外墙外保温体系产生裂缝的原因及防控措施
□□ 朱晋萍(太原市新型墙体材料管理中心,山西 太原030009)
摘要:外墙外保温体系在节能建筑应用中出现的裂缝,是当前亟待解决的技术问题。从结构设计、材料生产、建筑施工等方面,分析了产生裂缝的原因,阐述了技术和管理方面的控制措施。
关键词:外墙外保温体系;裂缝;防控措施
文章编号:1009-9441(2015)02-0027-02
中图分类号:TU 55
文献标识码:A
Abstract:Exterior insulation system crack appearing in the energy-saving building application is a technical problem to be solved.From aspects of structural design,materials production,construction and so on,the author analyzes the causes of cracks and expounds the technology and management control measures.
作者简介:朱晋萍(1963-),女,安徽亳州人,工程师,从事新型墙材管理推广应用工作。
收稿日期:2015-02-17
引言
外墙外保温体系是建筑节能实施的主要技术措施之一,也是我国墙体改革和建筑节能的主要工作。
随着外保温体系在建筑外墙结构外围护中的广泛应用,近年来,出现了不少问题。其中裂缝的问题最多,甚至有整片的保温体系被掀掉,严重影响了保温效果、体系的寿命、建筑的整体美观乃至出现安全隐患。外墙外保温体系裂缝是节能建筑的重症,也是当前亟待解决的技术问题。
外墙外保温墙体裂缝大体可分为:结构墙体裂缝、保温层裂缝、保护层裂缝以及装饰层裂缝。通常保温面层裂缝宽度<0.05 mm为微观裂缝,裂缝宽度>0.05 mm的为宏观裂缝,裂缝宽度>0.20 mm的为有害裂缝。所有的有害裂缝都是微观裂缝发展渐变而成的,因此对微观裂缝必须引起足够的重视。
根据研究与实践,70%以上的裂缝是由于温度变化,引起材料的热胀冷缩,产生内应力而形成的裂缝。外墙外保温是由多种材料分层粘合于建筑物外墙结构上的保温体系,需经过结构设计、材料生产、建筑施工共同完成。因此,产生裂缝的原因也应从这3个方面进行分析。
1结构设计方面产生裂缝的原因
外墙外保温体系常年承受大自然的各种考验,例如太阳辐射、环境的变化、气候的变化等。因此,抗裂保护层的柔韧性和耐候性对外保温体系的抗裂性起着重要作用,温度的变化会引起材料的热胀冷缩,在约束条件下,当温度变化引起的温度应力足够大时,墙体就会产生裂缝。所以,对热应力的影响必须足够重视,在外墙外保温构造设计中应当充分考虑热应力、风、水、火及地震的影响。
因结构设计不当产生裂缝的原因有:
(1)对各设计构造层的衔接以及协调性考虑不周产生的裂缝。
(2)有外力引起的不均匀沉降,造成结构墙体变形、错位而产生裂缝。
(3)由风压引起的机械性破坏产生的裂缝。
2材料方面产生裂缝的原因
在外墙外保温体系技术规范中,膨胀聚苯板的导热系数为0.042 W/(m·K),密度18~22 kg/m3,尺寸稳定性≤0.3%。由于膨胀聚苯板的问题而产生裂缝的原因有:
(1)膨胀聚苯板密度过低产生的裂缝。
(2)因膨胀聚苯板陈化时间不够产生的裂缝。膨胀聚苯板应在自然条件下陈化42 d或60 ℃蒸气中陈化5 d。
(3)温度达到70 ℃时会发生不可逆的热熔缩现象而产生裂缝。
(4)膨胀聚苯板放置时间过长,因表面老化、粘贴性差产生的裂缝。
(5)膨胀聚苯板导热系数为0.042 W/(m·K),抗裂抹面砂浆导热系数为0.93 W/(m·K),两种材料的导热系数相差22倍,因匹配性差易产生裂缝。
挤塑板有良好的闭孔结构,吸水率和导热性低的优点,应用也很广泛,但在已完成的外保温工程中,其裂缝现象较为普遍,而且裂缝程度也较为严重。其原因有:
(1)整个体系材料不配套,未经大型耐候性试验验证。
(2)挤塑板密度大,张度高,自身变形及温差产生的变形应力也大,故板缝间由于应力的变化容易产生裂缝。
(3)挤塑板导热系数为0.029 W/(m·K),而抗裂抹面砂浆导热系数为0.93 W/(m·K),两种材料的导热系数相差32倍,因匹配性差易产生裂缝。
聚合物粘结砂浆承担建筑外墙基面与保温板粘结的作用。在聚合物粘结砂浆中加入可再分散乳胶粉,可提高胶浆的粘结强度、柔韧性和耐候性,达到粘贴效果。造成其裂缝的原因有:
(1)生产企业不注重质量,因不添加可再分散乳胶粉产生的裂缝。
(3)建筑物外墙基面处理不到位产生的裂缝。应去油污,找平整度。
由抗裂抹面砂浆与耐碱增强玻纤网格布构成的防护层,对于整个体系的抗裂性能起着重要作用。在抗裂抹面砂浆中加入多种纤维,能有效地提高砂浆的柔韧性、抗拉性,抑制微小裂缝的产生和发展,从而保证抗裂要求。其产生裂缝的原因有:
(1)抗裂抹面砂浆层过厚产生的收缩裂缝。砂浆厚度应为3~5 mm。
(2)使用了不合格的耐碱增强玻纤网格布,未能有效地分散应力而产生了裂缝。
(3)因抗裂抹面砂浆的配比不当、砂浆柔韧性差产生的裂缝。
涂料饰面层材料应具有良好的防水及抗裂性能,复合在抹面砂浆上的腻子和涂料应着重考虑柔韧变形性,而不是强度。柔韧性逐层增加是保证体系抗裂性能的有效措施。其产生裂缝的原因有:
(1)采用了刚性腻子,因无法满足抗裂防护层的变形而产生裂缝。
(2)采用不耐水腻子产生的裂缝。
长期从事“三农”研究,在《人民日报》《经济日报》《农民日报》《中国农村经济》等报刊杂志发表研究文章200多万字,已出版《刘奇文丛》六卷、《中国三农“危”与“机”》等十余部著作。
(3)采用不耐老化的涂料产生的裂缝。
(4)采用与腻子不匹配的涂料产生的裂缝。
3施工方面产生裂缝的原因
严格执行施工技术规范、工艺程序和操作方法是外墙外保温体系质量的保证。外墙外保温体系一般由专业的装饰工程公司承包,高空作业工人必须经过专业技术培训再上岗。施工方面产生裂缝的原因有:
(1)基层墙面处理不到位产生的裂缝。
(2)网格布干搭接或搭接宽度<50 mm,在搭接处产生的裂缝。
(3)网格布铺设位置贴近保温层,未起到抗裂作用产生的裂缝。
(4)冬季或高温天气下施工易产生的裂缝。
(5)粘贴保温板时,未挤压及用靠尺找平产生的裂缝。
(6)门、窗、洞口及拐角处未进行局部加强处理产生的裂缝。
(7)胶浆未充分搅拌均匀,因收缩不一致产生的裂缝。
4外墙外保温体系裂缝的控制措施
外墙外保温体系长期暴露于大气环境中,对耐候性、柔韧性要求很高。设计是龙头,材料是基础,施工是保证,严格的管理措施也是必不可少的。控制裂缝应从以下3个方面进行。
解决外保温裂缝应遵循使温度应力变形能量释放的原则。采用逐层渐变、柔性释放应力的抗裂技术,可以有效地控制保温层裂缝的产生。逐层渐变、柔性释放应力抗裂技术的构造设计,是使保温体系各相邻构造层性能、弹性、模量变化指标相匹配,逐层渐变。抗裂砂浆应保证一定的柔韧性,以便释放变形应力。通过在抗裂防护层添加多种纤维改变应力传速方向,铺设耐碱增强玻纤网格布提高拉伸变形能力,可保证防护层满足抗裂要求。
外墙外保温体系长期经受冷热、温湿、冻融等环境气候变化,为了验证其体系的稳定性及使用寿命,最好的方法是进行耐候性试验。例如挤塑板在外保温应用中开裂现象比较普遍,对该类保温体系应加强体系性能研究及材料匹配性研究,使其在构造上满足抗裂要求。外墙外保温体系的保温产品,必须经过大型体系耐候性试验验证再进入市场,以利于保温行业的有序发展,减少不必要的损失。
4.3.1建立健全标准规范
外墙外保温体系应建立一套系统的产品标准、施工技术规范及验收标准。外保温行业在我国还是一个新兴的行业,各类标准不够齐全,市场也不规范。随着技术的发展和产品的不断更新,相关的产品标准应及时编制,以提高行业的整体技术水平。
4.3.2外墙外保温体系产品的质量控制
生产外墙外保温产品的企业应有成熟、配套的技术与设备,完善的生产工艺,健全的质量管理体系。同时,质监部门应定期抽检产品,以确保产品的生产质量。
4.3.3整套外保温体系成套供应的措施
外保温体系是一个有机复合的整体,各层的保温材料必须相互协调作用,因此,整套外墙外保温体系的材料应由一个供应商成套供应,以保证外保温体系的质量和责任明确。
5结语
目前,我国的外墙保温技术尚处于成长阶段,还存在着不少问题。因此,应加强外墙外保温技术研究及开发工作,不断提高外墙外保温体系的保温效果和使用寿命。
Reason of Exterior Insulation System Crack and Control Measures
ZHU Jin-ping
(Taiyuan New Walling Materials Management Center,Taiyuan,Shanxi,030009,China)
Key words:exterior insulation system;crack;control measures
(编辑盛晋生)