有效控制外墻外保溫層裂縫的原則與技術(shù)
摘要：隨著全國(guó)各地住宅工程從規(guī)模到數(shù)量的發(fā)展，住宅工程房屋出現(xiàn)的墻體裂縫和外墻滲漏等問題也日益成為社會(huì)各界關(guān)注的焦點(diǎn)之一，這與普通老百姓的日常生活息息相關(guān)，直接關(guān)系到廣大人民群眾的切身利益，外保溫體系是非承重復(fù)合墻面，其墻面裂縫的危害主要是水的滲透對(duì)保溫體系的破壞以及對(duì)住戶的感觀上和心理上造成不良影響。為此加強(qiáng)保溫墻體結(jié)構(gòu)研究，特別是保溫墻體的抗裂措施研究，已成為建筑行業(yè)發(fā)展及其人民基本生活保障的關(guān)鍵問題所在。
關(guān)鍵詞：外墻 外保溫面層 裂縫 控制 原則 技術(shù)
0 引言
裂縫是固體材料中的某種不連續(xù)現(xiàn)象，在學(xué)術(shù)上屬于結(jié)構(gòu)材料強(qiáng)度理論范疇。通常把裂縫分為微觀裂縫和宏觀裂縫。肉眼可見的裂縫范圍一般以0.05mm為界，小于0.05mm的裂縫稱為微觀裂縫，大于等于0.05mm的裂縫稱為宏觀裂縫。
1 外墻保溫面層裂縫控制的基本原則
1.1 外保溫隔熱體系抗裂優(yōu)于內(nèi)保溫隔熱體系的原則外保溫隔熱體系有利于建筑物建立一個(gè)更加合理的溫度場(chǎng)，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)定性增加，墻體結(jié)構(gòu)熱應(yīng)力減少，并且雨、雪、凍、融、干、濕等對(duì)主體墻的影響也會(huì)大大減輕，從而主體墻產(chǎn)生裂縫、變形、破損的危險(xiǎn)性減小，建筑壽命得以大大延長(zhǎng)。因此，外保溫隔熱體系對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的保護(hù)、防止裂縫的發(fā)生優(yōu)于內(nèi)保溫隔熱體系。
1.2 “逐層漸變?nèi)嵝葬尫艖?yīng)力”的抗裂技術(shù)原則采用“逐層漸變，柔性釋放應(yīng)力的抗裂技術(shù)”理念的構(gòu)造設(shè)計(jì)要點(diǎn)是：保溫隔熱體系各相鄰構(gòu)造層性能、彈性模量變化指標(biāo)相匹配、逐層漸變，抗裂砂漿應(yīng)保證一定的柔韌性以便釋放變形應(yīng)力。同時(shí)，在抗裂防護(hù)層中采用軟配筋和多種纖維改變應(yīng)力傳遞方向，防止各種變形應(yīng)力集中發(fā)生。涂料飾面時(shí)，理想的模式應(yīng)為從抗裂砂漿層－膩?zhàn)樱苛系娜犴g變形性逐漸增大；面磚飾面時(shí)，應(yīng)采用柔性的粘結(jié)膠和勾縫膠。
1.3 普通水泥砂漿不應(yīng)作為保溫體系表面的找平及保護(hù)層材料的原則普通水泥砂漿不僅自身易產(chǎn)生各種收縮裂縫，同時(shí)由于柔韌性較差而無法適應(yīng)自身溫差變形及相鄰層溫度變形而產(chǎn)生的應(yīng)力，用它作為保溫層的保護(hù)層，極易產(chǎn)生裂縫，厚度愈厚愈嚴(yán)重。
1.4 無空腔或小空腔構(gòu)造提高體系穩(wěn)定性的原則無空腔或小空腔構(gòu)造做法使得外保溫隔熱體系具有抗風(fēng)壓能力強(qiáng)、體系整體性好、應(yīng)力傳遞穩(wěn)定、安全性好等優(yōu)勢(shì)。在高層建筑工程做外保溫隔熱，應(yīng)充分重視風(fēng)荷載對(duì)外保溫隔熱的破壞作用，盡可能地采用無空腔或小空腔，以滿足抗風(fēng)壓破壞的要求。由于風(fēng)壓對(duì)建筑物的破壞力與建筑物的高度成正比，高層建筑要比多層建筑承受的風(fēng)壓更大，因而高層建筑外保溫隔熱要考慮風(fēng)壓、特別要考慮負(fù)風(fēng)壓的影響。
1.5 應(yīng)充分考慮各層材料的相容性及匹配性原則由于保溫體系是由多層材料復(fù)合構(gòu)成，就抗裂性能來說，除應(yīng)考慮各層材料自身功能性外還應(yīng)充分考慮材料的相容性及匹配性。
1.6 加強(qiáng)保溫截止部位材質(zhì)變換處的密封原則在保溫層與其它材料的材質(zhì)變換處，由于這些材質(zhì)的密度相差過大，這就決定了材質(zhì)間的彈性模量和線性膨脹系數(shù)也不盡相同，在溫度應(yīng)力作用下的變形也不同，極容易在這些部位產(chǎn)生面層的裂縫。同時(shí)還應(yīng)該考慮這些部位的防水處理，防止水份侵入到保溫體系內(nèi)，避免因凍脹作用而導(dǎo)致體系的破壞，影響體系的正常使用壽命和體系的耐久性。
2 外墻保溫面層裂縫控制技術(shù)
2.1 外墻內(nèi)保溫隔熱構(gòu)造設(shè)計(jì)①單一內(nèi)保溫不利于結(jié)構(gòu)墻體的保護(hù)，應(yīng)避免采用單一內(nèi)保溫設(shè)計(jì)。②如果一定要采用內(nèi)保溫，最好采用內(nèi)外保溫復(fù)合做法，既在外墻內(nèi)側(cè)、內(nèi)隔墻等部位采用內(nèi)保溫，最好采用具有抗裂、耐火及隔音性好的內(nèi)保溫形式；然后在外墻外側(cè)采用抗裂、防水、耐候、耐火、抗風(fēng)壓及抗震性好的外保溫。
2.2 聚苯板薄抹灰外保溫隔熱構(gòu)造設(shè)計(jì)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(jì)形式。由于存在大空腔、隔熱及防火性能較差等不足之處，該體系的適用范圍受到一些限制，國(guó)外出于防火性的考慮將其限制在18或22米以下的建筑。但考慮到國(guó)內(nèi)該體系的應(yīng)用較早、較多，而我國(guó)現(xiàn)行防火規(guī)范對(duì)其沒有明確的限制要求。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。
2.3 現(xiàn)澆無網(wǎng)聚苯板外保溫隔熱構(gòu)造設(shè)計(jì)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。②通過膠粉聚苯顆粒保溫漿料找平及輔助保溫解決平整度、垂直度、熱橋、局部破損及裂縫問題。隨著施工技術(shù)的總結(jié)，通常在綁扎聚苯板時(shí)采用上松下緊及調(diào)整模板傾角的辦法來控制平整度，但該做法效果及個(gè)體差異較大，難以徹底解決問題。還有一種方法是打磨，即將突出的聚苯板打磨一部分以滿足平整度要求。
2.4 鋼絲網(wǎng)架保溫板外保溫隔熱構(gòu)造設(shè)計(jì)①傳統(tǒng)鋼絲網(wǎng)架保溫板外保溫隔熱構(gòu)造設(shè)計(jì)。由于該類體系采用20mm～30mm厚普通水泥砂漿找平，開裂現(xiàn)象較為普遍，因此幾乎不敢做涂料飾面，而是粘貼面磚，這樣由于荷載過大加大了不安全性。尤其是節(jié)能65％工作開展后，由于保溫層厚度加大使力矩遠(yuǎn)超出安全力矩要求。因此應(yīng)對(duì)該類做法加以改進(jìn)。②改進(jìn)型鋼絲網(wǎng)架保溫板外保溫隔熱構(gòu)造設(shè)計(jì)。a在澆注完成后的鋼絲網(wǎng)架聚苯板表面，采用20mm～30mm膠粉聚苯顆粒保溫漿料找平，既可大大減少荷載同時(shí)由于阻斷了熱橋起到了良好的補(bǔ)充保溫效果，減少了力矩增加了安全性。b采用雙網(wǎng)構(gòu)造增強(qiáng)抗裂性。采用涂料飾面時(shí)，在膠粉聚苯顆粒保溫漿料找平層上做抗裂砂漿復(fù)合耐堿玻纖網(wǎng)布作為抗裂防護(hù)層：采用面磚飾面時(shí)，在膠粉聚苯顆粒保溫漿料找平層上做抗裂砂漿復(fù)合熱鍍鋅鋼絲網(wǎng)(與保溫層鋼絲網(wǎng)架綁扎)作為抗裂防護(hù)層和粘貼面磚基層。
2.5 保溫隔熱漿料外墻外保溫隔熱體系設(shè)計(jì)保溫漿料外墻外保溫隔熱體系種類較多，質(zhì)量參差不齊。優(yōu)質(zhì)的外保溫體系已超過德國(guó)同類產(chǎn)品，但質(zhì)量低劣的體系也在充斥市場(chǎng)。目前國(guó)家及北京市行業(yè)主管部門已加強(qiáng)了市場(chǎng)監(jiān)管力度，除了編制行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的膠粉聚苯顆粒外保溫體系外，其他保溫漿料已被限制淘汰，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)區(qū)分對(duì)待。
2.6 面磚飾面外墻外保溫隔熱體系設(shè)計(jì)
2.6.1 在可選擇的情況下，應(yīng)首選涂料飾面外保溫體系。選擇面磚飾面體系時(shí)要保證體系滿足以下條件：①有與基層墻體具有可靠聯(lián)接的面磚粘結(jié)基層；②體系構(gòu)造應(yīng)充分考慮對(duì)溫度應(yīng)力及其他變形應(yīng)力的消納和釋放；③保溫材料應(yīng)具有較好的防熱輻射及防明火性能；④體系應(yīng)具有較強(qiáng)的抗風(fēng)壓、耐侯性能，體系必須經(jīng)過大型耐候性試驗(yàn)及抗震試驗(yàn)驗(yàn)證合格。
2.6.2 在外保溫體系粘貼面磚時(shí)應(yīng)注意：①不宜直接在聚苯板薄抹灰體系上粘貼面磚；②不宜在芯板厚度超過75mm的厚抹普通水泥砂漿鋼絲網(wǎng)架聚苯板外保溫體系飾面粘貼面磚；③宜在采用膠粉聚苯顆粒保溫漿料找平的雙網(wǎng)構(gòu)造的鋼絲網(wǎng)架保溫板外保溫隔熱體系粘貼面磚；④宜選膠粉聚苯顆粒外墻外保溫粘貼面磚飾面體系。
由于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(duì)住戶的審美和心理的影響以及由于裂縫存在，有可能對(duì)保溫隔熱體系造成破壞(如水的滲透、凍融破壞等)。從水的滲透看，水分子可穿過任何肉眼可見的裂縫，所以從理論上是不允許裂縫的。由于裂縫具有發(fā)展性，因此對(duì)裂縫的判定和分級(jí)應(yīng)包含時(shí)間、裂縫寬度和長(zhǎng)度、以及面積發(fā)生率。
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裂縫是固體材料中的某種不連續(xù)現(xiàn)象，在學(xué)術(shù)上屬于結(jié)構(gòu)材料強(qiáng)度理論范疇。通常把裂縫分為微觀裂縫和宏觀裂縫。肉眼可見的裂縫范圍一般以0.05mm為界，小于0.05mm的裂縫稱為微觀裂縫，大于等于0.05mm的裂縫稱為宏觀裂縫。
1 外墻保溫面層裂縫控制的基本原則
1.1 外保溫隔熱體系抗裂優(yōu)于內(nèi)保溫隔熱體系的原則外保溫隔熱體系有利于建筑物建立一個(gè)更加合理的溫度場(chǎng)，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)定性增加，墻體結(jié)構(gòu)熱應(yīng)力減少，并且雨、雪、凍、融、干、濕等對(duì)主體墻的影響也會(huì)大大減輕，從而主體墻產(chǎn)生裂縫、變形、破損的危險(xiǎn)性減小，建筑壽命得以大大延長(zhǎng)。因此，外保溫隔熱體系對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的保護(hù)、防止裂縫的發(fā)生優(yōu)于內(nèi)保溫隔熱體系。
1.2 “逐層漸變?nèi)嵝葬尫艖?yīng)力”的抗裂技術(shù)原則采用“逐層漸變，柔性釋放應(yīng)力的抗裂技術(shù)”理念的構(gòu)造設(shè)計(jì)要點(diǎn)是：保溫隔熱體系各相鄰構(gòu)造層性能、彈性模量變化指標(biāo)相匹配、逐層漸變，抗裂砂漿應(yīng)保證一定的柔韌性以便釋放變形應(yīng)力。同時(shí)，在抗裂防護(hù)層中采用軟配筋和多種纖維改變應(yīng)力傳遞方向，防止各種變形應(yīng)力集中發(fā)生。涂料飾面時(shí)，理想的模式應(yīng)為從抗裂砂漿層－膩?zhàn)樱苛系娜犴g變形性逐漸增大；面磚飾面時(shí)，應(yīng)采用柔性的粘結(jié)膠和勾縫膠。
1.3 普通水泥砂漿不應(yīng)作為保溫體系表面的找平及保護(hù)層材料的原則普通水泥砂漿不僅自身易產(chǎn)生各種收縮裂縫，同時(shí)由于柔韌性較差而無法適應(yīng)自身溫差變形及相鄰層溫度變形而產(chǎn)生的應(yīng)力，用它作為保溫層的保護(hù)層，極易產(chǎn)生裂縫，厚度愈厚愈嚴(yán)重。
1.4 無空腔或小空腔構(gòu)造提高體系穩(wěn)定性的原則無空腔或小空腔構(gòu)造做法使得外保溫隔熱體系具有抗風(fēng)壓能力強(qiáng)、體系整體性好、應(yīng)力傳遞穩(wěn)定、安全性好等優(yōu)勢(shì)。在高層建筑工程做外保溫隔熱，應(yīng)充分重視風(fēng)荷載對(duì)外保溫隔熱的破壞作用，盡可能地采用無空腔或小空腔，以滿足抗風(fēng)壓破壞的要求。由于風(fēng)壓對(duì)建筑物的破壞力與建筑物的高度成正比，高層建筑要比多層建筑承受的風(fēng)壓更大，因而高層建筑外保溫隔熱要考慮風(fēng)壓、特別要考慮負(fù)風(fēng)壓的影響。
1.5 應(yīng)充分考慮各層材料的相容性及匹配性原則由于保溫體系是由多層材料復(fù)合構(gòu)成，就抗裂性能來說，除應(yīng)考慮各層材料自身功能性外還應(yīng)充分考慮材料的相容性及匹配性。
1.6 加強(qiáng)保溫截止部位材質(zhì)變換處的密封原則在保溫層與其它材料的材質(zhì)變換處，由于這些材質(zhì)的密度相差過大，這就決定了材質(zhì)間的彈性模量和線性膨脹系數(shù)也不盡相同，在溫度應(yīng)力作用下的變形也不同，極容易在這些部位產(chǎn)生面層的裂縫。同時(shí)還應(yīng)該考慮這些部位的防水處理，防止水份侵入到保溫體系內(nèi)，避免因凍脹作用而導(dǎo)致體系的破壞，影響體系的正常使用壽命和體系的耐久性。
2 外墻保溫面層裂縫控制技術(shù)
2.1 外墻內(nèi)保溫隔熱構(gòu)造設(shè)計(jì)①單一內(nèi)保溫不利于結(jié)構(gòu)墻體的保護(hù)，應(yīng)避免采用單一內(nèi)保溫設(shè)計(jì)。②如果一定要采用內(nèi)保溫，最好采用內(nèi)外保溫復(fù)合做法，既在外墻內(nèi)側(cè)、內(nèi)隔墻等部位采用內(nèi)保溫，最好采用具有抗裂、耐火及隔音性好的內(nèi)保溫形式；然后在外墻外側(cè)采用抗裂、防水、耐候、耐火、抗風(fēng)壓及抗震性好的外保溫。
2.2 聚苯板薄抹灰外保溫隔熱構(gòu)造設(shè)計(jì)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(jì)形式。由于存在大空腔、隔熱及防火性能較差等不足之處，該體系的適用范圍受到一些限制，國(guó)外出于防火性的考慮將其限制在18或22米以下的建筑。但考慮到國(guó)內(nèi)該體系的應(yīng)用較早、較多，而我國(guó)現(xiàn)行防火規(guī)范對(duì)其沒有明確的限制要求。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。
2.3 現(xiàn)澆無網(wǎng)聚苯板外保溫隔熱構(gòu)造設(shè)計(jì)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。②通過膠粉聚苯顆粒保溫漿料找平及輔助保溫解決平整度、垂直度、熱橋、局部破損及裂縫問題。隨著施工技術(shù)的總結(jié)，通常在綁扎聚苯板時(shí)采用上松下緊及調(diào)整模板傾角的辦法來控制平整度，但該做法效果及個(gè)體差異較大，難以徹底解決問題。還有一種方法是打磨，即將突出的聚苯板打磨一部分以滿足平整度要求。
2.4 鋼絲網(wǎng)架保溫板外保溫隔熱構(gòu)造設(shè)計(jì)①傳統(tǒng)鋼絲網(wǎng)架保溫板外保溫隔熱構(gòu)造設(shè)計(jì)。由于該類體系采用20mm～30mm厚普通水泥砂漿找平，開裂現(xiàn)象較為普遍，因此幾乎不敢做涂料飾面，而是粘貼面磚，這樣由于荷載過大加大了不安全性。尤其是節(jié)能65％工作開展后，由于保溫層厚度加大使力矩遠(yuǎn)超出安全力矩要求。因此應(yīng)對(duì)該類做法加以改進(jìn)。②改進(jìn)型鋼絲網(wǎng)架保溫板外保溫隔熱構(gòu)造設(shè)計(jì)。a在澆注完成后的鋼絲網(wǎng)架聚苯板表面，采用20mm～30mm膠粉聚苯顆粒保溫漿料找平，既可大大減少荷載同時(shí)由于阻斷了熱橋起到了良好的補(bǔ)充保溫效果，減少了力矩增加了安全性。b采用雙網(wǎng)構(gòu)造增強(qiáng)抗裂性。采用涂料飾面時(shí)，在膠粉聚苯顆粒保溫漿料找平層上做抗裂砂漿復(fù)合耐堿玻纖網(wǎng)布作為抗裂防護(hù)層：采用面磚飾面時(shí)，在膠粉聚苯顆粒保溫漿料找平層上做抗裂砂漿復(fù)合熱鍍鋅鋼絲網(wǎng)(與保溫層鋼絲網(wǎng)架綁扎)作為抗裂防護(hù)層和粘貼面磚基層。
2.5 保溫隔熱漿料外墻外保溫隔熱體系設(shè)計(jì)保溫漿料外墻外保溫隔熱體系種類較多，質(zhì)量參差不齊。優(yōu)質(zhì)的外保溫體系已超過德國(guó)同類產(chǎn)品，但質(zhì)量低劣的體系也在充斥市場(chǎng)。目前國(guó)家及北京市行業(yè)主管部門已加強(qiáng)了市場(chǎng)監(jiān)管力度，除了編制行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的膠粉聚苯顆粒外保溫體系外，其他保溫漿料已被限制淘汰，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)區(qū)分對(duì)待。
2.6 面磚飾面外墻外保溫隔熱體系設(shè)計(jì)
2.6.1 在可選擇的情況下，應(yīng)首選涂料飾面外保溫體系。選擇面磚飾面體系時(shí)要保證體系滿足以下條件：①有與基層墻體具有可靠聯(lián)接的面磚粘結(jié)基層；②體系構(gòu)造應(yīng)充分考慮對(duì)溫度應(yīng)力及其他變形應(yīng)力的消納和釋放；③保溫材料應(yīng)具有較好的防熱輻射及防明火性能；④體系應(yīng)具有較強(qiáng)的抗風(fēng)壓、耐侯性能，體系必須經(jīng)過大型耐候性試驗(yàn)及抗震試驗(yàn)驗(yàn)證合格。
2.6.2 在外保溫體系粘貼面磚時(shí)應(yīng)注意：①不宜直接在聚苯板薄抹灰體系上粘貼面磚；②不宜在芯板厚度超過75mm的厚抹普通水泥砂漿鋼絲網(wǎng)架聚苯板外保溫體系飾面粘貼面磚；③宜在采用膠粉聚苯顆粒保溫漿料找平的雙網(wǎng)構(gòu)造的鋼絲網(wǎng)架保溫板外保溫隔熱體系粘貼面磚；④宜選膠粉聚苯顆粒外墻外保溫粘貼面磚飾面體系。
由于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(duì)住戶的審美和心理的影響以及由于裂縫存在，有可能對(duì)保溫隔熱體系造成破壞(如水的滲透、凍融破壞等)。從水的滲透看，水分子可穿過任何肉眼可見的裂縫，所以從理論上是不允許裂縫的。由于裂縫具有發(fā)展性，因此對(duì)裂縫的判定和分級(jí)應(yīng)包含時(shí)間、裂縫寬度和長(zhǎng)度、以及面積發(fā)生率。
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