外墻外保溫層的承重與安全性研究

葉福超

摘 要:保溫材料在建筑保溫節(jié)能工程上的應(yīng)用與實(shí)踐中,已取得了很多成果,同時(shí)也面臨一些課題,本文對(duì)外墻外保溫系統(tǒng)的原材料體系及其安全性、防火性、使用壽命、以及對(duì)外墻裝飾工程質(zhì)量的影響等方面進(jìn)行探討,供業(yè)內(nèi)人士參考。

關(guān)鍵詞:發(fā)泡塑料;外墻保溫

1 發(fā)泡塑料板與外保溫層的承重與安全性

1.1 膨脹型聚苯板薄抹灰系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題

膨脹型聚苯板薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)(JG149-2003)、膠粉聚苯顆粒外墻外保溫系統(tǒng)(JG158-2004)等外墻外保溫標(biāo)準(zhǔn)體系,對(duì)保溫層的承重與安全性問(wèn)題,均未考慮進(jìn)去,現(xiàn)有的施工技術(shù)規(guī)程,也沒(méi)有很好地解決好這個(gè)問(wèn)題。

美國(guó)的哥倫比亞航天飛機(jī)升空后不久,發(fā)生大爆炸,其爆炸原因,攝像資料上顯示,升空后不久,從航天飛機(jī)上掉下一塊板狀物,后經(jīng)專(zhuān)家多方分析,結(jié)論是飛機(jī)上的一塊保溫隔熱層從機(jī)體上脫落后,引起此嚴(yán)重事故,其主要因素是該航天飛機(jī)的保溫隔熱層所設(shè)計(jì)的承受能力(主要是承受風(fēng)阻能力),大大小于實(shí)際所能承受的能力。同樣的道理,建筑保溫層所承受的實(shí)際重量一旦大于其承重能力,也會(huì)不可避免地出現(xiàn)解體、脫落等質(zhì)量與安全事故問(wèn)題。

1.2 聚苯乙烯發(fā)泡塑料板的性能問(wèn)題

膨脹型聚苯板薄抹灰系統(tǒng)所使用的是3-10公分厚度的聚苯乙烯泡沫板、擠塑聚苯板作為保溫材料,其保溫隔熱效率是優(yōu)良的,可加工性也很好,其主要缺陷是強(qiáng)度低、易彎曲變形、承重能力小、還有氧化、降解等問(wèn)題(又特別是密度低,容重差的產(chǎn)品),從粘結(jié)、抹面后的拉撥強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)情況,一般都是聚合物粘結(jié)砂漿與墻基層的粘結(jié)非常牢固,而粘結(jié)砂漿與聚苯板的粘結(jié)都是聚苯板很容易被破壞掉,這說(shuō)明了不僅泡沫板的抗拉強(qiáng)度極低,而且其抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度、抗沖擊能力、防火性能等都是很差的,事實(shí)上,很多建筑的外保溫層出現(xiàn)空鼓、脫落甚至是大面積脫落,都是與發(fā)泡塑料保溫板有直接關(guān)系,而砂漿與墻基層的粘結(jié)不易出問(wèn)題,這種低強(qiáng)度油性的發(fā)泡材料其承重能力以及抗沖擊力都很差,很難只用粘結(jié)的辦法或者鉚釘加固的辦法來(lái)保證外保溫層的強(qiáng)度及承重力,這是外墻外保溫工程材料與施工工藝上的主要技術(shù)問(wèn)題之一。

1.3 外墻外保溫層的承重問(wèn)題

外墻保溫層上要抹3-5MM的抗裂砂漿,抹1-2MM的抗裂膩?zhàn)?再刷涂料,經(jīng)估算,每平方保溫層承重約8公斤左右,如在保溫層上鋪設(shè)鋼絲網(wǎng),粘貼瓷磚,則每平方米承重可達(dá)40公斤左右。目前的外墻外保溫工程的做法都是從上至下連成一片,又特別是貼磚掛鋼絲網(wǎng)的保溫工程,在鋼網(wǎng)上做成幾公分長(zhǎng)的斜插鋼絲,將鋼絲網(wǎng)的斜插鋼絲插入發(fā)泡塑料板材中,在用鉚釘加固的辦法,這種做法仍然是泡沫板承受下垂重量,一旦下垂的重力超過(guò)泡沫板和鉚釘所能承受的重力,就會(huì)造成大面積或者是整體脫落,現(xiàn)在的商品居住小區(qū)人口密度較大,人的活動(dòng)空間小,樓前車(chē)滿(mǎn)為患,人們要上車(chē)下車(chē),特別是大型高層建筑,整面數(shù)百平方米、甚至上千平方米面積的重達(dá)數(shù)噸、數(shù)十噸的保溫層,一旦整體脫落,后果是難以預(yù)料的,其安全隱患是很大的,因此,解決好外墻外保溫層的承重問(wèn)題,對(duì)于外保溫層的安全是非常重要的。

1.4 外墻外保溫層的防火問(wèn)題

現(xiàn)代建筑物要求要防火,特別是從美國(guó)發(fā)生9.11事件后,人們認(rèn)真吸取教訓(xùn),現(xiàn)很多建筑物的鋼結(jié)構(gòu)都做防火涂層,而外保溫層,又特別是膨脹型聚苯板薄抹灰系統(tǒng)的防火問(wèn)題,已引起了業(yè)內(nèi)人士的關(guān)注。泡沫板易燃燒,防火性很差,在北京就有工地因施工不慎引燃保溫材料發(fā)生火災(zāi),河北涿州某泡沫塑料板廠發(fā)生火災(zāi)將成品泡沫塑料板連同原材料燃燒貽盡。如建筑物發(fā)生火災(zāi),引燃了泡沫塑料保溫層,不僅整個(gè)保溫層和外墻裝飾材料會(huì)毀于一旦,而且還會(huì)產(chǎn)生二惡英等劇毒物質(zhì)和大量的浮塵,造成環(huán)境污染,還有可能導(dǎo)致安全事故。

2 外墻外保溫工程應(yīng)用新技術(shù)

外墻外保溫工程最重要問(wèn)題有兩個(gè),一個(gè)是保溫隔熱效率,另一個(gè)就是安全可靠性,保溫隔熱效率主要取決于保溫材料及保溫材料的密度、厚度等,安全可靠性主要靠保溫工程所用各種材料的品質(zhì)以及科學(xué)地去應(yīng)用,嚴(yán)格規(guī)范施工工藝,精心施工,杜絕安全隱患。技術(shù)上可以借鑒以下適用措施:

2.1 界面劑

在粘貼、抹面前,將干燥的發(fā)泡塑料板材底面與表面涂刷上界面劑,進(jìn)行封底處理,界面劑選擇水性合成樹(shù)脂類(lèi)乳液,而且其濃度(固含量)要適當(dāng)。進(jìn)行過(guò)封底處理后的發(fā)泡塑料板材,其淺表微孔被封閉,起到增強(qiáng)保溫效率和加固的作用,可以減緩發(fā)泡塑料板材的氧化、老化、降解速度,同時(shí)還有利于與聚合物砂漿的粘結(jié)。

2.2 鋼絲網(wǎng)從上至下用螺紋鋼筋與建筑主體定位連接

膨脹型聚苯板薄抹灰系統(tǒng),只要其保溫層上不承重,先用聚合物粘結(jié)砂漿粘結(jié),再用鉚釘加固,其安全隱患不大,本文主要針對(duì)在發(fā)泡塑料板材保溫層上貼瓷磚的工程,鑒于泡沫板其重量輕、強(qiáng)度較低,承重能力小,如果要在保溫層上貼瓷磚,只是將鋼絲網(wǎng)或焊有斜插鋼絲的鋼絲網(wǎng)簡(jiǎn)單地固定或插入發(fā)泡塑料材板,再用粘結(jié)砂漿抹在鋼絲網(wǎng)上貼瓷磚,這樣,瓷磚和粘結(jié)砂漿的重量就會(huì)承受在泡沫板上,即使有鉚釘固定,也會(huì)有很大的安全隱患。只有先將泡沫板粘牢并用鉚釘加固,再將鋼絲網(wǎng)另行固定在建筑主體上,讓粘結(jié)砂漿和瓷磚下垂的重量全部承受在鋼絲網(wǎng)上,才會(huì)更安全些。但這又要決于鋼絲網(wǎng)的強(qiáng)度、承重力和與建筑主體的固定情況,因此,要選擇鋼絲直徑大一些的、質(zhì)量好的鋼絲網(wǎng),在與外主體墻的固定技術(shù)上,要從上至下,即從最上端做起,上半部的固定接觸點(diǎn)要盡量多于下半部,而且最好的辦法是在建筑設(shè)計(jì)上就考慮到這個(gè)問(wèn)題,在外主體墻砌筑或澆鑄時(shí),預(yù)留好固定鋼絲網(wǎng)的螺紋鋼筋。

2.3 發(fā)泡聚苯顆粒保溫漿料的承重與安全性問(wèn)題

從材料與施工工藝上,發(fā)泡聚苯顆粒保溫漿料的安全性比膨脹型聚苯板薄抹灰系統(tǒng)要高一些,這是因?yàn)榫郾筋w粒分散于聚合物砂漿中并被聚合物砂漿所包裹,聚苯顆粒并不承重,由高強(qiáng)度的聚合物砂漿承重,但在科學(xué)與應(yīng)用上,聚合物砂漿與發(fā)泡聚苯顆粒的摻和比例及其施工是技術(shù)關(guān)鍵,如保溫漿料中發(fā)泡聚苯顆粒含量多、聚合物砂漿含量小,則保溫層的強(qiáng)度低、承重能力小、保溫效率高,與之相反,如保溫漿料中發(fā)泡聚苯顆粒含量少,聚合物砂漿含量大,則保溫層的強(qiáng)度高、承重能力大、保溫效率低;在施工技術(shù)方面,為保證工程質(zhì)量,在抹發(fā)泡聚苯顆粒保溫漿料前,應(yīng)先用聚合物砂漿將墻基層“拉毛”或者在墻基層上抹一遍聚合物界面砂漿,這樣會(huì)有利于發(fā)泡聚苯顆粒保溫漿料與墻體的粘附。

如是在發(fā)泡聚苯顆粒保溫層上抹抗裂砂漿、刷涂料,保溫層的承重力小,只要施工上從嚴(yán)要求,一般不會(huì)有多大的安全性問(wèn)題;但要在發(fā)泡聚苯顆粒保溫層上貼瓷磚(如要鋪設(shè)鋼絲網(wǎng),其施工與固定方法可參考膨脹型聚苯板薄抹灰系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)辦法),除了施工從嚴(yán)要求外,發(fā)泡聚苯顆粒保溫漿料中的發(fā)泡聚苯顆粒的含量應(yīng)盡量少一些,讓保溫層的強(qiáng)度及承重能力大一些,同時(shí),可將發(fā)泡聚苯顆粒保溫漿料層適當(dāng)增加厚度,以解決因減少發(fā)泡聚苯顆粒含量而對(duì)保溫效率的影響。以上也適用于中空?；⒅楸貪{料、膨脹珍珠巖保溫漿料、閉孔珍珠巖保溫漿料等保溫節(jié)能工程。

2.4 伸縮縫與間隔問(wèn)題

目前的外保溫層,無(wú)論是發(fā)泡塑料板材、還是顆粒保溫漿料保溫層,大都采用從上至下整體相連,中間沒(méi)有間隔,這種設(shè)計(jì)與施工工藝不易解決好保溫層的熱脹冷縮、墻體所產(chǎn)生應(yīng)力等問(wèn)題,一旦因此保溫層產(chǎn)生裂縫或保溫層脫落,均會(huì)是大面積出現(xiàn),不僅安全隱患大,而且會(huì)造成后期維修困難和增大維修費(fèi)用,是否應(yīng)以每一樓層的保溫層為一個(gè)單元,在正對(duì)著樓板中間留一道伸縮縫間隔,并做相應(yīng)的技術(shù)處理,這樣,不僅可以解決保溫層的熱脹冷縮和墻體所產(chǎn)生應(yīng)力而出現(xiàn)大面積裂縫問(wèn)題,而且還可以有效防止大面積空鼓、脫落,這是一個(gè)值得我們思考的問(wèn)題。

3 結(jié)語(yǔ)

外墻外保溫層的承重問(wèn)題,涉及到原材料品質(zhì)、產(chǎn)品配方、建筑設(shè)計(jì)、施工工藝技術(shù)、工程質(zhì)量監(jiān)督與管理等,需要多方面的共同努力,正確地解決好保溫層的承重問(wèn)題,不僅關(guān)系到保溫層的安全可靠性,而且還關(guān)系到其使用壽命的長(zhǎng)短,因此,應(yīng)引起業(yè)內(nèi)人士的足夠重視。