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该体系通常采用纯点粘或框点粘,采用纯点粘时,该体系存在整体贯通的空腔。即便是筐粘时由于必须留有排气孔,每块板的空腔通过排气孔及板缝仍是贯通的,当建筑物垂直度偏差通过粘结点粘结砂浆厚度来调整时,特别是墙体偏差较大时,空腔的大小是不确定的。由于该体系存在整体贯通的空腔,正负风压对保温墙面进行挤或拉,而这些力的释放点均为板缝处,也易造成板缝处开裂。极端 情况下负风压甚至会将保温板掀掉(参见图6)
(2)从抗裂防护层受热压力的因素上看,该体系聚苯板保温层外仅是3mm的抗裂砂浆复合网格布,
膨胀聚苯板的导热系数为0.042W/(m·K),而抗裂砂浆的导热系数为0.93W/(m·K),两材料的导热系数相差22倍。由于聚苯板保温层热阻很大而使防护层的热量不易通过传导扩散,因此当受太阳直射时热量积聚在抗裂砂浆层,其表面温度将高达50~70℃,部分地区甚至可达80℃,遇突然降雨降温则温度会降至15℃左右,温差可达35~65℃,这样的温差变化以及受昼夜和季节室外气温的影响,对抹面砂浆的柔韧性和网格布的耐久性提出了相当高的要求。另外一个应考虑的因素是当聚苯板的温度超过70℃时,聚苯板会产生不可逆热收缩变形造成较为严重的开裂变形,这种情况在高温干燥地区更为明显。
3.1.2.2 现浇无网聚苯板外保温构造设计存在的不足
这类外保温体系通常采用聚苯板作为主体保温材料,放置于大模内侧通过与现浇混凝土整体一次浇筑的方式固定在基层墙体上。其优点是实行复合浇筑材料一次成型,施工速度快。但该类做法存在以下问题:
第一个采用该种做法的北京某设计院工程是将没有处理的聚苯板置于大模内侧与混凝土整体一次浇筑成型,体现了快速施工的优势。但工程应用中发现存在以下不足:
(1)聚苯板与混凝土基墙结合力不够。由于EPS板是一种有机绝热材料,与混凝土粘结强度不够,通过拉拔试验发现。粘结强度达不到0.1MPa,拉拔破坏部位是聚苯板与混凝土之间的界面。
(2)平整度和垂直度较难控制
由于现浇混凝土时是分层施工,现浇时混凝土下部的侧压力比上部大,因此每层聚苯板的下部受
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到的挤压力及压缩变形就比上部大,拆卸外侧模板后,聚苯板回弹时下部回弹比上部大,因此在各层聚苯板相接处均会出现上层聚苯板高出下层聚苯板的台阶,造成表面不整度差。另外由于现浇施工表面平整度控制困难,工程通高垂直偏差较大,局部达到40~6Omm。
(3)存在局部破损和污染
由于聚苯板表面强度低,在支护和拆卸外模板时,聚苯板表面不可避免受到损坏,如阳角和外侧板的下支撑架处及穿墙螺孔等部位,混凝土在浇筑时难以避免出现漏浆形成热桥。 3.1.2.3 采用水泥沙浆厚抹灰钢丝网架保温板外保温构造设计存在的不足
这类外保温通常采用带有钢丝网架的聚苯板作为主体保温材料,分为钢丝网穿透聚苯板和不穿透聚苯板两种类型。钢丝网穿透聚苯板的钢丝网架聚苯板施工时通过与现浇混凝土整体一次浇筑固定在基层墙体上,不穿透聚苯板的采用机械锚固的方式固定在基层墙体上,面层均采朋20~3Omm的普通水泥砂浆找平。由于该类体系采用厚抹水泥砂浆做法,开裂现象较为普遍,原因如下:
(1)普通水泥砂浆自身易产生各种收缩变形,并且存在强度增长周期短(主要强度在10多个小时便己完成)体积收缩周期长(几个月甚至上百天,收缩率为8%~10%)的矛盾,在约束条件下,当体积收缩形成的拉应力超过水泥砂浆的抗拉强度时,就会出现裂缝。
处于保温层保护下的主体结构受温度变形影响较小,而20~3Omm的找平砂浆处于热阻很大的聚苯板的外侧,因此受环境温度影响而产生较大变形。聚苯板两侧的水泥材质受环境温差影响而产生较大相对变形差,引起开裂。
另外由于保温板平整度很难控制的十分正确,会造成找平抹灰厚度的不均,造成局部收缩和温差血力不均从而引起裂缝。
图7和图8分别是北京和内蒙采用现浇钢丝网架聚苯板水泥砂浆厚抹灰的某些外保温工程墙面开裂的照片。
(2)配筋位置不合理引起裂缝
钢丝网架在水泥砂浆中的位置相当于单面配筋方式,且靠近保温层。而正负风压、热胀冷缩、干缩湿胀及地震等作用力都是双向或多向。该种方式的配筋对靠近外饰面应力的分散作用很有限,起不到应有的抗裂作用。
四角钢网配筋对抵抗和分散与钢丝网网丝同向的应力具有良好的效果,但在网孔对角线方向无筋,因此对抵抗和分散网孔对角线方向的应力作用有限,从而易产生沿四角网对角线方向的裂缝。另外,四角钢网的十字交叉处水泥砂浆不易完全充分握裹,使水泥砂浆与钢网不能成为一共同受力体。
(3)荷载过大产生挤压开裂
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在钢丝网架聚苯板外保温实际工程中,由于平整度较差找平砂很厚,每平方米荷载可达80㎏甚至100㎏以上,在这样的荷载长期作用下聚苯板会产生徐变,使整个硬质面层产生重力挤压造成裂缝.钢丝网不穿透聚苯板后锚固工艺的保温层承受荷载的能力较现浇的更差,面层的开裂、脱落更加严重。9是现浇穿透型钢丝网架聚苯板外墙外保温面层开裂照片,图10是青岛某工程钢丝网不穿透聚苯板后锚
固工艺的外保温开裂的照片,其中(a)为大墙面照片,(b)为局部放大的照片。 3.1.2.4 带防护层预制保温板材外保温构造设计存在的不足
这类外保温材料通常在工厂加工预制好带有涂料或面砖饰面的保温板材,在施工现场只需锚固安装上墙即可。但目前市场上该类产品多在现裂缝(参见图11)。主要原因如下:
(1)预制保温板的收缩变形:很多预制板在上墙后仍在收缩,将板缝拉开。
(2)预制保温板温湿变形:预制板受温度及湿度变化会发生热胀冷缩、湿胀干缩现象,对板缝反复挤压造成板缝开裂。
(3)板缝处理难度大:由于预制保温板的变形是必然要发生的,因此也就必须在板缝处留有相当的宽度并采用柔韧变形性及防水性良好的材料来嵌缝。
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该类产品具有可在工厂连续生产,现场干作业等优点。在较好地解决了板缝裂缝问题以后,大面 积推广应用前景是很好的。
应该提出的是,当外保温面层采甩预制GRC制品做线条时,GRC制品本身拼缝处及其与外保温墙 面交接处易发生裂缝(见图12)
3.1.2.5
膨胀珍珠岩及海泡石保温浆料外墙外保温体系设计存在的不足
在该类体系中,采用以膨胀珍珠岩及海泡石为主保温材料的浆料由于吸水率高、干缩变形及温湿变形大易开裂脱落,且保温性能较差。已被建设行业管理部门限制淘汰。 3.1.2.6 胶粉聚苯颗粒预混合干拌保温材料外墙外保温体系设计存在的不足
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该类做法从构造设计上充分考虑了热应力、水、火、风压及地震力的影响,采用无空腔和逐层渐变柔性释放应力的技术路线有效解决了抗裂难题。但以下因素必须重点考虑:
(1)目前北方地区正在开展第三步建筑节能65%的试点工作,而在严寒地区采用单一胶粉聚苯颗粒外墙外保温体系,要达到这个目标已不具有经济合理性,因此,利用胶粉聚苯颗粒外墙外保温体系成熟、优良的综合性能与高性能保温材料复合,将是比较理想的模式,也是未来发展方向。 (2)胶粉聚苯颗粒外墙外保温体系技术路线的实施是靠各层材料的性能指标及严格的施工控制来实现的。以下问题易引起开裂:在该体系中不用柔性腻子而采用刚性腻子、不采用压折比小于3的抗 裂砂浆而采用普通水泥砂浆或柔韧性不够的抹面砂浆、门窗洞口角末铺设45°耐碱玻纤网、网布干搭接等。
3.1.2.7 面砖饰面外墙外保温体系设计存在的缺陷
通过对保温墙面面砖饰面质量问题的研究发现,面砖饰面破坏通常有三个破坏部位两个断裂层。面砖掉落现象通常是成片发生,或者是一掉一趟,往往发生在墙面边缘和顶层建筑女儿墙沿屋面板的底部,以及墙面中间大面积空鼓部位(见图13)。这是因为,保温体系受温度影响在发生胀缩时,产生的累加变形应力将边缘部分面砖挤掉或中间部分挤成空鼓,特别是当面砖粘结砂浆为刚性不能有效释放温度应力时,这种现象更加普遍。当面砖粘结砂浆强度较高时通常有两个破坏层:基层为粘土砖时,面砖与粘结砂浆同时脱落,破坏层发生在粘土砖基层;基层为混凝土墙时,面砖自身脱落,破坏部分发生在粘结面砖的砂浆层表面。
墙体饰面砖层出现脱落和开裂主要有以下原因:
1温度变形:不同季节,白天黑夜,墙体内外由于温差的变化,饰面砖会受到三维方向温度应力○
的影响,在饰面层会产生局部应力集中,如在纵横墙体交接处;墙或屋面与墙体连接处;大面积墙中部等位置应力集中,饰面层开裂引起面砖脱落,也有相邻面砖局部挤压变形引起面砖脱落。
2反复冻融循环,造成面砖粘接层破坏,引起面砖脱落。 ○
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