董方
(華紡房地產開發公司,北京 100018)
要對外墻外保溫體系粘飾面磚受力體系進行研究,首先就對體系的構成要了解,外墻保溫體系主要由黏結層、保溫層、防護層及飾面層構成。
1.2.1 受力分析
外墻保溫系統含有兩個粘結力:聚苯板與墻體的粘結力、飾面磚與保溫體系(聚苯板)的粘結力,一個錨固力:螺旋錨固釘的錨固力。
該系統受到的外力主要是:自身所產生的重力、風荷載。
1.2.2 可靠性驗算
要驗算此系統的可靠性,應從以下幾個方面入手:
1)整個系統與墻體的粘結力抗拉伸與抗剪切強度計算;
2)外墻磚與外保溫系統連結抗拉伸與抗剪切強度計算;
3)兩者綜合起來與規范規程進行對比,找出最不利因素,從而得出可行性。
本工程中用到的飾面磚多為粘土燒結飾面磚以及人造石飾面磚,厚度一般不會超過2cm,容重一般為60 公斤/平米即0.6 kN/m2。
由于風壓對外墻磚的影響主要為負風壓,因此按照公式推算出負風壓值(建筑高度按100m 考慮)


由上可得出最大風壓計算值 2.56×1.4=3.58 (kN/m2)
如果將整個系統自重與風壓值相比較可以發現,容重是遠遠小于風壓值的,即便容重全部轉化成拉拔力,加之風壓作用,也不會產生大于5 kN/m2的拉力。
規范標準中對于外保溫系統與結構墻體的粘結力是這樣要求的:≥0.1MPa

拉伸力按照50%考慮:100 kN/m2×50%=50 kN/m2
對北京市地方標準JGJ 110 中關于外墻磚粘結強度0.4MPa 的要求分析可知

1.2.3 外墻外保溫粘磚體系可行性分析
由公式(1)與公式(2)的兩個結果比較可知,規范所要求的粘結力要遠遠大于風壓及系統自身產生的拉伸力。
由公式(3)與公式(1)的兩個結果比較可知,規范所要求的飾面磚粘結強度要求要遠遠大于風壓及系統自身產生的拉伸力,而且大于(2)中的結果。
綜上所述可知,如果能夠達到規范標準的要求,在自然風力的作用下和自身重力的作用下,外保溫系統不應該從結構面上脫落,即便脫落了,粘貼的飾面磚也不應該脫落。如果合理地采用合格的原材料,現場工人能夠按照施工工藝嚴格操作,是不應該產生飾面磚脫落現象的。
2.1.1 溫度形變引起脫落
因熱脹系數差別,溫差在不同材料的界面上產生剪應力引起外保溫系統或飾面磚的脫落,不同材料間熱脹系數有差別。聚苯板-抹面砂漿熱脹系數差別大,EPS 彈性模量低,抹面砂漿-飾面磚粘結劑熱脹系數差別小,瓷磚膠-飾面磚熱脹系數低,彈性模量都不小。
北京地區由于夏、冬兩季溫差較大,材料熱脹冷縮表現明顯,沒有合理的構造措施,導致溫度應力引起變型脫落;夏季水汽進入外保溫系統內,到了冬季依然積聚在系統內部,加之冬季晝夜溫差較大,反復凍脹,導致系統變型導致脫落。
因此,選用合適的材料,特運用合理的構造措施如設置分隔縫,加大磚縫的寬度都是減輕溫度形變對系統破壞的有效手段。
2.1.2 材料選擇不當導致脫落
2.1.2.1 粘貼外保溫板和飾面磚的粘結劑應該是合格品且便于現場操作
粘結劑在進場之前,必須經過施工方、監理單位、建設方共同考察和確認方可進入施工現場,所有的進場材料應該具備材料出場質量證明文件,如果存在疑慮,進場后還要進行復試。
現在市場上有很多種粘結劑,不論選擇什么粘結劑都應從現場操作簡便出發。本人認為選擇單組分粘結劑有利于現場簡便操作,單組分粘結劑只需與水攪拌即可,免去了雙組分等粘結劑還需要現場計量的麻煩,對于現場條件較差、工人素質不高的環境下施工有很好的可操作性。
2.1.2.2 鋼絲網選擇很關鍵
在外墻保溫體系粘貼飾面磚時,作為結合層的鋼絲網起到了非常重要的作用,在有些飾面磚脫落的案例中,是由于鋼絲網的焊點出現了開焊,使本來很結實的鋼絲網失去了應有的作用,所以,選擇合理的鋼絲網是非常重要的。
現在的鍍鋅鋼絲網由于加工工藝可以分為兩種:先焊接再鍍鋅鋼絲網、先鍍鋅再焊接鋼絲網。后者為鍍鋅鋼絲通過焊接制成網片,不論是在堿性隱蔽環境中,還是在露天潮濕環境下,其焊接點也會早早就生銹,從而失去強度。選擇先焊接再鍍鋅鋼絲網有利于鋼絲網在建筑物漫長的壽命中不至于早早生銹而失去強度,能夠起到結合牢固的作用。
2.1.2.3 飾面磚、勾縫劑、抹面砂漿的選擇
影響系統或飾面磚脫落的自然因素主要是溫度和水分,因此選擇的材料要既能防止外部水汽進入,還要利于內部水汽滲出。
通過選擇合適的面磚和勾縫劑可以達到較好的效果。選擇低吸水率的面磚可以有效防止外部水汽進入,選擇透水性良好的勾縫劑可以利于內部水汽的滲出。同時為平衡好帶飾面外保溫系統的水蒸氣滲透性能,盡量使系統從里到外各層的水蒸氣滲透阻逐漸減小。面磚尺寸不宜過大,磚縫寬度適當加大。抹面砂漿作為各個結合層和界面要具備凍融循環穩定性,在經歷凍融循環時不至于產生過大的形變和強度損失。
2.2.1 聚苯板粘貼施工工藝要點
聚苯板粘貼施工時首先要注意基層的處理,采用鏟或沖刷的方法去除墻面的油污、灰塵、疏松物等影響附著的物質。在采用點粘法進行聚苯板粘貼時,應保證聚苯板四周一圈及中間的粘結點總面積大于聚苯板面積的50%.聚苯板由下往上、由左往右逐層粘貼,后安裝的板應壓住先安裝的板,上板必須壓下板,必須達到防水的目的及阻止冷橋。同時要注意保溫板之間最大縫隙小于2mm、垂直度偏差不應大于3mm、板面平整度不應大于3mm。鋪裝時應注意,橫向水平,豎向錯縫,錯縫寬度大于100mm。粘結粘磚部位聚苯板時,還應在每層樓板附近設制不等邊角鋼托架,采用膨脹螺栓擰入墻體≥5cm;每隔900mm(角鋼中距)設置一道托架。
2.2.2 罩面砂漿及鋼絲網施工工藝要點
聚苯板安裝完成后,進行罩面砂漿施工,同時需在罩面砂漿中安裝一層鍍鋅鋼絲網,罩面砂漿分兩次進行抹面,抹完第一遍之后,開始安裝鋼絲網,安裝時需將鋼絲網鋪平,并用錨固螺栓進行固定(保證每平米不少于6 個),用金屬墊片及塑料墊片將鋼絲網夾固在保溫層表面。待鋼絲網安裝完成之后,進行第二遍罩面砂漿施工,兩遍罩面砂漿厚度為10—15mm,應使鋼絲網平整地位于兩遍罩面砂漿的正中為宜。此工序進行施工時應選用的罩面砂漿以單組分為宜,便于現場工人操作,同時兩遍砂漿施工間隔不宜太久,另外可根據砂漿的具體性能來決定兩遍罩面砂漿施工的結合面是否需要界面劑進行處理。
2.2.3 外墻磚施工工藝要點
當聚苯板及罩面砂漿施工完成后,外墻磚施工按照施工工藝規程中有關外墻磚施工之規定進行施工操作即可。但需要注意的是,首先外墻磚的粘結劑應是外墻外保溫體系粘貼磚專用粘結劑,最好能是同一廠家生產的產品,這樣能夠保證此種粘結劑與罩面砂漿具有相似的特性,如熱脹冷縮性能、相容性等等。其次,外墻磚粘貼選擇在合適的自然環境條件下進行,避免低溫、大風時進行施工。
通過工作中與專家交流,本人對外保溫粘貼飾面磚系統的可行性與穩定性有了更多的了解。對問題原因的分析可以得出結論:
1)外墻外保溫體系外墻外保溫(后粘聚苯板)粘貼飾面磚體系此種施工做法是可行的。
2)通過正確選擇施工原材料可以避免脫落現象發生。
3)加強施工工藝操作管理是重要環節。本人同時建議:為了避免把施工中的問題復雜化,在選購材料的時候,盡量減少采購環節,最好將整個保溫體系加之罩面砂漿、墻磚粘結劑采用同一廠家生產的材料,這樣的材料相容性是可以得到保證的,否則,一旦由于材料使用不當而出現質量事故,責任是很難劃分清楚的。