肖 軍

(四川省建筑機械化工程公司, 四川成都 610051)

某物流倉庫屋面擠塑保溫板翹曲原因分析

肖 軍

(四川省建筑機械化工程公司, 四川成都 610051)

按照國家的“四節(jié)一環(huán)?！钡木G色建筑的要求，擠塑板(XPS)在工業(yè)與民用建筑中已經(jīng)被廣泛采用，主要用作建筑物的外墻、屋面保溫，效果較好。但是，在使用過程中，擠塑保溫板出現(xiàn)翹曲變形產(chǎn)生空鼓或材料本身出現(xiàn)斷裂，形成“熱橋短柱”現(xiàn)象，使得保溫隔熱的效果降低，甚至消失，不符合節(jié)能要求，違背了節(jié)能理念，同時也造成經(jīng)濟損失。文章主要針對絕熱使用擠塑聚苯乙烯泡沫保溫板在屋面工程中出現(xiàn)翹曲變形的原因進行分析。

擠塑板； 翹曲； 變形； 空鼓； 節(jié)能

1 工程概況

本工程項目位于四川省東部的一座城市，為某公司物流倉庫，內(nèi)存價值上億的物品，每年周轉(zhuǎn)物品價值高達數(shù)百億元。為保證所存物品品質(zhì)，室內(nèi)必須保持恒溫恒濕，屋面、外墻均采用擠塑保溫板進行保溫隔熱。倉庫設(shè)計為鋼筋混凝土柱，全鋼結(jié)構(gòu)屋面的單層排架結(jié)構(gòu)，倉庫長度為160 m，寬度為36 m，層高為12.3 m。結(jié)構(gòu)類別為三類，抗震設(shè)防烈度為6度。

屋面設(shè)計做法見圖1。

圖1 屋面保溫設(shè)計

2 保溫板翹曲的產(chǎn)生及現(xiàn)象

本工程屋面施工完成后(圖2)，隨著氣溫的不斷上升，整個屋面保溫板不同程度的出現(xiàn)翹曲變形的現(xiàn)象(圖3)。在經(jīng)歷兩個高溫季節(jié)后，翹曲變形趨于穩(wěn)定,大部分翹曲起拱高度在10～30 cm高，局部達到50 cm左右。

圖2 變形前

圖3 變形后

3 保溫板翹曲變形原因分析

針對本工程屋面保溫板翹曲變形的現(xiàn)象進行分析，有以下幾方面的影響因素：

(1)設(shè)計上未考慮保溫板的保護層及降溫措施，其上除覆蓋了1.5 mm厚外露型PVC防水材料外，基本上直接處于高溫環(huán)境中。

(2)工程所在地屬于夏熱冬冷地區(qū)，處于《民用建筑熱工設(shè)計規(guī)范》(GB50176)中劃分的區(qū)域之列。

(3)本工程的保溫板阻燃等級為B1級(難燃)，比常規(guī)的保溫板提高了一個等級。

考慮到設(shè)計、施工技術(shù)、材料、環(huán)境因素等方面的原因，本工程屋面保溫板翹曲變形是由多方面因素影響而形成的。

3.1 從力學(xué)方面進行分析

本工程屋面保溫板的上表面未設(shè)計保護層，直接裸露在外受太陽光的曝曬，處于高溫環(huán)境中，下表面與室內(nèi)溫度相差不大。在對現(xiàn)場進行實測綜合得出以下數(shù)據(jù)：室內(nèi)溫度37℃，屋面太陽直射的溫度54℃，保溫板上表面接觸溫度78℃(PVC材質(zhì)具有聚熱效果，保溫板與之接觸面溫度比太陽直接照射保溫板的溫度要高)。這樣就造成了保溫板上、下部位存在著較大的溫差，使其上、下部位的應(yīng)變也就不同了。上部應(yīng)變大，下部應(yīng)變小，上、下部就形成了應(yīng)力差。下部對上部形成了約束，材料自身剛度無法抵御這種應(yīng)力，便產(chǎn)生了斷裂(圖4)。本工程保溫板的變形以長邊方向變形為主，短邊方向的變形與長邊方向相比較而言，可忽略不計。

圖4 力學(xué)分析圖

3.2 從設(shè)計方面進行分析

本工程屋面保溫隔熱層構(gòu)造設(shè)計為0.8 mm厚鍍鋁鋅壓型鋼板，肋高40 mm+60 mm厚XPS擠塑聚苯乙烯保溫板+1.5 mm厚PVC防水材料(外露型)。

從本工程屋面的構(gòu)造設(shè)計可以看出，本工程屋面構(gòu)造在設(shè)計時沒有考慮厚重的保護層及降溫措施，而是采用0.8 mm厚鍍鋁鋅壓型鋼板作為屋面的面層，隔熱效果就較差。即使再增加了60 mm厚XPS擠塑聚苯乙烯保溫隔熱材料，屋面熱惰性指標D<1.5(實際檢測計算)，圍護結(jié)構(gòu)熱穩(wěn)定性太差，就造成了屋面室內(nèi)表面溫度波動大。

當(dāng)屋面保溫板出現(xiàn)翹曲變形現(xiàn)象后，為了從多方面查明其原因，我們及時將本工程屋面設(shè)計方案提交中國建筑西南設(shè)計研究院有限公司進行了咨詢，得到的權(quán)威答復(fù)是：此設(shè)計構(gòu)造在內(nèi)江、宜賓、達州、南充等夏季溫度較高(屋面外表面溫度可達60℃以上，通過實際測得溫度為80℃以上)的地區(qū)使用，由于溫度比較高，將會造成屋面保溫材料的變形、損壞等質(zhì)量問題。按照西南地區(qū)建筑標準設(shè)計通用圖集(西南J08 J107和西南J05 J103)的規(guī)定，在屋面保溫隔熱材料上應(yīng)做保護層，以免保溫隔熱和防水材料因氣候變化而破壞。

3.3 從施工方面進行分析

從設(shè)計圖紙方面，本工程的保溫板是直接鋪設(shè)在鍍鋁鋅壓型鋼板上，鋼板表面呈波浪形，從施工方案的角度考慮采用“粘結(jié)法”固定保溫板，考慮到保溫板表面不平整，且鋼板表面設(shè)計又增加了一層PE膜，粘結(jié)劑與鋼板無法粘結(jié)牢固，“粘結(jié)法”不適用本工程施工。根據(jù)類似工程施工的經(jīng)驗，實際施工時采用錨栓連接進行固定的方案。具體操作為：本工程保溫板長1 800 mm、寬600 mm，施工時，采用沿著長邊方向在保溫板中間每500 mm設(shè)置一顆錨栓，每塊保溫板就按照中部的三顆錨栓進行固定。通過對施工完成的屋面的變形觀察，在有錨栓的部位屋面保溫板的變形較小，變形最大的部位在兩顆錨栓之間處。從而可以得出這樣的分析結(jié)論：錨栓可以約束保溫板的變形，雖然不能阻止最終變形，但可以使變形減?。贿€有錨栓數(shù)量設(shè)置偏少，間距偏大，布置方式不正確(如未按梅花形布置)對保溫板變形也產(chǎn)生了一定的影響。

3.4 從材料方面進行分析

本工程保溫板的翹曲變形，關(guān)鍵問題還在于材料本身，其他因素雖然有一定影響，但屬于外部因素，決定因素還是材料自身的優(yōu)劣。

在本工程屋面保溫板出現(xiàn)翹曲變形現(xiàn)象后，為了查明其原因，對屋面保溫板未進行處理，在翹曲變形趨于穩(wěn)定后，收集到了本工程屋面板翹曲變形整個過程的所有現(xiàn)象，找到以下方面的原因：

(1)從供貨單位提供的該產(chǎn)品相關(guān)資料看，供貨單位提供的質(zhì)量檢測報告中只有對材料的壓縮強度、導(dǎo)熱系數(shù)進行的檢測，未見該產(chǎn)品的型式檢驗報告。

(2)施工單位現(xiàn)場抽樣復(fù)測報告中也只對壓縮強度、導(dǎo)熱系數(shù)、燃燒性能、密度進行了檢測，其檢測的項目在檢測報告中其結(jié)果均為合格，但檢測項目均存在漏項。供貨單位、施工單位對材料檢測均不符合《絕熱擠塑聚苯乙烯泡沫塑料》(GB/T 10801.2-2002)相關(guān)規(guī)定。

針對這一質(zhì)量問題，為了進一步查明原因，幾方責(zé)任主體經(jīng)過研究決定將該批材料(施工剩余完整保存于庫房的材料)送四川一家權(quán)威檢測機構(gòu)對當(dāng)年漏項的項目進行補檢，特別是針對(70℃,48 h)材料尺寸穩(wěn)定性的檢測，檢測結(jié)果見表1。

表1 檢測結(jié)果

從檢測單位提供的檢測報告中，可以看出是材料尺寸穩(wěn)定性出現(xiàn)了問題。絕熱采用擠塑聚苯乙烯泡沫板尺寸穩(wěn)定性是指有機類材料在生產(chǎn)成制品后，未反應(yīng)的有機小分子繼續(xù)交聯(lián)生成大分子以及生產(chǎn)過程添加的溶劑揮發(fā)，引起的制品尺寸變化。這次送檢的樣品已經(jīng)在庫房放置了3 a，早已過了產(chǎn)品的“陳化”期，也就是產(chǎn)品尺寸已經(jīng)穩(wěn)定。嚴格意義上說，該樣品按標準規(guī)定的尺寸穩(wěn)定性試驗方法得出的數(shù)據(jù)，也不能說明本產(chǎn)品在特定溫度環(huán)境中變形翹曲現(xiàn)象的本質(zhì)，即使尺寸溫度穩(wěn)定性檢測合格，可能本產(chǎn)品不適合用于“裸露”的高溫環(huán)境中，使用時應(yīng)該有降溫措施或者比較厚重的保護層抑制其變形。

3.5 從其他方面進行分析

在本工程施工前，施工單位提出在材料抽樣復(fù)檢時應(yīng)做保溫板的尺寸穩(wěn)定性檢測，而檢測機構(gòu)按照經(jīng)驗卻未做該項檢測，更多的在對保溫板燃燒性能檢測方面的檢測。另外，本工程采用的保溫板燃燒等級為B1級產(chǎn)品，比常規(guī)的提高了一個等級，通過市場調(diào)研生產(chǎn)本產(chǎn)品能夠達到B1級的廠家在當(dāng)時只有幾家，燃燒等級提高了，卻未考慮新增加材料成分對產(chǎn)品本身尺寸穩(wěn)定性影響，廠家也未做這項檢測，存在潛在的隱患。

4 結(jié)束語

本工程屋面保溫板出現(xiàn)的質(zhì)量問題不僅造成了較大的經(jīng)濟損失，同時，還有一定的社會不良影響。通過對本工程的原因進行查找及綜合分析總結(jié)，目的是：要求在設(shè)計、施工、供貨、監(jiān)理等各個環(huán)節(jié)都必須把好質(zhì)量關(guān)口，對于設(shè)計單位在滿足設(shè)計標準的同時，應(yīng)該把環(huán)境因素考慮進去；對于材料供貨單位在研發(fā)產(chǎn)品時，對產(chǎn)品應(yīng)進行全面檢測，檢測指標必須合格；對于監(jiān)理單位嚴把質(zhì)量監(jiān)督關(guān)口，不合格產(chǎn)品嚴禁用于工程上；對于施工單位必須嚴格按照施工工藝操作，檢查檢測和驗收，做到防患于未然，杜絕類似質(zhì)量問題的發(fā)生。

肖軍(1979～)，男，本科，工程師，從事施工技術(shù)管理工作。

TU712.4

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[定稿日期]2015-03-10