外墻外保溫系統中保溫層與粘結層的性能研究

錢宏月 伊帕麗亞·阿不都維力

摘要：近年來，全國各地建筑工程外墻保溫材料脫落、起火等事故時有發生。建筑外立面的安全隱患問題日益突出，傷人傷物事件頻發，脫落的外墻保溫層成了傷人的“暗器”，成了懸在人們頭頂的“定時炸彈”，已嚴重危及人民群眾生命財產安全，造成不良的社會影響。鑒于此，首先介紹了外部墻體保溫功能缺失的主要原因，包括現場施工條件影響、無機保溫砂漿強度質量不符合標準、粘結層的匹配程度不高以及施工工藝影響，然后針對具體情況提出了詳細的修繕建議，最終取得了良好的效果，可為今后項目工程提供借鑒。

關鍵詞：外墻外保溫;保溫層;粘結層;性能

1導言

外墻外保溫系統是由保溫層、防護層和固定材料構成的非承重保溫構造的總稱，它具有保溫隔熱、避免冷橋、增加室內空間等優點。但是，建筑主體外圍結構常常經受自然環境的影響，如晝夜溫差、雨水、冰雹、結露等現象引起保溫體系的冷熱循環和干濕循環，因此，外墻外保溫系統各結構層會產生應力。太陽輻射、材料自身的堿腐蝕和外界微生物的腐蝕也會導致外墻保溫體系開裂、空鼓、剝落，影響工程結構耐久性和建筑外圍的美觀，甚至威肋、人的生命安全。

2外墻保溫功能缺失的主要原因

通過現場的檢測分析以及數據庫資料，并結合紅外線強度檢測結果對墻體出現空鼓、剝落情況進行細致分析：

2.1現場施工條件影響

無機保溫砂漿外墻在施工和后期保養維護期間，基層以及周圍的施工環境應該控制在5℃以上，并且后期保養周期在7個工作日以上，在冬季施工中因為威寧溫度降低，還應該在外墻位置采取合適的防凍措施，防止因為外部溫度過低導致保溫砂漿的材料無法發生水化反應，進而影響施工強度。

該項目的外墻保溫防護系統從2018年的12月份開始施工直到2019年的5月竣工，正是經歷了漫長的冬季溫度影響，從施工期間的氣象數據來看，這些日期最低溫度大于5℃的天數為19天，最低溫度低于5℃的天數為70天。通過溫度對比結果可以發現，背面外墻的溫度低于周圍環境溫度為0～1℃之間，如果周圍的環境溫度本身低于5℃，則外墻的表面溫度必然也低于5℃，施工單位長期處于這樣的施工環境之下，無機保溫砂漿出現水化的情況也就可以解釋，甚至部分的墻面無法正常發生水化情況，導致無機砂漿在固結之后的強度達不到使用要求標準。

2.2無機保溫砂漿強度質量

在紅外線檢測儀器的精確檢測之下，發現各個測量點中，正常墻面的粘連強度為0.04～0.07MPa之間，被破壞的墻面均從保溫墻面位置斷開，出現空鼓墻面的粘連強度為0MPa，被外部作用力觸碰之后會立刻斷裂。事后利用砂漿修繕的部位粘連強度分別為0.12、0.14MPa，被破壞的位置從砂漿層開始。無機砂漿保溫系統施工標準中明確規定砂漿系統的設定應該滿足當地的氣候要求，其中具體的參數要求標準為：涂料飾面的防護層和保溫層之間的粘連強度應該保持在0.01MPa之下，并且破壞的位置應能夠控制在保溫層范圍之內。該項目經過紅外線裝置檢測過后發現無機保溫砂漿系統的粘連度沒有達到設計的要求標準，并且保溫砂漿的強度很低。施工單位邀請專業檢測機構進行砂漿性能試驗，按照國家有關規范的規定進行試驗檢測。

3環境對外墻外保溫系統及粘結層的影響

外墻外保溫系統一般由基層墻體、粘結層、保溫層、抹面層和飾面層組成。建筑圍護結構通常直接受到外部環境影響，夏季高溫暴雨后墻體溫度迅速降低，墻體內外表面溫度波動大，溫度差高達_500℃。冬季墻體會受到太陽輻射的作用，冬季太陽靠南方向，南墻的輻射強度最大，晝夜溫差可達一300℃，極易引起凍融現象。墻體內外溫差的存在會使保溫層產生應力導致保溫材料變形，保溫材料達到臨界變形狀態時產生裂縫，影響保溫效果。飾面層作為保溫系統的第一道防線，直接受到太陽照射。對于抹面層，夏季受壓，膨脹鼓起;冬季受拉應力作用，易產生開裂。涂料飾面層在高溫條件下施工，保水不足、失水太快會引起開裂;面磚飾面層受到熱應力的影響，形變得不到釋放，易產生空鼓開裂。外墻外保溫系統構造示意圖見圖1

外墻外保溫系統在節能減排方面貢獻突出，但在使用過程中長期受到環境的考驗。北方地區冬季白天溫度零上，夜晚最低可達到零下200C;夏季高溫之后暴雨，氣溫變化無常。長期反復的晝夜更替、冷熱交替、凍融循環極大影響粘結效果，降低了粘結強度。保溫層與結構層粘結不牢固，導致保溫板與粘結界面出現空鼓、脫落等質量問題。外保溫工程往往很難達到2-5年的使用年限，因此探究環境對粘結強度的影響對外墻外保溫系統的耐久性有重要意義。

4外墻外保溫系統中保溫層與粘結層的性能分析

4.1施工工藝影響

施工方應該根據無機砂漿施工技術規程要求，在施工過程中注意做好關鍵部分的施工工作。例如在基層的表面涂抹均勻的界面劑，外部表面的計量如果達不到要求，基層上面的保溫砂漿無法具備良好的粘接性能，同時界面劑的缺失還會導致基層墻體和保溫層之間形成空鼓的氣泡。

無機保溫砂漿的外墻保溫系統在重要節點部位應該做好充分的防水工作，例如分隔縫位置按照建筑需求設計，明顯位置裂縫采用有機材料和防水涂料粉刷2遍以上。節點部分如果沒有處理得當非常容易發生保溫層滲水的情況，從而影響保溫效果。該住宅位于貴州省畢節市，該地氣候冬冷夏熱，在冬季出現霜凍的情況比較頻繁，并且夏季雨水量較大，如果沒有做好外部保溫層的節點工作，夏季的過量雨水可能會從分隔縫的裂縫中滲入到保溫層的內部。該小區在竣工交付一年之后，在干濕交替的季節常常會發現外部保溫層的保溫砂漿以及界面劑出現老化的情況，保溫層因此出現大面積的空鼓和脫落情況。現場利用紅外線裝置進行檢測，發現空鼓脫落部分大都集中分布在外墻裂縫位置，該種情況正是因為施工方在裂縫處理方面沒有處理到位。

4.2消除外墻安全隱患

筆者認為，短期內要對外墻保溫材料生產企業加大監管力度，確保企業生產的保溫材料質量達標，提高保溫材料的安全性和可靠性。同時，盡快落實建筑質量終身責任制，形成“誰開發、誰負責，誰施工、誰負責，誰監理、誰負責”的責任追究體系，強化各部門責任意識。長期來講，應加快出臺相關政策、法規，給新材料、新技術體系施展功夫搭臺。如采用建筑保溫與結構一體化技術體系不失為一勞永逸解決外墻保溫層脫落和火災事故的好辦法，其特征可描述為“集建筑保溫與墻體圍護功能于一體，能夠實現保溫層與建筑結構同步施工完成的技術”，該技術主要應用于建筑外墻，目的是實現墻體圍護，達到冬季節能保溫和夏季防曬隔熱的目的。

4.3配制粘結材料方法

配制粘貼材料，主要是根據建筑墻體自身的性質和實際情況進行及時的調整，在按照粘貼材料生產廠家的使用說明指導下，圍繞建筑墻面自身的性質，指導施工人員規范操作。這樣的方式還能保障現場安全施工的進行。目前墻面粘貼材料主要有水泥基膠凝材料、高分子聚合物材料及填料和添加劑等組成，現場材料的配置需要將這些材料進行合理的配比以及充分的攪拌，發揮每一種材料的作用。如果缺乏攪拌的具體手法，會造成現場工作的困難，對于配置材料質量的好壞無法保障，一旦出現安全事故，很難說明是哪一方的責任，進而產生爭議和糾紛。因此需要相關的技術人員在實驗室內進行配比和統計數據，從而確認檢測方法與技術指標，明確現場材料配置的主要方法，指導現場施工的順利進行。

結束語

綜上所述，對于外墻外保溫系統開裂、脫落的原因，人們經常從施工質量方面進行考慮，往往忽略了保溫材料與基層墻體的協調、保溫材料與其他各層之間物理性能以及保溫材料自身性能。通過研究外墻外保溫系統在不同環境下的失效過程和機理，揭示循環過程中系統單體的變化規律，提高保溫體系的壽命和安全，保障建筑節能的可持續發展。

參考文獻：

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