張自聰
(甘肅第四建設(shè)集團有限責(zé)任公司,甘肅 蘭州 730060)
建筑外墻外保溫系統(tǒng)涉及多種材料的組合和排列,工程中會根據(jù)需要選擇具有不同特性的材料,通過平衡材料的力學(xué)性能與功能特性,在墻體外側(cè)形成具有良好保溫效果的復(fù)合墻體,通常來說,這類墻體還兼具防水性能,對于美化建筑也有一定效果。單層材料性能單一,在使用中難以完全滿足工程建筑的多方面需要,因此,復(fù)合材料施工在工程中的應(yīng)用十分廣泛。外墻外保溫系統(tǒng)在實際建設(shè)中往往會出現(xiàn)保溫層開裂的現(xiàn)象,這一工程問題不僅會影響外墻的裝飾性,還可能造成保溫層脫離、墻體滲漏等問題,進而讓整體工程的施工質(zhì)量大打折扣,因此,解決好建筑外墻外保溫系統(tǒng)的工程裂縫問題,對于整體工程的建設(shè)具有重要意義。
外保溫層隔熱的原理是通過在墻體外側(cè)設(shè)置隔熱體系來降低建筑物主體結(jié)構(gòu)的溫差,進而減少由于溫度引起的形變,阻斷冷熱橋的作用,增加建筑物的使用壽命。外保溫層位于建筑的最外圍,時刻要直接接觸外界環(huán)境,而外界環(huán)境往往復(fù)雜多變,因此,對于保溫材料的選取需要嚴(yán)格要求,相應(yīng)的設(shè)計也必須充分考慮。當(dāng)前,外墻保溫層的隔熱材料較多使用的是帶有鋼絲網(wǎng)架的聚苯板,一般采用將該材料和現(xiàn)澆混凝土進行整體澆筑以及機械錨固的方法將材料固定在墻體上,然后再使用水泥砂漿對外側(cè)進行找平,水泥砂漿的使用厚度通常為20~30mm。這一施工方法有諸多設(shè)計因素會導(dǎo)致保溫系統(tǒng)裂縫的產(chǎn)生,一方面,受水泥砂漿自身容易收縮變形的性質(zhì)影響,再加上抹灰層的厚度不同,保溫層極易由于溫差應(yīng)力不均產(chǎn)生局部收縮的現(xiàn)象;另一方面,鋼絲網(wǎng)架聚苯板受到載荷作用容易產(chǎn)生徐變,進而引起重力擠壓;此外,還有施工中鋼絲網(wǎng)架與保溫隔熱層距離較近,單面配筋會分散外飾面附近的應(yīng)力作用,進而降低保溫層的抗裂性能等因素。這些問題的存在會極大增加了工程裂縫產(chǎn)生的可能性,影響墻體的建造質(zhì)量。
防治外保溫層裂縫的技術(shù)路線可以總結(jié)為:“柔性漸變,逐層釋放應(yīng)力的抗裂技術(shù)”,普通的水泥砂漿缺乏柔韌性,不能很好的適應(yīng)自身與相鄰層因溫差變形而產(chǎn)生的應(yīng)力,另外,由于這種材料抗拉強度較低且會發(fā)生收縮變形,容易因為變形能量的集中釋放而造成裂縫問題,對于高厚度的水泥砂漿,這類問題會更加嚴(yán)重,因而普通水泥砂漿難以滿足保溫層對材料性能的要求;外墻外保溫施工中,聚合砂漿和玻纖網(wǎng)布混合使用的方式十分常見,具體來說,需要將水泥與砂以1:2 的比例混合,再適當(dāng)添加聚合物乳液,形成高粘接強度的聚合物砂漿,由于砂漿強過高、內(nèi)部顆粒較小容易造成基層的開裂問題。
80%以上的保溫系統(tǒng)裂縫是表現(xiàn)形式為溫度變形裂縫和由變形和外力共同作用產(chǎn)生的保溫系統(tǒng)裂縫。外墻外保溫系統(tǒng)是一種復(fù)合結(jié)構(gòu),一般包括保溫層、粘接層、防水層、飾面層、抹面層等多個層面,一些材料間粘結(jié)力要求較大,通常還會在層間加設(shè)界面層。由于構(gòu)成保溫系統(tǒng)的各層材料不同、性質(zhì)不同,而外墻外保溫層需要直接接觸外界環(huán)境,由于天氣變化、溫差變化、干濕變化等的影響,容易產(chǎn)生材料變形現(xiàn)象,不同材料變形量受自身性質(zhì)影響,各材料相互阻礙、限制、牽制,如材料所承受應(yīng)力超過了自身的抗拉強度,材料就會發(fā)生斷裂,進而造成裂縫的產(chǎn)生。
引起施工保溫層裂縫產(chǎn)生的因素,也有許多和施工過程有關(guān)。常見的因素包括:門窗洞口邊角處沒有敷設(shè)網(wǎng)格布,因應(yīng)力集中造成裂縫;網(wǎng)格布與保溫層距離過近,起不到良好的抗裂效果;用來調(diào)整平整度的材料板厚度不均,載荷分布不均勻,造成裂縫產(chǎn)生;若粘貼聚苯板時其中一端翹起,就會造成另一側(cè)板面出現(xiàn)空鼓、虛貼的現(xiàn)象;在面層施工過程中,外界環(huán)境溫度過高或光照過強,引起面層缺水干裂,引發(fā)裂縫問題;進行保溫層找平時采用打磨的方式,造成聚苯板表面致密性被破壞,降低表面與抹面砂漿的粘結(jié)力;打磨厚度過大,影響保溫層的保溫性能等。
溫度的劇烈變化會引起溫差,進而造成保溫層的外表面產(chǎn)生熱應(yīng)力集中,保溫層結(jié)構(gòu)的內(nèi)層變形小于外層變形,保溫層相互接近的構(gòu)造,要根據(jù)其彈性變形能力相互匹配,逐漸變化,進而實現(xiàn)應(yīng)力釋放,這是柔性釋放應(yīng)力的基本原理。根據(jù)這一原理,在進行保溫材料的選擇時,要考慮到各相鄰層的約束和反約束能力,合理協(xié)調(diào)材料的線膨脹系數(shù)與彈性模量;組成墻體保溫層的材料,其需要具有一定的柔性,以確保材料在經(jīng)過變形后能夠釋放出殘余應(yīng)力,在經(jīng)過多次變形后不會因疲勞破壞產(chǎn)生工程裂縫;對于剛性面層材料,需要設(shè)置柔性分隔縫,并在中間嵌入柔性膠,便于應(yīng)力釋放;一些變形層的變形能力有顯著差異,需要設(shè)置過渡層,便于柔性釋放應(yīng)力,粘面磚用柔性粘結(jié)砂漿、柔性膩子層等都是常用的過渡層。
“抗放結(jié)合”是要對材料的變形能力和延展性進行提高。抗是加強抗拉強度,提高抗裂性,對吸收變形能量進行吸收,進而防止裂縫的產(chǎn)生。這一方法對于材料的強度、密度、彈性模量都具有很高的要求,這樣才能確保變形應(yīng)力無法釋放;放是通過允許材料變形、誘導(dǎo)材料變形、限制材料變形的方法來實現(xiàn)變形應(yīng)力的釋放。這一方法對于材料變形能力以及柔性的要求較高,用疏導(dǎo)的方式對應(yīng)力和變形進行約束,能夠有效減少工程裂縫的產(chǎn)生。
整個保溫系統(tǒng)各層的溫度變化存在差異,尤其是最外層,由于與外界環(huán)境直接接觸,溫度變化存在一定的不確定性,這就容易產(chǎn)生層間形變,因此,鄰層材料變形相近十分重要,內(nèi)層的材料變形量應(yīng)當(dāng)逐層小于各外層的變形量,進而保證變形的相互協(xié)調(diào);另外,還要確保各層材料之間不發(fā)生化學(xué)反應(yīng),保證材料之間匹配相容;對于涂料層材料和保溫材料也應(yīng)當(dāng)相互匹配,防止抹灰層過薄,液體型涂料滲透,對保溫材料造成腐蝕。
在工程施工中,基層表面經(jīng)常存在凸起、空鼓等部位,由于施工現(xiàn)場環(huán)境復(fù)雜,基層表面還可能存在油污等雜物附著,對于表面不平整的部位應(yīng)當(dāng)及時剔除,然后用水泥砂漿找平,確?;鶎拥钠秸?,在進行粘接時,一定要確保牢固,避免產(chǎn)生空鼓、裂縫、脫層等不良現(xiàn)象,一般要求粘接強度應(yīng)大于0.3MPa,粘結(jié)界面應(yīng)當(dāng)將脫開面積控制在一半以下,通過使用界面劑進行界面處理,可以有效增強粘接強度。
外墻保溫層的施工,較多采用滿粘法來粘貼聚苯板。首先要進行基層的找平,確保平整度小于3mm,然后要將膠粘劑涂滿在聚苯板背面,進行刮抹時要用齒形抹子,粘貼采用順砌的方式,豎縫需要逐行錯縫處理,實際粘接面積必需控制在一半以上,從而保證粘接的強度,防止相鄰苯板間出現(xiàn)通縫,造成空鼓、松動;門窗洞口四周的施工需要采用整塊切割成形的方式進行,墻角處施工時,接縫一般要距離角部20cm;在聚苯板安裝完成后,需要進行抹面層的制作,以確保粘結(jié)強度,避免快速粉化對粘接強度造成的影響;進行平面修整時要,用膠粉聚苯板顆粒保溫漿料進行局部修補與找平,對于相應(yīng)的檢測濕度,需要控制在350~420kg/m之間,從而保證抗墜性與可操作性;還要確保玻璃網(wǎng)布具有足夠的搭接長度,并在特定的部位進行翻包;在進行聚苯板施工時,應(yīng)當(dāng)分層開展施工工程,聚苯顆粒漿料間隔一般為一天,如外界溫度較低,還需要酌情增加間隔時間。
外墻外保溫系統(tǒng)在各種結(jié)構(gòu)體系中均有應(yīng)用,該系統(tǒng)具有其他保溫方式無法比擬的優(yōu)良保溫隔熱效果,且不會占用建筑使用面積,然而裂縫問題的存在,極大的削減了該系統(tǒng)的功效,因此,做好施工前的預(yù)防處理,采取科學(xué)的控制措施和管控方法,就能有效防患于未然,避免工程裂縫對建筑工程的質(zhì)量影響。