建筑外墙外保温系统工程裂缝成因及修复技术

魏 鹏

节约型社会是我国发展的主要方向之一，为了减少能耗，需要选择节能建筑技术。外墙外保温系统在建筑节能方面具有明显优势，选择合适的外墙材料能够提升墙体和楼板的保温隔热效果，减少建筑能耗。但是在施工过程中，外墙外保温系统依然存在一些问题，如耐久性较差、使用寿命短、抗火灾能力差、墙面脱落及裂缝等，其中最为常见的是裂缝问题，如果不及时处理，裂缝会进一步发展，不但对建筑外观产生影响，还会导致建筑寿命缩短。因此，为了保障建筑质量，需要对建筑外墙外保温裂缝进行分析，对其形成规律和发生原因进行探究，并确定裂缝种类，形成修复方案，从而改善裂缝问题。

1 外墙外保温系统的特点

外墙外保温系统可以满足墙体保温节能的要求。在建筑使用寿命期间，外墙外保温系统能够保护建筑外墙，提升建筑防潮性能、保温性能、防水性能和气密性。常见的外墙外保温材料包括岩棉板、SPS 和EPS，其施工简单，用料节省，保温性能好，能够有效减少能耗。该种保温隔热材料安装在室内，较少受外部条件的影响，对材料防水性能也没有太高的要求，获取较为容易。在建筑建设期间，较易出现单独的施工面，为此可灵活开展作业活动，有助于施工效率的管控，特别是在高层建设过程中，优势十分显著。

2 外墙外保温系统裂缝类型和危害

2.1 裂缝类型

所谓裂缝，指的是产生在固体物体上的某种不连贯的缝隙。以肉眼能够看见为依据可分成两种，第一种是宽度在0.05 mm 以下的裂缝，叫做微观裂缝；第二种是宽度在0.05 mm 以上的裂缝，叫做宏观裂缝。第一种裂缝若未及时治理，会发展为第二种裂缝。建筑主体架构最外层是外墙保温系统，出现开裂情况不会对建筑安全产生不良影响，然而会导致保温功能减弱，严重时会出现水分子渗透现象，因此出现裂缝应及时采取相关措施，不能任其长期存在。

2.2 裂缝危害

第一，外墙外保温裂缝会影响墙体的保温隔热性能，建筑外墙能耗增加，无法达到节能的目标，造成严重的资源浪费。第二，外墙外保温裂缝容易引发墙体渗漏，雨水或上层污水进入墙体，引发墙体发霉长毛，严重影响墙体和基层的黏结性能。如果未能及时补救，将会引发外墙外保温材料脱落，使墙体成为危墙，也会影响外墙外保温系统的使用年限。第三，外墙外保温系统裂缝会影响外墙美观，如果外墙外保温系统裂缝未能及时修复，还会影响城市形象。

3 工程概况

唐山市鹭港小区住宅楼工程位于城区，交通便利。规划用地面积859 200 m2，建筑面积572 800 m2。建筑所在地区属于大陆性季风气候，四季分明，夏季和冬季温差较大。建筑建成于2008 年，对建筑结构的分析研究可知，外墙和楼板是建筑能耗的主要部分。该建筑原为普通空心砖结构，保温较差，从2017 年开始选择XPS 板作为外墙外保温系统。

4 外墙外保温裂缝成因分析

4.1 材料原因

4.1.1 保温材料的影响

（1）膨胀聚苯板。将这种材料应用到建筑外墙保温系统，要求其密度高于18 kg/m3，并且不超过22 kg/m3，同时尺寸稳定性不可超过0.3%。一般而言，聚苯板密度较小，变形率高，抗冲击性弱，为此将其运用到外墙保温系统，产生开裂问题的可能性很高。因此，聚苯板在使用前应进行充分陈化，常规条件下，膨胀聚苯板应陈化42 d，或是在60 ℃的蒸汽中陈化5 d[1]。

（2）挤塑聚苯板。和膨胀聚苯板相比，挤塑聚苯板强度略强，同时吸水率不高，导热性能弱，有助于保持温度，因此被大范围运用。然而国内当前对这种材料各项指标的探究不够深入，实践应用实践也不丰富，很多应用该材料的建筑外墙保温系统产生了开裂现象，为此将来需对挤塑聚苯板进行进一步探究。

作为建筑功能完整实现的重要前提，建筑防水向来受到业界的重点关注。窗户、砖墙之间的缝隙、厨卫间等属于传统建筑容易出现渗漏的部位，但采用PC构件、灌浆连接（或节点现浇）工艺的预制装配式建筑却基本不会在这类部位出现渗漏，其渗漏一般源于外墙存在的大量拼接缝，这使得预制装配式建筑外墙防水密封向来受到业界的重点关注。空腔防水、材料防水属于最为常见的两种预制装配式建筑外墙防水密封方法，前者采用现浇混凝土或密封条形成二次密封，后者则通过嵌填密封材料处理接缝迎水面。但受到多方面因素影响，空腔防水很容易因空腔堵塞或墙板精度偏差而失效，密封胶存在的不足也会直接影响接缝迎水面处理效果[1]。

4.1.2 黏结性材料的影响

黏结性材料的作用是将建筑主体结构与保温板相连，若其性能不达标，则易导致建筑外墙保温系统出现开裂问题。该类材料配套性能低劣，若和保温系统其他材料无法有效协同，则易使面层出现裂缝[2]。

4.1.3 防护层材料的影响

抹灰砂浆层与增强材料一同构成外墙保温系统的保护层，保护层质量的优劣对于面层是否出现裂缝有重要影响。弹性突出的保温材料可以将外墙外保温系统的应力及时地释放，从而减小对表层材料的损坏。可以通过科学的技术方法提升防护层性能，使其抗裂能力大幅优化。

4.1.4 饰面面层材料的影响

（1）涂料饰面面层材料。好的涂料饰面面层材料防水性能显著，韧性较强,使用的腻子伴随温度变化进行自我调整的水平低下，产生面层产生开裂问题；若涂料饰面层运用的腻子不具有较强的耐水性，在降水浸湿后，较易使面层开裂；涂料饰面层的涂料具有不具有优良的持久性，建筑建设完工一段时期后，会在外界要素的作用下面层开裂。

（2）外墙砖饰面材料。在建筑外墙最外层采用外墙砖作为饰面层时，面砖通常吸水性强，冬季温度低的情况下较易膨胀，致使饰面层产生开裂问题；在抗裂防护层上运用玻纤网可以使提升材料性能，但如果安装部位不合适，抗裂防护层和饰面层无法有效贴合，也会造成饰面层裂开。

4.2 设计原因

我国外墙外保温技术出现时间晚，系统性探究还不够深入，抗裂构造设计体系有待健全，导致外墙外保温面层产生开裂问题。外墙外保温系统可以减小温度差对主体架构产生的不良影响，降低形变程度，避免部分位置出现热桥，增长主体架构的使用时间，若构造处置不恰当，某些部位依然会出现热桥现象[3]。

建筑外墙外保温系统处于外墙的最外层，外界要素比如降水、刮风、地震力等会对保温系统产生较大影响，为此与内保温系统相较而言，需要对外保温系统有较高的要求。外保温面层具有设计所规定的厚度，而热阻比是保温材料的基本性质。在环境温度发生变动、太阳辐射条件下，和没有保温层的建筑比较，有保温层的温度变动十分显著，最高差30 倍左右，此时需要对保温层墙面运用耐候性突出的面层，另外该材料还应具备强大的抗变形性能，避免裂缝的出现。如果建筑架构运用了不合适的面层，极易造成墙面开裂。

4.3 施工原因

5 外墙外保温裂缝的应对措施

5.1 外界温度变化对策

立足于保温系统层面，每层的温度都不同，特别是最外面的一层，因为处于自然环境下，温度的变动面临很大未知数，此时较易出现层间变形。为此，相邻层材料形状变化近似特别关键，里面一层材料的形状改变程度应该逐层弱于外面层，确保变形的平稳过渡；此外，应当保证不同层材料间不出现化学现象，确保相邻材料兼容；涂料层材料也应该和保温材料相协调，避免抹灰层厚度不够，液体涂料渗到里面，影响保温材料性能。

5.2 材料性能差异应对对策

使用“抗放结合”的方式，即提升材料延展性能与抗变形性能。“抗”是增强抗拉水平，提升抗裂能力，尽可能多地吸收形状改变能量，从而避免开裂。这种方式无论对于材料密度、刚性还是弹性均有较高要求，可以保证变形应力不释放；“放”是准许材料形状发生变化、引导材料形状发生变化、制约材料形状发生变化的方式达成变形应力释放的目标。这种方式对材料柔性、抗变形性能有很高要求，以疏导的方式制约形状改变的程度，可以降低项目开裂的可能性[4]。涂层与保温材料应当保持协调，抹灰层要厚度合适，涂料渗进抹灰层腐蚀保温材料。

5.3 增强构造设计

温度短时间快速变化会引起温差的产生，这种情况下保温层表面会出现大量的热应力，保温层内部形状改变幅度弱于外层，巨大温差会诱发开裂现象。为此保温性应当依据材料的弹性变形水平进行临近层材料的搭配，逐步过渡，从而将应力逐渐释放，这是柔性释放应力的基础原理。依据该原理，在选取保温材料时，应充分考量临近层的制约与反制约性能，对材料的弹性模量进行科学调节；构成保温层的材料应当有恰当程度的柔性，保证材料在形状改变后将应力全部释放，在通过多次变形后不会由于疲劳毁坏出现开裂问题；对于刚性面层材料，应当设立柔性隔离缝，且在中心部位添加柔性胶，利于应力放出；部分变形层变形水平有明显差别，应当设立过渡层，以便放出柔性应力。在黏面砖施工过程中，柔性腻子层、柔性黏接砂浆等均是普遍运用的过渡层[5]。

5.4 加强施工控制

针对施工诱发的开裂问题，应当增强施工管控，全面依照有关标准施工，保证外墙外保温施工质量。

（1）在施工之前，先将墙面灰清除干净，墙面不可留存脱模机与混凝土残渣等物质，为有效控制施工平整水平与垂直水平，可采用挂水平线和垂直线的方法。平整垂直度偏差不可超过20 mm，若超过该数值，应当对墙面实施补平操作。细微偏差可采用调整保温板厚度、调节黏接层厚度的方式纠正，然而需确保保温成效符合设计标准，保温层厚度应当与设计标准一致。

（2）对锚固件和加强钢丝网进行安装，间隔距离为40 cm 的梅花形设立锚固点，锚固件设立标准是6 ～8 个/m。可使用短钢筋或锚栓实现固定，短钢筋的深度应当在5 cm 以上，增强钢丝网敷设应当优先开裂可能性高的位置，确保不存在偏差后再进行大面积敷设。钢丝网一定要和短钢筋、锚栓牢固连接，应当依照施工计划所确定的标准连接与固定。需注意的是不可在距离阴阳角25 cm的地方进行搭接。这是由于该项目门窗洞口侧面不进行保温作业，为此钢丝网仅铺设至洞口位置。双层加强网应以厚度较小的尼龙隔片分离，确保2 层钢筋网间隔在5 mm 以上即可。

（3）聚合物砂浆抹灰作业之前，先查看墙体加强钢丝网铺设状况，确保不存在漏铺问题，钢丝网铺设一定要牢固，搭接位置一定要精确，搭接宽度一定要达到标准。保证不存在问题后进行抹灰作业，表层抗裂砂浆保护层以2 遍成活，首遍抹灰应当把砂浆以较大的力度压进钢丝网内部且保证和下层密切贴合，找平以后，再次进行抹灰作业，终凝以前再次抹面，避免由于干缩而出现裂纹。2次间隔应当不超过4 h，防止空鼓问题产生。抹灰过程中力道要恰当，确保钢丝网处于正确位置，抹灰需匀称，同时保持表面平整。抹灰层的表面平整度偏差不可超过3 mm，竖面垂直度偏差不可超过5 mm。若产生钢丝网与聚苯板紧贴的情况，在作业过程中应当在钢丝网背面添加垫块，可使用塑料性质的垫块；若钢丝网部分位置出现凸起，以铅丝处理，表面平整度达标后再抹灰。

6 结语

外墙外保温系统在节能降耗方面有显著优势，因此普遍运用于建筑架构中。和其他保温系统比较，保温隔热效果优良，且不占用建筑面积，具有广泛的应用前景。但是裂缝会影响其保温隔热效果，还会影响外墙使用安全和使用寿命。

通过研究可知，引发外墙外保温系统裂缝的主要原因包括材料原因、设计施工原因、施工原因等。对外墙外保温系统裂缝的研究得出下述结果。

（1）构造不科学、材料本身属性与搭配不科学、施工工艺、所在地区环境要素的影响等均或许导致外墙外保温系统开裂。

（2）针对外墙外保温裂缝问题，需要增强构造设计，确保柔性释放应力，采用“抗放结合”的方法，确保邻层材料变形相近。

（3）为了减少裂缝风险，需要严格制定外墙外保温系统设计，加强材料控制，按照规范施工，加强质量管理。从当前外墙外保温系统来看，其标准和规范还存在许多不完善的地方，因此需要进一步加强外墙外保温系统的研究，以推动建筑工程发展。