现浇无网聚苯板复合胶粉聚苯颗粒外墙外保温施工技术.docx

现浇无网聚苯板复合胶粉聚苯颗粒外墙外保温施工技术刘秀军 1 , 李宏耕2 ,张宏伟 2( 1. 天津市南开区建设工程质量监督站 ,天津 300193; 2. 天津中海兴业房地产开发有限公司 ,天津 300193 )摘要 介绍了现浇无网聚苯板复合胶粉聚苯颗粒外墙外保温技术的构造设计 、各构造层材料的性能 、防火技术以 及找平抗裂技术 ,通过天津中海御湖翰苑高程住宅楼工程的成功运用 ,总结了该技术的系统性能及施工技术。 关键词 外墙外保温 ;组合浇筑聚苯板 ;胶粉聚苯颗粒中图分类号 tu744. 4文献标识码 a文章编号 100228498 ( 2009) s0 20415 205c on struc t ion techn o logy of ex ter ior w a ll ex terna l in su la t ion w ithca st2in 2s itu po ly styren e boa rd w ithou t m e sh c om poun d in g of a dhe s ive po ly styren e gran u lel iu x iu jun1 , l i ho ngg e ng2 , zh a ng ho n gw e i2( 1. t ian jin n anka i d istrict c onstruction eng ineering q ua lity inspection s ta tion, t ian jin 300193, ch ina;2. t ian jin z hongha ix ingye r ea l esta te d evelopm en t co. , l td. , t ian jin 300193, ch ina )a b stra c t: con struc tion techno logie s of ca st2in2situ po lystyrene boa rd w ithou t m e sh compound ing of adhe sive po lystyrene granu le a re in troduced in th is p ap e r, inc lud ing struc tu ra l de sign, p rop e rtie s of eve ry laye r m a te ria l, firep roof, leve ling and an ti2c rack ing. b y succe ssfu l app lica tion of a re sidence in tian jin, the system p rop e rty and con struc tion techno logy of the techno logy a re summ a rized.key word s: exte rio r wa ll exte rna l in su la tion; compound ing pou red po lystyrene boa rd; adhe sive po lystyrene granu le在高层混凝土全现浇剪力墙结构中采用聚苯板与混凝土复合浇筑一次成型保温层墙体是国内外墙外保 温中的最新做法 ,其优点是实行复合浇筑材料一次成 型 ,省工、施工速度快、投资小、保温效果好。但此种做 法在工程实践中存在聚苯板与混凝土基墙咬合力不 够、聚苯板粉化、存在众多“热桥 ”等技术问题。天津 中海御湖翰苑高层住宅楼工程通过采用现浇无网聚苯 板复合胶粉聚苯颗粒外墙外保温施工技术 , 成功地解 决了聚苯板难粘结、易粉化、表面强度低、易破损、污染 严重等问题 ,也解决了用水泥砂浆找平易损坏、开裂等 问题 ,对传统做法进行了完善和发展 ,成为一种施工周 期短、保温效果好的外墙外保温做法。1 体系基本构造现浇混凝土无网聚苯板复合胶粉聚苯颗粒外墙外 保温技术 ,采用带燕尾槽聚苯板现场一次浇筑成型工 艺。采用该技术进行外墙外保温 , 首先用配套的聚苯 板涂刷界面砂浆先对聚苯板进行双面界面处理 , 然后 将聚苯板与钢制大模板、组合钢模、塑料卡钉、钢筋等 共同组成外墙模板系统。 eps板浇筑混凝土时 , 与墙 体混凝土牢固地咬合 , 并起到一定的模板作用 , 此后 eps板不再拆除 , 成为永久的保温层。然后采用胶粉聚苯颗粒保温浆料进行抹灰找平后 , 再抹聚合物抗裂水泥砂浆复合耐碱涂塑玻纤网格布 , 涂刷高分子乳液 弹性底层涂料 ,刮抗裂柔性耐水腻子 ,最后进行外墙饰 面施工。其基本构造如图 1 所示。图 1 基本构造示意 收稿日期 2009 205 226作者简介 刘秀军 ,天津市南开区建设工程质量监督站站长 , 天津市南开区南丰路 99 号 300193 , 电话 : ( 022 ) 27380178 , e2m a il: lxj570812 126. com施工技术2009 增刊4162 材料性能2. 1 现浇混凝土无网聚苯板体系中 eps板的性能2. 1. 1eps板材质要求 在组合浇筑混凝土复合无网聚苯板体系中 , 应采用高密度自熄性 eps制品 , 具有良好的隔热性、耐侯 性、耐久性 ,还应具有吸水率很小、温度变形系数小、重 量轻、易加工等优点。其物理机械性能如表 1 所示。表 1 eps板物理机械性能聚苯板的 1 /10。而带燕尾槽的聚苯板与混凝土的连接强度高 ,固定可靠 ,并起到一定的模板作用。2. 1. 3. 2eps板双面界面处理eps板是一种有机微孔状的绝热材料。众所周 知 ,其对无机胶凝材料的粘结力是很弱的。传统的现浇混凝土无网聚苯板体系做法是只对平板的聚苯板进行界面处理。但本体系根据工程现场多次对无网聚苯 板与墙体咬合力实际拉拔试验时发现 , 聚苯板燕尾槽 凹底与混凝土界面处均完好脱离 , 而浇筑在混凝土中 的聚苯板燕尾槽凸脊部位均被破坏 , 这充分说明平面 聚苯板与现浇混凝土的吸附力并不可靠 , 聚苯板与混 凝土的咬合力主要是靠混凝土浇筑时 , 在混凝土中的 占聚苯板表面面积 50 %的凸脊部位的咬合力。所以 , 在现浇混凝土复合无网聚苯板外墙外保温体系中 , 宜 采用双表面进行界面砂浆预处理后的带燕尾槽的聚苯 板。经界面处理过的带燕尾槽的聚苯板与外墙混凝土 形成全面可靠的咬合连接 , 其拉拔力可达 1 300n /m2 。 而且拉拔时聚苯板凹底、凸脊部位全部破坏 ,进一步提 高了聚苯板与混凝土之间的粘结力。这种密间距窄条 燕尾槽的咬合连接方法 , 消除了保温板与外墙面之间 的空腔 ,无论是在直墙面还是在转角处 ,都能省去胶粘 和钉锚 , 具有良好的抗风压性 , 提高了牢固性 , 同时也 降低了造价。2. 1. 3. 3 聚苯板涂刷界面剂性能及其现场测试1 )聚苯板涂刷界面剂的应用机理 聚苯板涂刷界面剂是一种专用于处理现浇混凝土复合无网聚苯板双面的界面粘结材料 , 主要由具有与聚苯板有良好粘结性能的合成树脂乳液复合一定量弹 性乳液及多种弹性模量的抗裂纤维等组成 , 在现场按 配合比加入水洗中砂、普通水泥搅拌制成界面砂浆 ,用 滚子或刷子蘸取均匀涂刷于聚苯板两面形成均匀的凹 凸拉毛状 ,以防止聚苯板在浇筑过程中出现粉化现象 , 同时增强聚苯板与混凝土及保温材料的粘结力。2 )聚苯板涂刷界面剂的性能指标 (见表 2 )表 2 聚苯板涂刷界面剂的性能指标序 号项 目性 能 指 标容重 / ( kg /m3 )防火等级 导热系数 / (w / (m k) ) 压变形 ( 2 %的压力 ) /m pa吸水率 / % 抗剪强度 /m pa 抗拉强度 /m pa长期耐热度 / 1234567820b10. 040. 0352. 30. 150. 385 9 线膨胀系数 / (mm / ) 0. 5 2. 1. 2 eps板的加工eps板采用电热丝热切割的方法进行加工。用调 压器功率不变 ,降低电压加大电流 ,通过电热丝沿着用镀锌薄铁皮裁剪成的模片 ,对 eps板进行热切割加工。 使 eps板与混凝土的接触面切成连续凹凸的燕尾槽。 板的边切成企口。无网聚苯板加工尺寸为 : 1. 2m 板厚 层高 ,板的断面尺寸如图 2 所示。板的长、宽、对 角线尺寸误差不应大于 2mm , 厚度、企口误差不大于1mm。燕尾槽聚苯板可在现场加工 , 亦可在工厂加工成型。项 目技 术 指 标容器中状态施工性 表干时间 / h搅拌后无结块涂刷无障碍20. 700. 50聚苯板破坏时界面完好 聚苯板破坏时界面完好 保温试块破坏时界面完好保温试块破坏时界面完好图 2 无网聚苯板的加工板型2. 1. 3 eps板燕尾槽及其界面处理2. 1. 3. 1 eps板燕尾槽的优点传统 eps板与混凝土现浇接触面的加工形式有半 圆形、凹凸形、燕尾槽形等多种形式。本体系采用燕尾槽形式 ,可比其他形式与混凝土现浇时有更好的咬合 力 ,其浇筑时形成的混凝土完全楔入 eps板中形成一 个牢固的整体。通过现场拉拔试验证明 , 不带燕尾槽 的聚苯板与混凝土墙体的结合力小 , 约为带燕尾槽的标准状态浸水后 标准状态 浸水后与水泥砂浆块粘结强度 /m pa与聚苯板与胶粉聚苯颗粒 标准状态保温浆料试块浸水后3 )有无聚苯板涂刷界面剂粘结强度的现场实测结果 (见表 3 )2009 增刊刘秀军等 :现浇无网聚苯板复合胶粉聚苯颗粒外墙外保温施工技术417表 3 有无聚苯板涂刷界面剂粘结强度的现场实测结果有界面剂无界面剂编号试件尺寸 /mm粘结力 / kn粘结强度 /m pa破坏状态粘结力 / kn粘结强度 /m pa破坏状态40 4045 9540 4045 9540 4045 95-聚苯板破坏聚苯板破坏 聚苯板破坏 聚苯板破坏 聚苯板破坏 聚苯板破坏聚苯板未破坏聚苯板未破坏 聚苯板未破坏 聚苯板未破坏 聚苯板未破坏 聚苯板未破坏123456平均0. 330. 750. 430. 580. 390. 530. 500. 180. 270. 140. 160. 120. 160. 170. 109 无数值 无数值 无数值0. 23 无数值 无粘结力0. 068 无数值 无数值 无数值0. 053 无数值 无粘结力4 )聚苯板涂刷界面剂的现场使用无网聚苯板的双面采用聚苯板涂刷界面砂浆进行 处理。砂浆的配合比为 :聚苯板涂刷界面剂 水洗中砂42. 5r 普通硅酸盐水泥 (质量比 ) = 1 ( 0. 8 1 ) 1。先将水泥与中砂混合均匀后 ,再加入界面剂 (或先加入 中砂搅拌均匀后再加入水泥 )搅拌成均匀浆状 ,稠度以能用滚子或刷子方便滚刷为宜。注意不要漏涂 , 对破坏部位应及时补涂。2. 2 现浇混凝土无网聚苯板体系找平抗裂技术2. 2. 1 技术难点 无网聚苯板组合浇筑混凝土体系就是在绑扎完现浇混凝土剪力墙钢筋网架之后 , 安装聚苯泡沫保温板于网架外侧 ,之后安装内外模板 ,再进行现浇混凝土作 业 ,待混凝土固化后 ,拆模便形成了带有膨胀聚苯泡沫塑料板外面层的全现浇混凝土结构。这种做法有在冬季可以施工浇筑等优点 , 但通过工程实践也反映出一 些问题 : 由于聚苯板表面强度低 ,在支护和拆卸外侧 模板时 ,聚苯板表面不可避免受到损坏 ,如阳角和外侧 板的下支撑架处及穿墙螺孔等部位。由于现浇混凝 土的侧压力下部高上部低 , 聚苯板受压力大的部位向 外推移 ,表面不平整度加大。混凝土在浇筑时难以 避免出现漏浆 , 聚苯板外表面受到污染。上述问题综 合起来就造成了聚苯保温板的平整度差 , 表面破损污 染状态以及墙角、阳台角的垂直度不经过必要的修正 , 达不到验收标准 , 如墙面与楼角处的最大偏差超过30mm ,超过预期的 10mm 以内的要求 ,若不经过大 面积修补重新找平 ,将无法进行面层防护层的施工。现浇混凝土复合无网聚苯板 (胶粉聚苯颗粒找 平 )外墙外保温技术彻底地解决了该工程中上述存在着组合浇筑拆模后 ,聚苯板面受到损坏的问题 ,同时解 决了基层平整度不足的问题 ; 聚苯板涂刷界面剂的应用解决了聚苯板表层粉化及污染问题 ; 采用胶粉聚苯 颗粒保温材料进行复合修补是防止墙面开裂的主要手段。2. 2. 2 胶粉聚苯颗粒保温浆料在体系中的应用2. 2. 2. 1 界面材料的应用 由于聚苯板表面多为施工因素的影响 ,表面污染、风化情况严重 ,如果采用找砂纸磨平表面污物的办法 ,由于聚苯板表面强度低 , 一打砂纸必然会出现聚苯碎 末满天乱飞、污染环境、无法施工的情况。经研究后 ,确定采用聚苯板涂刷界面砂浆的办法解决了界面粘结问题。为进一步验证分析 , 在天津中海御湖翰苑高层 住宅楼工程组合浇筑聚苯板面层上进行大面积聚苯板 涂刷界面砂浆处理后 , 在工地现场对两界面的粘结层 进行了现场取样检测。抽样测试 10 块 , 平均强度为0. 12m pa,超过了聚苯板自身强度 0. 1m pa。工程应用 结果和上述试验证明 , 聚苯板涂刷界面砂浆完全能够 确保两种材料的粘结性能 , 从而提高了抹灰层的可靠 性。2. 2. 2. 2 找平材料的选择为克服 eps板在浇筑时存在的种种问题 , 并保证 面层不会因材料的热应力变形差值太大而造成脱落 , 在聚苯板面层找平抹灰必须找一种导热系数与聚苯板 相差不大的材料。选择胶粉聚苯颗粒保温浆料作为聚 苯板基层抹灰找平材料的理由有以下几点。1 )聚苯板与胶粉聚苯颗粒保温浆料的导热系数相 差不大 ,不会造成过大的热应力变形差值。20 25 kg聚苯板的导热系数为 0. 042w / (m k) ,而胶粉聚苯颗粒保温浆料的导热系数不大于 0. 059w / (m k) ,两者 相差不大 ,在温度发生变化时两种材料的热膨胀形变 相近 ,不会造成很大的热应力差值 ,从而也不会导致胶 粉聚苯颗粒保温浆料在聚苯板面层上开裂。而普通水泥砂浆的导热系数约为 0. 93w / ( m k) , 石灰水泥砂 浆的导热系数约为 0. 87w / (m k) 。这两种材料与聚 苯板导热系数相差大 ,容易产生温差裂缝。2)胶粉聚苯颗粒保温浆料收缩率低 , 干缩率不到3 ,固化时收缩小 , 可变形性好 , 而且含有大量纤维 , 具有明显的抗裂作用 , 这就使胶粉聚苯颗粒保温浆料 能在聚苯板基层上形成一个整体。3)胶粉聚苯颗粒保温浆料具有粘结力强、自重轻 的 特 性。胶 粉 聚 苯 颗 粒 保 温 浆 料 的 干 密 度230 kg /m3 ,由于材料中加有再分散有机乳液粉末 ,粘 结强度大于 0. 15m pa, 而水泥砂浆干密度为 1 700 1800 kg /m3 ,粘结强度为 0. 4m pa。保温浆料层厚度为 1.施工技术2009 增刊4185 cm 时 ,保温浆料重量不超过 3. 45 kg,而相同厚度的水泥砂浆则为 25. 5 27 kg。从两者的干密度与粘结强度 的比值来分析 ,胶粉聚苯颗粒保温浆料比水泥砂浆高100 倍 ,减轻了保温体系的荷载负担 , 使用功能更可靠。2. 2. 2. 3 抗裂性能的分析 采用胶粉聚苯颗粒作为无网聚苯板外墙外保温体系的找平层 ,由于胶粉聚苯颗粒本身就具有很好的柔 韧性 ,其配套材料遵循柔性渐变的技术路线 ,采用聚合 物抗裂砂浆压耐碱涂塑玻纤网格布做抗裂防护层 , 再涂刷高分子乳液弹性底层涂料 ,刮抗裂柔性耐水腻子 , 饰面层用具有一定弹性和变形能力的涂料进行处理。 经过这样处理 ,各层材料满足柔韧变形量逐层渐变的原则 ,不仅减小了聚苯板面层的荷载 ,而且也保证了由 温差变形、正负风压、地震力等产生的应力能够充分的 分散和释放 ,有效地控制了裂缝的产生。2. 3 塑料卡钉的应用2. 3. 1 塑料卡钉的设计机理 在现浇混凝土复合无网聚苯板外墙外保温体系中 ,应使用几组塑料卡钉在带燕尾槽的聚苯板竖缝处 将两块聚苯板连接在一起 , 塑料卡钉应与混凝土中的 钢筋绑扎 ,同时无网聚苯板板面上也须安装一定数量的塑料卡钉。这是因为 : 在现场组合浇筑过程中 ,使 用塑料卡钉可有效地控制浇筑的平整度和防止跑浆发 生 ,避免了“热桥 ”和“冷桥 ”的产生 ; 塑料卡钉钉身上的小孔和倒刺能保证塑料卡钉与混凝土牢固地结合 在一起 ,从而提高了无网聚苯板与混凝土的结合强度 ,提高了体系的稳定性 ; 对无网聚苯板面层抹灰时 ,塑 料卡钉钉帽上的小孔可保证抹灰材料与塑料卡钉很好 地结合在一起 ,提高了塑料卡钉与无网聚苯板抹灰层的结合强度 ; 塑料卡钉与聚苯板的膨胀系数相差不 大 ,装饰后不会在墙面上留下塑料卡钉钉帽的痕迹 ,从 而保证饰面的美观。2. 3. 2 塑料卡钉的安装和固定 先根据建筑物平面图及其形状排列聚苯板 , 并根据其特殊节点的形状预先将聚苯板裁好 , 将聚苯板的接缝处涂刷上粘结胶 (有污染的部分必须先清理干 净 ) ,然后将聚苯板粘结上 , 粘结完成的聚苯板尽量不 要再移动 ,在板的专用竖缝处用塑料卡钉 (见图 3 ) 将两块聚苯板连接到一起 , 基本拉住聚苯板。聚苯板安 装完毕后 ,把专用塑料卡钉绑扎固定在钢筋上。绑扎图 3 塑料卡钉及其分布示意由于聚苯板外墙外保温系统的防火安全性较差 ,在德国 ,高度超过 22m 的建筑 ,不允许使用聚苯板外墙 外保温系统。但根据目前国内外墙外保温技术应用现状 ,结合国外外保温垂直防火分区技术 ,采用振利新开发的外保温防火技术 ,基本内容如下 : 无防火构造的 粘贴聚苯板外墙外保温系统只适用于 10 层以下的普通住宅 (三类及三类以下建筑 ) ; 有防火构造的聚苯板外墙外保温系统只能应用于 19 层以下的普通住宅(二类及二类以下建筑 ) ,并应根据具体情况设置防火 隔离带。防火隔离带做法具体如图 4 所示。图 4 防火隔离带构造2. 4. 2 保温材料采取难燃或不燃材料作为保温材料 , 有效地控制 火灾、热辐射和次生烟尘灾害。外墙外保温系统复合在结构墙体外侧 , 其本身的 燃烧性能和耐火极限无论是抵抗相邻建筑火灾的侵害 还是阻止本身建筑火势的进一步蔓延都是很重要的。该成套技术采取胶粉聚苯颗粒保温浆料 (难燃 b1 级 ,无次生烟尘 ) 或岩棉、泡沫玻璃 (不燃 a 级 , 无次生烟 尘 )等作为主保温材料 ;同时改进了目前现浇混凝土复合聚苯板或钢丝网架聚苯乙烯板做法 , 开发了利用岩 棉等不燃性材料做垂直方向的耐火分隔材料来阻挡和延缓火灾蔓延的技术 , 杜绝了引火通道。这些技术措时注意聚苯板底部应绑扎紧一些 , 使底部内收5mm ,以保证拆模后聚苯板底部与上口平齐。2. 4 防火技术的提出2. 4. 1 防火技术的基本内容3 2009 增刊刘秀军等 :现浇无网聚苯板复合胶粉聚苯颗粒外墙外保温施工技术419施的采取 ,有效地控制了火灾、热辐射和次生烟尘灾害 ,进一步提高了高层建筑外保温层的安全性。2. 4. 3 防火技术的基本构造 现浇聚苯板外墙外保温系统 : 在每一层的窗上墙设置钢丝网岩棉板防火隔离构件 , 该构件的水平宽度 比窗洞两侧各宽出 200mm , 与聚苯板同时固定于模板 内 ,现浇混凝土时一次成型。再根据具体情况每隔数层设置一道防火隔离带 , 做法是在应设防火隔离带处 用同样厚度的钢丝网岩棉板替代聚苯板 , 隔离带在水 平方向的长度应是建筑物水平通长 , 位置应设置在上下窗间 , 高度宜等于上下 窗 距 , 如上 下窗 间距 小于0. 9m ,则除了按窗槛墙的高度做岩棉防火隔离带外还 应在下窗的上檐增设挑出宽度不小于 70 cm 的不燃烧体水平挑檐 ,拆模后整体用胶粉聚苯颗粒保温浆料找 平。2. 5 体系的先进性在无网聚苯板与混凝土复合一次浇筑成型的外保 温作法中 ,采用现浇混凝土复合无网聚苯板 (胶粉聚苯 颗粒找平 )外墙外保温技术 ,先在聚苯板双表面进行界面砂浆预处理 ,浇筑时板缝采用胶粘结剂粘结 ,并用特制的塑料卡子固定聚苯板与混凝土墙的钢筋连接 , 浇 筑完后用胶粉聚苯颗粒保温浆料找平 , 再用水泥抗裂 砂浆复合耐碱网格布作外保温的抗裂防护层 , 然后做 涂料饰面。该体系合理性主要体现在以下几个方面 :使聚苯板内表面与混凝土墙体牢固粘结 , 解决了有 机与无机材料粘结不好的问题 , 同时防止聚苯板外表面由于长时间暴露于外面形成粉化层以及解决了水泥 砂浆污染问题 ; 减少了聚苯板表面由于受混凝土侧 压力影响而造成的平整度不良问题 ; 塑料卡钉的设计 ,有效地控制了浇筑的平整度和防止跑浆发生 ,保证 了无网聚苯板与混凝土牢固地结合在一起 , 从而提高 了体系