嚴(yán)寒地區(qū)建筑外保溫防裂構(gòu)造設(shè)計與施工措施研究★

李昊函 方光秀

(延邊大學(xué)工學(xué)院土木工程專業(yè)，吉林 延吉 133002)

目前，我國對建筑外墻外保溫防裂技術(shù)的理論研究存在成果不足，已完成的外墻外保溫工程中常出現(xiàn)面層開裂現(xiàn)象，嚴(yán)重的甚至出現(xiàn)保溫材料層被剝離脫落的情況，降低了外墻的保溫性和耐久性。我國東北屬于嚴(yán)寒地區(qū)，其氣候特點為氣溫年差較大，冬季較長且寒冷干燥[1]。因為嚴(yán)寒地區(qū)的特殊環(huán)境，在外保溫系統(tǒng)中出現(xiàn)開裂等質(zhì)量通病比其他地區(qū)要嚴(yán)重得多[2]。因此，研究外保溫防裂技術(shù)特別是嚴(yán)寒地區(qū)的防裂技術(shù)刻不容緩。本文針對嚴(yán)寒地區(qū)外保溫墻面出現(xiàn)的空鼓、開裂、脫離等質(zhì)量通病，著重從占有率很高的EPS外保溫層的設(shè)計與施工入手，通過對國內(nèi)外嚴(yán)寒地區(qū)外保溫防裂技術(shù)文獻的統(tǒng)計分析研究，提出其創(chuàng)新型外保溫構(gòu)造系統(tǒng)與施工工法，力求達到嚴(yán)寒地區(qū)建筑保溫節(jié)能，且有效防裂外保溫層的目的。

1 國內(nèi)外文獻研究

1.1 國內(nèi)研究成果分析

通過國內(nèi)文獻的整理分析與研究，本文可借鑒的代表性成果如下：

朱晉萍[3]詳細(xì)分析各個材料重量比對粘結(jié)砂漿性能的影響，設(shè)計了聚合物粘結(jié)砂漿和抹面抗裂砂漿配合比，提出了可滿足抗拉能力，涂抹性，柔韌性，密實性和抗?jié)B透能力等條件的砂漿配合比。

張書宏[4]經(jīng)過數(shù)次優(yōu)化之后得出的EPS聚苯板保溫層施工方法，采用了點框粘貼法、用塑料錨栓固定、以耐堿玻纖網(wǎng)格布粘貼兩層，并針對實際施工當(dāng)中易出現(xiàn)的問題提出建議，以利于控制防裂等施工質(zhì)量。

1.2 國外研究成果分析

歐美等國家在40余年的應(yīng)用實踐中，對建筑外墻外保溫系統(tǒng)研究取得了顯著成就，已經(jīng)建立了嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)要求、規(guī)章和立法制度。通過國外文獻的整理分析與研究，本文可借鑒的代表性

成果如下：

在英國，建筑外墻外保溫技術(shù)通常采用如下幾種：第一種是先粘貼聚苯板、再抹聚合物防裂砂漿，最后鋪粘玻纖網(wǎng)格布；第二種是先在墻上固定金屬架或木框架，然后粘貼保溫材料；第三種是屬于定型外保溫體系，在磚墻或砌塊墻上，固定木龍骨且填充墻體保溫材料，外部采用不銹鋼釘釘木魚鱗板。采用聚苯板做外保溫材料時，外飾面層不得粘貼面磚。

法國在建筑外保溫系統(tǒng)中常采用兩種類型，分別是聚苯板薄抹灰外保溫系統(tǒng)和保溫裝飾一體化外保溫系統(tǒng)。其中，聚苯板薄抹灰外保溫系統(tǒng)采用粘、釘結(jié)合的固定方式，在外墻用金屬托架分層承托，而且對保溫板處開槽。保溫裝飾一體化外保溫系統(tǒng)的保溫裝飾板采用工廠預(yù)制，其施工順序為發(fā)泡聚胺酯、加強層、裝飾層。在施工時，采用脹管螺栓，按梅花形布置且訂在加強層中[5]。

德國最近研制出一種石墨模塑聚苯板，大幅提高保溫隔熱性能，顯著降低導(dǎo)熱系數(shù)與吸水率，防火性能良好，燃燒性能達到B1級。

2 外保溫防裂構(gòu)造設(shè)計

2.1 創(chuàng)新型外保溫防裂構(gòu)造系統(tǒng)

經(jīng)過分析，傳統(tǒng)做法的外保溫面層出現(xiàn)空鼓、開裂、脫落等質(zhì)量通病，其產(chǎn)生原因如圖1所示。

因此，按照“逐層漸變，釋放應(yīng)力”的防裂原則，優(yōu)化外保溫防裂構(gòu)造系統(tǒng)。

通過對國內(nèi)外的代表性研究成果進行優(yōu)化組合，本文提出的創(chuàng)新型外保溫防裂構(gòu)造系統(tǒng)由基層墻體、聚合物粘結(jié)砂漿層、XPS擠塑板(巖棉板)保溫層、錨栓、膠粉聚苯顆粒保溫砂漿找平層、聚合物抹面抗裂砂漿層、耐堿玻纖網(wǎng)布、聚合物抹面抗裂砂漿層、彈性外墻涂料飾面層等構(gòu)成。

XPS擠塑板(巖棉板)保溫層的固定方式為粘結(jié)固定，即采用聚合物粘結(jié)沙漿固定在外墻基層上，以錨栓固定為輔助措施，其構(gòu)造系統(tǒng)設(shè)計如圖2所示。

2.2 改進型點框法設(shè)計

根據(jù)文獻[5]研究，點框法以最精簡的方式滿足了40%的粘貼面積比，且施工速度快，粘貼布局合理，受力均勻。在板中央留出足夠?qū)挾鹊呐艢馔ǖ辣阌趯⒈匕鍖佑上碌缴险迟N，預(yù)留的空隙有利于排出保溫板層和基墻之間的空氣，防止產(chǎn)生空鼓。

本文提出的改進型點框法與錨栓固定示意如圖3所示。

將框的面積減小、點粘灰餅數(shù)量增加，兩側(cè)增加了排氣孔，采用粘、釘結(jié)合的固定方式，整個粘結(jié)面積大于保溫板面積的60%，可有效治理因為板內(nèi)留有較多空氣，粘結(jié)力不足而導(dǎo)致的空鼓、開裂、脫落等質(zhì)量通病，以達到嚴(yán)寒地區(qū)保溫節(jié)能、防止外保溫墻面開裂和脫落的目的。

3 施工流程與質(zhì)量控制關(guān)鍵點

3.1 配制粘結(jié)砂漿

本文提出的粘結(jié)砂漿配合比如表1所示。

表1 粘結(jié)砂漿配合比 %

3.2 粘貼保溫板

在粘貼XPS擠塑板(巖棉板)保溫層時，采用的施工工藝如圖4所示，并且保溫板四周漿料寬度為60 mm，在兩側(cè)留出50×50寬的排氣口，灰餅直徑為160 mm，厚度為5 mm，要求整個粘結(jié)面積不能少于保溫板面積的60%。

3.3 塑料錨栓固定

待聚合物粘結(jié)砂漿初凝后，鉆孔固定塑料錨栓。首先，按照施工方案的布點鉆孔，打入基層墻體為35 mm～40 mm，然后釘入塑料錨栓，并擰緊螺桿，要求錨栓的頭部不得超出XPS擠塑板(巖棉板)面。塑料錨栓的固定布點設(shè)計為梅花形。基層與聚合物粘結(jié)砂漿以及XPS擠塑板(巖棉板)的粘結(jié)強度、錨固件的牢固情況要進行現(xiàn)場拉拔試驗，拉拔后沒有脫落也沒有松動即為檢測合格，拉拔檢驗點隨機抽取。

3.4 耐堿玻纖網(wǎng)格布的粘貼

XPS擠塑板(巖棉板)粘貼24 h、錨栓固定經(jīng)檢查合格后，在保溫板外采用收縮小、柔韌變形優(yōu)良的輕質(zhì)膠粉聚苯顆粒保溫砂漿找平，然后抹專用的聚合物抹面抗裂砂漿復(fù)合耐堿玻纖網(wǎng)格布。當(dāng)用于首層時抗裂砂漿以兩層復(fù)合耐堿玻纖網(wǎng)格布，厚度為7 mm。先抹上聚合物抹面抗裂砂漿，再將網(wǎng)格布貼上并壓緊，隨后在網(wǎng)格布上抹一層聚合物抹面抗裂砂漿，最后壓平，直到不發(fā)生網(wǎng)格布外露和起皺。

施工工藝流程與質(zhì)量控制關(guān)鍵點如圖5所示。

施工質(zhì)量控制關(guān)鍵點如下：

1)保溫板與基底粘貼面是否緊貼無空鼓；2)現(xiàn)場拉拔試驗檢測錨栓是否牢固；3)網(wǎng)格布是否起皺和開裂及突出。

4 加強施工技術(shù)措施

1)做保溫層之前，外墻基底水泥砂漿比必須為1∶3，不發(fā)生空鼓情況并保證強度，XPS擠塑板(巖棉板)之間采用錯縫粘貼，錯縫應(yīng)為板長的1/2處。粘貼標(biāo)準(zhǔn)為粘結(jié)牢固、不得有松動；板間縫隙不得大于2 mm、且用耐候密封膠嵌縫，保證接縫處不產(chǎn)生冷風(fēng)滲透、不滲水；板間高低差控制在1.5 mm，且板面平整光滑，同時四角棱方正順直。避免在雨天或濕度大的天氣環(huán)境下組織施工。

2)編制施工方案，排列錨栓輔助固定與XPS擠塑板(巖棉板)粘結(jié)點的對應(yīng)位置。粘結(jié)保溫板層后，至少間隔48 h后方可安裝錨栓，此時粘結(jié)砂漿的強度必須達到75%以上[6,7]。

3)粘貼耐堿玻纖網(wǎng)格布時，如氣溫過高，聚合物抹面抗裂砂漿終凝后，噴水養(yǎng)護不宜少于3 d。

4)最后外表面做裝飾面層時，在保溫體系基層上要采用柔性膩子，并且選用耐水性好、耐老化強、同時粘結(jié)力和漆膜強度高的彈性外墻涂料。

5 結(jié)論

1)本文通過研究分析國內(nèi)外嚴(yán)寒地區(qū)防裂構(gòu)造設(shè)計與施工參考文獻的基礎(chǔ)上，經(jīng)過優(yōu)化組合，提出了適合我國嚴(yán)寒地區(qū)的創(chuàng)新型建筑外保溫防裂構(gòu)造設(shè)計與改進型點框法施工工藝，為類似工程設(shè)計與施工提供借鑒。

2)通過研究建筑外保溫防裂構(gòu)造施工工藝流程，針對我國嚴(yán)寒地區(qū)施工質(zhì)量通病，提出保溫板與基底粘貼面是否緊貼且無空鼓、現(xiàn)場拉拔實驗與檢測是否合格、耐堿玻纖網(wǎng)格布是否起皺和開裂及突出等3個質(zhì)量控制關(guān)鍵點，為類似工程施工與保證工程質(zhì)量提供借鑒。