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        薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)破壞成因研究

        2022-08-13 06:05:40趙曉輝張書航趙領(lǐng)志
        中國(guó)建筑裝飾裝修 2022年14期
        關(guān)鍵詞:抹面保溫板外保溫

        趙曉輝 張書航 趙領(lǐng)志

        外墻外保溫系統(tǒng)根據(jù)其飾面層不同分為涂料飾面和貼磚飾面,目前國(guó)內(nèi)主要采用的是涂料飾面,防護(hù)層采用抹面膠漿的薄抹灰做法。外墻外保溫系統(tǒng)根據(jù)保溫板材不同分為XPS、EPS 和巖棉板,該系統(tǒng)由黏結(jié)層、保溫層、防護(hù)層組成,系統(tǒng)構(gòu)造如圖1 所示[1]。

        圖1 外墻外保溫系統(tǒng)構(gòu)造圖

        近年來,全國(guó)各地相繼出現(xiàn)了一些外墻外保溫脫落的安全事故問題,甚至是墜落物傷人事件。一般情況下,該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)有效期為25 年。部分項(xiàng)目已達(dá)到設(shè)計(jì)年限,因此對(duì)薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)的破壞成因進(jìn)行分析研究,具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

        1 破壞機(jī)理

        根據(jù)國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)《外墻外保溫工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(JGJ 144-2019)和歐洲技術(shù)認(rèn)定組織頒布的《有抹面復(fù)合外保溫系統(tǒng)歐洲技術(shù)認(rèn)定指南》理論和相關(guān)檢測(cè)體系,可以發(fā)現(xiàn)外墻外保溫系統(tǒng)安全性的關(guān)鍵在于能否抵抗應(yīng)力變化,主要關(guān)注的應(yīng)力有兩種,一種是垂直于保溫板的拉應(yīng)力,另一種是保溫板水平方向變形應(yīng)力[2]。

        拉應(yīng)力主要來源于風(fēng)荷載,根據(jù)伯努利原理可以得出,當(dāng)物體界面有氣體流動(dòng)時(shí),該界面處的空氣壓力會(huì)發(fā)生變化,流動(dòng)速度越快壓力越小。

        變形應(yīng)力主要來自于保溫板的變形和水泥基構(gòu)造層的收縮,保溫板作為有機(jī)材料,受自身特性和生產(chǎn)工藝影響以及外部溫濕度變化相互作用,需進(jìn)行一段時(shí)間的陳化養(yǎng)護(hù),陳化期間尺寸變化是材料性能最明顯的變化。在外墻外保溫施工過程中,抹面施工完成后,抹面層會(huì)逐漸干燥收縮,若期間部分保溫材料發(fā)生變形,抹面層就會(huì)隨之承受較大的應(yīng)力,造成不同程度的龜裂,在環(huán)境干濕、凍融循環(huán)作用下裂紋會(huì)不斷擴(kuò)展,進(jìn)而影響飾面層甚至外墻外保溫系統(tǒng)的安全[3]。

        2 項(xiàng)目調(diào)研

        基于薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)破壞機(jī)理分析,對(duì)9 個(gè)建成項(xiàng)目進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研,對(duì)比項(xiàng)目現(xiàn)狀缺陷情況,通過分析調(diào)研數(shù)據(jù),對(duì)后續(xù)外保溫系統(tǒng)安全隱患評(píng)估及修繕提供數(shù)據(jù)支撐。本文選取兩個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行舉例說明,圍繞外墻外保溫系統(tǒng)中薄弱環(huán)節(jié)確定若干個(gè)影響因素,包括有效黏結(jié)率、系統(tǒng)黏結(jié)強(qiáng)度(保溫板與基層黏結(jié)強(qiáng)度、抹面膠漿與保溫板黏結(jié)強(qiáng)度、膠黏劑與基層黏結(jié)強(qiáng)度)以及聚合物有效成分等。

        2.1 調(diào)研項(xiàng)目一

        該項(xiàng)目2014 年入住后陸續(xù)出現(xiàn)外墻外保溫系統(tǒng)開裂或保溫板脫落情況,經(jīng)過維修并未徹底解決相關(guān)問題。部分建筑存在外墻外保溫開裂現(xiàn)象,經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)開裂多為保溫板板縫開裂。

        截至2021 年底,整個(gè)項(xiàng)目已先后出現(xiàn)8 棟建筑保溫板脫落。對(duì)該項(xiàng)目所有建筑進(jìn)行了外墻外保溫系統(tǒng)檢測(cè),包括保溫板與基層黏結(jié)強(qiáng)度、抹面膠漿與保溫板黏結(jié)強(qiáng)度、膠黏劑與基層黏結(jié)強(qiáng)度等,并對(duì)部分建筑進(jìn)行了黏結(jié)率檢查,同時(shí)對(duì)個(gè)別建筑進(jìn)行了抹面層和黏結(jié)層聚合物有效成分試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果如表1 所示。

        表1 聚合物有效成分試驗(yàn)結(jié)果

        2.2 調(diào)研項(xiàng)目二

        該項(xiàng)目為2013 年入住的框架剪力墻結(jié)構(gòu)高層住宅,外墻外保溫為60 mm厚EPS 薄抹灰系統(tǒng),目前部分起居廳及臥室外飄窗周圍的墻體及頂板存在發(fā)霉情況。

        經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)分析發(fā)現(xiàn),該項(xiàng)目發(fā)霉現(xiàn)象主要由于結(jié)露引起。結(jié)露的原因是由于飄窗、陽(yáng)臺(tái)等構(gòu)造節(jié)點(diǎn)外保溫施工不當(dāng),保溫層厚度未達(dá)到設(shè)計(jì)要求或使用過程中發(fā)生損壞,導(dǎo)致該部位表面溫度較低,造成內(nèi)墻結(jié)露、發(fā)霉。

        3 數(shù)據(jù)分析

        本次共調(diào)研了9 個(gè)小區(qū)近百棟建筑,對(duì)6 個(gè)小區(qū)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)取樣檢測(cè)聚合物有效成分,其中7 個(gè)小區(qū)部分建筑存在黏結(jié)強(qiáng)度和黏結(jié)率不滿足設(shè)計(jì)或規(guī)范要求情況,5 個(gè)小區(qū)存在飾面層或抹面層開裂現(xiàn)象。

        通過對(duì)9 個(gè)項(xiàng)目的有效黏結(jié)率進(jìn)行統(tǒng)計(jì),數(shù)據(jù)如圖2 所示,結(jié)果表明部分檢測(cè)值低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的限值(點(diǎn)框粘貼法有效黏結(jié)率不低于50%,條粘法有效黏結(jié)率不低于60%),該數(shù)值是外墻外保溫系統(tǒng)的重要安全指標(biāo),負(fù)風(fēng)壓對(duì)黏結(jié)率低于40%的外保溫系統(tǒng)會(huì)造成較大的破壞影響[4]。

        圖2 有效黏結(jié)率統(tǒng)計(jì)對(duì)比圖

        保溫板與基層黏結(jié)強(qiáng)度分布數(shù)據(jù)如圖3 所示,結(jié)果表明不同項(xiàng)目的保溫板與基層黏結(jié)離散性較大,顯示不同項(xiàng)目的施工質(zhì)量存在較大差別。抹面膠漿與保溫板黏結(jié)強(qiáng)度分布數(shù)據(jù)如圖4 所示,結(jié)果表明不同項(xiàng)目的保溫板與抹面膠漿離散性同樣較大,應(yīng)采取相應(yīng)措施加大施工質(zhì)量的控制力度。膠黏劑與基層黏結(jié)強(qiáng)度分布數(shù)據(jù)如圖5 所示,結(jié)果表明膠黏劑之間離散性較小,施工質(zhì)量相對(duì)可控。正常外墻外保溫施工過程中,應(yīng)是同一批次材料、同一施工班組在相同的時(shí)間進(jìn)行施工,而前兩者的檢測(cè)數(shù)據(jù)也印證了這一假設(shè),不應(yīng)呈現(xiàn)出較大的離散性。

        圖3 保溫板與基層黏結(jié)強(qiáng)度分布圖

        圖4 抹面膠漿與保溫板黏結(jié)強(qiáng)度分布圖

        圖5 膠黏劑與基層黏結(jié)強(qiáng)度分布圖

        與前兩者的檢測(cè)手段不同的是,膠黏劑與基層進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)時(shí),需要用角磨機(jī)對(duì)原有膠黏劑進(jìn)行切割,然后再進(jìn)行拉拔試驗(yàn),因此在使用角磨機(jī)過程中會(huì)對(duì)原有膠黏劑產(chǎn)生擾動(dòng),該擾動(dòng)會(huì)影響檢測(cè)數(shù)據(jù),自身強(qiáng)度高的膠黏劑受角磨機(jī)擾動(dòng)影響較小[5]。

        驗(yàn)證上述假設(shè)進(jìn)行了試驗(yàn)研究,試驗(yàn)中設(shè)置兩組膠黏劑,A 組聚合物有效成分滿足規(guī)范要求,B 組聚合物有效成分為1%,每組膠黏劑分別制作10 個(gè)200 mm半徑的圓形試件,以及10 個(gè)100 mm×100 mm 的方形試件,所有試件厚度均為10 mm。自然養(yǎng)護(hù)28 d 之后,再對(duì)圓形試件用角磨機(jī)進(jìn)行切割,將其切割成100 mm×100 mm 的方形試件,然后對(duì)40 個(gè)試件進(jìn)行黏結(jié)強(qiáng)度拉拔試驗(yàn),試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表2 所示,同時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析對(duì)比,如圖6、圖7 所示。通過對(duì)上述試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析,結(jié)果表明B 組切割后的數(shù)據(jù)離散系數(shù)遠(yuǎn)高于其他3 組數(shù)據(jù),因此驗(yàn)證了上述推論。

        圖6 A 組試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比圖

        圖7 B 組試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比圖

        表2 黏結(jié)強(qiáng)度拉拔試驗(yàn)數(shù)據(jù)匯總表(單位:MPa)

        4 結(jié)語(yǔ)

        通過對(duì)外墻外保溫系統(tǒng)破壞成因進(jìn)行分析,其破壞機(jī)理主要以風(fēng)荷載和自身變形為誘因,在外因作用下會(huì)對(duì)保溫板薄弱部位產(chǎn)生不利影響甚至造成破壞。通過對(duì)9 個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研發(fā)現(xiàn),部分項(xiàng)目外墻外保溫系統(tǒng)黏結(jié)強(qiáng)度不足,存在構(gòu)造層聚合物有效成分、黏結(jié)率、黏結(jié)方式不滿足設(shè)計(jì)或規(guī)范要求情況。試驗(yàn)表明進(jìn)行膠黏劑與基層現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)時(shí),角磨機(jī)的使用對(duì)拉拔試驗(yàn)數(shù)據(jù)會(huì)產(chǎn)生較大影響,自身強(qiáng)度高的膠黏劑受角磨機(jī)擾動(dòng)影響較小。

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