淺究ES聚苯板外保溫面層裂縫

淺究EPS聚苯板外保溫面層裂縫[摘要]建筑節(jié)能的法規(guī)出臺后，全國各地的建筑都已經(jīng)普及保溫系統(tǒng)，但是在此普及過程中，外墻裂縫一直是難以解決的問題，成為外墻外保溫體系的質(zhì)量通病，本文主要從設(shè)計、材料、施工方面對裂縫原因分析并提出相關(guān)的解決措施。[關(guān)鍵詞]外保溫裂縫EPS保溫板應(yīng)力keywords:ExteriorInsulationcracksEPSinsulationboardStressAbstract:Constructionofenergy-savingregulationsintroduced,allofthecountryhavebeenbuildinginsulationsystemofuniversal,butinthisuniversalprocess,thewallcrackshavebeendifficulttoresolvetheproblemwhithhasbecomeexteriorinsulationsystemofqualityproblems.Thearticleanalysismaindesign,materials,Theconstructionofthecausesofcracksandrelatedsolutions.正文：為設(shè)節(jié)能減排集約型社會，保護(hù)環(huán)境，國家從1997年開始強(qiáng)制實(shí)施建筑節(jié)能50%的標(biāo)準(zhǔn)。EPS外保溫體系有利于建筑物建立一個更加合理的溫度場。由于采用外保溫，內(nèi)部的磚墻或混凝土等結(jié)構(gòu)受到保護(hù)，使保溫層以里的主體結(jié)構(gòu)冬季溫度提高，濕度降低，溫度變化較為平緩，夏季結(jié)構(gòu)溫度穩(wěn)定，墻體結(jié)構(gòu)熱應(yīng)力減少，從而大大減小主體墻產(chǎn)生裂縫、變形、破損的危險性，建筑壽命得以大大延長。完善的外保溫對結(jié)構(gòu)的骨架全面包覆，雨、雪、凍、融、干、濕等對主體墻影響大大減輕。因此，由于外保溫體系對建筑結(jié)構(gòu)的保護(hù)、防止裂縫等優(yōu)良性能，被廣泛用于各個工程項目當(dāng)中。但是由于各種原因，外保溫面層的裂縫問題始終不能解決，很多工程或多或少的存在裂縫的問題，成為外墻保溫技術(shù)發(fā)展的障礙。筆者主要從設(shè)計、材料性能及施工原因進(jìn)行分析。1設(shè)計原因1.1.未保溫的外墻出挑構(gòu)建與保溫的墻體直接連接在溫度變化中，由于未保溫的外墻出挑構(gòu)建受溫度的影響較大，產(chǎn)生的溫度應(yīng)力要大于保溫的墻體，其應(yīng)變也有較大的差異，不能保證形變協(xié)調(diào)導(dǎo)致交界處產(chǎn)生破壞。如屋頂?shù)幕ɑ@梁在夏季和冬季的形變?nèi)缦聢D一、圖二所示：由于花架梁與屋面是剛接點(diǎn)，由于變形不協(xié)調(diào)，經(jīng)過長時間的冬夏交替，產(chǎn)生疲勞破壞，在節(jié)點(diǎn)處易產(chǎn)生裂縫。因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，應(yīng)當(dāng)改變花架梁的固定支座模式，由三次超靜定結(jié)構(gòu)改為靜定結(jié)構(gòu)或一次超靜定結(jié)構(gòu)，由剛節(jié)點(diǎn)改為滑動支座，使溫度應(yīng)力能夠有效釋放，防止裂縫的產(chǎn)生有良好的效果。如下圖三所示：1.2抹面層不應(yīng)設(shè)抗裂分隔縫外保溫面層設(shè)計的原則是逐層漸變，柔性釋放應(yīng)力的原則進(jìn)行設(shè)計的，柔性的面層設(shè)計有利于溫度應(yīng)力的均勻分布。但是在當(dāng)前的面層設(shè)計中為了釋放溫度應(yīng)力,在面層上設(shè)置抗裂分隔縫,表面上看這種做法很值得提倡,但是根據(jù)圣維南定理可知,分隔縫只對分隔縫附近的范圍內(nèi)的溫度應(yīng)力應(yīng)力明顯,對離分隔縫較遠(yuǎn)范圍內(nèi)的溫度應(yīng)力影響有限.根據(jù)模擬試驗(yàn)分隔縫處的溫度應(yīng)力也證明了這一點(diǎn)(如下圖四所示).因此設(shè)置分隔縫并不能有效的分散溫度應(yīng)力,而且破會面層的整體性,使溫度應(yīng)力不能有效的均勻分布,且會在抗裂分隔縫處會產(chǎn)生應(yīng)力集中,致使分隔縫拉裂,外界水分進(jìn)入墻體,加快面層裂縫的產(chǎn)生.1.3外墻外保溫面層盡量不要使用面磚面層面磚的重力荷載比較大,其重力荷載通過保護(hù)層、界面層、保溫層，最終通過保溫層與墻面的粘結(jié)力承擔(dān)。在力的傳遞過程中，由于保溫層的柔性，在剪切力的作用下保溫層會產(chǎn)生較大的剪切形變，而面磚是剛性的，不能與之應(yīng)變協(xié)調(diào)，導(dǎo)致面磚相互擠壓，脫落。采用密縫連接的面磚，由于施工過程中不易控制，極易產(chǎn)生瞎縫，外界水分進(jìn)入面磚內(nèi)，在凍融循環(huán)作用下導(dǎo)致灰縫疲勞破壞，產(chǎn)生裂縫甚至脫落，危害墻體的安全。1.4保溫系統(tǒng)盡量采用無空腔構(gòu)造保溫系統(tǒng)分為密閉有空腔構(gòu)造體系和無空腔構(gòu)造體系，在很多工程中采用了密閉有空腔構(gòu)造體系。密閉有空腔構(gòu)造體系主要考慮風(fēng)載的作用，風(fēng)壓有時為正壓，有時為負(fù)壓，尤其是負(fù)壓對密閉有空腔保溫體系的影響是最嚴(yán)重的，在長時間的正負(fù)壓作用下，密閉有空腔保溫體系有可能被破壞，導(dǎo)致墻面滲水面層裂縫。在受到風(fēng)荷載作用的同時，密閉有空腔保溫體系還受到風(fēng)振系數(shù)的影響，在風(fēng)載的作用下，密閉有空腔保溫體系隨之振動，當(dāng)風(fēng)振頻率與保溫板固有頻率相同時，保溫板就會產(chǎn)生最大的振動，破壞密閉空腔構(gòu)造體系并導(dǎo)致面層裂縫。因此，在設(shè)計中應(yīng)盡量采用無空腔構(gòu)造結(jié)構(gòu)。其次，密閉有空腔體系主要是通過點(diǎn)框粘法或條粘法與每平方米不少于20個機(jī)械錨固件相互配合，保溫系統(tǒng)本身有重力Q和錨固件的拉力T要經(jīng)過錨固件和粘結(jié)劑傳遞至墻體最終傳到基礎(chǔ)，但是在空腔部分力由于無粘結(jié)劑破壞了整個傳力系統(tǒng)，無法傳遞錨固件的拉力和保溫系統(tǒng)的重力（如圖五），導(dǎo)致應(yīng)力分布不均勻，產(chǎn)生應(yīng)力集中導(dǎo)致過大的變形，面層產(chǎn)生裂縫。在施工過程中，由于墻面的平整度很難控制，經(jīng)常會出現(xiàn)漲?，F(xiàn)象，使用點(diǎn)框粘法或條粘法，EPS保溫板很難與墻體完整結(jié)合，無法形成密閉空腔，外界水分進(jìn)入空間內(nèi)，使面層產(chǎn)生裂縫，保溫系統(tǒng)失效。④采用點(diǎn)框粘法時，在邊框會產(chǎn)生應(yīng)力集中，保溫板的荷載不能均與作用于墻面，在板縫交界處很容一產(chǎn)生裂縫。因此，在設(shè)計時應(yīng)盡量使用無空腔體系，采用模板內(nèi)置能夠有效的避免上述問題。1.5首層外墻保溫體系沒有使用雙層鋼絲網(wǎng)加強(qiáng)建筑物的首層是最容易被沖擊破壞的地方，應(yīng)該使用雙層耐堿玻纖網(wǎng)格布進(jìn)行加強(qiáng)，提高保溫系統(tǒng)的耐沖擊性。第一層搭接處可使用對接，第二層為普通做法。面層材料性能原因2.1網(wǎng)格布的材料性能耐堿網(wǎng)格布是控制保溫系統(tǒng)面層裂縫的重要因素，倒是現(xiàn)在市場上流通的網(wǎng)格布魚龍混雜，質(zhì)量材質(zhì)參差不齊，很難保證質(zhì)量。網(wǎng)格布分為無堿網(wǎng)格布、中堿網(wǎng)格布和耐堿網(wǎng)格布。根據(jù)試驗(yàn)表明，無堿網(wǎng)格布的抗拉強(qiáng)度最高，但是耐堿強(qiáng)度最差，在堿性的砂漿里強(qiáng)度損失最多。中堿網(wǎng)格布的耐堿性能也較差，在砂漿的堿性環(huán)境里一個月就會粉化，輕拉及斷。耐堿網(wǎng)格布因涂抹了14%-16%的氧化鋯，其耐堿性能最好，其耐堿強(qiáng)度能保持60%-80%，因此要選擇耐堿玻纖網(wǎng)格布，能夠有較好的抗裂效果。網(wǎng)格布的經(jīng)緯向抗拉強(qiáng)度達(dá)不到指標(biāo)要求而無法抵抗裂縫的產(chǎn)生。根據(jù)筆者對千禧銀杏苑項目Ⅰ標(biāo)段樓座外墻裂縫的分析，由于網(wǎng)格布的經(jīng)緯向強(qiáng)度不等，經(jīng)向的網(wǎng)格布抗拉強(qiáng)度不達(dá)標(biāo)，砂漿面層的干縮應(yīng)力集中到緯向而發(fā)生斷裂，樓層由上而下間距500毫米出現(xiàn)一道裂縫，最終隨著橫向裂縫貫通發(fā)展，墻體大面積出現(xiàn)裂縫。2.2水泥砂漿的性能有些項目因工程造價的原因使用使用普通水泥砂漿作為保溫系統(tǒng)的面層，普通硅酸鹽水泥壓折比很難達(dá)到規(guī)定要求，使用普通硅酸鹽水泥的干縮性也比較大，因此很容易形成裂縫。在工程中應(yīng)當(dāng)選用摻加尼龍纖維的聚合物砂漿，尼龍纖維的耐堿性、強(qiáng)度具有良好的性能。聚合物摻加了膠粉、減水劑、中粘度纖維素醚和PP纖維，膠粉能有效提高砂漿的粘結(jié)度，中粘度纖維素醚能夠控制凝固時間和增加初期強(qiáng)度，PP纖維有較高的彈性模量，有助于砂漿的力學(xué)性能，與砂漿的握裹力強(qiáng)，不易抱團(tuán)，有效的防止裂縫的產(chǎn)生，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，耐堿性極強(qiáng)，其強(qiáng)度、干縮性能、水灰比都能很好的抑制裂縫的開展，遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)越于普通砂漿。施工原因3.1基層處理當(dāng)采用滿貼法時，基層墻體應(yīng)平整，沒有雜物、脫模劑、油污等妨礙粘結(jié)的附著物，出現(xiàn)漲模，孔洞應(yīng)剔除或找平，找平層必須墻體可靠粘結(jié)，不得有脫層、空鼓、裂縫現(xiàn)象。當(dāng)采用模板內(nèi)置的方法是，若有漲模，凹陷時，應(yīng)使用膠粉聚苯顆粒剔除找平。3.2EPS保溫板施工采用滿貼法時，應(yīng)按順砌的方式粘貼，豎縫應(yīng)錯縫，不得出現(xiàn)通縫。保溫板應(yīng)平整，不得翹曲、彎折、松動、空鼓。在陽角處應(yīng)交錯互鎖。外墻附著構(gòu)件入陽臺、空調(diào)擋板等，門窗洞口處不得用采用下角料，應(yīng)整板切割成型。當(dāng)采用模板內(nèi)置時，應(yīng)有效控制保護(hù)層厚度，防止?jié)q模。采用模板內(nèi)置的施工工藝，保溫板表面要噴涂界面劑，由于外墻抹灰在主體施工結(jié)束之后才能施工，這通常需要半年甚至更長的時間，保溫板每年將會以1㎜-1.5㎜的速度粉化，因此底層的保溫板很容易粉化，影響保護(hù)層的粘結(jié)強(qiáng)度，保溫板表面應(yīng)噴涂界面劑防止保溫板的粉化。3.3保溫漿料施工在EPS保溫板上抹膠粉聚苯顆粒時應(yīng)分層抹壓，兩邊成活，每層抹壓的間隔時間不小于24小時，一次成活的保溫漿料易產(chǎn)生裂縫。根據(jù)筆者對千禧銀杏苑一標(biāo)段的觀察，由于施工單位一次成活，膠粉劇本顆粒很容易產(chǎn)生裂縫，抹完24小時之后，膠粉聚苯顆粒出現(xiàn)2㎜寬的裂縫。因此在施工中要嚴(yán)禁保溫漿料一次成活。3.4面層施工①保溫漿料自上而下全部抹完之后，再從頂層向下抹灰。筆者所管理的千禧銀杏苑工程，待膠粉聚苯顆粒初凝之后，就在表面抹灰，抹灰完成之后，裂縫就出現(xiàn)并逐漸發(fā)展。這是因?yàn)?，膠粉聚苯顆粒抹壓完之后，由于內(nèi)部的水分還沒有完全蒸發(fā)，徐變還在發(fā)展沒有定型，緊接著在其表面抹灰，加大其承受大的荷載，膠粉聚苯顆粒繼續(xù)發(fā)生較大的形變，致使砂漿面層開裂。其次在初凝的膠粉聚苯顆粒上抹灰，膠粉聚苯顆粒的水分無法蒸發(fā)而滲入到EPS保溫板內(nèi)部，EPS保溫板被水化而產(chǎn)生較大的變形，為面層的開裂留下隱患。②網(wǎng)格布搭接長度不夠、干搭接以及網(wǎng)格布構(gòu)造位置不對是導(dǎo)致面層開裂的重要原因。千禧銀杏苑Ⅰ標(biāo)段在施工砂漿面層時，由于采取抹灰一次成活，網(wǎng)格布干搭接并且搭接長度不夠，網(wǎng)格布的位置也難以控制，抹灰完之后，就出現(xiàn)了裂縫（如照片所示）。因此，網(wǎng)格布的搭接長度一定要滿足50㎜要求，嚴(yán)禁網(wǎng)格布干搭接，網(wǎng)格布不得貼近保溫層，應(yīng)做到見紋不見色，才能有效的防止裂縫的開展。網(wǎng)格布的施工順序無序雜亂也是形成裂縫的重要原因，窗臺、檐口、門窗死角等部位應(yīng)先用抗裂砂漿貼好，在連續(xù)施工大面，滿足整個網(wǎng)格布分散加強(qiáng)網(wǎng)格布的原則，有利于局部部分應(yīng)力的分散。③面層抹灰嚴(yán)禁一次成活，找平層和面層要分層施工。若一次成活，由于砂漿厚度較大，干縮性更加明顯，容易產(chǎn)生裂縫；其次，網(wǎng)格布的位置不容易控制并且易產(chǎn)生干搭接，促進(jìn)裂縫的開展。當(dāng)兩邊成活時，即使找平層開裂，在找平層上在抹面層，對找平層中的裂縫具有很好的修復(fù)作用，有效防止水分的滲入。④在門窗四角45°方向是應(yīng)力集中的區(qū)域，應(yīng)在此處延45°鋪貼網(wǎng)格布加強(qiáng)。⑤當(dāng)使用面磚飾面時，抗裂防護(hù)層應(yīng)采用熱鍍鋅四角網(wǎng)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，其孔徑不應(yīng)大于面磚短邊的四分之一。布設(shè)四角網(wǎng)時，先鋪一層抗裂砂漿，安裝錨固鍍鋅網(wǎng)，整個厚度不應(yīng)超過8㎜-15㎜。面磚接縫寬度不應(yīng)小于5毫米，否則易形成瞎縫滲水，應(yīng)采用壓折比≤3的粘結(jié)砂漿及勾縫料。4.結(jié)語為了保證外墻保溫系統(tǒng)有效性、耐久性，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)專業(yè)的設(shè)計力量，筆者認(rèn)為在日后的項目中，應(yīng)當(dāng)選用具有設(shè)計力量雄厚、施工技術(shù)、材料性能優(yōu)良的專業(yè)分包隊伍，從設(shè)計、供貨到施工由專業(yè)的公司承包，這樣能夠有效的控制外墻裂縫及保溫系統(tǒng)的質(zhì)量，在發(fā)生質(zhì)量問題是容易界定責(zé)任，減少推諉、扯皮現(xiàn)象的發(fā)生