中建二局第一建筑工程有限公司 北京 100176
摘要:外墙外保温是建筑节能的主要措施,保温层与基层墙体的连接方式有粘贴和锚栓连接两种。对于点粘的连接方式,在保温层和基层墙体之间可形成空腔提高保温效果,但受自然环境条件及人为因素的影响,在胶粘剂与保温板及基层之间易产生集中的温度应力,个别点粘的结合面由于温度应力的作用发生破坏而失效。本文就对保温板脱落展开了相关研究。
关键词:建筑工程;外墙外保温;保温系统;保温板脱落
1 外墙外保温系统材料
实际工程中常用的外墙外保温系统保温层有:膨胀玻化微珠砂浆抹面层;板类保温层如聚苯板、聚氨酯泡沫板、岩棉板(增加“LS2型板(XPS板和模泡A级防火保温强力板复合”)等;保温砌块。由于节能标准的提高,采用膨胀玻化微珠砂浆抹面层保温系统,抹面层较厚,施工比较困难,因此工程中已很少大面积采用这种外墙保温做法,仅用于局部的保温措施,如窗台部位。保温砌块构造要求复杂,施工困难,应用较少。聚苯板和聚氨酯泡沫板外墙保温系统在工程中应用比较广泛,但聚苯板和聚氨酯泡沫板均具有可燃性且燃烧后产生有害气体,由于外墙保温引起的火灾时有发生,如2010年11月15日,上海余姚路胶州路某高层公寓火灾,大火导致58人遇难。造成如此大的人员伤亡事故与该建筑物在节能改造时外墙采用聚氨酯泡沫板易燃保温材料有直接关系。
2 建筑外墙外保温系统保温板脱落的原因
2.1 温度应力因素
受太阳辐射作用、环境温度变化影响,建筑外墙外保温系统内外表面存在不同程度温差,加之各层材料性能不同,使得各层受温度影响产生的变形速度和变形量与墙体产生的变形不一致,进而产生温度应力。由于温度应力对保温层的影响“潜在并长期存在”,对保温层的破坏埋下隐患,温度应力的逐渐增大使抹面层表面和网格布对温度应力的承受能力不足,抹面层会产生不同程度的裂缝,甚至开裂剥落,保温板开始裸露,进而对保温板产生破坏。
2.2 雨水因素
当雨水侵入外墙保温系统,会降低保温层的有效热阻值及保温性能。由于保温层吸收并集聚过多水分,当气温较低时,保温系统内部会出现冷凝、结露、发霉等现象,在液态水的作用下,抗裂砂浆层产生冷凝,强度降低,粘结力下降,容易产生干湿变形,严重会造成保温层冻胀、破坏,使得保温层空鼓或脱落。
2.3 风压因素
当侧风面和背风面外保温系统内侧气压大于外侧气压产生负风压,此时外保温系统受到从里向外的推力;迎风面受到由外保温系统向基层的推力产生正风压力。正风压力作用于外保温系统上会使保温板发生弯曲变形,对保温板与粘结砂浆的粘结点产生挤压作用。负风压力对外保温系统产生由空腔向外保温系统的推力,当负风压大于粘结砂浆与基层、粘结砂浆与保温板作用时,产生负风压发生区,当采用纯点粘法施工时,会形成连通空腔,外保温系统便会出现脱落。
3 外墙外保温系统对建筑物安全性的影响
3.1 玻纤网格布对外墙外保温系统的影响
玻纤网格布是减少抹面砂浆由于受收缩及温度影响而开裂的有效措施,同时当采用岩棉板保温层时,亦可将风荷载传递至锚栓。玻纤网格布可采用一层或两层,工程中多采用两层,但实际工程发现,采用两层网格布时,在网格布的搭接位置处易产生裂缝,分析原因为,由于玻纤网格布孔眼较密,采用双层网格布时,两层网格布的孔眼不可能完全重合,在抹面砂浆与保温板之间形成隔离层,保温板不能限制抹面层的变形,造成抹面砂浆层受收缩及温度的影响而开裂甚至面层脱落。
3.2 粘贴连接方式对建筑物的影响
实际工程中饰面层脱落多发生在建筑物的西山墙,不仅是因为山墙风荷载较大,同时也与西山墙受太阳直射时间长,墙面温度变化大,个别粘贴点失效有关。由于粘贴点分布不均匀,在风荷载作用下,各粘贴点承受的荷载也就不同,由于施工误差每个点粘点的有效粘贴面积千差万别,从而使得各粘贴点在风荷载作用下产生的拉应力相差很大,拉应力较大的点受风荷载作用时首先发生破坏,引起内力重分布,相邻的粘贴点也随之破坏,建筑物饰面侧层大面积脱落。
3.3 锚栓连接方式对建筑物的影响
锚入加气混凝土砌块内的锚栓拉拔承载力普遍低于锚入混凝土结构内的锚栓拉拔承载力,分析其主要原因为:由于加气混凝土砌块强度较低,在用冲击钻成孔时,孔径不易掌握,会略大于理论尺寸,此时锚栓的侧向压力及相应的摩擦力都会降低,同规格的锚栓锚入加气混凝土砌块内的锚栓的摩擦力低于锚入混凝土结构内的锚栓的摩擦力。另外,在施工时,正确的施工工艺应该是先将塑料膨胀套管放入已成好孔的基层内,然后将膨胀件(钢钉)拧人(打入)膨胀套管的孔内,实际操作时,施工人员为了方便通常是将钢钉与膨胀套管一起打入基层孔内,这种施工顺序就不能实现锚栓的齿嵌入砌块内,也就没有了机械咬合力。
4 建筑外墙外保温系统保温板脱落的防治措施
4.1 重视风压因素对保温板的影响
无空腔满粘构造,采用100%的粘结面积,粘结力大于50kN/m2;闭合小空腔构造,缩小负风压作用的单位面积,保温材料单位面积的粘结力大于负风压产生的破坏力;条粘构造,在保温系统施工过程中采用齿形抹子沿同一方向抹胶粘剂,增大保温板的粘结面积,使得粘结空腔减小。总体上看,对风压作用的影响加以分析,为避免产生风压破坏,防止保温板脱落,在施工工艺方面可采用无空腔满粘构造、闭合小空腔构造、条粘构造,有效减小或克服风压破坏作用。
4.2 做好保温系统施工管理工作
在保温系统施工当中,需要加强各方面的管理,严格把控选用材料质量关,选用质量符合标准、具有高性能的保温板;在施工过程中,严格按照技术标准要求施工,对照施工工艺流程操作;同时,加强对施工作业人员的培训,进一步提高工作技能水平与责任心;加强施工过程管理,强化质量监管等措施,也可以一定程度降低此类问题的发生。
4.3 防止热桥效应带来的影响
在外保温材料的选用上选用具有高性能的材料,同时加强对局部节点的保温设计处理,对阳台、飘窗、空调室外机搁板、女儿墙、悬挑雨篷等结构挑出部位,与外界环境相接触的局部部位铺设保温层,保温板按照顺砌方式粘贴,竖缝按照逐行错缝处理,避免出现通缝,避免在墙体连接处出现裂缝。
4.4 做好必要的防水工作
选用有机聚合物水泥砂浆和机械锚固件,以粘为主的粘锚相结合的施工工艺,来提高外保温系统的整体性能。为确保外保温系统的防水透气,可以采取措施提高保温材料的憎水性能,以避免和减少水进入,可以考虑设置高分子弹性底涂层,在抗裂砂浆表面涂刷100μm厚的高分子弹性底层涂料,形成防水屏障保护层,以阻止水的进入;设置水分散构造层,顺利排出水蒸气,使外保温系统具备良好的防水、透气、防冷凝的功能。
4.5做好保温材料的加固
对于后贴较重的复合保温板,在首层及以上每层保温板下方于楼层标高处设置防锈角钢托件,距离楼层标高1.2m高处每块保温板底下方设置钢筋托件。对于与混凝土结构墙体整体浇筑的保温板,在每层保温下方设置2φ10钢筋,用结构胶植入结构墙体100mm。
结语:
通过对建筑外墙外保温系统脱落原因分析,总结得出导致建筑外墙外保温系统保温层脱落破坏的因素,针对影响因素提出相对应的防治措施予以解决,确保外墙外保温层的正常使用,从而提高外墙外保温系统的安全可靠性和建筑结构墙体的长期稳定性,最大程度减小对建筑使用功能的影响,进而有效提高建筑节能水平。
参考文献:
[1]李瑞霞. 刘丽萍. 建筑外墙外保温系统损坏分析与控制措施[J].建材与装饰,2019(18):35-36.
[2]付员梅. 彭振锋. 何强龙. 外墙发泡水泥保温板施工技术研究与应用[J].建筑技术开发,2019,46(01):40-42.
[3]赵海波. 郝术玮. 郭法清. 外墙外保温系统空鼓、开裂、脱落成因分析及HMW三固板保温系统介绍[J].墙材革新与建筑节能,2017(08):55-57.
[4]李建谊. 王小彭. 王建忠. 外墙外保温系统施工质量通病的防治与监理[J].建设监理,2016(07):63-66.