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外墻外保溫系統表面裂縫的成因及控制技術?

外墻外保溫系統表面裂縫的成因及控制技術_王_建築施工_建築中文網外墻外保溫系統屬於非承重復合墻體,墻體裂縫的危害不在於影響結構安全,而主要是對住戶的美觀和心理造成影響,裂縫的存在可能對保溫系統造成破壞(如滲水、凍融破壞等。).

外墻外保溫系統是非承重復合墻體,墻體裂縫的破壞不是影響結構安全,主要是對居民的審美和心理影響,裂縫可能對保溫系統造成破壞(如滲水、凍融破壞等。).

★ (1)外墻保溫裂縫原因分析

外保溫就是將保溫系統置於外墻之外,使主體結構的溫差大大減小,減少溫度變形,保護結構墻體,能有效阻斷冷(熱)橋,延長結構使用壽命。因此,在結構穩定性方面,外保溫具有明顯的優勢。但由於外墻外保溫系統置於外墻之外,直接受到來自自然界的各種因素的影響,對系統的要求更高。就太陽輻射和環境溫度變化的影響而言,放置在保溫層上的抗裂保護層只有3 mm ~ 20 mm,保溫材料熱阻較大。抗裂保護層的柔韌性和耐候性對外墻外保溫系統的抗裂性能起著關鍵作用。

1.聚苯乙烯薄抹灰外保溫結構設計中的不足。

這種外保溫材料通常是通過粘貼(或加地腳螺栓輔助錨固)的方式固定在基礎墻體上,然後在保溫板上抹砂漿,並在抹砂漿中鋪設鋼筋網。EPS保溫板在自然環境下的自收縮變形時間長達60天。由於自收縮變形已在自然環境下完成42天或在60℃蒸汽養護下完成5天,所以要求EPS保溫板在自然環境下完成42天或在60℃蒸汽養護下完成5天後才能上墻。但是在實踐中很難做到。此外,當熱脹冷縮、濕脹幹縮在晝夜和季節變化時,變形應力也會集中在板縫處,這是這類體系中的普遍現象。與膨脹聚苯板相比,擠塑聚苯板具有更高的密度和強度,其自身變形和溫差變形引起的變形應力也更大,比膨脹聚苯板更容易在板縫處產生裂縫。

聚苯板薄抹灰外保溫系統通常采用純點粘結或籃點粘結。當采用純點粘接時,系統中有壹個整體貫通的空腔。在這種體系中,整個空腔內存在正負風壓對保溫墻體的擠壓或拉扯,也容易造成接縫處的裂縫,極端情況下負風壓甚至會將保溫板掀掉。

從保護層的熱應力因素來看,聚苯板保溫層只是3mm砂漿復合網格布保護層。由於聚苯板保溫層熱阻大,保護層的熱量不易通過傳導擴散,溫差變化以及晝夜和季節性室外氣溫的影響,對抹灰砂漿的柔韌性和網格布的耐久性提出了相當高的要求。另外,當聚苯板的溫度超過70℃時,聚苯板會產生不可逆的熱收縮變形,導致更嚴重的開裂變形。

2.現澆無網格聚苯板外保溫結構設計不足。

這種外保溫材料通常以聚苯板為主要保溫材料,置於大模板內部,與現澆混凝土壹次性澆註固定在基墻上。其優點是復合澆註料壹次成型,施工速度快。但該項目存在以下問題:

1)聚苯板與混凝土基礎墻的粘結力不夠。由於EPS板是有機保溫材料,與混凝土的粘結強度不夠,粘結強度達不到0.1MPa。拉拔失效部位是聚苯板與混凝土的界面分離。

2)平整度和垂直度難以控制。

3)有局部損壞和汙染。由於聚苯板表面強度較低,在支撐和拆除外模板時,聚苯板表面不可避免地受到損傷,澆築時不可避免地出現漏漿現象,形成熱橋。

3.帶保護層預制保溫砌塊外保溫結構設計不足。

這種外保溫材料通常在工廠預制,用油漆或瓷磚飾面,施工現場只需錨固安裝在墻上即可。目前,市場上這類產品的接縫處有許多裂縫,因為:

(1)墻後預制板仍在收縮,板縫張開。

(2)預制板在溫濕度變化時會熱脹冷縮,濕脹幹縮,反復擠壓會使板縫開裂。

(3)由於預制保溫板的變形是不可避免的,所以需要在板的接縫處留有相當的寬度,並使用柔韌性好、不變形、防水的材料進行嵌縫。這種產品具有工廠連續生產,現場幹操作的優點。解決了板縫裂縫問題後,大規模推廣應用前景非常好。

4.磚飾面外墻外保溫系統設計中的缺陷。

墻面磚層起皮開裂的主要原因有:

(1)溫度:在不同季節、晝夜,由於墻體內外溫差的變化,瓷磚會受到三維溫度應力的影響,飾面層會產生局部應力集中,導致瓷磚脫落,部分相鄰瓷磚會受到局部擠壓變形。

(2)反復凍融循環,導致瓷磚粘結層破壞,造成瓷磚脫落。

(3)組合荷載、地基不均勻沈降等外力引起墻體變形、錯位,導致墻體開裂嚴重,瓷磚脫落。

這些問題是瓷磚飾面外保溫結構設計中應認真考慮的問題。目前,外保溫外飾面貼磚的主要方法有膠粉聚苯顆粒外保溫系統和鋼絲網聚苯板外保溫系統,以及用玻璃纖維網復合抹灰砂漿直接在無網聚苯板外保溫外飾面貼磚。從結構設計的角度來看,用玻璃纖維網復合抹灰砂漿直接在無網聚苯板的外保溫和外裝飾面上貼瓷磚是不合理的,應該加以限制。

5.外墻外保溫和外墻飾面磚的實踐分析。

(1)鋼絲網聚苯板外墻外保溫及外貼面磚系統

從結構設計的角度來看,這種系統比直接在薄抹灰無網格聚苯板的外保溫表面貼瓷磚更安全。使用該系統滿足第三步節能時,需要增加保溫層厚度,使扭矩加倍,增加不安全因素。主要用於:

①裂縫是由於水泥砂漿收縮和厚度不均勻,溫差應力不均勻造成的。

②單面鋼絲網結構設計不合理造成裂縫:正負風壓、熱脹冷縮、濕脹幹縮、正弦拍波地震力等。,所有這些都會產生兩個方向的力。由於以上原因,水泥砂漿找平層開裂的現象非常普遍。出現裂縫的砂漿層變形應力大,容易造成此處磚的勾縫膠開裂,甚至將磚拉開。如果有水從裂縫中滲出,會直接腐蝕鋼絲網。

(3)荷載過大造成擠壓裂縫,對抗震安全有不利影響:粘貼瓷磚時,聚苯板表面的荷載必須小於40kg/m2。

從上面的分析可以看出,鋼絲網聚苯板外墻外保溫系統依靠水泥膠結面磚來解決開裂問題,這是壹個安全隱患。因此,降低荷載、減少開裂、控制熱橋是這種外墻外保溫系統應用於建築節能時需要解決的關鍵。

(2)。膠粉聚苯顆粒外墻外保溫及外裝飾面貼磚系統

從結構設計和綜合技術指標來看,外墻外保溫和外裝飾用膠粉聚苯顆粒粘結磚是抗裂、抗震、抗風壓、防火、耐候等綜合優勢最強的體系。而對於寒冷寒冷地區節能的第三步,因為保溫層厚度的增加,從經濟因素上來說並不合理。在不增加厚度的情況下,利用膠粉聚苯顆粒復合高效保溫材料(如聚氨酯硬泡),充分發揮這種體系理想的綜合性能優勢,是這種外墻外保溫體系的發展方向。

6.局部節點設計中的缺陷

(1)屋面和女兒墻不保溫或保溫效果不好。女兒墻外墻的保溫在設計中往往被忽略。由於熱橋通道縮短,頂樓房間屋頂棚根部極易結霜結露。采取保溫措施有助於保護主體結構,使溫度變化引起的應力發生在外保溫層表面,避免女兒墻出現裂縫。此外,保溫設計往往忽略了結構選定部位的保溫,如陽臺、防雨罩、女兒墻內外側面、壓頂等。這些被忽略的部分與絕緣部分相比,其溫度明顯受環境影響,由此產生的溫差應力使零件與主體部分的連接處產生裂縫。

(2)保溫截止處材料轉變的節點設計。由於保溫層與其他材料的密度差異過大,材料之間的彈性模量和線膨脹系數也不同,在溫度應力作用下的變形也不同,這就非常容易在這些部位產生面層裂縫。同時,還應考慮這些部位的防水處理,避免凍脹對系統的破壞,影響系統的正常使用壽命和耐久性。

(3)老虎窗的保溫處理。近年來,在建築設計中,屋頂由平變坡。為了加強頂樓房間的采光效果,斜屋頂上設置了老虎窗。因為老虎窗的線條太多,而且這些線條在設計中多是被混凝土挑出來的,在上面加保溫必然會造成線條既定比例的不平衡,所以為了不破壞建築的立面表達,只能放棄這部分的保溫處理,外露部分的混凝土沒有保溫處理,導致室內回霜結露。

(4)瓷磚粘貼緊密,應力無處釋放形成裂縫。另外,瓷磚粘貼緊密時形成盲縫,雨(雪)水浸泡和凍融破壞容易造成開裂和脫落。

(5)直接在保溫層上鋪設鋼筋網,並不起到抗裂的作用,而是形成隔離的作用。

(6)窗戶周圍和墻體轉角處沒有網格布,容易產生應力集中,以分散其應力,產生裂縫。

★ (2)材料

嚴格來說,整套材料應該由系統供應商提供,系統供應商對整套材料負有最終責任。

1,保溫材料。

1.1膨脹聚苯板。

外墻保溫用聚苯板主要是阻燃膨脹聚苯板(模壓聚苯板),密度為18.0 ~ 22.0 kg/m3,尺寸穩定性≤0.30%。材料因素導致開裂的原因有:

(1)聚苯板密度過低:15kg/m3以下的聚苯板作為墻體的保溫材料,密度低,易變形,抗沖擊性差,導致保溫墻體開裂。

(2)陳化時間不夠。

(3)材料粉化:由於施工周期長或隔年施工,聚苯板表面粉化。

(4)熱熔收縮:聚苯板受熱時,會發生不可逆的熱熔收縮變形,導致保溫表面開裂、空鼓。

(5)使用的膠粘劑不能滿足外墻外保溫技術的產品質量要求。

1.2擠塑聚苯板。

擠塑聚苯板具有閉孔結構好、吸水率低、導熱系數低等優點。除了與薄抹灰膨脹聚苯板外保溫系統相似的原因外,還有以下原因:

(1)整個系統的材質不匹配。擠塑聚苯板雖然具有良好的保溫防水性能,但由於其強度高、變形應力大、表面光滑、不易粘結,在國外主要用於0地面以下的屋面和墻體保溫。

(2)擠塑板比膨脹聚苯板更密實、更堅固,自身變形和溫差變形引起的變形應力也更大。

1.3保溫漿料。

以聚苯乙烯顆粒為主要原料的保溫材料。目前市場上這種保溫材料是膠粉聚苯顆粒保溫材料,是國家重點新產品。這種保溫材料由膠粉和膠粉聚苯顆粒組成。膠粉用作聚苯顆粒的粘結材料,膠粉由無機膠凝材料和少量有機添加劑采用預混幹混技術生產。添加5%的多纖維和可再分散乳膠粉,改善了保溫材料的和易性和粘結強度。ZL橡膠粉固化後形成的保溫系統優於導熱系數低的純水泥保溫材料。

2.保護層

抹灰砂漿和鋼筋網組成的保護層對整個體系的抗裂性起著關鍵作用。玻璃纖維網格布作為抗裂保護層柔性增強的關鍵增強材料,在外墻外保溫技術中的應用發展迅速。壹方面,在抹灰砂漿中使用復合的鋼筋網(如玻璃纖維網格布)可以有效增加保護層的抗拉強度;另壹方面,由於它能有效地分散應力,能將可能已經產生的較寬的裂縫(有害裂縫)分散成許多較小的裂縫(無害裂縫),從而形成其抗裂作用。目前,通常使用塗有塑料的玻璃纖維網布。對於玻璃纖維網布,不僅要規定其斷裂強度,還要規定耐堿性強度的保留率,以保證玻璃纖維網布能長期發揮有效作用。玻璃纖維網格布的耐堿性由玻璃纖維的品種、材料和表面塗塑量決定。外墻外保溫系統使用的玻璃纖維網格布必須由耐堿玻璃纖維編織而成,並塗有耐堿高分子材料。

保護層材料引起保溫墻體開裂的原因有:

(1)水泥砂漿直接做保護層。

(2)制備的抗裂砂漿雖然也用聚合物改性,但由於柔韌性不足,容易開裂;

(3)抗裂砂漿層過厚;

(4)使用了不合格的玻璃纖維網格布。

3.飾面層

3.1塗層飾面層

塗料飾面層應具有良好的防水性和抗裂性。當采用塗料飾面時,復合在抹灰砂漿上的膩子和塗料應註重柔韌性和變形性,而不是強度。飾面材料導致裂縫的原因如下:

(1)采用剛性膩子:不油膩,滿足抗裂保護層和裂縫的變形。

(2)使用不耐水的膩子。

(3)使用抗老化塗料:由於這類塗料不抗老化,剛塗的時候很好,但是2年後就會開裂起皮。

(4)使用與膩子不匹配的油漆。

3.2磚飾面層

從材料方面考慮,瓷磚飾面層開裂和脫落的原因如下:

(1)在以玻璃纖維網為增強材料的抗裂保護層上粘貼瓷磚,由於玻璃纖維網網眼小,砂漿包裹性差,玻璃纖維網形成的隔離層,容易造成瓷磚飾面層開裂脫落。

(2)使用骨料灰比不符合要求的水泥砂漿或聚合物砂漿貼瓷磚:砂漿的柔韌性小,不能滿足柔性逐步釋放應力的原理,瓷磚飾面層容易開裂、空鼓、脫落。

(3)使用灰骨料比達不到要求的水泥砂漿或聚合物砂漿進行瓷磚勾縫:砂漿彈性太大,不能釋放溫度、濕度變化引起的瓷磚和砂漿本身的變形應力,勾縫砂漿容易開裂,造成環境水或雨雪水滲漏,瓷磚飾面層容易空鼓脫落;

(4)使用吸水率高的瓷磚:容易造成粘結界面的粘結砂漿失水較快,拉伸強度達不到《建築工程裝飾瓷磚粘結強度檢驗標準》(JGJ110-1997)中規定的不小於0.4MPa的要求。吸水後易受凍融破壞而引起開裂、空鼓、脫落;

(5)使用無凹槽的平瓦:不易粘牢,易脫落。

★ (3)建築

由於外墻外保溫通常是在施工現場完成的,所以施工質量對於保證外墻外保溫系統的質量至關重要。

3.1基層處理和基層上絕緣層的粘貼/固定

在基層處理和基層上保溫層的粘貼/固定施工過程中,以下問題容易造成保溫系統的質量問題:

(1)基層表面平整度不符合基層外保溫工程允許偏差項目的質量要求。

(2)基層表面無界面處理。

(3)使用的膠粘劑不能滿足產品外保溫技術的質量和性能要求,或采用機械固定時錨具的埋設深度和錨固數量不符合設計規範要求。

(4)粘接面積不符合規範要求,粘接面積過小,達不到粘接面積質量規範要求。

(5)基層墻體太幹燥。粘貼保溫板時,基層未除塵,或雨後墻面太濕,未等墻面幹燥就粘貼保溫板,導致粘貼失敗。

3.2塗料飾面外保溫的施工因素

由於施工因素,塗料飾面外保溫墻體開裂的原因如下:

(1)網格布幹搭接或搭接不充分:搭接處形成裂紋;

(2)網格布鋪設位置靠近保溫層:不能抗裂,抹灰砂漿層容易開裂。

(3)門窗洞口四角沿45°無玻纖網格布:應力集中的門窗洞口四角沿45°易出現裂縫。

(4)冬季應用:易開裂、空鼓、脫落。

(5)粘貼聚苯板時,壹端傾斜,導致板的另壹面被粘住,出現空洞。施工時敲打、拍打、振動板面會造成砂漿脫落。

(6)墻面平整度不好,找不到基層時,通常采用以下方法粘貼聚苯板,均有缺陷:

(1)通過調整點膠粘結砂漿的厚度。

(2)使用不同厚度的板材或多層板調整平整度。這種方法導致不均勻的負載、不規則的構造和容易的問題。

(3)用研磨法整平。這種方法破壞了聚苯板表面的致密結構,影響了與抹灰砂漿的粘結。並且當拋光厚度太大時,絕緣層的絕緣效果也會降低。

(7)當面層的增強材料為鋼絲網時,不采用抗裂砂漿作為面層的抹灰材料。

(8)面層施工時暴曬,或高溫天氣下層保水性能不足,導致面層失水過快,造成開裂。

(9)在膩子層未幹或剛被雨水淋濕的情況下,直接在上面塗刷透氣性差的高彈性面漆。導致表面塗層的氣鼓。

3.3磚飾面外保溫的施工因素

由於施工因素,磚飾面層開裂、脫落的原因如下:

(1)基板清洗不幹凈,表面太光滑,有脫漆劑;

(2)墻面垂直度和平整度偏差大,通過增加粘結砂漿厚度來調整飾面的平整度,導致粘結砂漿超厚,因自重而脫落,粘結不良。

(3)粘結前瓷磚需要浸泡但未浸泡,表面呈灰色,不宜用砂漿粘結。而且由於瓷磚吸水,砂漿中的水分會很快被吸收,大大降低了粘結砂漿與瓷磚的粘結力。

(4)由於需要泡水的瓷磚在粘結前沒有烘幹/幹燥,在粘結面上形成壹層水膜,削弱了粘結砂漿與磚之間的粘結力。

(5)密縫貼瓷磚時,瓷磚飾面層熱應力產生的變形應力無法釋放,容易空鼓開裂。同時,由於密縫貼磚時形成的“盲縫”,磚縫無法勾縫,容易形成雨水滲漏;女兒墻檐口、雨篷、窗臺、陽臺欄桿等上部平面和水平陽角、落水管出水口下部容易出現問題。主要原因是轉角磚縫連接不好,上平面容易積雨雪水,會侵入裂縫;當磚的吸水率過大時,水通過磚被吸入磚坯中;經過晝夜或季節凍融後,粘結層破損、開裂、脫落,發展到大面積。

★ (4)《外墻保溫面層裂縫控制指南》

1.聚苯板薄抹灰外保溫結構設計

(1)聚苯板薄抹灰外保溫。這種外保溫有相對固定的結構設計形式,系統的適用範圍應為:以保溫為主,隔熱為輔,建築高度小於30米,對防火無特殊要求的寒冷寒冷地區外墻保溫。

(2)改性聚苯板薄抹灰外保溫。改進體現在防火隔離帶的設置,變大腔為無腔或小腔。做法是:

基層平整度達標後,用滿貼聚苯板形成無空腔體系。由於聚苯板滿塗膠粘劑,對聚苯板形成了很強的約束,有利於控制板縫的裂縫。

2.現澆無網格聚苯板外保溫結構設計

(1)采用帶拉結槽的聚苯板,並用界面砂漿處理,解決了聚苯板與混凝土基礎墻粘結力不足的問題。聚苯板經界面砂漿處理後與混凝土粘結性能良好,拉結槽部分嵌入混凝土中,拉結效果非常明顯,增強了整體安全性。目前拉結槽的槽型多為燕尾形和凹凸形,從應力系數上考慮燕尾槽更為合理。在現場組合澆築過程中,使用塑料夾可以防止漏漿現象的發生,有助於控制澆築平整度,與金屬錨相比防止了局部不靈活。

(2)打磨凸出聚苯板的壹部分,達到平整度要求。這種做法也有壹些缺點:壹是打磨後絕緣層厚度無法保證;二、抹灰砂漿與聚苯板的粘結力無法保證是因為打磨破壞了聚苯板顆粒的粘結力,產生粉末。這類工程垂直度控制好的偏差在20mm以內,大部分工程垂直度偏差在20mm ~ 40mm之間,部分在40mm ~ 60mm之間.

理想的做法是用膠粉聚苯顆粒保溫材料對保溫板和混凝土進行壹次性澆築後處理。根據平整度和垂直度,可采用10mm-30mm膠粉聚苯顆粒保溫材料進行整體找平。這種方法解決了上下聚苯板的臺階、整體平整度和垂直度問題。可以方便的對門窗洞口、施工時留下的穿墻洞、聚苯板局部破損部位進行保溫修補,同時對於不可避免的“熱橋”,可以靈活運用20mm-30mm膠粉聚苯顆粒保溫漿料斷橋。

3.鋼絲網架保溫板外保溫結構的設計

(1)在澆築後的鋼絲網聚苯板表面,用20 mm ~ 30 mm膠粉聚苯顆粒保溫漿料找平,不僅可以大大減輕荷載,而且通過阻斷熱橋,起到良好的補充保溫效果,減小扭矩,增加安全性。

(2)采用雙層網結構,增強抗裂性。該塗料用於裝飾時,在膠粉聚苯顆粒保溫漿料找平層上做抗裂砂漿和耐堿玻璃纖維網格布作為抗裂保護層;貼面磚時,在膠粉聚苯顆粒保溫漿料找平層上制作抗裂砂漿復合熱鍍鋅鋼絲網(與保溫層鋼絲網架粘結),作為抗裂保護層和貼面磚基層。由於改進後的結構減輕了荷載,增強了保溫隔熱性,符合漸進靈活釋放應力的原則,其抗裂性和抗震安全性大大提高。

4.飾面預制保溫砌塊外保溫結構的設計。

這類產品具有工廠連續生產和現場操作的優勢,市場對其有所期待。但預制板由於溫度和濕度的變化,不可避免地會熱脹冷縮、濕脹幹縮,變形應力通常集中在板的接縫處,容易造成接縫開裂。因此,在技術可行、經濟合理的條件下,解決裂縫問題還有大量的工作要做。

5.瓷磚飾面外墻外保溫系統的設計。

(1)在可選情況下,應優先選擇帶油漆飾面的外部隔熱系統。選擇瓷磚飾面系統時,確保系統滿足以下條件:

(1)有與基墻可靠連接的磚砌基層;

②體系結構應充分考慮溫度應力和其他變形應力的吸收和釋放;

(3)絕熱材料應具有良好的熱輻射和阻燃性;

④系統應具有較強的抗風壓能力和耐候性,系統必須通過大型耐候性試驗和抗震試驗。

(王河南建設工程質量咨詢有限公司)

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