建筑外墻瓷磚脫落問題的思考與分析

曹軍

摘 要：建筑外墻以外墻瓷磚為主要建筑材料目前已經(jīng)很常見，但建筑外墻瓷磚除了具有裝飾效果豐富和堅固耐用等優(yōu)點外，存在易脫落的缺點。對此，文章以建筑大樓外墻瓷磚年久失修易脫落的問題為研究對象，分析高空瓷磚脫落的原因，以某大學(xué)院部樓為對象，研究加固外墻瓷磚和防止外墻瓷磚的脫落的方法，加強(qiáng)施工的方法和提高施工管理質(zhì)量的措施，以及嘗試探討是否有新型建筑材料替代外墻瓷磚。

關(guān)鍵詞：外墻瓷磚脫落;收縮徐變;補(bǔ)救措施;預(yù)防措施;新型材料

中圖分類號：TU767文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1674-1064（2021）08-0-02

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.08.032

當(dāng)前，在各種建筑場景都易見到以瓷磚為主要建筑裝飾材料構(gòu)成的建筑外墻，以其堅固耐用和色彩鮮艷的特點，受到建筑設(shè)計方和施工方的青睞，但是建筑外墻瓷磚因失修易掉落這一缺陷，也引起了各方的關(guān)注。因此，找到合適經(jīng)濟(jì)的預(yù)防措施和探索新型建筑外墻材料就更加迫在眉睫。

1 脫落的原因

1.1 現(xiàn)狀分析

從2000年起，福建泉州等多個城市陸續(xù)頒布了禁止設(shè)計和使用外墻瓷磚的相關(guān)公告，但是在生活中，依然有不少建筑以瓷磚作為外墻的主要材料，包括一些老舊建筑，建筑外墻瓷磚容易脫落，甚至造成一些重大事故，也是這一建筑材料極的致命缺點。2018年，江蘇如東一房主的房屋外墻瓷磚脫落砸中他人導(dǎo)致身亡，被判承擔(dān)全責(zé)，賠償共計110萬元。2021年5月，陜西西安發(fā)生一起瓷磚脫落砸到汽車的安全事故，車內(nèi)乘客險些受傷。

不少科學(xué)實驗證明了大樓外墻瓷磚脫落的危險性，在排除如空氣阻力、風(fēng)力等影響因素的條件下，假設(shè)一塊質(zhì)量為100g、長度和寬度均為10cm的瓷磚從7層樓（20m）的高度砸落到地面，它的速度可以達(dá)到近20m/s，如果砸到人，相當(dāng)于把200kg的重物在一瞬間施加在人身上。生活中有很多因外墻瓷磚脫落情況導(dǎo)致的安全事故和悲劇，因此，應(yīng)該引起人們的重視，并科學(xué)地分析原因，探討解決措施。

2 導(dǎo)致外墻瓷磚脫落的原因

2.1 混凝土收縮徐變和溫度的影響

混凝土的收縮徐變是指僅在物理和化學(xué)因素的影響下，由于混凝土含水量的變化使混凝土體積收縮的現(xiàn)象。外墻瓷磚一般是由粘貼劑粘貼在混凝土墻面上的，隨著時間的推移，墻面上的混凝土收縮徐變一直在進(jìn)行，其帶動粘結(jié)層和瓷磚一起受力且變形，粘結(jié)層與瓷磚和墻面之間的粘合面積逐步減少，這種情況對瓷磚脫落的影響不能被忽略。在四季天氣的冷暖變化中，建筑物外墻混凝土與瓷磚粘接接觸面的面積也會持續(xù)變化。

尹華偉[1]等用ANSYS軟件模擬法證明，在極端的夏季高溫、混凝土徐變收縮作用下，外墻柱縱向配筋情況若配筋率越小，外墻瓷磚與墻面之間的粘結(jié)層就越容易產(chǎn)生一個剪應(yīng)力，瓷磚層的側(cè)向變形就是由此造成的。配筋率每減少5%，剪應(yīng)力就會增加0.25MPa，直接損害了瓷磚和粘結(jié)層，也是最終導(dǎo)致瓷磚脫落的直接原因之一。

2.2 砂漿粘接劑配比和瓷磚縫填縫劑的影響

砂漿配比在施工過程中極其重要，不同型號、不同強(qiáng)度的水泥所遵循的配比比例也有較大的差異。若配比出現(xiàn)差錯，就極有可能是降低了砂漿的強(qiáng)度，導(dǎo)致瓷磚與墻面和粘接層粘接不牢，造成了瓷磚脫落。瓷磚縫主要是避免其受到溫度影響熱脹冷縮，從而避免瓷磚形變發(fā)生空鼓、開裂，填縫劑則起到了防護(hù)的作用。

2.3 瓷磚質(zhì)量和施工技術(shù)的影響

瓷磚的種類和規(guī)格比較多，如果外墻瓷磚的規(guī)格和質(zhì)量不符合該建筑要求，后期出現(xiàn)瓷磚掉落的風(fēng)險會大大提高。施工時，待貼瓷磚吸水率>0.5%，但未在水中浸泡足夠時間，其在投入使用中會吸收粘結(jié)劑里的水分，造成空鼓和裂紋，導(dǎo)致瓷磚脫落。工人施工技術(shù)不規(guī)范，造成瓷磚粘結(jié)層與墻面基層之間的結(jié)合力不均勻，會損壞瓷磚貼合位置的結(jié)合層。

3 外墻瓷磚脫落的處理辦法

3.1 補(bǔ)救措施

對于已經(jīng)建成的以及年久失修的外墻瓷磚為外墻建材的建筑物，當(dāng)務(wù)之急是進(jìn)行全面檢查，徹底清除空鼓、松動及出現(xiàn)裂縫的部位，使用填充劑或者備用瓷磚，將墻面缺口補(bǔ)平并加固。

某大學(xué)院部樓始建于2004年，已出現(xiàn)多次瓷磚脫落的現(xiàn)象，所幸該樓下方是綠化草坪，降低了造成人身傷害的風(fēng)險。該樓共6層，高約19m，在樓前方采用的是玻璃幕墻，后方和兩側(cè)均采用了瓷磚為外墻裝飾材料。目前該場地已圍擋待處理，禁止人員車輛接近。

由于該樓層高不低，導(dǎo)致其實際建筑高度略高，從地面搭建腳手架將整棟大樓包裹工期太長，且并非整面墻的瓷磚需要鏟除加固，且影響樓內(nèi)師生正常的工作學(xué)習(xí)，存在極大的安全隱患。因此，可采用懸挑式施工吊籃的方法，承載施工人員，做好相應(yīng)的安全措施，從上往下逐一排查瓷磚的貼合情況。檢查時可以使用橡膠錘試探性地輕敲，檢查出空鼓、松動、破裂等情況要用醒目的噴漆標(biāo)記出來，方便后續(xù)施工處理。

施工人員將風(fēng)險瓷磚鏟除，清掃裸露出來的混凝土墻面。該樓建成已久，同款瓷磚很難找到，并考慮到避免更多的安全隱患，因此，此次施工不考慮再貼瓷磚，而是采用外墻涂料和環(huán)保填充物填充。根據(jù)張豐智[2]的處理方法，先填補(bǔ)膩子，在墻面干燥后做磨平處理，再貼上玻纖布，用填充物填充且磨平，最后用外墻涂料或真石漆涂刷。施工結(jié)束，按照《建筑工程飾面磚粘結(jié)強(qiáng)度檢驗標(biāo)準(zhǔn)》驗收通過后，拆除相應(yīng)的施工器具和相關(guān)圍擋，恢復(fù)校園正常秩序。

3.2 預(yù)防措施

對于正在施工或者即將施工且以瓷磚作為外墻主要裝飾材料的建筑，可采用李淵斌[3]提出的關(guān)于外墻瓷磚的施工方案。

施工前，對瓷磚的規(guī)格、品種質(zhì)量進(jìn)行審核使用，加以控制，選用外觀完整無裂痕、吸水率較低的瓷磚，并選擇技術(shù)過硬的施工人員。施工時，瓷磚要浸潤足夠時間后晾干，并施加一層專用界面劑再投入使用，粘接劑要按照1∶2～1∶2.5的比例配置水泥砂漿，或選用高強(qiáng)度粘接能力的建筑材料，在取樣檢測強(qiáng)度和安定性試驗合格以后到實際施工中使用?？茖W(xué)選用填縫劑，取樣合格以后按照相應(yīng)的技術(shù)要求去施工使用。施工結(jié)束后，按照《建筑工程飾面粘結(jié)強(qiáng)度檢驗標(biāo)準(zhǔn)》檢驗施工質(zhì)量，若不合格，須將不合格區(qū)域鏟除重新施工。在全部通過驗收工程竣工之后，定期檢驗該墻面目前的質(zhì)量，如果發(fā)現(xiàn)安全隱患可以采取加固補(bǔ)救措施。

4 探討新型外墻裝飾材料

4.1 幕墻

幕墻目前在各種建筑物中使用，支撐結(jié)構(gòu)和面板構(gòu)成了幕墻體系。幕墻主要起到外墻維護(hù)的作用，其完全獨立于主體結(jié)構(gòu)，且質(zhì)量輕、設(shè)計靈活巧妙和抗震能力強(qiáng)。幕墻多見于玻璃幕墻，在上海中心大廈、南京紫峰大廈等高層和超高層建筑中，玻璃幕墻往往作為最主要的外墻裝飾材料。在低層建筑中也會見到石板、陶瓷板、金屬板等與玻璃配合用于幕墻面板。例如，正在施工中的銅陵學(xué)院信息綜合樓采用石材和玻璃為面板逐行排列與隱框半隱框支承結(jié)構(gòu)結(jié)合的幕墻體系，與瓷磚相比，幕墻牢固地固定在支撐體系上，降低了施工難度和掉落的風(fēng)險，不影響室內(nèi)采光，在一定程度上減少了玻璃產(chǎn)生的光污染，更有利于對生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。

4.2 外墻涂料

外墻涂料包括乳膠漆、彈性涂料、真石漆等，其中，真石漆目前被廣泛用于商業(yè)小區(qū)外墻裝飾施工中。真石漆的裝飾效果類似于花崗巖和大理石，也被稱為液態(tài)石，適用于水泥磚墻、泡沫、石膏、玻璃等多重外墻基面，安全無毒且環(huán)保，平均70元/m2～150元/m2的施工和原料總價。外墻涂料最主要的是防水能力強(qiáng)、附著能力強(qiáng)，不會像外墻瓷磚年久失修直接脫落。

4.3 魚尾榫瓷磚

黃振東[4]參考家具與機(jī)械之間的結(jié)合方法，探索出魚尾榫瓷磚。這種瓷磚背部加上了魚尾榫式的凸面結(jié)合條，加大了其與粘結(jié)層的粘接面積，降低了瓷磚脫落概率。

4.4 新型材料

目前極具代表性的新型外墻材料有EPS（泡沫板）、XPS擠塑板、加入了樹脂阻燃劑的酚醛泡沫等，其均具有成本低、保溫隔熱效果好、質(zhì)量輕等特點?，F(xiàn)階段限制這類材料廣泛使用的主要原因是施工技術(shù)尚未達(dá)到要求的水平，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步以及裝配式結(jié)構(gòu)的推廣，新型外墻材料有望得到迅速普及。

5 結(jié)語

外墻瓷磚脫落主要由收縮徐變、溫度、粘結(jié)層配比、瓷磚縫及填縫劑質(zhì)量、瓷磚質(zhì)量和施工技術(shù)六方面原因引起。秉承著“安全第一”的理念，并隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和人力物力的投入，越來越多綠色環(huán)保的新型材料將會出現(xiàn)，建筑外墻將會變得越來越安全可靠。

參考文獻(xiàn)

[1] 尹華偉，舒佳建，黃帥，等.混凝土收縮徐變和溫度對外墻瓷磚性能及安全性的影響[J].科學(xué)技術(shù)與工程，2018，18（14）：54-59.

[2] 張豐智.高層建筑外墻瓷磚立面加固施工技術(shù)[J].科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊，2016（20）：44.

[3] 李淵斌.外墻瓷磚脫落的原因與防控措施[J].居業(yè)，2020（4）：107，109.

[4] 黃振東.劫后余生有發(fā)明——魚尾榫外墻瓷磚的發(fā)明[J].發(fā)明與革新，1996（11）：23.