周 兵,刘亚泳,张 莹
(江苏科永和工程建设质量检测鉴定中心有限公司,江苏 南京 211100)
外墙外保温系统自广泛应用于民用建筑以来,在节约能源方面做出了巨大贡献,但是其耐久性和安全性一直为社会各界关注。由于各种原因造成的外墙外保温系统整体或局部脱落,相当于高空坠物对人们的生命及财产造成伤害。本文结合某工程实例,从多方面分析可能导致外墙外保温系统的脱落原因。
该工程为高层居住建筑,地上 32 层,地下 1 层,建筑总高度 106.60 m,建筑面积 10 248.24 m2,结构形式为剪力墙结构;外墙外保温系统使用挤塑板外墙外保温系统,饰面层为马赛克瓷砖,名义尺寸为48 mm×23 mm×3.8 mm。
该工程南、北、西立面外墙马赛克面砖均存在不同程度的脱落,多断开于马赛克粘结界面或保温系统抹面层,少量部位连同保温层同时脱落;东立面未见明显马赛克脱落。
该工程东、西、北立面外墙马赛克设置分格缝,两层设一横缝,南立面未设置。部分现场饰面层脱落照片如图 1 所示。
图1 现场饰面层脱落示意图
采用无人机搭载红外热成像仪,对该工程外墙外保温系统饰面进行检查。
外墙北立面未受阳光直射,整体外墙色温较低,绿色区域判定为正常温度区,红色斑驳区域为温度异常高区域,疑空鼓区域,其中淡红色部分为一般缺陷区,深红色部分为严重缺陷区,外墙红色线条为装饰线条或已维修的部分。
外墙南立面、西立面受阳光直射,整体外墙色温较高,整体红色或绿色区域判定为正常温度区,红白色斑驳区域为温度异常高区域,疑空鼓区域,其中淡红色部分为一般缺陷区,深红色部分为严重缺陷区,外墙红色线条为装饰线条或已维修的部分。
利用红外热像照片结合软件分析,该工程空鼓缺陷面积约占建筑外墙总体面积比分别约为:西立面 5 %,北立面 5 %,南立面 15 %。
依据 JGJ/T 110-2017《建筑工程饰面砖粘结强度检验标准》,对该工程外墙马赛克饰面层拉伸粘结强度进行检测,检测结果如表 1 所示,断开状态如图 2、图 3 所示。
表1 外墙马赛克饰面层拉伸粘结强度检测结果
图2 粘结层与抹面层粘结界面为主断开(5 类)
图3 抹面层为主断开(6 类)
对该工程外墙外保温系统拉伸粘结强度进行检测,检测结果如表 2 所示。
表2 外墙外保温系统拉伸粘结强度检测结果 MPa
对该工程外墙外保温系统单位面积锚固件数量进行检查,检查结果如表 3 所示。
表3 外墙外保温系统锚固件数量检查结果 个/m2
对该工程外墙外保温系统锚固件抗拉承载力标准值进行检测,检测结果如表 4 所示。
表4 外墙外保温系统锚固件抗拉承载力标准值检测结果 kN
对该工程外墙外保温系统保温材料粘结面积比进行检测,检测结果如表 5 所示。
表5 外墙外保温系统保温材料粘结面积比检测结果 %
对该工程外墙外保温系统构造进行检测,检测结果如表 6 所示。
表6 外墙外保温系统构造检测结果
对该工程外墙外保温系统抽样,进行系统吸水量检测,检测结果如表 7 所示。
表7 系统吸水量检测结果 g/m2
该工程外墙外保温系统饰面层使用马赛克面砖,未能提供专项技术方案,此做法不符合国家建筑标准设计图集 10J121《外墙外保温建筑构造》第 6.1.4 条“外墙外保温工程的饰面层宜采用涂料、饰面砂浆等轻质材料。确需采用饰面砖,应依据相关标准制定专项技术方案和验收方法,组织专门论证”[4]的技术要求。
饰面层均粘贴马赛克,不符合现行 GB/T 30595-2014《挤塑聚苯板(XPS)薄抹灰外墙外保温系统材料》第 4.7 条“饰面层应采用涂装饰面”的技术要求。建筑总高度均达到 106.60 m,外饰面均粘贴马赛克,不符合《关于印发〈江苏省应用外墙外保温粘贴面砖做法〉技术规定》的通知[苏建科(2008)95 号]的附件《江苏省应用外墙外保温粘贴饰面砖做法技术规定》(以下简称“技术规定”)第二条“外墙外保温粘贴饰面砖系统应充分考虑抗震、抗风时基层材料的正常变形及大气物理化学作用等因素的影响,结合我省的实际情况,外墙外保温粘贴饰面砖系统最大应用高度不得大于 40 m”的技术要求;在外墙外保温系统上粘贴面砖,施工质量受到技术水平、材料配套、施工条件和手工操作等诸多因素的影响,加之该建筑为高层建筑,地上层数 32 层,总高度达到百米以上,受到风压作用较大,目前相关标准均要求挤塑板外墙外保温系统饰面材料应选择涂料、饰面砂浆等轻质涂装材料。而本项目饰面层为粘贴马赛克做法,不符合上述标准及技术规定的要求,存在严重的质量隐患,且未提供专门论证可行的施工技术方案,不能保证施工质量,在长年日照、雨淋、渗水、冻融等不利因素作用下,发生空鼓,造成脱落。
该项目外墙外保温系统马赛克饰面层在东、西、北立面每两层设一分格缝,南立面未设置,不符合技术规定第五条“外墙外保温粘贴饰面砖系统应结合立面设计合理设置分格缝:竖向不宜大于 12 m,横向不宜大于 6 m”的技术要求;外墙马赛克与粘结砂浆的线膨胀系数差异较大,加上填缝材料不具备适当的柔韧性,不能有效释放由热胀冷缩、变形、收缩产生的应力,导致外墙外保温系统马赛克饰面层空鼓、脱落。
该工程外墙外保温系统马赛克饰面层拉伸粘结强度经现场实际检测,其结果为 0.1~0.3 MPa,不符合 JGJ/T 110-2017《建筑工程饰面砖粘结强度检验标准》第 6.0.2 条“每组试样平均粘结强度不应小于 0.4 MPa;每组允许有一个试样的粘结强度小于 0.4 MPa,但不应小于 0.3 MPa”[1]的技术要求。
外墙外保温系统拉伸粘结强度经现场实际检测,其结果为 0.02~0.10 MPa,不符合技术规定第四条“系统抗拉强度不应小于 0.2 MPa”[2]的技术要求。
保温材料粘结面积比经现场实际检测,其结果为18%,不符合 GB/T 30595-2014《挤塑聚苯板(XPS)薄抹灰外墙外保温系统材料》第 4.4 条“挤塑板与基层的有效粘结面积不应小于挤塑板面积的 40 %”[3]的技术要求;外墙外保温系统粘结面积小,与基层墙体间存在空腔,在风压作用下,对外墙外保温系统反复进行挤压或拉伸,加之自重、变形、收缩等不利因素的影响,各构造层粘结强度低的薄弱之处易破坏,导致局部脱落。
该项目外墙外保温系统吸水量经现场取样检测,其结果为 784 g/m2,不符合 GB/T 30595-2014《挤塑聚苯板(XPS)薄抹灰外墙外保温系统材料》第 5.1 条表 2“吸水量≤500g/m2”[3]的技术要求,雨雪水从外到内渗入,集聚在马赛克内侧,使外墙外保温系统自重大大增加,不但削弱了面砖的粘结强度,而且发生冻胀还会破坏保温系统结构影响粘结质量,加剧了脱落发生的频次、面积。
外墙外保温系统作为建筑物与室外直接接触的一个复合系统,材料多样、工作环境恶劣,外墙抹灰砂浆厚度不均、各材料层之间的特性差异、各构造层之间粘结强度大小、饰面层材料的吸水率及密度等级、建筑物本身所处的地理位置环境等诸多因素都可能造成外墙外保温系统饰面层或整体脱落,因此要保证建筑外墙外保温系统耐久性和安全性,必须综合考虑材料选择,严格控制施工质量。