嚴(yán)寒地區(qū)建筑外保溫防裂構(gòu)造設(shè)計(jì)與施工措施研究★

李昊函 方光秀

(延邊大學(xué)工學(xué)院土木工程專業(yè)，吉林 延吉 133002)

目前，我國(guó)對(duì)建筑外墻外保溫防裂技術(shù)的理論研究存在成果不足，已完成的外墻外保溫工程中常出現(xiàn)面層開裂現(xiàn)象，嚴(yán)重的甚至出現(xiàn)保溫材料層被剝離脫落的情況，降低了外墻的保溫性和耐久性。我國(guó)東北屬于嚴(yán)寒地區(qū)，其氣候特點(diǎn)為氣溫年差較大，冬季較長(zhǎng)且寒冷干燥[1]。因?yàn)閲?yán)寒地區(qū)的特殊環(huán)境，在外保溫系統(tǒng)中出現(xiàn)開裂等質(zhì)量通病比其他地區(qū)要嚴(yán)重得多[2]。因此，研究外保溫防裂技術(shù)特別是嚴(yán)寒地區(qū)的防裂技術(shù)刻不容緩。本文針對(duì)嚴(yán)寒地區(qū)外保溫墻面出現(xiàn)的空鼓、開裂、脫離等質(zhì)量通病，著重從占有率很高的EPS外保溫層的設(shè)計(jì)與施工入手，通過對(duì)國(guó)內(nèi)外嚴(yán)寒地區(qū)外保溫防裂技術(shù)文獻(xiàn)的統(tǒng)計(jì)分析研究，提出其創(chuàng)新型外保溫構(gòu)造系統(tǒng)與施工工法，力求達(dá)到嚴(yán)寒地區(qū)建筑保溫節(jié)能，且有效防裂外保溫層的目的。

1 國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)研究

1.1 國(guó)內(nèi)研究成果分析

通過國(guó)內(nèi)文獻(xiàn)的整理分析與研究，本文可借鑒的代表性成果如下：

朱晉萍[3]詳細(xì)分析各個(gè)材料重量比對(duì)粘結(jié)砂漿性能的影響，設(shè)計(jì)了聚合物粘結(jié)砂漿和抹面抗裂砂漿配合比，提出了可滿足抗拉能力，涂抹性，柔韌性，密實(shí)性和抗?jié)B透能力等條件的砂漿配合比。

張書宏[4]經(jīng)過數(shù)次優(yōu)化之后得出的EPS聚苯板保溫層施工方法，采用了點(diǎn)框粘貼法、用塑料錨栓固定、以耐堿玻纖網(wǎng)格布粘貼兩層，并針對(duì)實(shí)際施工當(dāng)中易出現(xiàn)的問題提出建議，以利于控制防裂等施工質(zhì)量。

1.2 國(guó)外研究成果分析

歐美等國(guó)家在40余年的應(yīng)用實(shí)踐中，對(duì)建筑外墻外保溫系統(tǒng)研究取得了顯著成就，已經(jīng)建立了嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)要求、規(guī)章和立法制度。通過國(guó)外文獻(xiàn)的整理分析與研究，本文可借鑒的代表性

成果如下：

在英國(guó)，建筑外墻外保溫技術(shù)通常采用如下幾種：第一種是先粘貼聚苯板、再抹聚合物防裂砂漿，最后鋪粘玻纖網(wǎng)格布；第二種是先在墻上固定金屬架或木框架，然后粘貼保溫材料；第三種是屬于定型外保溫體系，在磚墻或砌塊墻上，固定木龍骨且填充墻體保溫材料，外部采用不銹鋼釘釘木魚鱗板。采用聚苯板做外保溫材料時(shí)，外飾面層不得粘貼面磚。

法國(guó)在建筑外保溫系統(tǒng)中常采用兩種類型，分別是聚苯板薄抹灰外保溫系統(tǒng)和保溫裝飾一體化外保溫系統(tǒng)。其中，聚苯板薄抹灰外保溫系統(tǒng)采用粘、釘結(jié)合的固定方式，在外墻用金屬托架分層承托，而且對(duì)保溫板處開槽。保溫裝飾一體化外保溫系統(tǒng)的保溫裝飾板采用工廠預(yù)制，其施工順序?yàn)榘l(fā)泡聚胺酯、加強(qiáng)層、裝飾層。在施工時(shí)，采用脹管螺栓，按梅花形布置且訂在加強(qiáng)層中[5]。

德國(guó)最近研制出一種石墨模塑聚苯板，大幅提高保溫隔熱性能，顯著降低導(dǎo)熱系數(shù)與吸水率，防火性能良好，燃燒性能達(dá)到B1級(jí)。

2 外保溫防裂構(gòu)造設(shè)計(jì)

2.1 創(chuàng)新型外保溫防裂構(gòu)造系統(tǒng)

經(jīng)過分析，傳統(tǒng)做法的外保溫面層出現(xiàn)空鼓、開裂、脫落等質(zhì)量通病，其產(chǎn)生原因如圖1所示。

因此，按照“逐層漸變，釋放應(yīng)力”的防裂原則，優(yōu)化外保溫防裂構(gòu)造系統(tǒng)。

通過對(duì)國(guó)內(nèi)外的代表性研究成果進(jìn)行優(yōu)化組合，本文提出的創(chuàng)新型外保溫防裂構(gòu)造系統(tǒng)由基層墻體、聚合物粘結(jié)砂漿層、XPS擠塑板(巖棉板)保溫層、錨栓、膠粉聚苯顆粒保溫砂漿找平層、聚合物抹面抗裂砂漿層、耐堿玻纖網(wǎng)布、聚合物抹面抗裂砂漿層、彈性外墻涂料飾面層等構(gòu)成。

XPS擠塑板(巖棉板)保溫層的固定方式為粘結(jié)固定，即采用聚合物粘結(jié)沙漿固定在外墻基層上，以錨栓固定為輔助措施，其構(gòu)造系統(tǒng)設(shè)計(jì)如圖2所示。

2.2 改進(jìn)型點(diǎn)框法設(shè)計(jì)

根據(jù)文獻(xiàn)[5]研究，點(diǎn)框法以最精簡(jiǎn)的方式滿足了40%的粘貼面積比，且施工速度快，粘貼布局合理，受力均勻。在板中央留出足夠?qū)挾鹊呐艢馔ǖ辣阌趯⒈匕鍖佑上碌缴险迟N，預(yù)留的空隙有利于排出保溫板層和基墻之間的空氣，防止產(chǎn)生空鼓。

本文提出的改進(jìn)型點(diǎn)框法與錨栓固定示意如圖3所示。

將框的面積減小、點(diǎn)粘灰餅數(shù)量增加，兩側(cè)增加了排氣孔，采用粘、釘結(jié)合的固定方式，整個(gè)粘結(jié)面積大于保溫板面積的60%，可有效治理因?yàn)榘鍍?nèi)留有較多空氣，粘結(jié)力不足而導(dǎo)致的空鼓、開裂、脫落等質(zhì)量通病，以達(dá)到嚴(yán)寒地區(qū)保溫節(jié)能、防止外保溫墻面開裂和脫落的目的。

3 施工流程與質(zhì)量控制關(guān)鍵點(diǎn)

3.1 配制粘結(jié)砂漿

本文提出的粘結(jié)砂漿配合比如表1所示。

表1 粘結(jié)砂漿配合比 %

3.2 粘貼保溫板

在粘貼XPS擠塑板(巖棉板)保溫層時(shí)，采用的施工工藝如圖4所示，并且保溫板四周漿料寬度為60 mm，在兩側(cè)留出50×50寬的排氣口，灰餅直徑為160 mm，厚度為5 mm，要求整個(gè)粘結(jié)面積不能少于保溫板面積的60%。

3.3 塑料錨栓固定

待聚合物粘結(jié)砂漿初凝后，鉆孔固定塑料錨栓。首先，按照施工方案的布點(diǎn)鉆孔，打入基層墻體為35 mm～40 mm，然后釘入塑料錨栓，并擰緊螺桿，要求錨栓的頭部不得超出XPS擠塑板(巖棉板)面。塑料錨栓的固定布點(diǎn)設(shè)計(jì)為梅花形。基層與聚合物粘結(jié)砂漿以及XPS擠塑板(巖棉板)的粘結(jié)強(qiáng)度、錨固件的牢固情況要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)拉拔試驗(yàn)，拉拔后沒有脫落也沒有松動(dòng)即為檢測(cè)合格，拉拔檢驗(yàn)點(diǎn)隨機(jī)抽取。

3.4 耐堿玻纖網(wǎng)格布的粘貼

XPS擠塑板(巖棉板)粘貼24 h、錨栓固定經(jīng)檢查合格后，在保溫板外采用收縮小、柔韌變形優(yōu)良的輕質(zhì)膠粉聚苯顆粒保溫砂漿找平，然后抹專用的聚合物抹面抗裂砂漿復(fù)合耐堿玻纖網(wǎng)格布。當(dāng)用于首層時(shí)抗裂砂漿以兩層復(fù)合耐堿玻纖網(wǎng)格布，厚度為7 mm。先抹上聚合物抹面抗裂砂漿，再將網(wǎng)格布貼上并壓緊，隨后在網(wǎng)格布上抹一層聚合物抹面抗裂砂漿，最后壓平，直到不發(fā)生網(wǎng)格布外露和起皺。

施工工藝流程與質(zhì)量控制關(guān)鍵點(diǎn)如圖5所示。

施工質(zhì)量控制關(guān)鍵點(diǎn)如下：

1)保溫板與基底粘貼面是否緊貼無空鼓；2)現(xiàn)場(chǎng)拉拔試驗(yàn)檢測(cè)錨栓是否牢固；3)網(wǎng)格布是否起皺和開裂及突出。

4 加強(qiáng)施工技術(shù)措施

1)做保溫層之前，外墻基底水泥砂漿比必須為1∶3，不發(fā)生空鼓情況并保證強(qiáng)度，XPS擠塑板(巖棉板)之間采用錯(cuò)縫粘貼，錯(cuò)縫應(yīng)為板長(zhǎng)的1/2處。粘貼標(biāo)準(zhǔn)為粘結(jié)牢固、不得有松動(dòng)；板間縫隙不得大于2 mm、且用耐候密封膠嵌縫，保證接縫處不產(chǎn)生冷風(fēng)滲透、不滲水；板間高低差控制在1.5 mm，且板面平整光滑，同時(shí)四角棱方正順直。避免在雨天或濕度大的天氣環(huán)境下組織施工。

2)編制施工方案，排列錨栓輔助固定與XPS擠塑板(巖棉板)粘結(jié)點(diǎn)的對(duì)應(yīng)位置。粘結(jié)保溫板層后，至少間隔48 h后方可安裝錨栓，此時(shí)粘結(jié)砂漿的強(qiáng)度必須達(dá)到75%以上[6,7]。

3)粘貼耐堿玻纖網(wǎng)格布時(shí)，如氣溫過高，聚合物抹面抗裂砂漿終凝后，噴水養(yǎng)護(hù)不宜少于3 d。

4)最后外表面做裝飾面層時(shí)，在保溫體系基層上要采用柔性膩?zhàn)樱⑶疫x用耐水性好、耐老化強(qiáng)、同時(shí)粘結(jié)力和漆膜強(qiáng)度高的彈性外墻涂料。

5 結(jié)論

1)本文通過研究分析國(guó)內(nèi)外嚴(yán)寒地區(qū)防裂構(gòu)造設(shè)計(jì)與施工參考文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，經(jīng)過優(yōu)化組合，提出了適合我國(guó)嚴(yán)寒地區(qū)的創(chuàng)新型建筑外保溫防裂構(gòu)造設(shè)計(jì)與改進(jìn)型點(diǎn)框法施工工藝，為類似工程設(shè)計(jì)與施工提供借鑒。

2)通過研究建筑外保溫防裂構(gòu)造施工工藝流程，針對(duì)我國(guó)嚴(yán)寒地區(qū)施工質(zhì)量通病，提出保溫板與基底粘貼面是否緊貼且無空鼓、現(xiàn)場(chǎng)拉拔實(shí)驗(yàn)與檢測(cè)是否合格、耐堿玻纖網(wǎng)格布是否起皺和開裂及突出等3個(gè)質(zhì)量控制關(guān)鍵點(diǎn)，為類似工程施工與保證工程質(zhì)量提供借鑒。