浅究ES聚苯板外保温面层裂缝

浅究EPS聚苯板外保温面层裂缝[摘要]建筑节能的法规出台后，全国各地的建筑都已经普及保温系统，但是在此普及过程中，外墙裂缝一直是难以解决的问题，成为外墙外保温体系的质量通病，本文主要从设计、材料、施工方面对裂缝原因分析并提出相关的解决措施。[关键词]外保温裂缝EPS保温板应力keywords:ExteriorInsulationcracksEPSinsulationboardStressAbstract:Constructionofenergy-savingregulationsintroduced,allofthecountryhavebeenbuildinginsulationsystemofuniversal,butinthisuniversalprocess,thewallcrackshavebeendifficulttoresolvetheproblemwhithhasbecomeexteriorinsulationsystemofqualityproblems.Thearticleanalysismaindesign,materials,Theconstructionofthecausesofcracksandrelatedsolutions.正文：为设节能减排集约型社会，保护环境，国家从1997年开始强制实施建筑节能50%的标准。EPS外保温体系有利于建筑物建立一个更加合理的温度场。由于采用外保温，内部的砖墙或混凝土等结构受到保护，使保温层以里的主体结构冬季温度提高，湿度降低，温度变化较为平缓，夏季结构温度稳定，墙体结构热应力减少，从而大大减小主体墙产生裂缝、变形、破损的危险性，建筑寿命得以大大延长。完善的外保温对结构的骨架全面包覆，雨、雪、冻、融、干、湿等对主体墙影响大大减轻。因此，由于外保温体系对建筑结构的保护、防止裂缝等优良性能，被广泛用于各个工程项目当中。但是由于各种原因，外保温面层的裂缝问题始终不能解决，很多工程或多或少的存在裂缝的问题，成为外墙保温技术发展的障碍。笔者主要从设计、材料性能及施工原因进行分析。1设计原因1.1.未保温的外墙出挑构建与保温的墙体直接连接在温度变化中，由于未保温的外墙出挑构建受温度的影响较大，产生的温度应力要大于保温的墙体，其应变也有较大的差异，不能保证形变协调导致交界处产生破坏。如屋顶的花篮梁在夏季和冬季的形变如下图一、图二所示：由于花架梁与屋面是刚接点，由于变形不协调，经过长时间的冬夏交替，产生疲劳破坏，在节点处易产生裂缝。因此在结构设计过程中，应当改变花架梁的固定支座模式，由三次超静定结构改为静定结构或一次超静定结构，由刚节点改为滑动支座，使温度应力能够有效释放，防止裂缝的产生有良好的效果。如下图三所示：1.2抹面层不应设抗裂分隔缝外保温面层设计的原则是逐层渐变，柔性释放应力的原则进行设计的，柔性的面层设计有利于温度应力的均匀分布。但是在当前的面层设计中为了释放温度应力,在面层上设置抗裂分隔缝,表面上看这种做法很值得提倡,但是根据圣维南定理可知,分隔缝只对分隔缝附近的范围内的温度应力应力明显,对离分隔缝较远范围内的温度应力影响有限.根据模拟试验分隔缝处的温度应力也证明了这一点(如下图四所示).因此设置分隔缝并不能有效的分散温度应力,而且破会面层的整体性,使温度应力不能有效的均匀分布,且会在抗裂分隔缝处会产生应力集中,致使分隔缝拉裂,外界水分进入墙体,加快面层裂缝的产生.1.3外墙外保温面层尽量不要使用面砖面层面砖的重力荷载比较大,其重力荷载通过保护层、界面层、保温层，最终通过保温层与墙面的粘结力承担。在力的传递过程中，由于保温层的柔性，在剪切力的作用下保温层会产生较大的剪切形变，而面砖是刚性的，不能与之应变协调，导致面砖相互挤压，脱落。采用密缝连接的面砖，由于施工过程中不易控制，极易产生瞎缝，外界水分进入面砖内，在冻融循环作用下导致灰缝疲劳破坏，产生裂缝甚至脱落，危害墙体的安全。1.4保温系统尽量采用无空腔构造保温系统分为密闭有空腔构造体系和无空腔构造体系，在很多工程中采用了密闭有空腔构造体系。密闭有空腔构造体系主要考虑风载的作用，风压有时为正压，有时为负压，尤其是负压对密闭有空腔保温体系的影响是最严重的，在长时间的正负压作用下，密闭有空腔保温体系有可能被破坏，导致墙面渗水面层裂缝。在受到风荷载作用的同时，密闭有空腔保温体系还受到风振系数的影响，在风载的作用下，密闭有空腔保温体系随之振动，当风振频率与保温板固有频率相同时，保温板就会产生最大的振动，破坏密闭空腔构造体系并导致面层裂缝。因此，在设计中应尽量采用无空腔构造结构。其次，密闭有空腔体系主要是通过点框粘法或条粘法与每平方米不少于20个机械锚固件相互配合，保温系统本身有重力Q和锚固件的拉力T要经过锚固件和粘结剂传递至墙体最终传到基础，但是在空腔部分力由于无粘结剂破坏了整个传力系统，无法传递锚固件的拉力和保温系统的重力（如图五），导致应力分布不均匀，产生应力集中导致过大的变形，面层产生裂缝。在施工过程中，由于墙面的平整度很难控制，经常会出现涨模现象，使用点框粘法或条粘法，EPS保温板很难与墙体完整结合，无法形成密闭空腔，外界水分进入空间内，使面层产生裂缝，保温系统失效。④采用点框粘法时，在边框会产生应力集中，保温板的荷载不能均与作用于墙面，在板缝交界处很容一产生裂缝。因此，在设计时应尽量使用无空腔体系，采用模板内置能够有效的避免上述问题。1.5首层外墙保温体系没有使用双层钢丝网加强建筑物的首层是最容易被冲击破坏的地方，应该使用双层耐碱玻纤网格布进行加强，提高保温系统的耐冲击性。第一层搭接处可使用对接，第二层为普通做法。面层材料性能原因2.1网格布的材料性能耐碱网格布是控制保温系统面层裂缝的重要因素，倒是现在市场上流通的网格布鱼龙混杂，质量材质参差不齐，很难保证质量。网格布分为无碱网格布、中碱网格布和耐碱网格布。根据试验表明，无碱网格布的抗拉强度最高，但是耐碱强度最差，在碱性的砂浆里强度损失最多。中碱网格布的耐碱性能也较差，在砂浆的碱性环境里一个月就会粉化，轻拉及断。耐碱网格布因涂抹了14%-16%的氧化锆，其耐碱性能最好，其耐碱强度能保持60%-80%，因此要选择耐碱玻纤网格布，能够有较好的抗裂效果。网格布的经纬向抗拉强度达不到指标要求而无法抵抗裂缝的产生。根据笔者对千禧银杏苑项目Ⅰ标段楼座外墙裂缝的分析，由于网格布的经纬向强度不等，经向的网格布抗拉强度不达标，砂浆面层的干缩应力集中到纬向而发生断裂，楼层由上而下间距500毫米出现一道裂缝，最终随着横向裂缝贯通发展，墙体大面积出现裂缝。2.2水泥砂浆的性能有些项目因工程造价的原因使用使用普通水泥砂浆作为保温系统的面层，普通硅酸盐水泥压折比很难达到规定要求，使用普通硅酸盐水泥的干缩性也比较大，因此很容易形成裂缝。在工程中应当选用掺加尼龙纤维的聚合物砂浆，尼龙纤维的耐碱性、强度具有良好的性能。聚合物掺加了胶粉、减水剂、中粘度纤维素醚和PP纤维，胶粉能有效提高砂浆的粘结度，中粘度纤维素醚能够控制凝固时间和增加初期强度，PP纤维有较高的弹性模量，有助于砂浆的力学性能，与砂浆的握裹力强，不易抱团，有效的防止裂缝的产生，化学性质稳定，耐碱性极强，其强度、干缩性能、水灰比都能很好的抑制裂缝的开展，远远优越于普通砂浆。施工原因3.1基层处理当采用满贴法时，基层墙体应平整，没有杂物、脱模剂、油污等妨碍粘结的附着物，出现涨模，孔洞应剔除或找平，找平层必须墙体可靠粘结，不得有脱层、空鼓、裂缝现象。当采用模板内置的方法是，若有涨模，凹陷时，应使用胶粉聚苯颗粒剔除找平。3.2EPS保温板施工采用满贴法时，应按顺砌的方式粘贴，竖缝应错缝，不得出现通缝。保温板应平整，不得翘曲、弯折、松动、空鼓。在阳角处应交错互锁。外墙附着构件入阳台、空调挡板等，门窗洞口处不得用采用下角料，应整板切割成型。当采用模板内置时，应有效控制保护层厚度，防止涨模。采用模板内置的施工工艺，保温板表面要喷涂界面剂，由于外墙抹灰在主体施工结束之后才能施工，这通常需要半年甚至更长的时间，保温板每年将会以1㎜-1.5㎜的速度粉化，因此底层的保温板很容易粉化，影响保护层的粘结强度，保温板表面应喷涂界面剂防止保温板的粉化。3.3保温浆料施工在EPS保温板上抹胶粉聚苯颗粒时应分层抹压，两边成活，每层抹压的间隔时间不小于24小时，一次成活的保温浆料易产生裂缝。根据笔者对千禧银杏苑一标段的观察，由于施工单位一次成活，胶粉剧本颗粒很容易产生裂缝，抹完24小时之后，胶粉聚苯颗粒出现2㎜宽的裂缝。因此在施工中要严禁保温浆料一次成活。3.4面层施工①保温浆料自上而下全部抹完之后，再从顶层向下抹灰。笔者所管理的千禧银杏苑工程，待胶粉聚苯颗粒初凝之后，就在表面抹灰，抹灰完成之后，裂缝就出现并逐渐发展。这是因为，胶粉聚苯颗粒抹压完之后，由于内部的水分还没有完全蒸发，徐变还在发展没有定型，紧接着在其表面抹灰，加大其承受大的荷载，胶粉聚苯颗粒继续发生较大的形变，致使砂浆面层开裂。其次在初凝的胶粉聚苯颗粒上抹灰，胶粉聚苯颗粒的水分无法蒸发而渗入到EPS保温板内部，EPS保温板被水化而产生较大的变形，为面层的开裂留下隐患。②网格布搭接长度不够、干搭接以及网格布构造位置不对是导致面层开裂的重要原因。千禧银杏苑Ⅰ标段在施工砂浆面层时，由于采取抹灰一次成活，网格布干搭接并且搭接长度不够，网格布的位置也难以控制，抹灰完之后，就出现了裂缝（如照片所示）。因此，网格布的搭接长度一定要满足50㎜要求，严禁网格布干搭接，网格布不得贴近保温层，应做到见纹不见色，才能有效的防止裂缝的开展。网格布的施工顺序无序杂乱也是形成裂缝的重要原因，窗台、檐口、门窗死角等部位应先用抗裂砂浆贴好，在连续施工大面，满足整个网格布分散加强网格布的原则，有利于局部部分应力的分散。③面层抹灰严禁一次成活，找平层和面层要分层施工。若一次成活，由于砂浆厚度较大，干缩性更加明显，容易产生裂缝；其次，网格布的位置不容易控制并且易产生干搭接，促进裂缝的开展。当两边成活时，即使找平层开裂，在找平层上在抹面层，对找平层中的裂缝具有很好的修复作用，有效防止水分的渗入。④在门窗四角45°方向是应力集中的区域，应在此处延45°铺贴网格布加强。⑤当使用面砖饰面时，抗裂防护层应采用热镀锌四角网加强结构，其孔径不应大于面砖短边的四分之一。布设四角网时，先铺一层抗裂砂浆，安装锚固镀锌网，整个厚度不应超过8㎜-15㎜。面砖接缝宽度不应小于5毫米，否则易形成瞎缝渗水，应采用压折比≤3的粘结砂浆及勾缝料。4.结语为了保证外墙保温系统有效性、耐久性，应当加强专业的设计力量，笔者认为在日后的项目中，应当选用具有设计力量雄厚、施工技术、材料性能优良的专业分包队伍，从设计、供货到施工由专业的公司承包，这样能够有效的控制外墙裂缝及保温系统的质量，在发生质量问题是容易界定责任，减少推诿、扯皮现象的发生