建筑外墙外保温系统工程裂缝成因及修复技术

2020-02-17张自聪

建材与装饰 2020年20期

张自聪

（甘肃第四建设集团有限责任公司，甘肃兰州 730060）

0 引言

建筑外墙外保温系统涉及多种材料的组合和排列，工程中会根据需要选择具有不同特性的材料，通过平衡材料的力学性能与功能特性，在墙体外侧形成具有良好保温效果的复合墙体，通常来说，这类墙体还兼具防水性能，对于美化建筑也有一定效果。单层材料性能单一，在使用中难以完全满足工程建筑的多方面需要，因此，复合材料施工在工程中的应用十分广泛。外墙外保温系统在实际建设中往往会出现保温层开裂的现象，这一工程问题不仅会影响外墙的装饰性，还可能造成保温层脱离、墙体渗漏等问题，进而让整体工程的施工质量大打折扣，因此，解决好建筑外墙外保温系统的工程裂缝问题，对于整体工程的建设具有重要意义。

1 保温层裂缝产生原因

1.1 设计原因

外保温层隔热的原理是通过在墙体外侧设置隔热体系来降低建筑物主体结构的温差，进而减少由于温度引起的形变，阻断冷热桥的作用，增加建筑物的使用寿命。外保温层位于建筑的最外围，时刻要直接接触外界环境，而外界环境往往复杂多变，因此，对于保温材料的选取需要严格要求，相应的设计也必须充分考虑。当前，外墙保温层的隔热材料较多使用的是带有钢丝网架的聚苯板，一般采用将该材料和现浇混凝土进行整体浇筑以及机械锚固的方法将材料固定在墙体上，然后再使用水泥砂浆对外侧进行找平，水泥砂浆的使用厚度通常为20～30mm。这一施工方法有诸多设计因素会导致保温系统裂缝的产生，一方面，受水泥砂浆自身容易收缩变形的性质影响，再加上抹灰层的厚度不同，保温层极易由于温差应力不均产生局部收缩的现象；另一方面，钢丝网架聚苯板受到载荷作用容易产生徐变，进而引起重力挤压；此外，还有施工中钢丝网架与保温隔热层距离较近，单面配筋会分散外饰面附近的应力作用，进而降低保温层的抗裂性能等因素。这些问题的存在会极大增加了工程裂缝产生的可能性，影响墙体的建造质量。

1.2 材料原因

防治外保温层裂缝的技术路线可以总结为：“柔性渐变，逐层释放应力的抗裂技术”，普通的水泥砂浆缺乏柔韧性，不能很好的适应自身与相邻层因温差变形而产生的应力，另外，由于这种材料抗拉强度较低且会发生收缩变形，容易因为变形能量的集中释放而造成裂缝问题，对于高厚度的水泥砂浆，这类问题会更加严重，因而普通水泥砂浆难以满足保温层对材料性能的要求；外墙外保温施工中，聚合砂浆和玻纤网布混合使用的方式十分常见，具体来说，需要将水泥与砂以1：2 的比例混合，再适当添加聚合物乳液，形成高粘接强度的聚合物砂浆，由于砂浆强过高、内部颗粒较小容易造成基层的开裂问题。

1.3 温度变形

80%以上的保温系统裂缝是表现形式为温度变形裂缝和由变形和外力共同作用产生的保温系统裂缝。外墙外保温系统是一种复合结构，一般包括保温层、粘接层、防水层、饰面层、抹面层等多个层面，一些材料间粘结力要求较大，通常还会在层间加设界面层。由于构成保温系统的各层材料不同、性质不同，而外墙外保温层需要直接接触外界环境，由于天气变化、温差变化、干湿变化等的影响，容易产生材料变形现象，不同材料变形量受自身性质影响，各材料相互阻碍、限制、牵制，如材料所承受应力超过了自身的抗拉强度，材料就会发生断裂，进而造成裂缝的产生。

1.4 施工因素

引起施工保温层裂缝产生的因素，也有许多和施工过程有关。常见的因素包括：门窗洞口边角处没有敷设网格布，因应力集中造成裂缝；网格布与保温层距离过近，起不到良好的抗裂效果；用来调整平整度的材料板厚度不均，载荷分布不均匀，造成裂缝产生；若粘贴聚苯板时其中一端翘起，就会造成另一侧板面出现空鼓、虚贴的现象；在面层施工过程中，外界环境温度过高或光照过强，引起面层缺水干裂，引发裂缝问题；进行保温层找平时采用打磨的方式，造成聚苯板表面致密性被破坏，降低表面与抹面砂浆的粘结力；打磨厚度过大，影响保温层的保温性能等。

2 裂缝控制措施

2.1 增强构造设计，确保柔性释放应力的原则

温度的剧烈变化会引起温差，进而造成保温层的外表面产生热应力集中，保温层结构的内层变形小于外层变形，保温层相互接近的构造，要根据其弹性变形能力相互匹配，逐渐变化，进而实现应力释放，这是柔性释放应力的基本原理。根据这一原理，在进行保温材料的选择时，要考虑到各相邻层的约束和反约束能力，合理协调材料的线膨胀系数与弹性模量；组成墙体保温层的材料，其需要具有一定的柔性，以确保材料在经过变形后能够释放出残余应力，在经过多次变形后不会因疲劳破坏产生工程裂缝；对于刚性面层材料，需要设置柔性分隔缝，并在中间嵌入柔性胶，便于应力释放；一些变形层的变形能力有显著差异，需要设置过渡层，便于柔性释放应力，粘面砖用柔性粘结砂浆、柔性腻子层等都是常用的过渡层。

2.2 “抗放结合”思想

“抗放结合”是要对材料的变形能力和延展性进行提高。抗是加强抗拉强度，提高抗裂性，对吸收变形能量进行吸收，进而防止裂缝的产生。这一方法对于材料的强度、密度、弹性模量都具有很高的要求，这样才能确保变形应力无法释放；放是通过允许材料变形、诱导材料变形、限制材料变形的方法来实现变形应力的释放。这一方法对于材料变形能力以及柔性的要求较高，用疏导的方式对应力和变形进行约束，能够有效减少工程裂缝的产生。

2.3 邻层材料变形相近

整个保温系统各层的温度变化存在差异，尤其是最外层，由于与外界环境直接接触，温度变化存在一定的不确定性，这就容易产生层间形变，因此，邻层材料变形相近十分重要，内层的材料变形量应当逐层小于各外层的变形量，进而保证变形的相互协调；另外，还要确保各层材料之间不发生化学反应，保证材料之间匹配相容；对于涂料层材料和保温材料也应当相互匹配，防止抹灰层过薄，液体型涂料渗透，对保温材料造成腐蚀。

2.4 基层处理

在工程施工中，基层表面经常存在凸起、空鼓等部位，由于施工现场环境复杂，基层表面还可能存在油污等杂物附着，对于表面不平整的部位应当及时剔除，然后用水泥砂浆找平，确保基层的平整性，在进行粘接时，一定要确保牢固，避免产生空鼓、裂缝、脱层等不良现象，一般要求粘接强度应大于0.3MPa，粘结界面应当将脱开面积控制在一半以下，通过使用界面剂进行界面处理，可以有效增强粘接强度。

2.5 保温层施工

外墙保温层的施工，较多采用满粘法来粘贴聚苯板。首先要进行基层的找平，确保平整度小于3mm，然后要将胶粘剂涂满在聚苯板背面，进行刮抹时要用齿形抹子，粘贴采用顺砌的方式，竖缝需要逐行错缝处理，实际粘接面积必需控制在一半以上，从而保证粘接的强度，防止相邻苯板间出现通缝，造成空鼓、松动；门窗洞口四周的施工需要采用整块切割成形的方式进行，墙角处施工时，接缝一般要距离角部20cm；在聚苯板安装完成后，需要进行抹面层的制作，以确保粘结强度，避免快速粉化对粘接强度造成的影响；进行平面修整时要，用胶粉聚苯板颗粒保温浆料进行局部修补与找平，对于相应的检测湿度，需要控制在350～420kg/m之间，从而保证抗坠性与可操作性；还要确保玻璃网布具有足够的搭接长度，并在特定的部位进行翻包；在进行聚苯板施工时，应当分层开展施工工程，聚苯颗粒浆料间隔一般为一天，如外界温度较低，还需要酌情增加间隔时间。