嚴寒地區建筑外保溫防裂構造設計與施工措施研究★

李昊函 方光秀

(延邊大學工學院土木工程專業，吉林 延吉 133002)

目前，我國對建筑外墻外保溫防裂技術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面層開裂現象，嚴重的甚至出現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。我國東北屬于嚴寒地區，其氣候特點為氣溫年差較大，冬季較長且寒冷干燥[1]。因為嚴寒地區的特殊環境，在外保溫系統中出現開裂等質量通病比其他地區要嚴重得多[2]。因此，研究外保溫防裂技術特別是嚴寒地區的防裂技術刻不容緩。本文針對嚴寒地區外保溫墻面出現的空鼓、開裂、脫離等質量通病，著重從占有率很高的EPS外保溫層的設計與施工入手，通過對國內外嚴寒地區外保溫防裂技術文獻的統計分析研究，提出其創新型外保溫構造系統與施工工法，力求達到嚴寒地區建筑保溫節能，且有效防裂外保溫層的目的。

1 國內外文獻研究

1.1 國內研究成果分析

通過國內文獻的整理分析與研究，本文可借鑒的代表性成果如下：

朱晉萍[3]詳細分析各個材料重量比對粘結砂漿性能的影響，設計了聚合物粘結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，密實性和抗滲透能力等條件的砂漿配合比。

張書宏[4]經過數次優化之后得出的EPS聚苯板保溫層施工方法，采用了點框粘貼法、用塑料錨栓固定、以耐堿玻纖網格布粘貼兩層，并針對實際施工當中易出現的問題提出建議，以利于控制防裂等施工質量。

1.2 國外研究成果分析

歐美等國家在40余年的應用實踐中，對建筑外墻外保溫系統研究取得了顯著成就，已經建立了嚴格的標準要求、規章和立法制度。通過國外文獻的整理分析與研究，本文可借鑒的代表性

成果如下：

在英國，建筑外墻外保溫技術通常采用如下幾種：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，外飾面層不得粘貼面磚。

法國在建筑外保溫系統中常采用兩種類型，分別是聚苯板薄抹灰外保溫系統和保溫裝飾一體化外保溫系統。其中，聚苯板薄抹灰外保溫系統采用粘、釘結合的固定方式，在外墻用金屬托架分層承托，而且對保溫板處開槽。保溫裝飾一體化外保溫系統的保溫裝飾板采用工廠預制，其施工順序為發泡聚胺酯、加強層、裝飾層。在施工時，采用脹管螺栓，按梅花形布置且訂在加強層中[5]。

德國最近研制出一種石墨模塑聚苯板，大幅提高保溫隔熱性能，顯著降低導熱系數與吸水率，防火性能良好，燃燒性能達到B1級。

2 外保溫防裂構造設計

2.1 創新型外保溫防裂構造系統

經過分析，傳統做法的外保溫面層出現空鼓、開裂、脫落等質量通病，其產生原因如圖1所示。

因此，按照“逐層漸變，釋放應力”的防裂原則，優化外保溫防裂構造系統。

通過對國內外的代表性研究成果進行優化組合，本文提出的創新型外保溫防裂構造系統由基層墻體、聚合物粘結砂漿層、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、耐堿玻纖網布、聚合物抹面抗裂砂漿層、彈性外墻涂料飾面層等構成。

XPS擠塑板(巖棉板)保溫層的固定方式為粘結固定，即采用聚合物粘結沙漿固定在外墻基層上，以錨栓固定為輔助措施，其構造系統設計如圖2所示。

2.2 改進型點框法設計

根據文獻[5]研究，點框法以最精簡的方式滿足了40%的粘貼面積比，且施工速度快，粘貼布局合理，受力均勻。在板中央留出足夠寬度的排氣通道便于將保溫板層由下到上粘貼，預留的空隙有利于排出保溫板層和基墻之間的空氣，防止產生空鼓。

本文提出的改進型點框法與錨栓固定示意如圖3所示。

將框的面積減小、點粘灰餅數量增加，兩側增加了排氣孔，采用粘、釘結合的固定方式，整個粘結面積大于保溫板面積的60%，可有效治理因為板內留有較多空氣，粘結力不足而導致的空鼓、開裂、脫落等質量通病，以達到嚴寒地區保溫節能、防止外保溫墻面開裂和脫落的目的。

3 施工流程與質量控制關鍵點

3.1 配制粘結砂漿

本文提出的粘結砂漿配合比如表1所示。

表1 粘結砂漿配合比 %

3.2 粘貼保溫板

在粘貼XPS擠塑板(巖棉板)保溫層時，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，要求整個粘結面積不能少于保溫板面積的60%。

3.3 塑料錨栓固定

待聚合物粘結砂漿初凝后，鉆孔固定塑料錨栓。首先，按照施工方案的布點鉆孔，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設計為梅花形。基層與聚合物粘結砂漿以及XPS擠塑板(巖棉板)的粘結強度、錨固件的牢固情況要進行現場拉拔試驗，拉拔后沒有脫落也沒有松動即為檢測合格，拉拔檢驗點隨機抽取。

3.4 耐堿玻纖網格布的粘貼

XPS擠塑板(巖棉板)粘貼24 h、錨栓固定經檢查合格后，在保溫板外采用收縮小、柔韌變形優良的輕質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合耐堿玻纖網格布。當用于首層時抗裂砂漿以兩層復合耐堿玻纖網格布，厚度為7 mm。先抹上聚合物抹面抗裂砂漿，再將網格布貼上并壓緊，隨后在網格布上抹一層聚合物抹面抗裂砂漿，最后壓平，直到不發生網格布外露和起皺。

施工工藝流程與質量控制關鍵點如圖5所示。

施工質量控制關鍵點如下：

1)保溫板與基底粘貼面是否緊貼無空鼓；2)現場拉拔試驗檢測錨栓是否牢固；3)網格布是否起皺和開裂及突出。

4 加強施工技術措施

1)做保溫層之前，外墻基底水泥砂漿比必須為1∶3，不發生空鼓情況并保證強度，XPS擠塑板(巖棉板)之間采用錯縫粘貼，錯縫應為板長的1/2處。粘貼標準為粘結牢固、不得有松動；板間縫隙不得大于2 mm、且用耐候密封膠嵌縫，保證接縫處不產生冷風滲透、不滲水；板間高低差控制在1.5 mm，且板面平整光滑，同時四角棱方正順直。避免在雨天或濕度大的天氣環境下組織施工。

2)編制施工方案，排列錨栓輔助固定與XPS擠塑板(巖棉板)粘結點的對應位置。粘結保溫板層后，至少間隔48 h后方可安裝錨栓，此時粘結砂漿的強度必須達到75%以上[6,7]。

3)粘貼耐堿玻纖網格布時，如氣溫過高，聚合物抹面抗裂砂漿終凝后，噴水養護不宜少于3 d。

4)最后外表面做裝飾面層時，在保溫體系基層上要采用柔性膩子，并且選用耐水性好、耐老化強、同時粘結力和漆膜強度高的彈性外墻涂料。

5 結論

1)本文通過研究分析國內外嚴寒地區防裂構造設計與施工參考文獻的基礎上，經過優化組合，提出了適合我國嚴寒地區的創新型建筑外保溫防裂構造設計與改進型點框法施工工藝，為類似工程設計與施工提供借鑒。

2)通過研究建筑外保溫防裂構造施工工藝流程，針對我國嚴寒地區施工質量通病，提出保溫板與基底粘貼面是否緊貼且無空鼓、現場拉拔實驗與檢測是否合格、耐堿玻纖網格布是否起皺和開裂及突出等3個質量控制關鍵點，為類似工程施工與保證工程質量提供借鑒。