外保溫體系面層裂縫產(chǎn)生原因及控制技術(shù)

外保溫體系面層裂縫產(chǎn)生原因及控制技術(shù)摘要：外墻外保溫隔熱體系是非承重復(fù)合墻面，其墻面裂縫可能對保溫隔熱體系造成破壞。關(guān)鍵詞：外墻保溫裂縫原因分析原材料施工裂縫控制外墻外保溫隔熱體系是非承重復(fù)合墻面，其墻面裂縫的危害不在于影響結(jié)構(gòu)安全，主要是對住戶的審美和心理的影響以及由于裂縫存在，有可能對保溫隔熱體系造成破壞（如水的滲透、凍融破壞等）。（一）外墻保溫裂縫產(chǎn)生的原因分析外保溫隔熱是將保溫隔熱體系置于外墻外側(cè)從而使主體結(jié)構(gòu)所受溫差作用大幅度下降，溫度變形減小，對結(jié)構(gòu)墻體起到保護(hù)作用，并可有效阻斷冷（熱）橋，有利于結(jié)構(gòu)壽命的延長。因此從有利于結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性方面來說，外保溫隔熱具有明顯的優(yōu)勢。但由于外保溫隔熱體系被置于外墻外側(cè)，直接承受來自自然界各種因素影響，對體系要求更高。就太陽輻射及環(huán)境溫度變化對其影響來說，置于保溫層之上的抗裂防護(hù)層只有3mm～20mm，且保溫材料具有較大的熱阻，抗裂防護(hù)層的柔韌性和耐候性對外保溫體系的抗裂性能起著關(guān)鍵的作用。1、聚苯板薄抹灰外保溫隔熱構(gòu)造設(shè)計存在的不足這類外保溫隔熱材料通常采用粘貼的方式（也有加錨栓輔助錨固的）固定在基層墻體上，然后在保溫板上抹抹面砂漿并將增強(qiáng)網(wǎng)鋪壓在抹面砂漿中。EPS保溫板在自然環(huán)境中的自身收縮變形時間長達(dá)60天，由于在自然環(huán)境條件下42天或60℃蒸汽養(yǎng)護(hù)條件下5天的自身收縮變形已完成99%以上，因此要求EPS保溫板在自然環(huán)境條件下42天或60℃蒸汽養(yǎng)護(hù)條件下5天后再上墻。但在實際情況中很難做到。另外，保溫板在晝夜及季節(jié)變化發(fā)生熱脹冷縮、濕脹干縮時也會在板縫處集中產(chǎn)生變形應(yīng)力，該類體系板間裂縫是比較常見的現(xiàn)象。擠塑聚苯板比發(fā)泡聚苯板密度大、強(qiáng)度高，自身變形及溫差變形產(chǎn)生的變形應(yīng)力也大，與膨脹聚苯板相比更易造成板縫處開裂。聚苯板薄抹灰外保溫隔熱體系通常采用純點粘或筐點粘，采用純點粘時，該體系存在整體貫通的空腔。該體系存在整體貫通的空腔正負(fù)風(fēng)壓對保溫隔熱墻面進(jìn)行擠或拉，也易造成板縫處開裂，極端情況下負(fù)風(fēng)壓甚至?xí)⒈匕逑频簟姆雷o(hù)層受熱應(yīng)力的因素上看，聚苯板保溫層上是僅3mm的砂漿復(fù)合網(wǎng)格布防護(hù)層，由于聚苯板保溫隔熱層熱阻很大，從而使防護(hù)層的熱量不易通過傳導(dǎo)擴(kuò)散，溫差變化以及受晝夜和季節(jié)室外氣溫的影響，對抹面砂漿的柔韌性和網(wǎng)格布的耐久性提出了相當(dāng)高的要求。另外，當(dāng)聚苯板的溫度超過70℃時，聚苯板會產(chǎn)生不可逆熱收縮變形，造成較為嚴(yán)重的開裂變形。2、現(xiàn)澆無網(wǎng)聚苯板外保溫隔熱構(gòu)造設(shè)計的不足這類外保溫隔熱材料通常將聚苯板作為主體保溫隔熱材料放置于大模內(nèi)側(cè)，通過與現(xiàn)澆混凝土整體一次澆注的方式固定在基層墻體上。其優(yōu)點是實現(xiàn)復(fù)合澆注材料一次成型，施工速度快。但工程存在以下問題：（1）聚苯板與混凝土基墻結(jié)合力不夠。由于EPS板是一種有機(jī)絕熱材料，與混凝土粘結(jié)強(qiáng)度不夠，粘結(jié)強(qiáng)度達(dá)不到0.1MPa，拉拔破壞部位是聚苯板與混凝土界面分離。（2）平整度和垂直度較難控制。（3）存在局部破損和污染。由于聚苯板表面強(qiáng)度低，在支護(hù)和拆卸外側(cè)模板時，聚苯板表面不可避免受到損壞，在澆注時難免會出現(xiàn)漏漿形成熱橋。3、面磚飾面外墻外保溫隔熱體系設(shè)計的缺陷墻體飾面磚層出現(xiàn)脫落和開裂主要原因有：（1）溫度：不同季節(jié)，白天黑夜，墻體內(nèi)外由于溫差的變化，飾面磚會受到三維方向溫度應(yīng)力的影響，在飾面層會產(chǎn)生局部應(yīng)力集中飾面層開裂引起面磚脫落，也有相鄰面磚局部擠壓變形引起面磚脫落。（2）反復(fù)凍融循環(huán)，造成面磚粘接層破壞，引起面磚脫落。（3）組合荷載、地基不均勻沉降等外力作用，引起墻體變形錯位，造成墻體嚴(yán)重開裂，面磚脫落。以上這些問題應(yīng)該從面磚飾面外保溫構(gòu)造設(shè)計上應(yīng)該認(rèn)真加以考慮的。目前在外保溫隔熱外飾面粘貼面磚的做法主要有膠粉聚苯顆粒外墻外保溫隔熱體系和鋼絲網(wǎng)架聚苯板外墻外保溫隔熱體系，也有直接在玻纖網(wǎng)布復(fù)合抹面砂漿的無網(wǎng)聚苯板外保溫外飾面粘貼面磚的。從構(gòu)造設(shè)計上看，直接在玻纖網(wǎng)布復(fù)合抹面砂漿的無網(wǎng)聚苯板外保溫外飾面粘貼面磚是不合理的，應(yīng)加以限制。4、外墻外保溫隔熱外飾面磚做法的分析（1）鋼絲網(wǎng)架聚苯板外墻外保溫隔熱外飾面粘貼面磚體系從構(gòu)造設(shè)計上看，該類體系要比直接在薄抹灰無網(wǎng)聚苯板外保溫隔熱外飾面粘貼面磚安全。采用該體系滿足第三步節(jié)能時，需增加保溫層厚度，從而使力矩成倍增加，不安全性因素加大。主要有：①由于水泥砂漿收縮及厚度不均，溫差應(yīng)力不均引起裂縫。②單面鋼絲網(wǎng)構(gòu)造設(shè)計不合理引起裂縫：正負(fù)風(fēng)壓、熱脹冷縮、濕脹干縮、正弦拍波地震力等均產(chǎn)生兩個方向的作用力，由于上述原因，造成水泥砂漿找平層開裂的現(xiàn)象十分普遍。砂漿層產(chǎn)生裂縫處變形應(yīng)力較大易引起此處面磚勾縫膠產(chǎn)生裂縫甚至連面磚也被拉裂。如果水從裂縫處滲入會直接對鋼絲網(wǎng)產(chǎn)生銹蝕。③荷載過大產(chǎn)生擠壓裂縫且對抗震安全性產(chǎn)生不利影響：在粘貼瓷磚時，必須保證聚苯板面層的荷載要小于40kg/m2。從以上分析可看出來，鋼絲網(wǎng)架聚苯板外保溫隔熱體系靠水泥粘貼面磚來解決開裂問題是存在安全隱患的。因此，從構(gòu)造上減輕荷載、減少開裂、控制熱橋是該類外保溫隔熱體系應(yīng)用于建筑節(jié)能時需要解決的關(guān)鍵。（2）膠粉聚苯顆粒外墻外保溫隔熱外飾面粘貼面磚體系從構(gòu)造設(shè)計及綜合技術(shù)指標(biāo)上看，膠粉聚苯顆粒外墻外保溫隔熱外飾面粘貼面磚是抗裂、抗震、抗風(fēng)壓、防火及耐候性等綜合優(yōu)勢最多的體系。但對于嚴(yán)寒及寒冷地區(qū)第三步節(jié)能來說，由于保溫隔熱層厚度的加大，從經(jīng)濟(jì)因素方面不盡合理。采用膠粉聚苯顆粒外墻外保溫隔熱體系復(fù)合高效保溫材料（如聚氨酯硬泡）的方式既不增加厚度同時又充分利用了該體系理想的綜合性能優(yōu)勢是該類外保溫隔熱體系的發(fā)展方向。（二）材料1、保溫隔熱材料。1.1擠塑聚苯板擠塑聚苯板具有良好的閉孔結(jié)構(gòu)、吸水率和導(dǎo)熱系數(shù)都很低的優(yōu)點，除了與膨脹聚苯板薄抹灰外墻外保溫體系類似的原因外，還有以下原因：（1）整個體系材料不配套。擠塑聚苯板雖然具有良好的保溫防水性但由于其強(qiáng)度較高變形應(yīng)力大、表面光滑、疏水難以粘接等原因在國外主要用于屋面及地面±0.00以下墻面的保溫。（2）擠塑板比膨脹聚苯板密度大、強(qiáng)度高由于自身變形及溫差變形而產(chǎn)生的變形應(yīng)力也大。1.2保溫隔熱漿料以聚苯顆粒為主要原料的保溫隔熱材料。目前市場上該類保溫隔熱材料一類為獲得國家重點新產(chǎn)品的膠粉聚苯顆粒保溫隔熱材料，該保溫材料由膠粉料和膠粉聚苯顆粒組成，膠粉料作為聚苯顆粒的粘結(jié)材料，膠粉料是由無機(jī)膠凝材料和少量有機(jī)添加劑采用預(yù)混合干拌技術(shù)生產(chǎn)。5%多種纖維和可再分散乳液粉末的加入，提高了保溫材料的施工性和粘結(jié)強(qiáng)度。ZL膠粉料固化后形成的保溫體系要比采用純水泥材料制成的保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)低保溫性能好。2、防護(hù)層由抹面砂漿與增強(qiáng)網(wǎng)構(gòu)成的防護(hù)層對整個體系的抗裂性能起著關(guān)鍵的作用。玻纖網(wǎng)格布作為抗裂防護(hù)層軟配筋的關(guān)鍵增強(qiáng)材料在外墻外保溫技術(shù)中的應(yīng)用得以快速發(fā)展。復(fù)合在抹面砂漿中增強(qiáng)網(wǎng)（如玻纖網(wǎng)格布）的使用，一方面能夠有效的增加防護(hù)層的拉伸強(qiáng)度，另一方面由于能有效分散應(yīng)力，可以將原本可能產(chǎn)生的較寬裂縫（有害裂縫）分散成許多較細(xì)裂縫（無害裂縫）從而形成其抗裂作用。目前通常采用經(jīng)表面涂塑的玻纖網(wǎng)格布，對于玻纖網(wǎng)格布我們不僅應(yīng)規(guī)定其斷裂強(qiáng)力值，而且應(yīng)規(guī)定耐堿強(qiáng)度保留率，以確保玻纖網(wǎng)格布長期有效地發(fā)揮作用。玻纖網(wǎng)格布的耐堿性由玻纖品種、表面涂塑材質(zhì)及涂塑量所決定。外墻外保溫體系中所采用的玻纖網(wǎng)格布必須是由耐堿玻纖機(jī)織而成并經(jīng)耐堿高分子材料涂塑的網(wǎng)格布。由于防護(hù)層材料而引起保溫隔熱墻面開裂的原因有：（1）直接采用水泥砂漿做防護(hù)層。（2）配制的抗裂砂漿雖然也用了聚合物進(jìn)行改性，但柔韌性不夠也易開裂。（3）抗裂砂漿層過厚。（4）使用了不合格的玻纖網(wǎng)格布。3、飾面層3.1涂料飾面層涂料飾面層應(yīng)具有良好的防水及抗裂性能，當(dāng)采用涂料飾面時，復(fù)合在抹面砂漿之上的膩子和涂料應(yīng)著重考慮柔韌變形性而不是強(qiáng)度。由于飾面層材料引起的裂縫原因如下：（1）采用剛性膩子，由于膩韌性不夠，無法滿足抗裂防護(hù)層的變形而開裂。（2）采用不耐水的膩子。（3）采用不耐老化的涂料，由于該類涂料不耐老化，剛涂上去很好，但經(jīng)過2年就會開裂、起皮。（4）采用與膩子不匹配的涂料。3.2面磚飾面層從材料方面考慮，引起面磚飾面層開裂、脫落的原因如下：（1）在以玻纖網(wǎng)為增強(qiáng)材料的抗裂防護(hù)層上粘貼面磚，由于玻纖網(wǎng)網(wǎng)孔小、與砂漿屋裹不好、玻纖網(wǎng)形成隔離層，易引起面磚飾面層開裂、脫落。（2）使用水泥砂漿或聚灰比達(dá)不到要求的聚合物砂漿粘貼面磚：砂漿柔韌性小滿足不了柔性漸變釋放應(yīng)力的原則，面磚飾面層易開裂、空鼓、脫落。（3）使用水泥砂漿或聚灰比達(dá)不到要求的聚合物砂漿進(jìn)行面磚勾縫：砂漿柔韌性小無法釋放面磚及砂漿本身由于溫濕變化產(chǎn)生的變形應(yīng)力，勾縫砂漿處易開裂，造成環(huán)境水或雨雪水滲漏，面磚飾面層易空鼓、脫落。（4）使用了吸水率大的面磚：易造成粘結(jié)界面處粘結(jié)砂漿快速失水，拉拔強(qiáng)度達(dá)不到《建筑工程飾面磚粘接強(qiáng)度檢驗標(biāo)準(zhǔn)》JGJ110-1997標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的不小于0.4MPa要求，吸水后易遭受凍融破壞引起開裂、空鼓、脫落。（5）使用了不帶槽的平板面磚：不易粘貼牢固，易脫落。（三）施工由于外墻外保溫隔熱通常是在施工現(xiàn)場完成，施工的質(zhì)量對外墻外保溫隔熱體系質(zhì)量的保證是非常重要的。1、基層處理及保溫層在基層上的粘貼（固定）基層處理及保溫層在基層上的粘貼（固定）施工中，以下問題易造成保溫體系質(zhì)量問題：（1）基層表面的平整度不符合外保溫工程對基層的允許偏差項目的質(zhì)量要求。（2）基層表面沒有對其進(jìn)行界面處理。（3）所用的膠粘劑達(dá)不到外保溫技術(shù)對產(chǎn)品的質(zhì)量、性能要求或采用機(jī)械固定時錨固件的埋設(shè)深度和錨固數(shù)量不符合設(shè)計規(guī)范要求。（4）粘結(jié)面積不符合規(guī)范要求，粘結(jié)面積過小，未達(dá)到粘結(jié)面積的質(zhì)量規(guī)范要求。（5）基層墻面過于干燥在粘貼保溫板時沒有對基層進(jìn)行澆水處理或雨后墻面含水量過大還沒有等到墻面干燥就進(jìn)行保溫板的粘貼，造成粘貼失敗。2、涂料飾面外保溫隔熱施工因素由于施工因素造成涂料飾面外保溫隔熱墻面開裂的原因有：（1）網(wǎng)格布干搭接或搭接不夠，在搭接處形成裂縫。（2）網(wǎng)格布鋪設(shè)位置貼近保溫隔熱層，起不到抗裂作用，抹面砂漿層易產(chǎn)生裂縫。（3）門窗洞口的四角處沿45°未加鋪玻纖網(wǎng)格布，在應(yīng)力集中的門窗洞口的四角處沿45°易出現(xiàn)裂縫。（4）冬季施工易出現(xiàn)開裂、空鼓、脫落。（5）粘貼聚苯板時，一端翹起，引起另一側(cè)的板面虛貼、空鼓。在施工時敲、拍、震動板面引起膠漿脫落。（6）墻面平整度不好又沒進(jìn)行基層找平時，粘貼聚苯板通常采用以下方法，均存在缺陷：①通過調(diào)整點粘結(jié)砂漿厚度來調(diào)整。②用不同厚度的板或多層板來調(diào)整平整度。此法造成荷載不均，施工不規(guī)范，易出現(xiàn)質(zhì)量問題。③采用打磨方法找平。此法破壞了聚苯板表面致密結(jié)構(gòu)，影響與抹面砂漿的粘結(jié)。且打磨厚度過大時也降低了保溫層的保溫效果。（7）當(dāng)面層的增強(qiáng)材料為鋼絲網(wǎng)時，沒有采用抗裂砂漿做面層抹灰材料。（8）施工面層時在太陽曝曬下進(jìn)行或在高溫天氣下面層保水性能不足，導(dǎo)致面層失水過快引起開裂。（9）在膩子層尚未干燥或剛淋過雨的情況下，直接在上面涂刷透汽較差的高彈性面層涂料。造成面層涂料起鼓。3、面磚飾面外保溫隔熱施工因素由于施工因素造成面磚飾面層開裂脫落的原因有：（1）基體未清理干凈、表面太光滑、有脫膜劑。（2）墻體表面垂直度、平整度偏差大，靠增加粘結(jié)砂漿厚度的辦法調(diào)整飾面的平整度，造成粘結(jié)砂漿超厚，因自重作用下墜，造成粘結(jié)不良。（3）粘結(jié)前需要面磚浸水而未浸水，表面積灰，砂漿不宜粘結(jié)，而且由于面磚吸水，把砂漿中的水分很快吸收使粘結(jié)砂漿與磚的粘結(jié)力大為降低。（4）由于需要浸水的面磚浸水后粘結(jié)前未擦干或涼干，粘結(jié)面形成水膜，消弱了粘結(jié)砂漿與磚的粘結(jié)力。（5）當(dāng)采用密縫粘貼面磚時，由于面磚飾面層受熱應(yīng)力影響而產(chǎn)生的變形應(yīng)力得不到釋放，易發(fā)生空鼓開裂。同時由于密縫粘貼面磚時形成“瞎縫”，磚縫無法勾縫易形成雨水滲漏；女兒墻檐口、雨蓬、窗臺、陽臺欄板等具有上平面和水平陽角的部位以及水落管出水口的下部等易發(fā)生問題。主要原因是角部磚縫對接不良，上平面易積存雨雪水，這些水分會侵入縫隙中；面磚吸水率過大時，水通過面磚被吸入到磚坯中。以上這些侵入水經(jīng)日夜或季節(jié)凍融作用使粘結(jié)層受到破壞，發(fā)生開裂、脫落，并向大面積發(fā)展。（四）外墻保溫面層裂縫控制1、聚苯板薄抹灰外保溫隔熱構(gòu)造設(shè)計（1）聚苯板薄抹灰外保溫。該類外保溫已有比較固定的構(gòu)造設(shè)計形式，體系的適用范圍應(yīng)為：以保溫為主、隔熱為輔的嚴(yán)寒及寒冷地區(qū)、建筑高度30米以下、對防火性沒有特殊要求的外墻保溫。（2）改進(jìn)型聚苯板薄抹灰外保溫。改進(jìn)體現(xiàn)在防火隔離帶的設(shè)置及將大空腔變?yōu)闊o空腔或小空腔。做法是：基層平整度達(dá)標(biāo)后采用滿粘聚苯板以形成無空腔體系，由于聚苯板被滿涂粘結(jié)劑粘結(jié)于墻面，對聚苯板形成強(qiáng)約束，有利于板縫裂縫的控制。2、現(xiàn)澆無網(wǎng)聚苯板外保溫隔熱構(gòu)造設(shè)計（1）通過采用具有拉結(jié)槽并經(jīng)界面砂漿處理的聚苯板解決聚苯板與混凝土基墻結(jié)合力不夠的問題。聚苯板經(jīng)界面砂漿處理后與混凝土具有良好的粘結(jié)性能，而拉結(jié)槽由于部分嵌入混凝土中，拉結(jié)作用非常明顯，增強(qiáng)了整體安全性。目前采用拉結(jié)槽槽型多為燕尾形、凹凸形，從受力因素考慮燕尾槽更為合理。現(xiàn)場組合澆注過程中，使用塑料卡釘可防止跑漿發(fā)生并有助于澆注平整度的控制，與金屬錨固件相比防止了局部非柔性現(xiàn)象。（2）將突出的聚苯板打磨一部分以滿足平整度要求。該類做法也有不足：一是打磨后保溫層厚度無法保證，二是由于打磨破壞了這部分的聚苯乙烯顆粒粘結(jié)性及產(chǎn)生粉末，從而無法保障抹面砂漿與聚苯板的粘結(jié)力。該類工程垂直度控制較好的偏差在20mm以內(nèi)，大部分工程垂直度偏差在20mm-40mm，個別也有40mm-60mm。比較理想的辦法是保溫板與