浅议外墙保温体系面层裂缝产生原因及控制技术

　　5.2 火反应性试验研究
　　外墙外保温隔热体系是复合在结构墙体外侧，其本身的燃烧性能和耐火极限，无论是抵抗相邻建筑火灾的侵害还是阻止本身建筑火势的蔓延都很重要。火反应性试验研究表明：胶粉聚苯颗粒外保温隔热体系和岩棉外保温隔热体系除了点火性、热释放、烟及有毒气体的产生等性能大大优于聚苯板外保温隔热体系外，在高温辐射时外保温隔热体系的体积稳定性上也具有明显的优势。
　　5.3 瓷砖外饰面体系抗震试验研究
　　由中国建筑科学研究院工程抗震所、铁道部科学研究院铁建所和北京振利高新技术公司共同制定的抗震试验方案，选用具有广泛代表性的、对外饰面破坏力最大正弦拍波，使外保温隔热瓷砖外饰面体系抗震试验更具有现实意义，为确立各类保温隔热体系面层荷载限值提供了参考。在地震8度以上（含8度）设防区，采用ZL胶粉聚苯颗粒保温隔热浆料作为外保温隔热材料时，面层荷载限值为60kg/m2；采用有网聚苯板时，面层荷载限值为40kg/m2；采用无网聚苯板时，面层荷载限值为20kg/m2。对于面砖饰面体系，应将大型耐候性试验及抗震试验作为面砖饰面外保温系统上市前必做试验。
　　5.4 热工缺陷红外热像检测技术研究
　　红外热像仪是集先进的光电子技术、红外探测器技术和红外图像处理技术于一身的高科技产品，具有测温速度快、灵敏度高、测温范围广、形象直观、非接触等优点。利用该技术能较好地判别保温隔热墙体内部材料及构造是否存在缺陷，并对其严重程度进行定量化研究，对传统建筑节能检测方法进行提升、改造、集成，提高检测效率和准确性；另一方面可直观观测到热工缺陷，针对产生裂缝的工程，可帮助分析热工缺陷、温差变化等原因造成的裂缝。该方法与传统方法相结合，可对具体工程进行热工定量测试和热工缺陷确认，达到点与面全面控制，更加完善准确。
　　5.5 外保温隔热饰面层粘贴面砖体系抗裂技术研究
　　面砖装饰具有比涂料装饰耐沾污能力强、色泽耐久性更好等优点，但在外墙外保温隔热墙面上粘贴面砖时以下关键技术必须认真考虑：（1）要在保护保温隔热层的前提下，使外保温隔热体系形成一个整体，分散面砖饰面层负荷，改善面砖粘贴基层的强度，达到标准规定要求；（2）要考虑粘结材料的压折比、粘结强度、耐候稳定性等指标以及整个外保温隔热体系材料变形量的匹配性，以释放和消纳热应力或其他应力；（3）要考虑外保温隔热材料的抗渗性以及保温隔热体系的呼吸性和透汽性，避免冻融破坏而导致面砖掉落；（4）要提高外保温隔热体系的防火等级，避免火灾等意外事故出现后产生空腔，在面砖饰面的自重重力的影响下，体系大面积塌落；（5）要提高外保温隔热体系的抗震和抗风压能力，避免偶发事故出现后的水平方向作用力对外保温隔热体系的破坏。
　　5.6 外墙保温隔热体系面层裂缝防治机理研究
　　本分项课题是由北京振利高新技术公司与太原理工大学合作，通过XRD和SEM(TEM)等介观物质形貌和晶相分析设备，观察"柔性渐变逐层释放应力"技术体系各组成部分和各实施阶段的外墙面层材料体系应力的情况，明确与其对应的应力应变的"允许/诱导变形"关系，并在此基础上对面层体系各组成部分和各实施阶段以及体系整体性能进行数学和力学建模和计算，从而验证了柔性渐变逐层释放应力抗裂技术路线的正确性。
　　
　　（六）外墙外保温隔热裂缝控制技术研究
　　6.1 外墙保温面层裂缝控制的基本原则
　　（1）外保温隔热体系抗裂优于内保温隔热体系的原则。外保温隔热体系有利于建筑物建立一个更加合理的温度场，使保温层以里的主体结构冬季温度提高，湿度降低，温度变化较为平缓，夏季结构温度稳定性增加，墙体结构热应力减少，并且雨、雪、冻、融、干、湿等对主体墙的影响也会大大减轻，从而主体墙产生裂缝、变形、破损的危险性减小，建筑寿命得以大大延长。因此，外保温隔热体系对建筑结构的保护、防止裂缝的发生优于内保温隔热体系。
　　（2）"逐层渐变柔性释放应力"的抗裂技术原则。采用"逐层渐变，柔性释放应力的抗裂技术"理念的构造设计要点是：保温隔热体系各相邻构造层性能、弹性模量变化指标相匹配、逐层渐变，抗裂砂浆应保证一定的柔韧性以便释放变形应力。同时，在抗裂防护层中采用软配筋和多种纤维改变应力传递方向，防止各种变形应力集中发生。涂料饰面时，理想的模式应为从抗裂砂浆层-腻子-涂料的柔韧变形性逐渐增大；面砖饰面时，应采用柔性的粘结胶和勾缝胶。
　　（3）普通水泥砂浆不应作为保温体系表面的找平及保护层材料的原则。普通水泥砂浆不仅自身易产生各种收缩裂缝，同时由于柔韧性较差而无法适应自身温差变形及相邻层温度变形而产生的应力，用它作为保温层的保护层，极易产生裂缝，厚度愈厚愈严重。
　　（4）无空腔或小空腔构造提高体系稳定性的原则。无空腔或小空腔构造做法使得外保温隔热体系具有抗风压能力强、体系整体性好、应力传递稳定、安全性好等优势。在高层建筑工程做外保温隔热，应充分重视风荷载对外保温隔热的破坏作用，尽可能地采用无空腔或小空腔，以满足抗风压破坏的要求。由于风压对建筑物的破坏力与建筑物的高度成正比，高层建筑要比多层建筑承受的风压更大，因而高层建筑外保温隔热要考虑风压、特别要考虑负风压的影响。建筑物的风荷载是指空气流动形成的风遇到建筑物时，在建筑物表面产生压力或吸力。风荷载的大小主要与近地风的性质、风速、风向及建筑物所在地的地貌和周围环境有关，同时也与建筑物本身的高度、形状有关。风荷载作用于建筑物的压力分布是不均匀的，迎风面所受的为正风压；侧风面和背风面所受为负风压。当外界负风压较大时，空腔内与外表面的压力差必然会提高，空腔内的气体膨胀从而向外产生一个推力，内外压力差造成对保温隔热层的疲劳破坏，往往是造成有空腔保温隔热墙面裂缝的因素之一。
　　（5）防护层的抗裂问题是控制裂缝的主要矛盾的原则。实践证明传统的水泥砂浆抹在保温层上，不能解决抗裂问题，必须采用专用的抗裂砂浆并辅以合理的增强网。另外在砂浆中加入适量的纤维对控制裂缝的产生是十分有效的。采用多种纤维复合配制的抗裂技术,能够更好地吸收受外界自然条件影响产生的膨胀、收缩变形，并均匀地将温差变形应力向四周分散，从而有效地防止裂缝的产生。如外饰面是面砖，在水泥抗裂砂浆中也可以加入钢丝网片，但是应对钢丝网的丝径、孔距通过试验来确定，面砖的短边应至少搭在两个网孔上，钢丝网应采用防腐（锈）好的热镀锌钢丝网。