龐 偉，朱長(zhǎng)禹，王 哲，王 巖

（天津市建筑材料科學(xué)研究院有限公司，天津300381）

工程實(shí)踐中，民用建筑外墻外保溫系統(tǒng)耐環(huán)境破壞性能的重要參考試驗(yàn)通常為大型墻體耐候性試驗(yàn)。目前已有的大型墻體耐候性試驗(yàn)方法中，未考慮外保溫系統(tǒng)在外部環(huán)境溫度下，內(nèi)部各結(jié)構(gòu)層和不同部位所受的應(yīng)力影響。

本文通過(guò)模擬大型墻體耐候性試驗(yàn)環(huán)境和條件，檢驗(yàn)EPS薄抹灰外保溫系統(tǒng)應(yīng)變和溫度參數(shù)的變化情況，通過(guò)在墻體不同關(guān)鍵部位、不同結(jié)構(gòu)層等位置加裝應(yīng)變和溫度傳感器，探查EPS外保溫系統(tǒng)受應(yīng)力和溫度這兩個(gè)因素的影響規(guī)律[1]。

1 試驗(yàn)環(huán)境

試驗(yàn)參照GB/T 29906—2013《模塑聚苯板薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)材料》中規(guī)定的方法。

1.1 熱濕循環(huán)周期

試樣需依次經(jīng)過(guò)以下步驟80次：

1）將試樣表面溫度經(jīng)過(guò)1 h加熱至70℃，在溫度范圍(70±5)℃，相對(duì)濕度范圍10%～15%的環(huán)境下保持2 h；

2）噴水1 h，水溫(15±5)℃，噴水量1.0～1.5 L/(m2·min)；3）靜置2 h(干燥)。

1.2 熱冷循環(huán)周期

熱濕循環(huán)后，在溫度10～25℃，相對(duì)濕度≤50%的環(huán)境條件下，將試樣放置48 h以上，再根據(jù)以下步驟執(zhí)行5個(gè)熱冷循環(huán)：

1）經(jīng)過(guò)1 h加熱至50℃，在溫度范圍(50±5)℃，相對(duì)濕度≤10%的環(huán)境下保持7 h；

2）經(jīng)過(guò)2 h降溫至(-20±5)℃并在該環(huán)境下放置14 h。

2 試驗(yàn)墻體的安裝

為了不影響系統(tǒng)的黏結(jié)效果，試驗(yàn)用墻體安裝工藝應(yīng)與EPS薄抹灰外保溫系統(tǒng)施工工藝完全一致，同時(shí)，加裝應(yīng)變和溫度測(cè)點(diǎn)在墻體的不同結(jié)構(gòu)層和關(guān)鍵部位。

將試驗(yàn)用墻體3 000 mm×2 100 mm按照70個(gè)子區(qū)域進(jìn)行均勻劃分，對(duì)設(shè)置的測(cè)點(diǎn)加裝溫度和應(yīng)力傳感器，傳感器采樣時(shí)間間隔均為5 min[2]。特殊部位（如窗角）、不同的結(jié)構(gòu)層、保溫板不同部位等均應(yīng)設(shè)置測(cè)點(diǎn)。見(jiàn)圖1。

圖1 測(cè)點(diǎn)布置

3 試驗(yàn)分析

1）防護(hù)層表面同一部位應(yīng)變曲線和溫度曲線運(yùn)動(dòng)方向正好相反。在溫度最高點(diǎn)時(shí)，應(yīng)變曲線數(shù)值最小，溫度最低時(shí)，應(yīng)變曲線數(shù)值最大。見(jiàn)圖2和圖3。

圖2 防護(hù)層外表面熱濕循環(huán)（部分）曲線

圖3 防護(hù)層外表面熱冷循環(huán)曲線

EPS薄抹灰外保溫系統(tǒng)隨溫度降低出現(xiàn)拉伸現(xiàn)象，隨著溫度的升高出現(xiàn)壓縮現(xiàn)象。

2）同一保溫板內(nèi)側(cè)溫度波動(dòng)在不同循環(huán)階段、不同部位均很小，熱濕循環(huán)階段基本在36～39.5℃之間，熱冷循環(huán)階段基本在24～28℃，與圖2和圖3的溫度點(diǎn)相比溫度變化幅度也要小很多；但是在應(yīng)變曲線中，不論熱冷還是熱濕循環(huán)，針對(duì)同一保溫單元，與保溫板兩邊（17和25號(hào)測(cè)點(diǎn)）相比，板面的中心位置（23號(hào)測(cè)點(diǎn)）受到了更大的溫度應(yīng)力；對(duì)比圖2和圖3的54號(hào)應(yīng)變測(cè)點(diǎn)還可以發(fā)現(xiàn)，隨著測(cè)點(diǎn)深入系統(tǒng)內(nèi)部，應(yīng)變曲線變化幅度變小[3]。見(jiàn)圖4和圖5。

圖4 同一保溫板內(nèi)側(cè)不同部位熱濕循環(huán)曲線

圖5 同一保溫板內(nèi)側(cè)不同部位熱冷循環(huán)曲線

3）窗角部位（41、46和50號(hào)測(cè)點(diǎn)）應(yīng)力分布情況較其他部位（49號(hào)測(cè)點(diǎn)）更為集中[4]。見(jiàn)圖6。

圖6 窗角不同部位連續(xù)兩個(gè)次熱濕循環(huán)曲線

4 結(jié)論

1）在熱冷與熱濕兩個(gè)循環(huán)階段，隨著溫度降低，EPS薄抹灰外保溫系統(tǒng)中不同結(jié)構(gòu)層均呈現(xiàn)明顯的拉伸狀態(tài)，而隨著溫度的升高呈現(xiàn)明顯的壓縮狀態(tài)。保溫層內(nèi)部溫度可以保持在小范圍內(nèi)波動(dòng)，其主要?dú)w結(jié)于EPS保溫層突出的保溫隔熱特征。此外，保溫層內(nèi)部的應(yīng)變曲線變化較緩和，而防護(hù)層外側(cè)的較為劇烈，表明最外側(cè)防護(hù)層是系統(tǒng)主要溫度應(yīng)力的承受對(duì)象。

2）相比抹面膠漿等無(wú)機(jī)材料，EPS板的彈性模量非常小，在溫度降低時(shí)形成拉應(yīng)力，在溫度升高時(shí)則正好相反。當(dāng)抹面膠漿長(zhǎng)時(shí)間受到外力作用時(shí)，非常易出現(xiàn)裂縫，這主要是由于其自身的抗拉力無(wú)法抵抗溫度應(yīng)力造成的。

3）窗角位置是外墻保溫系統(tǒng)的薄弱部位，其受窗角周邊建筑部位結(jié)構(gòu)影響較大。考慮到窗戶作為典型熱橋部位，開(kāi)裂、斜向變形等更容易在沿窗角處形成。

4）在環(huán)境影響條件相同的前提下，與保溫板兩邊相比，同一保溫單元的板面中心位置受到了更大的應(yīng)力影響。因此，假如無(wú)法釋放板面中心位置的溫度應(yīng)力，那么極易成為外保溫系統(tǒng)破壞的隱患。