導(dǎo)熱方式傳遞熱量的能力，其數(shù)值大小與材料組成、密度和分子結(jié)構(gòu)等因素有關(guān)，即使同種材料若外界溫度、濕度及空隙率的大小、形狀和排列不同則導(dǎo)熱系數(shù)也不相同，不同的導(dǎo)熱系數(shù)則導(dǎo)致材料的不同的變形速度，而材料間變形速度差將導(dǎo)致界面處產(chǎn)生約束拉應(yīng)力，也可能導(dǎo)致保溫系統(tǒng)開(kāi)裂。

3.3 抗放結(jié)合

抗即采用各種抗裂措施和抗裂材料提高保溫層的抗拉伸強(qiáng)度和拉伸極限應(yīng)變來(lái)抵抗裂縫產(chǎn)生，因而在材料選用時(shí)應(yīng)盡量不采用高強(qiáng)、高密度、高強(qiáng)度及高彈性模量的材料以免斷絕變形應(yīng)力釋放出路，要達(dá)到該目的則必須保證各層材料有足夠的抗拉強(qiáng)度設(shè)備；放即對(duì)各層材料采取允許變形、限制變形和誘導(dǎo)變形等技術(shù)手段來(lái)釋放變形應(yīng)力，因而必須要求各材料層必須有足夠的變形能力和一定的柔性，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)由約束引起的應(yīng)力或變形采用疏導(dǎo)的方法來(lái)控制，從而為減小層間約束創(chuàng)造機(jī)會(huì)，即利用各層材料的變形或位移來(lái)釋放變形能量。

3.4 減小層間約束

若要減小約束拉應(yīng)力則必須減小層間約束系數(shù)，為各層材料能夠產(chǎn)生較大變形創(chuàng)造條件，并盡量采用柔性軟連接來(lái)增強(qiáng)各層材料的延性，即采用放的形式使各材料層在外力達(dá)到開(kāi)裂或破壞前具備較大變形，采用柔性材料則需其具備良好的延性即材料在外力作用下達(dá)到斷裂或破壞前伸展變形的能力。

3.5 分塊設(shè)縫和防水透氣

為了防止保溫層開(kāi)裂一般應(yīng)在大面積墻面上分塊設(shè)縫，在縫隙內(nèi)嵌入變形能力較大的柔性填縫材料，其具體分塊方法可參照大面積抹灰分塊方法；同時(shí)保溫層應(yīng)具備防水透氣作用，防水是為了保證保溫層干燥，透氣則是為了保證對(duì)室內(nèi)水蒸氣呼吸作用順暢，寒冷季節(jié)室內(nèi)外存在較大溫差因而在外墻兩側(cè)存在水蒸氣分壓力差，為了減輕水蒸氣在保溫層內(nèi)積聚，要阻止或減少室內(nèi)水蒸氣滲入的同時(shí)應(yīng)保證進(jìn)入保溫層內(nèi)的水蒸氣能夠順利逸出，其具體措施可采用在保溫層內(nèi)設(shè)置隔氣層并減小保溫層外側(cè)材料水蒸氣滲透阻等。

3.6 增設(shè)過(guò)渡層

若相鄰兩層材料的變形能力相差懸殊，則可采用在兩層材料間增設(shè)柔性材料過(guò)渡層，在使用中利用過(guò)渡層良好的變形能力來(lái)釋放變形應(yīng)力，而使其在反復(fù)多次變形的作用下不產(chǎn)生疲勞破壞。

4. 結(jié)語(yǔ)

隨著外墻外保溫系統(tǒng)的廣泛利用其開(kāi)裂現(xiàn)象對(duì)建筑節(jié)能構(gòu)成巨大的潛在的威脅，為防治該現(xiàn)象發(fā)生應(yīng)在加強(qiáng)對(duì)裂縫形成原因分析的同時(shí)對(duì)新型保溫材料性能給予足夠重視以降低裂縫發(fā)生的可能性，實(shí)現(xiàn)對(duì)外保溫層裂縫的有效控制。

（作者單位：福建宏盛建設(shè)集團(tuán)有限公司）