潘 偉，習(xí)珈維（君旺節(jié)能科技股份有限公司， 上海 201306）

1 冬季施工的風(fēng)險分析

1.1 低溫對于砂漿性能的不利影響

1.1.1 對于水泥水化的不利影響

溫度在 5 ℃ 以下時，水泥水化程度極低，甚至可能出現(xiàn)不水化的現(xiàn)象。水泥是作為黏結(jié)和抹面砂漿的強(qiáng)度等力學(xué)性能和體積穩(wěn)定性等耐久性能的主要貢獻(xiàn)組分，水泥的水化程度和速率直接影響?zhàn)そY(jié)和抹面砂漿的短期和長期性能。黏結(jié)砂漿由于強(qiáng)度缺失，加之黏結(jié)砂漿對于板材背部的空腔保護(hù)不足而導(dǎo)致風(fēng)有更高的概率進(jìn)入板材背部空腔并進(jìn)行流竄，進(jìn)而導(dǎo)致瞬間負(fù)風(fēng)壓荷載極高值陡增。雖然外墻外保溫系統(tǒng)配備了錨釘進(jìn)行機(jī)械錨固，但仍無法避免較高的系統(tǒng)脫落風(fēng)險。抹面砂漿是外墻外保溫系統(tǒng)重要的外防護(hù)層[1]，由于抹面砂漿的性能（短期和長期強(qiáng)度、硬度、憎水透氣性）無法充分實現(xiàn)，對于保溫板材的防護(hù)性能削弱，保溫板材更易出現(xiàn)溫濕度和外應(yīng)力作用下的體積變形。并且，此類體積變形特別是一定限度之上的體積變形（不可逆體積變形），將對外墻外保溫系統(tǒng)的耐久性帶來致命的危害。此外，由于無法對保溫板材黏結(jié)后形成的板縫位置形成足夠的防護(hù)，不同相態(tài)（固態(tài)、液態(tài)）的水分進(jìn)入和流動一方面會導(dǎo)致滲水，在保溫系統(tǒng)中形成熱量散失的快速通道，降低系統(tǒng)的保溫隔熱效果。另一方面，不同相態(tài)的水分的流動和相態(tài)轉(zhuǎn)變（固液轉(zhuǎn)變）的體積變化對保溫板材的黏結(jié)同樣起到了不容忽視的負(fù)面作用，加劇了保溫系統(tǒng)黏結(jié)失效的風(fēng)險。另外，已有施工案例表明，當(dāng)施工環(huán)境溫度較低時，抹面砂漿表面極易出現(xiàn)不同程度的泛白現(xiàn)象。這是由于此時，抹面砂漿的強(qiáng)度發(fā)展速率和硬化體結(jié)構(gòu)致密度形成的速率均較低，砂漿中的水泥水化過程中所形成的大量可溶性堿離子更容易通過尚不密實的硬化體結(jié)構(gòu)的孔隙遷移到砂漿表面，并與空氣中的 CO2形成不溶物和微溶物而形成泛白現(xiàn)象[2]。

1.1.2 對可再分散乳膠粉成膜的不利影響

作為外墻外保溫系統(tǒng)配套黏結(jié)和抹面砂漿中的重要組分，可再分散乳膠粉具有非常突出的作用。

（1）協(xié)調(diào)無機(jī)墻體與有機(jī)保溫板材或纖維類保溫板材（如巖棉板和巖棉條）。由于彈性模量差異較大而出現(xiàn)形變差異，確保與有機(jī)保溫板材或纖維類保溫板材之間的黏結(jié)強(qiáng)度，減小墻體空鼓和板材脫落的風(fēng)險。

（2）針對由于水泥水化所形成的剛性有余而韌性不足的硬化體表面和內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行柔韌性的有力補(bǔ)充。

（3）對于水泥水化所形成的硬化體表面和內(nèi)部結(jié)構(gòu)的孔隙進(jìn)行填充和細(xì)化，減少連通孔和較大孔徑孔的體積比例，提升毛細(xì)孔和亞毛細(xì)孔的體積比例，減少硬化體結(jié)構(gòu)最可幾孔徑的數(shù)值范圍。

通過上述數(shù)種作用，使得砂漿具備并長期保持剛?cè)崞胶猓ê线m的彈性模量）、可呼吸、高斥水、高抗裂等耐久性能。但成膜作用是可再分散乳膠粉發(fā)揮上述作用的核心影響因素。膠粉的成膜過程具體如下。① 膠粉溶解并均勻分散于新拌砂漿漿體中，并通過皂化作用釋放出被保護(hù)膠體所包裹的活性乳膠顆粒。② 由于乳膠顆粒分散體系中水分的逐漸向外遷移和蒸發(fā)，乳膠顆粒之間的距離逐漸被壓縮。③ 由于水分的進(jìn)一步向外遷移和蒸發(fā)，乳膠顆粒與顆粒之間形成最緊密排列并逐漸相互擠壓變形，最終融合為連續(xù)的膜。

從以上成膜過程可見，膠粉的成膜性能（完成率、速率）除了取決于膠粉的本體性質(zhì)（最低成膜溫度）之外，還受到在新拌砂漿漿體中的分散均勻度以及乳膠顆粒分散體系中的水分向外遷移和蒸發(fā)程度和速率的影響。以下對上述三種因素受環(huán)境溫度的影響逐一進(jìn)行分析。應(yīng)用于外墻外保溫系統(tǒng)配套砂漿的絕大多數(shù)可再分散乳膠粉（乙烯-醋酸乙烯膠粉）的最低成膜溫度在 4 ℃ 左右，當(dāng)環(huán)境溫度 ＜ 5 ℃，甚至更低時，膠粉成膜的連續(xù)性無法得到保證[3]。當(dāng)環(huán)境溫度較低時，由于分子的熱力學(xué)活性降低，直接導(dǎo)致膠粉在新拌砂漿漿體中的分散均勻度降低。當(dāng)環(huán)境溫度較低時，乳膠顆粒分散體系中的水分向外遷移和蒸發(fā)的程度和速率降低。

綜上所述，當(dāng)施工環(huán)境溫度較低時，可再分散乳膠粉的成膜性能削弱甚至無法進(jìn)行成膜。進(jìn)一步分析，砂漿的柔韌性、呼吸性、斥水性和抗裂性等耐久性能也必定明顯降低。

1.1.3 對纖維素醚分散性的不利影響

纖維素醚是外墻外保溫系統(tǒng)配套砂漿中所不可缺少的組分。通過保水作用保證水泥水化全過程之中的水分供應(yīng)，同時也通過對新拌砂漿黏度的影響進(jìn)而影響砂漿的上墻流掛性和批刮性及抹平性。當(dāng)施工環(huán)境溫度較低時，砂漿干粉料加水拌和時，由于拌和水的溫度較低，分子的熱力學(xué)活性降低，不利于纖維素醚顆粒的快速均勻分散。這直接影響纖維素醚的作用效果，也極易造成新拌砂漿的保水性、抗流掛性和披掛性等性能的不一致。

1.2 低溫對于玻纖網(wǎng)格布性能的不利影響

當(dāng)施工環(huán)境溫度較低時，玻纖網(wǎng)格布的脆性增強(qiáng)，柔韌性減弱。這進(jìn)一步使得玻纖網(wǎng)格布增強(qiáng)抹面層的機(jī)械強(qiáng)度明顯降低，無法充分緩沖環(huán)境溫濕度變化和外應(yīng)力所導(dǎo)致的對于外飾面防護(hù)層和保溫板材的應(yīng)力應(yīng)變沖擊，直接導(dǎo)致外飾面防護(hù)層和保溫板材更高的開裂風(fēng)險。

2 冬季施工的緩解方案探討

（1）采用具有較高的早期強(qiáng)度的砂漿配方?？赏ㄟ^選擇硅酸鹽水泥-鋁酸鹽水泥（硫鋁酸鹽水泥）-石膏三元膠凝材料體系[4-5]，基于較快的早期強(qiáng)度發(fā)展（鋁酸鹽水泥或硫鋁酸鹽水泥的早強(qiáng)特性），避免早期過于集中的水化放熱以降低對早期脆弱的硬化體結(jié)構(gòu)的熱應(yīng)力沖擊（三元膠凝材料的水化協(xié)同性），抑制由于鋁酸鹽水泥或硫鋁酸鹽水泥的水化產(chǎn)物晶型轉(zhuǎn)變所導(dǎo)致的強(qiáng)度倒縮（通過石膏在水化后期持續(xù)充足地提供硫酸根離子）。以上三大舉措，確保砂漿在高早強(qiáng)的前提下，避免出現(xiàn)其他的性能降低或不均衡。當(dāng)然，也有通過使用早強(qiáng)劑如甲酸鈣、碳酸鋰等加速水泥水化反應(yīng)的快速進(jìn)行以提高早期強(qiáng)度。但需要指出的是，由于前述早強(qiáng)行為所依賴的水泥水化產(chǎn)物快速形成，不利于硬化體結(jié)構(gòu)的充分構(gòu)建和排布，當(dāng)收縮應(yīng)力值超過正在發(fā)展的硬化體結(jié)構(gòu)的荷載時，將導(dǎo)致不可逆的硬化體結(jié)構(gòu)破壞。另一方面，水泥的水化反應(yīng)為放熱反應(yīng)，快速的水化反應(yīng)也使得水化反應(yīng)放熱過于集中而無法充分和及時釋放，進(jìn)而形成較為明顯的熱應(yīng)力，熱應(yīng)力對于硬化體結(jié)構(gòu)也會產(chǎn)生沖擊性影響。因此，對于早強(qiáng)劑的使用務(wù)必十分謹(jǐn)慎。

（2）使用較高溫度的水拌和砂漿，拌和水溫度宜為 40～80 ℃；

（3）對于拌和好的砂漿在其使用過程中應(yīng)每隔 15 min 攪拌一次，并確保在 1 h 內(nèi)使用完畢。

（4）施工前應(yīng)檢查基層施工質(zhì)量狀況，除清除疏松之處外，還應(yīng)確?；鶎痈稍?、無結(jié)冰、無霜凍。

（5）增加保溫板材的有效粘貼面積。

（6） 采用覆蓋棉氈等方式對已施工但性能尚未充分取得的墻體部位進(jìn)行保溫處理。

3 結(jié) 語

本文分析了建筑外墻外保溫系統(tǒng)冬季施工風(fēng)險，提出了緩解相應(yīng)的措施。需要指出的是，上文提出的緩解措施很大程度上只是部分緩解了冬季施工時較低的環(huán)境溫度對外墻外保溫系統(tǒng)材料和結(jié)構(gòu)的不利影響，并不能完全消除此類不利影響。冬季低溫條件對外墻外保溫系統(tǒng)的材料及系統(tǒng)早期性能（如黏結(jié)性能、柔韌性能、體積穩(wěn)定性等）的發(fā)展產(chǎn)生了非常明顯的負(fù)面影響， 此類面影響所導(dǎo)致的一系列負(fù)面結(jié)果的交互和累計對于外墻外保溫系統(tǒng)長期耐久性始終是不容忽視，甚至是致命的隱患。