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如何防止外墻外保溫體系的開裂
發布時間：2014-08-05
【摘要】開裂作為外墻外保溫工程的質量控制難點，需要系統的認識其成因及有效的控制措施和解決方法，使因開裂對外墻外保溫工程造成的各種破壞得以控制。【關鍵詞】外墻外保溫體系 開裂 分析 控制
近年來，隨著我國新的節能50%的《民用建筑節能設計標準（采暖居住建筑部分）》（JGJ26-95）的實行，以及《夏熱冬冷地區居住建筑節能設計標準》（JGJ134-2001）的頒布，外墻外保溫技術越來越多地在一些城市的節能建筑中得到應用。事實證明，相比于其它外墻外保溫方式，外保溫式一種最有效，最合理的保溫方式。
我國外墻外保溫的歷史已有近十年。從已建成的項目來看，最普通的質量問題是面層的開裂，而開裂導致了外保溫失去功效。從最早期的鋼絲網水泥砂漿抹面，到后來的聚合物水泥砂漿+玻璃纖維網格布，至目前Sto推出的無水泥高彈性纖維增強抹面膠漿，我國的外保溫體系大致經歷了上述三個發展時期，主要目的是提高防護面層的彈性，解決外保溫體系的面層開裂問題。
導致外保溫體系面層開裂的因素很多，從體系的設計，到材料、施工，幾乎涉及到外保溫體系的各個方面，本文意在此做一個全面的分析與總結，供同行參考。
一、 材料
1、 聚苯板
用于外墻外保溫體系的聚苯板密度不宜過低。存放期必須符合要求。
作為防護面層的基面，聚苯板需有一定的剛性。密度過低的聚苯板由于強度太低太松軟，在外力沖撞、風壓作用下易變形，顯然是不合適的。
國外用于外保溫的聚苯板的密度為15Kg/m3，抗拉強度可以達到180Kpa。國內的聚苯板在抗拉強度達到已經公布的行業標準《膨脹聚苯板薄抹灰外墻外保溫系統》所規定的最低值100Kpa時，密度應在18-22Kg/m3之間。
2、 防護面層與飾面材料的彈性
防護面層的材料包括抹面膠漿與玻璃纖維網格布，歐標（ETAG004）中稱此層面為“砂漿系統”（Putzsysterm）。作為抹面膠漿與玻璃纖維網格布共同組成的一個“系統”，除了與保溫板之間有一個可靠的粘結性以外，其主要性能指標是抗開裂性和抗沖擊荷載性，以保護保溫板在相對惡劣的氣候田間與外力作用下不至于開裂而能正常發揮其保溫性能。
因此抹面膠漿應具有一定的彈性。
行業標準《膨脹聚苯板薄抹灰外墻外保溫系統》規定無水泥基抹面膠漿的開裂應變應≥1.5%。水泥基材料的開裂應變較低，一般為0.4%-0.5%，國內現有的測試儀器無法測定，目前以抗壓扛折強度比來控制，要求≤3。
純水泥砂漿，不但本身沒有彈性，且具有較大的收縮應力，是不適合使用于外保溫體系的。
對聚合物水泥砂漿來說，如果其中的乳液質量不好，而水泥組分較多，砂的級配不良，含泥量高，或需要在工地現場配置的話，其質量就很難地道保證。
玻璃纖維網格布在防護面層中起到應力分散的作用，其性能與抹面膠漿的相容性非常重要。
目前業內人士對玻纖網格布的強度與耐堿性（應用于水泥基抹面膠漿）要求已十分清楚，本文不再贅述。沒有引起重視的是，對好的玻纖網格布來說，好要求它有較低的彈性（斷裂延伸率），較高的節點抗滑移強度，以及較好的剛性。好的網格布其應力-應變曲線應呈線性關系。
換句話說，上圖中應力-應變曲線呈線性關系的網格布既是有較高的強度，配上彈性較好的抹面膠漿，所組成的“砂漿系統”的抗開裂性仍可能是很差的。
Sto無水泥高彈性纖維增強抹灰膠的開裂應變達到2.38%，Sto玻纖網格布的斷裂延伸率為≤3.5%，故兩種材料的相關性是非常優良的。水泥基抹面膠漿似乳液含量大小其開裂應變一般為0.4%-0.5%，大多國內網格布的斷裂延伸率卻在5%左右，性能形容性明顯較差。
飾面材料也應具有與“砂漿系統”相應的彈性，以保證外保溫體系整個面層系統性能的協調。不僅是彈性，外保溫體系各材料層的各種性能都應是相容的，例如熱膨脹性等。材料之間的不相容，也會引起裂縫。
3、 面層材料的吸水性
水是建筑物的天敵，水引起了冰脹應力和凍融破壞，使墻體產生裂縫，對外保溫也如此。故抹面膠漿與飾面材料的吸水性應盡量低。
歐標（ETAG004）對外保溫體系的評估首先從體系的吸水性開始視吸水性的結果確定是否需做耐候性試驗（濕熱特征與凍融特征）。若涂上抹面膠漿（包括玻纖網格布）后體系試件的吸水量不合格（1小時吸水量≥1Kg/m2），可對涂上飾面砂漿后的體系試件重復試驗，若仍達不到要求（24小時吸水量≥0.5Kg/m2），則必須做耐候性試驗。
已經公布的行業標準《膨脹聚苯板薄抹灰外墻外保溫系統》參照ETAG004，在規定體系吸水率≤0.5Kg/m2的同時，還規定體系必須同時通過耐凍融試驗。這一要求超越了ETAG004，足見防水對外保溫體系面層材料的重要性。
有機類砂漿的吸水性無疑大大地小于礦物質類砂漿。
二、體系的設計
1、正確設置體系的伸縮縫
水泥基材料的開裂應變較小，且本身收縮應力較大，在大面積施工時必須設置體系的伸縮縫。伸縮縫間距應根據當地氣候條件、材料性能經過嚴格驗算，并視建筑物具體情況進行設計。對一些缺少技術資質的企業來說，在這一點上根本無法做到。
2、外保溫體系與其它構件連接處的處理
從工程實際中可看到，外保溫體系的開裂往往從細部開始，即門窗開口處、外墻面的空調、排水管等支架處，且裂縫寬度明顯大于墻面。
外保溫體系于其它構件連接處的處理必須考慮以下因素：
●防水
僅有防水的材料是不夠的，必須還有一個防水的結構。
●不同材料之間應有一個可靠的柔性的接觸
這是為了防止因材料熱脹冷縮等性能差異而對外保溫體系造成破壞。
3、易撞部位的防撞設計
某些裂縫是由于不可避免的外力沖撞而產生，應對易撞部位作防撞設計。
建筑物的勒腳、整個底層、陽臺外墻、門窗兩側轉角等部位均是易受沖撞區域。在勒腳觸設置剛性托架，設置防撞隔離帶；在易撞墻面附加一層加強玻纖網格布；在轉角處附加剛性包角件等，都是必要的措施。
4、錨釘對裂縫的影響
在某些老建筑物及風壓較大的高層建筑墻面，保溫板在粘貼的同時往往還需附加錨釘一增加體系的安全性。然而錨釘對外保溫體系地裂縫卻起著不利的影響。
在較大的風壓下（不論是正壓還是負壓），兩顆錨釘連線的中間及錨釘托盤周邊的外保溫體系所受的彎曲應力最大，從而是容易引起開裂的部位。
計算表明，只要基面有足夠的承載力，粘膠的粘結強度足夠抵抗（100m高處的）負風壓。一般情況下除了高層的陽角區域，大墻面上不需附加錨釘。
施工時特別應注意錨釘的托盤不能凸出于保溫板面，以防止對面層材料形成集中應力。
5、裝飾面顏色的影響
外保溫裝飾面層的顏色不易過深，顏色的明度宜大于20%，以盡量減少夏季外保溫體系對太陽熱量的吸收，降低溫度應力。
三、施工
外保溫體系是一個在工地現場施工出來的復雜的多層結構，因此施工質量直接影響到外保溫施工隊伍，必須加強對工人的培訓和管理，以適應不斷增強的市場需求。
下列因素會引起外保溫面層的開裂：
1、保溫板粘貼質量不好
保溫板如粘貼不平整，會使防護面層材料受到集中應力（尤其是收縮應力較大的水泥基材料）而導致開裂。板縫如留有粘膠，或板縫沒有專用發泡膠填充，板縫便成為熱橋而導致結露，冷凝水從內部破壞外保溫體系。
門窗開口處是最易開裂的部位，除了上述材料連接處理應合理外，此處的保溫板應連接而不能有板縫。
由于基面不平整，板縫出現高差是常見的問題，如果沒有打磨平整，該部位是特別容易開裂的。一些廠家使用XPS板作為保溫板，這種板結構致密無法打磨，對開裂問題來講存在先天性缺陷。
在某些已開裂的工程經常能看到沿著板縫方向開展的裂縫，或看到清晰的沿著板縫方向的面層的起拱，均是因為保溫板粘貼質量有問題，或打磨不平整，當然也可能包括保溫板本身的收縮變形。
2、水泥基抹面層太厚
水泥基材料由于其本身的收縮應力較大，厚度一般不宜超過5mm，越厚越易導致開裂。
3、玻纖網格布埋設不當
玻纖網格布在防護面層中起到應力分散和加強抗拉的作用，合理的埋設位置應該在防護面層厚度的外側1/3處。設置在中間或太靠里側都會降低防護層的抗裂作用。
但在施工中往往難以控制。特別是一些抹面層較厚，而網格布過細過軟的體系。對于“Sto經典”外墻外保溫體系，施工時以表面能看到網格布格子而看不到網格布顏色的方法來控制。
相鄰網格布應搭接5-10cm，但加強網格布只能對接。
對于水泥基材料，在門窗開口處還應附加45度角網格布。
4、水泥基抹面材料的養護
水泥基抹面膠漿應有一定的灑水養護期，新施工的抹面層不能受太陽直曬和風吹，以避免失水過快，導致水泥水化不充分而影響水泥初期強度引起開縫。
從這個角度來說，由于無水泥基材料的干燥是水分蒸發的過程而非水化過程，并不需要嚴格的潮濕養護，故在高溫氣候下施工有更好的適應性。
綜上所述，影響外保溫體系面層開裂因素繁多。
但外保溫防護面層毛否具有較高的彈性，較低的吸水性，以及細部節點是否有正確合理的處理，是外保溫體系防止開裂的決定性因素。
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