外墻外保溫系統(tǒng)中保溫層與粘結(jié)層的性能研究

錢宏月 伊帕麗亞?阿不都維力

摘要：近年來，全國各地建筑工程外墻保溫材料脫落、起火等事故時有發(fā)生。建筑外立面的安全隱患問題日益突出，傷人傷物事件頻發(fā)，脫落的外墻保溫層成了傷人的“暗器”，成了懸在人們頭頂?shù)摹岸〞r炸彈”，已嚴(yán)重危及人民群眾生命財產(chǎn)安全，造成不良的社會影響。鑒于此，首先介紹了外部墻體保溫功能缺失的主要原因，包括現(xiàn)場施工條件影響、無機(jī)保溫砂漿強(qiáng)度質(zhì)量不符合標(biāo)準(zhǔn)、粘結(jié)層的匹配程度不高以及施工工藝影響，然后針對具體情況提出了詳細(xì)的修繕建議，最終取得了良好的效果，可為今后項目工程提供借鑒。

關(guān)鍵詞：外墻外保溫;保溫層;粘結(jié)層;性能

1導(dǎo)言

外墻外保溫系統(tǒng)是由保溫層、防護(hù)層和固定材料構(gòu)成的非承重保溫構(gòu)造的總稱，它具有保溫隔熱、避免冷橋、增加室內(nèi)空間等優(yōu)點(diǎn)。但是，建筑主體外圍結(jié)構(gòu)常常經(jīng)受自然環(huán)境的影響，如晝夜溫差、雨水、冰雹、結(jié)露等現(xiàn)象引起保溫體系的冷熱循環(huán)和干濕循環(huán)，因此，外墻外保溫系統(tǒng)各結(jié)構(gòu)層會產(chǎn)生應(yīng)力。太陽輻射、材料自身的堿腐蝕和外界微生物的腐蝕也會導(dǎo)致外墻保溫體系開裂、空鼓、剝落，影響工程結(jié)構(gòu)耐久性和建筑外圍的美觀，甚至威肋、人的生命安全。

2外墻保溫功能缺失的主要原因

通過現(xiàn)場的檢測分析以及數(shù)據(jù)庫資料，并結(jié)合紅外線強(qiáng)度檢測結(jié)果對墻體出現(xiàn)空鼓、剝落情況進(jìn)行細(xì)致分析：

2.1現(xiàn)場施工條件影響

無機(jī)保溫砂漿外墻在施工和后期保養(yǎng)維護(hù)期間，基層以及周圍的施工環(huán)境應(yīng)該控制在5℃以上，并且后期保養(yǎng)周期在7個工作日以上，在冬季施工中因為威寧溫度降低，還應(yīng)該在外墻位置采取合適的防凍措施，防止因為外部溫度過低導(dǎo)致保溫砂漿的材料無法發(fā)生水化反應(yīng)，進(jìn)而影響施工強(qiáng)度。

該項目的外墻保溫防護(hù)系統(tǒng)從2018年的12月份開始施工直到2019年的5月竣工，正是經(jīng)歷了漫長的冬季溫度影響，從施工期間的氣象數(shù)據(jù)來看，這些日期最低溫度大于5℃的天數(shù)為19天，最低溫度低于5℃的天數(shù)為70天。通過溫度對比結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，背面外墻的溫度低于周圍環(huán)境溫度為0～1℃之間，如果周圍的環(huán)境溫度本身低于5℃，則外墻的表面溫度必然也低于5℃，施工單位長期處于這樣的施工環(huán)境之下，無機(jī)保溫砂漿出現(xiàn)水化的情況也就可以解釋，甚至部分的墻面無法正常發(fā)生水化情況，導(dǎo)致無機(jī)砂漿在固結(jié)之后的強(qiáng)度達(dá)不到使用要求標(biāo)準(zhǔn)。

2.2無機(jī)保溫砂漿強(qiáng)度質(zhì)量

在紅外線檢測儀器的精確檢測之下，發(fā)現(xiàn)各個測量點(diǎn)中，正常墻面的粘連強(qiáng)度為0.04～0.07MPa之間，被破壞的墻面均從保溫墻面位置斷開，出現(xiàn)空鼓墻面的粘連強(qiáng)度為0MPa，被外部作用力觸碰之后會立刻斷裂。事后利用砂漿修繕的部位粘連強(qiáng)度分別為0.12、0.14MPa，被破壞的位置從砂漿層開始。無機(jī)砂漿保溫系統(tǒng)施工標(biāo)準(zhǔn)中明確規(guī)定砂漿系統(tǒng)的設(shè)定應(yīng)該滿足當(dāng)?shù)氐臍夂蛞螅渲芯唧w的參數(shù)要求標(biāo)準(zhǔn)為：涂料飾面的防護(hù)層和保溫層之間的粘連強(qiáng)度應(yīng)該保持在0.01MPa之下，并且破壞的位置應(yīng)能夠控制在保溫層范圍之內(nèi)。該項目經(jīng)過紅外線裝置檢測過后發(fā)現(xiàn)無機(jī)保溫砂漿系統(tǒng)的粘連度沒有達(dá)到設(shè)計的要求標(biāo)準(zhǔn)，并且保溫砂漿的強(qiáng)度很低。施工單位邀請專業(yè)檢測機(jī)構(gòu)進(jìn)行砂漿性能試驗，按照國家有關(guān)規(guī)范的規(guī)定進(jìn)行試驗檢測。

3環(huán)境對外墻外保溫系統(tǒng)及粘結(jié)層的影響

外墻外保溫系統(tǒng)一般由基層墻體、粘結(jié)層、保溫層、抹面層和飾面層組成。建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)通常直接受到外部環(huán)境影響，夏季高溫暴雨后墻體溫度迅速降低，墻體內(nèi)外表面溫度波動大，溫度差高達(dá)_500℃。冬季墻體會受到太陽輻射的作用，冬季太陽靠南方向，南墻的輻射強(qiáng)度最大，晝夜溫差可達(dá)一300℃，極易引起凍融現(xiàn)象。墻體內(nèi)外溫差的存在會使保溫層產(chǎn)生應(yīng)力導(dǎo)致保溫材料變形，保溫材料達(dá)到臨界變形狀態(tài)時產(chǎn)生裂縫，影響保溫效果。飾面層作為保溫系統(tǒng)的第一道防線，直接受到太陽照射。對于抹面層，夏季受壓，膨脹鼓起;冬季受拉應(yīng)力作用，易產(chǎn)生開裂。涂料飾面層在高溫條件下施工，保水不足、失水太快會引起開裂;面磚飾面層受到熱應(yīng)力的影響，形變得不到釋放，易產(chǎn)生空鼓開裂。外墻外保溫系統(tǒng)構(gòu)造示意圖見圖1

圖1外墻外保溫系統(tǒng)構(gòu)造示意圖

外墻外保溫系統(tǒng)在節(jié)能減排方面貢獻(xiàn)突出，但在使用過程中長期受到環(huán)境的考驗。北方地區(qū)冬季白天溫度零上，夜晚最低可達(dá)到零下200C;夏季高溫之后暴雨，氣溫變化無常。長期反復(fù)的晝夜更替、冷熱交替、凍融循環(huán)極大影響粘結(jié)效果，降低了粘結(jié)強(qiáng)度。保溫層與結(jié)構(gòu)層粘結(jié)不牢固，導(dǎo)致保溫板與粘結(jié)界面出現(xiàn)空鼓、脫落等質(zhì)量問題。外保溫工程往往很難達(dá)到2-5年的使用年限，因此探究環(huán)境對粘結(jié)強(qiáng)度的影響對外墻外保溫系統(tǒng)的耐久性有重要意義。

4外墻外保溫系統(tǒng)中保溫層與粘結(jié)層的性能分析

4.1施工工藝影響

施工方應(yīng)該根據(jù)無機(jī)砂漿施工技術(shù)規(guī)程要求，在施工過程中注意做好關(guān)鍵部分的施工工作。例如在基層的表面涂抹均勻的界面劑，外部表面的計量如果達(dá)不到要求，基層上面的保溫砂漿無法具備良好的粘接性能，同時界面劑的缺失還會導(dǎo)致基層墻體和保溫層之間形成空鼓的氣泡。

無機(jī)保溫砂漿的外墻保溫系統(tǒng)在重要節(jié)點(diǎn)部位應(yīng)該做好充分的防水工作，例如分隔縫位置按照建筑需求設(shè)計，明顯位置裂縫采用有機(jī)材料和防水涂料粉刷2遍以上。節(jié)點(diǎn)部分如果沒有處理得當(dāng)非常容易發(fā)生保溫層滲水的情況，從而影響保溫效果。該住宅位于貴州省畢節(jié)市，該地氣候冬冷夏熱，在冬季出現(xiàn)霜凍的情況比較頻繁，并且夏季雨水量較大，如果沒有做好外部保溫層的節(jié)點(diǎn)工作，夏季的過量雨水可能會從分隔縫的裂縫中滲入到保溫層的內(nèi)部。該小區(qū)在竣工交付一年之后，在干濕交替的季節(jié)常常會發(fā)現(xiàn)外部保溫層的保溫砂漿以及界面劑出現(xiàn)老化的情況，保溫層因此出現(xiàn)大面積的空鼓和脫落情況?，F(xiàn)場利用紅外線裝置進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)空鼓脫落部分大都集中分布在外墻裂縫位置，該種情況正是因為施工方在裂縫處理方面沒有處理到位。

4.2消除外墻安全隱患

筆者認(rèn)為，短期內(nèi)要對外墻保溫材料生產(chǎn)企業(yè)加大監(jiān)管力度，確保企業(yè)生產(chǎn)的保溫材料質(zhì)量達(dá)標(biāo)，提高保溫材料的安全性和可靠性。同時，盡快落實建筑質(zhì)量終身責(zé)任制，形成“誰開發(fā)、誰負(fù)責(zé)，誰施工、誰負(fù)責(zé)，誰監(jiān)理、誰負(fù)責(zé)”的責(zé)任追究體系，強(qiáng)化各部門責(zé)任意識。長期來講，應(yīng)加快出臺相關(guān)政策、法規(guī)，給新材料、新技術(shù)體系施展功夫搭臺。如采用建筑保溫與結(jié)構(gòu)一體化技術(shù)體系不失為一勞永逸解決外墻保溫層脫落和火災(zāi)事故的好辦法，其特征可描述為“集建筑保溫與墻體圍護(hù)功能于一體，能夠?qū)崿F(xiàn)保溫層與建筑結(jié)構(gòu)同步施工完成的技術(shù)”，該技術(shù)主要應(yīng)用于建筑外墻，目的是實現(xiàn)墻體圍護(hù)，達(dá)到冬季節(jié)能保溫和夏季防曬隔熱的目的。

4.3配制粘結(jié)材料方法

配制粘貼材料，主要是根據(jù)建筑墻體自身的性質(zhì)和實際情況進(jìn)行及時的調(diào)整，在按照粘貼材料生產(chǎn)廠家的使用說明指導(dǎo)下，圍繞建筑墻面自身的性質(zhì)，指導(dǎo)施工人員規(guī)范操作。這樣的方式還能保障現(xiàn)場安全施工的進(jìn)行。目前墻面粘貼材料主要有水泥基膠凝材料、高分子聚合物材料及填料和添加劑等組成，現(xiàn)場材料的配置需要將這些材料進(jìn)行合理的配比以及充分的攪拌，發(fā)揮每一種材料的作用。如果缺乏攪拌的具體手法，會造成現(xiàn)場工作的困難，對于配置材料質(zhì)量的好壞無法保障，一旦出現(xiàn)安全事故，很難說明是哪一方的責(zé)任，進(jìn)而產(chǎn)生爭議和糾紛。因此需要相關(guān)的技術(shù)人員在實驗室內(nèi)進(jìn)行配比和統(tǒng)計數(shù)據(jù)，從而確認(rèn)檢測方法與技術(shù)指標(biāo)，明確現(xiàn)場材料配置的主要方法，指導(dǎo)現(xiàn)場施工的順利進(jìn)行。

結(jié)束語

綜上所述，對于外墻外保溫系統(tǒng)開裂、脫落的原因，人們經(jīng)常從施工質(zhì)量方面進(jìn)行考慮，往往忽略了保溫材料與基層墻體的協(xié)調(diào)、保溫材料與其他各層之間物理性能以及保溫材料自身性能。通過研究外墻外保溫系統(tǒng)在不同環(huán)境下的失效過程和機(jī)理，揭示循環(huán)過程中系統(tǒng)單體的變化規(guī)律，提高保溫體系的壽命和安全，保障建筑節(jié)能的可持續(xù)發(fā)展。

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