随着全国各地住宅工程从规模到数量的发展,住宅工程房屋出现的墙体裂缝和外墙渗漏等问题也日益成为社会各界关注的焦点之一,这与普通老百姓的日常生活息息相关,直接关系到广大人民群众的切身利益,外保温体系是非承重复合墙面,其墙面裂缝的危害主要是水的渗透对保温体系的破坏以及对住户的感观上和心理上造成不良影响。为此加强保温墙体结构研究,特别是保温墙体的抗裂措施研究,已成为建筑行业发展及其人民基本生活保障的关键问题所在。
一、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。
5、应充分考虑各层材料的相容性及匹配性原则。由于保温体系是由多层材料复合构成,就抗裂性能来说,除应考虑各层材料自身功能性外还应充分考虑材料的相容性及匹配性。
6、加强保温截止部位材质变换处的密封原则。在保温层与其它材料的材质变换处,由于这些材质的密度相差过大,这就决定了材质间的弹性模量和线性膨胀系数也不尽相同,在温度应力作用下的变形也不同,极容易在这些部位产生面层的裂缝。同时还应该考虑这些部位的防水处理,防止水份侵入到保温体系内,避免因冻胀作用而导致体系的破坏,影响体系的正常使用寿命和体系的耐久性。
二、外墙保温面层裂缝控制技术
1.外墙内保温隔热构造设计
(1)单一内保温不利于结构墙体的保护,应避免采用单一内保温设计。
(2)如果一定要采用内保温,最好采用内外保温复合做法,既在外墙内侧、内隔墙等部位采用内保温,最好采用具有抗裂、耐火及隔音性好的内保温形式;然后在外墙外侧采用抗裂、防水、耐候、耐火、抗风压及抗震性好的外保温。
2.聚苯板薄抹灰外保温隔热构造设计
(1)聚苯板薄抹灰外保温。该类外保温已有比较固定的构造设计形式。由于存在大空腔、隔热及防火性能较差等不足之处,该体系的适用范围受到一些限制,国外出于防火性的考虑将其限制在18或22米以下的建筑。但考虑到国内该体系的应用较早、较多,而我国现行防火规范对其没有明确的限制要求。
(2)改进型聚苯板薄抹灰外保温。改进体现在防火隔离带的设置及将大空腔变为无空腔或小空腔。
3.现浇无网聚苯板外保温隔热构造设计
(1)通过采用具有拉结槽并经界面砂浆处理的聚苯板解决聚苯板与混凝土基墙结合力不够的问题。聚苯板经界面砂浆处理后与混凝土具有良好的粘结性能,而拉结槽由于部分嵌入混凝土中,拉结作用非常明显,增强了整体安全性。
(2)通过胶粉聚苯颗粒保温浆料找平及辅助保温解决平整度、垂直度、热桥、局部破损及裂缝问题。随着施工技术的总结,通常在绑扎聚苯板时采用上松下紧及调整模板倾角的办法来控制平整度,但该做法效果及个体差异较大,难以彻底解决问题。还有一种方法是打磨,即将突出的聚苯板打磨一部分以满足平整度要求。
4.钢丝网架保温板外保温隔热构造设计
(1)传统钢丝网架保温板外保温隔热构造设计。由于该类体系采用20mm～30mm厚普通水泥砂浆找平,开裂现象较为普遍,因此几乎不敢做涂料饰面,而是粘贴面砖,这样由于荷载过大加大了不安全性。尤其是节能65%工作开展后,由于保温层厚度加大使力矩远超出安全力矩要求。因此应对该类做法加以改进。
(2)改进型钢丝网架保温板外保温隔热构造设计。
①在浇注完成后的钢丝网架聚苯板表面,采用20mm～30mm胶粉聚苯颗粒保温浆料找平,既可大大减少荷载同时由于阻断了热桥起到了良好的补充保温效果,减少了力矩增加了安全性。
②采用双网构造增强抗裂性。采用涂料饰面时,在胶粉聚苯颗粒保温浆料找平层上做抗裂砂浆复合耐碱玻纤网布作为抗裂防护层;采用面砖饰面时,在胶粉聚苯颗粒保温浆料找平层上做抗裂砂浆复合热镀锌钢丝网(与保温层钢丝网架绑扎)作为抗裂防护层和粘贴面砖基层。
5.保温隔热浆料外墙外保温隔热体系设计
保温浆料外墙外保温隔热体系种类较多,质量参差不齐。优质的外保温体系已超过德国同类产品,但质量低劣的体系也在充斥市场。目前国家及北京市行业主管部门已加强了市场监管力度,除了编制行业标准的胶粉聚苯颗粒外保温体系外,其他保温浆料已被限制淘汰,在设计时应区分对待。
6.面砖饰面外墙外保温隔热体系设计
(1)在可选择的情况下,应首选涂料饰面外保温体系。选择面砖饰面体系时要保证体系满足以下条件:
①有与基层墙体具有可靠联接的面砖粘结基层;
②体系构造应充分考虑对温度应力及其他变形应力的消纳和释放;
③保温材料应具有较好的防热辐射及防明火性能;
④体系应具有较强的抗风压、耐侯性能,体系必须经过大型耐候性试验及抗震试验验证合格;
(2)在外保温体系粘贴面砖时应注意:
①不宜直接在聚苯板薄抹灰体系上粘贴面砖;
②不宜在芯板厚度超过75mm的厚抹普通水泥砂浆钢丝网架聚苯板外保温体系饰面粘贴面砖。
③宜在采用胶粉聚苯颗粒保温浆料找平的双网构造的钢丝网架保温板外保温隔热体系粘贴面砖。
④宜选胶粉聚苯颗粒外墙外保温粘贴面砖饰面体系。
由于外保温隔热体系是非承重复合墙面,其墙面裂缝的危害不在于影响结构安全,主要是对住户的审美和心理的影响以及由于裂缝存在,有可能对保温隔热体系造成破坏(如水的渗透、冻融破坏等)。从水的渗透看,水分子可穿过任何肉眼可见的裂缝,所以从理论上是不允许裂缝的。由于裂缝具有发展性,因此对裂缝的判定和分级应包含时间、裂缝宽度和长度、以及面积发生率。