對外墻外保溫材料體系的科學性問題探討

摘要:建筑物的建筑節能技術內容主要涉及到：建筑外圍護結構節能技術、建筑供熱制冷系統和建筑設備節能技術、可再生能源在建筑中應用技術。而建筑外圍護結構節能內容主要有：外墻保溫隔熱技術、門窗節能技術、屋面節能技術和地面、樓板及樓梯間隔墻技術、建筑遮陽技術等等；建筑供熱制冷系統和建筑設備節能。

簡介：

外墻保溫材料在保溫節能工程上的應用與實踐中，已取得了很多成果，同時也面臨一些問題，本文從技術層面上，對外墻外保溫原材料體系與應用技術的有關材料科學性問題進行探討，提出了一些新的見解，供業內人士參考。

因能源緊缺問題，國家政策要求建筑必須節能，有了國家政策上的強力支持，我國的建筑節能事業便有了較快的發展，建筑保溫節能技術也取得了很大進步。但目前的外保溫材料與應用技術方面，還存在不少問題，我們認為這些研究是很有意義的事情，本文從理論與實際應用上進行對比和綜合分析，對保溫材料體系及技術現狀進行探討，并選擇一些具有說服力、有影響的事例來說明問題，理論與實踐結合，力求通俗易懂，供與建筑節能保溫相關行業的從業人員(生產技術人員、施工人員、工程監理人員等)參考。

一、外墻保溫隔熱技術基本情況

外墻保溫隔熱技術應用與發展

我國建筑以混凝土結構、砌體結構及混合結構體系為主，由于這些結構形成的建筑自身特點，在實施建筑節能時通常采用外墻附貼保溫隔熱系統構造的方式。我國于八十年代中期開始研究建筑外墻保溫技術、進行工程試點，國內的企業、研究單位首先通過將改良的窯爐、管道工業保溫技術用于建筑物的節能，這方面的技術有珍珠巖、復合硅酸鹽、海泡石或與有機硅復合的各種外墻內保溫漿體材料；這些技術自九十年代初期應用于北方嚴寒和寒冷地區的節能建筑，后因為生產工藝簡陋、生產控制不嚴格、性能指標不易達到要求，施工質量難以保證，因而工程質量問題比較多而逐漸退出北方建筑節能市場，現在主要在南方進行應用。

膨脹聚苯板薄抹灰外墻外保溫系統在技術和施工工藝上也經歷了一個不斷發展過程，北京早期的膨脹聚苯板薄抹灰外墻外保溫系統的技術和施工工藝比較簡單，主要采用聚合物粘結砂漿將聚苯乙烯發泡板材直接粘貼在墻上，將玻璃纖維網格布貼在聚苯板上，然后再用抹3-5MM厚的聚合物抹面砂漿，而聚合物粘結砂漿和抹面砂漿所用聚合物基本上都是從國外進口的，但這些材料和技術工藝在外墻外保溫中的質量技術問題很快就暴露出來，常出現脫落問題，鑒于此狀況，最近這幾年，改進了施工工藝，在粘貼好聚苯板后，用膨脹螺絲釘鉚固，剛開始是每平方米鉚4個鋼釘，后來覺得鉚4個鋼釘不很保險，現在有的要鉚6個甚至達到8個鋼釘，只要鋼釘起到了作用，可能在二三年或幾年內聚苯板及薄抹灰層是掉不下來，但萬一鋼釘沒鉚牢固或幾年后鋼釘銹蝕不起作用時，又會是怎樣情況，可能目前誰也難以做結論，這也在很大程度上證明了在外保溫工程實踐中僅靠聚合物粘結砂漿粘聚苯板是不可靠的，也是不科學的；在膨脹聚苯板薄抹灰外墻外保溫系統的抹面砂漿的防裂上，也存在不少普遍性的問題，即龜裂問題，因外墻外保溫施工過后，還要涂刷外墻涂料對外墻進行裝飾，一旦抹面砂漿發生龜裂，涂料也會跟著裂，甚至出現空鼓、脫落，再修復幾乎是不可能的。

以上問題的產生，主要是生產廠家、施工技術人員、監理人員對聚合物砂漿產品的基本原材料缺乏系統、科學的認識，對實質性問題把握不準，這需要業內人士多學習了解有關保溫建材方面的新材料、新技術、新工藝知識，多研究、多交流、多實踐、不斷總結、提高自身的業務技術水平。

二、 外墻外保溫材料體系的科學性問題

1、 塑料類板材與水泥墻面的粘結問題

聚合物粘結砂漿是以水泥和商品建筑砂為主要原材料的，盡管各生產廠家所選用的聚合物種類和添加量不同，質量也有差異，但目前仍作為聚苯板、擠塑板主要粘結材料，早期聚合物粘結砂漿除水泥、商品建筑砂外，要添加2.5-3%的可再分散乳膠粉、0.5%左右的纖維素醚，0.2 -0.3%的木質纖維等，均用進口的產品，用這些原料經干混而成的粘結砂漿在粘結聚苯板后進行拉撥試驗，雖然能破壞聚苯板，但在工程應用實踐上，僅靠這種類型的聚合物砂漿粘結聚苯板、擠塑板，而不鉚鋼釘，要想數十年、上百年都不掉下來，是難以保證的，這并不是說進口的、國產的乳膠粉質量上有什么不好。

水泥類的聚合物砂漿粘結大理石、水泥磚、瓷磚等石材類是比較理想的選擇，也是科學的，是可以定論的，而用水泥類聚合物砂漿來粘結塑料類物質，這在材料選擇與工藝上就不科學了，數十年的應用經驗已經證明水泥漿料與木質類、塑料類物質的粘結是不可靠的，即使是塑料與塑料的粘結也不會有良好的粘結效果，這可以通過制鞋業的發展來說明這一點，沿海地區制鞋業比較發達，但在改革開放初期的一些小作坊式生產時，皮鞋、涼鞋、旅游鞋好多都采用優質膠粘劑冷粘，鞋子經常出現開膠脫膠現象，后來小作坊被淘汰，現代化工廠取而代之，制鞋工藝采用熱粘或熱合，就解決了問題。這說明對塑料類進行冷粘，無論是什么種類的塑料，用什么樣的化學膠粘劑，冷粘均難達到理想的效果，還有另一個可以說明問題的例證，就是聚乙烯醇縮甲醛膠粘劑(107膠)在水泥砂漿中的應用情況，筆者通過多年的比較和實踐，認為聚乙烯醇經甲醛縮合后制成的膠液，無論粘度、粘結力、成膜性與膜的柔韌性、穩定性都是很好的，只是產品中因含有大量有害物質—甲醛，而被淘汰。聚乙烯醇縮甲醛膠粘劑加在水泥砂漿中作增粘材料已經有十多年歷史，用于粘貼瓷磚、大理石等，也出現過瓷磚、大理石粘結不牢固，時有脫落的情況。聚合物粘結砂漿為了粘牢聚苯板，在干混砂漿中加入乳液或固體粉末乳膠類物質，早期采用進口乳膠產品，后來為降低產品成本，又有使用國產乳膠粉的，無論粘結的實際效果如何，保持時間有多長，對塑料類進行冷粘，都難以取得理想的效果。

2、水泥與化學膠粘劑的性能差異與關系問題

水泥種類較多，目前用于生產聚合物粘結砂漿主要以型號為42.5R的普通硅酸鹽為主，水泥產品作為無機膠凝材料，經過多年的改進和發展，其粘結性和質量穩定性都是可靠的，它的特征是水硬性材料，水泥的水化與凝結硬化是一個連續過程，先水化，后凝結，凝結硬化結果如何要取決于水化條件，以水泥砂漿與紅磚(火磚)的粘結來舉例說明水泥的水化條件與凝結的關系，我們直接往干燥且吸水性很強的紅磚上抹水泥砂漿，結果是水泥砂漿的水份會被干燥的紅磚所吸收，水泥得不到水化，造成凝結困難，水泥砂漿難以粘結紅磚，但只要我們先將干燥的紅磚扔到水中浸泡一下，讓紅磚先吸足水份后，再將水泥砂漿抹在紅磚上，這樣就能夠將紅磚牢牢地粘結住，由此可見，水泥本身作為膠凝材料，只要水化充分，粘結性能會很好。通過實驗和工程上大量應用，北京環益美高分子聚合物研究所多采用多種高分子材料經高溫聚合而成的一種膠粉—多聚膠粉，對水泥的水化期，又特別是對水泥砂漿的后期強度有顯著提高。

水泥與自然環境是很和諧的，它可以適應各種復雜的自然環境(地上、地下、水下)和各種氣候條件（日曬、雨露、冰雪、風吹、酸雨、紫外線等）其粘結強度、抗老化、抗潮濕能力、環保性、長期穩定性、使用壽命、經濟實用性等方面，可以達到幾十年，甚至上百年不變，是其它材料難以替代的，它的強度是逐步形成的，在良好養護狀況下，幾年后或更長時間，它的強度仍會有所提高。

化學膠粘劑種類繁多，目前的技術和應用水平，除特種膠粘劑外，一般化學膠粘劑的粘結性能都是有限的，它的耐高低溫、抗老化性差，化學膠粘劑又特別是封閉性很強的膠種，是不適宜往水泥砂漿中添加的，一方面化學膠粘劑本身在干燥凝固時，會產生很強的收縮力，加劇水泥干縮，影響水泥強度的正常發揮，另一方面化學膠粘劑具有很強的封閉性，它在水泥砂漿中會很快形成膜，影響水泥水化并阻止水泥砂漿吸收和釋放水份的能力，其自身難以得到養護，對后期強度的提高影響很大，這也就是用加了聚乙烯醇縮甲醛膠粘劑或封閉性很強膠種的水泥砂漿的粘結性能出現差異的原因所在。

綜述

我們認為以水泥為主要原材料的聚合物粘結砂漿，實際上應是水泥在發揮著重要作用，水泥的強度是通過水化后逐步形成的，所有聚合物粘結砂漿中的聚合物產品應選用有利于水泥水化和保證砂漿后期自養護功能，這樣聚合物粘結砂漿才能正常發揮良好的粘結性能。