淺析保溫材料系統(tǒng)相容性問題

  隨著可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的逐步實(shí)施和人民生活水平的提高，我國建筑節(jié)能工作出現(xiàn)了全面實(shí)施的大好局面。僅以建筑墻體保溫為例，目前市場上相關(guān)的保溫材料品種眾多，保溫工藝百花齊放，但是在實(shí)際的推廣應(yīng)用過程中同時(shí)面臨著各種問題。

  關(guān)于膨脹聚苯板薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)的問題

  1.粘貼方式

  在《膨脹聚苯板薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)》標(biāo)準(zhǔn)中要求，EPS聚苯板本身的拉拔強(qiáng)度≥0.10MPa；黏結(jié)砂漿與EPS聚苯板的（常溫常態(tài)、耐水、耐凍融）黏結(jié)強(qiáng)度≥0.10MPa；當(dāng)粘貼面積≥40%時(shí)，結(jié)構(gòu)墻與EPS聚苯板間的黏結(jié)力達(dá)到40kN/m2。由此可見，除了EPS聚苯板與黏結(jié)砂漿的性能外，粘貼面積也是很重要的一個(gè)因素，粘貼面積大小會直接影響保溫系統(tǒng)的安全。

  目前，一般標(biāo)準(zhǔn)上提供的粘貼方式有“點(diǎn)粘法”和“滿粘法”兩種，其中“點(diǎn)粘法”適合平整度不好的基層，“滿粘法”適合平整度好的基層?，F(xiàn)實(shí)的建筑保溫基面的平整度絕大部分都不是很好，偏差達(dá)20毫米–30毫米的屢見不鮮。標(biāo)準(zhǔn)88J2-9中用“界面劑加1︰3水泥砂漿”進(jìn)行找平需要商榷，其原因涉及現(xiàn)場配置用的水泥和砂子的質(zhì)量狀況以及立面墻上涂抹的砂漿的養(yǎng)護(hù)情況。通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，不論是采用1︰1、1︰2或1︰3的水泥砂漿，其與混凝土的拉拔強(qiáng)度很不穩(wěn)定，平均強(qiáng)度很難達(dá)到0.40MPa以上，相對外墻外保溫專用黏結(jié)砂漿大于0.70MPa的要求相差甚遠(yuǎn)，但完全用外墻外保溫專用黏結(jié)砂漿去找平，價(jià)格很難讓用戶接受，因此在基層上去找平實(shí)際上不可取。在不平的基層上采用滿粘法不僅浪費(fèi)材料，而且還有可能導(dǎo)致虛粘，施工時(shí)需要選擇相應(yīng)的鋸齒抹子，還要用齒深為20毫米-30毫米的抹子，操作起來有一定難度，在做試驗(yàn)樣板時(shí)可以采用，真正用于工程施工時(shí)可操作性差。

  實(shí)際上，100%的滿粘也沒必要。對膨脹聚苯板薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)而言，其安全性的影響因素主要來自負(fù)風(fēng)壓作用。根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》中有也會出現(xiàn)液料冬天受凍破乳、夏天發(fā)霉變臭、運(yùn)輸中破桶等現(xiàn)象，還有桶的成本及其回收利用的問題。相比之下，多組分砂漿（如專用膠、水泥、砂子在現(xiàn)場按規(guī)定比例使用）存在的問題更多，除具有雙組分的問題外，還存在現(xiàn)場用砂子的質(zhì)量難以保證，其級配、含泥量等難以確定，這兩項(xiàng)對砂漿的性能影響很大。水泥和砂子采用1︰1、1︰2或1︰3的比例都難以在現(xiàn)場精確控制。有鑒于此，建議最好采用單組分干粉砂漿。

  2.砂漿的組分

  在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，在成本相同時(shí)，雙組分砂漿（粉料與液料）比干粉砂漿的性能要稍好些。但在施工現(xiàn)場，雙組分液料的加水等過程是管理的難題。另外，也會出現(xiàn)液料冬天受凍破乳、夏天發(fā)霉變臭、運(yùn)輸中破桶等現(xiàn)象，還有桶的成本及其回收利用的問題。相比之下，多組分砂漿（如專用膠、水泥、砂子在現(xiàn)場按規(guī)定比例使用）存在的問題更多，除具有雙組分的問題外，還存在現(xiàn)場用砂子的質(zhì)量難以保證，其級配、含泥量等難以確定，這兩項(xiàng)對砂漿的性能影響很大。水泥和砂子采用1︰1、1︰2或1︰3的比例都難以在現(xiàn)場精確控制。有鑒于此，建議最好采用單組分干粉砂漿。

  3.防火

  幾乎所有保溫工程都存在防火問題。對建筑外墻外保溫工程，因其是在室外，外表面又有砂漿保護(hù)，應(yīng)著重預(yù)防室內(nèi)火源，在窗臺上沿增加巖棉類防火性能較好的保溫材料是解決問題的途徑之一。對于EPS聚苯板薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)，注意施工時(shí)的防火問題很有必要。但對已抹灰的EPS聚苯板薄抹灰薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)工程，因抹灰砂漿的作用，著火燃燒有一定的難度。

  關(guān)于膠粉聚苯顆粒外墻外保溫系統(tǒng)的問題

  膠粉聚苯顆粒外墻外保溫系統(tǒng)早在上世紀(jì)70年代的德國首先使用，并于1991年頒布了《膨脹聚苯乙烯顆粒與無機(jī)膠凝材料復(fù)合而成的保溫系統(tǒng)》（DIN18550第三部分）標(biāo)準(zhǔn)。目前，此系統(tǒng)由于在實(shí)際應(yīng)用中存在漿料導(dǎo)熱系數(shù)和吸水率大、系統(tǒng)傳熱系數(shù)大、漿料的配制及施工難度大等弊端在國外早已不采用。對于國內(nèi)大量推廣應(yīng)用的此類系統(tǒng)，應(yīng)該注意在涂抹聚苯顆粒漿料前，使用優(yōu)質(zhì)的界面劑比較重要，因?yàn)榫郾筋w粒漿料本身與基層的黏結(jié)力非常差，一旦聚苯顆粒漿料上墻后的養(yǎng)護(hù)時(shí)間少，會對低強(qiáng)度的聚苯顆粒漿料自身結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響。另外，聚苯顆粒漿料里面的大量水分如果不能揮發(fā)出來，對系統(tǒng)后期的穩(wěn)定性會有不利影響。值得一提的是，目前國內(nèi)有很多不法廠商利用劣質(zhì)的膠粉料和極少量的聚苯顆粒配制漿料，魚目混珠，制造節(jié)能保溫的假象。

  關(guān)于大模內(nèi)置外墻外保溫系統(tǒng)的問題

  1.跑模

  對于大模內(nèi)置（有網(wǎng)或無網(wǎng)）外墻外保溫系統(tǒng)最常見也比較棘手的問題是跑模問題。在偏差30毫米–40毫米甚至50毫米–60毫米的EPS聚苯板表面用砂漿找平困難非常大。另外，漏漿的處理和脫模劑的清理也比較困難，施工前應(yīng)雙面噴涂合適的界面劑。固定EPS聚苯板時(shí)，板間注膠的作用較小，火燒絲的作用相對較大。

  2.抹灰砂漿

  DBJ/T01–66–2002中對抹灰砂漿的描述是水泥：P.032.5；砂子：中砂，含泥量≤1%；水泥砂漿按1︰3比例配制，按水泥重量加入抗裂劑，要求收縮值≤1%。但在實(shí)際工程中很難找到現(xiàn)成的中砂且含泥量≤1%，也很難做到水泥砂漿按1︰3比例配制。抗裂劑的應(yīng)用也沒有給定具體的要求；收縮值的測量沒有規(guī)定，等施工完成后再去檢測，已經(jīng)沒有實(shí)際意義。因此建議使用由工廠經(jīng)過嚴(yán)格控制生產(chǎn)的專用商品砂漿等材料，嚴(yán)格按要求施工。

  關(guān)于預(yù)制保溫板后掛式外保溫系統(tǒng)的問題

  1.板縫

  預(yù)制保溫板后掛式外保溫的板縫容易開裂，主要原因可能是保溫板出現(xiàn)脹縮引起。該系統(tǒng)不像EPS聚苯板薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)那樣用網(wǎng)格布成一個(gè)整體，基本沒有利用網(wǎng)格布極好的抗裂增強(qiáng)作用。另一個(gè)常見問題是，對于預(yù)制保溫板后掛式外保溫系統(tǒng)，如果板縫膠不合適（很多工程都這樣采用），板縫處可能出現(xiàn)熱橋，其間就會結(jié)露，天長日久，會顯現(xiàn)出明顯的連通板縫。近年來有很多內(nèi)保溫工程都采用這種做法，預(yù)制保溫板一般是齊縫施工，因而在家庭裝修完畢后，出現(xiàn)可見的網(wǎng)格狀陰影的現(xiàn)象比較普遍，而且這種可見的網(wǎng)格狀陰影又很難消除。

  2.脹栓的作用

  一般標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，脹栓的拉拔力應(yīng)大于0.6kN，實(shí)際拉拔力能夠達(dá)到1kN左右，即便如此，相對于聚合物砂漿的黏結(jié)作用（如上述“粘貼方式”中所述），脹栓對拉拔的作用還是有限的。特別是施工人員如果不專業(yè)或不敬業(yè)，隨意打孔（如左右搖晃電錘等）使脹孔過大，脹栓基本上發(fā)揮不了作用，對于脹栓的熱橋作用，如果單個(gè)脹栓的傳熱量為0.004W/K，當(dāng)使用的脹栓數(shù)量達(dá)到25個(gè)以上時(shí)，系統(tǒng)的傳熱系數(shù)會增大0.10W/m2?K以上，需要增加保溫層厚度去彌補(bǔ)損失。

  另外，脹栓銹蝕也是目前須要解決的一個(gè)普遍問題。因此，如果采用外墻外保溫，應(yīng)該采用粘貼法或粘釘結(jié)合施工。

  關(guān)于XPS擠塑聚苯板外墻外保溫系統(tǒng)的問題

  XPS擠塑聚苯板外墻外保溫系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)有強(qiáng)度較高、導(dǎo)熱系數(shù)較小、具有一定的防水性等優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)相對來說更多一些。一是熱穩(wěn)定性差。根據(jù)國標(biāo)進(jìn)行檢測，目前國內(nèi)生產(chǎn)（含外企生產(chǎn)）使用的XPS聚苯板的變形量在2%左右，而EPS聚苯板的變形量在0.4%以內(nèi)，使XPS聚苯板外面的保護(hù)砂漿和涂料易開裂。二是XPS聚苯板的可粘性差。一般在使用前都要雙面滾涂界面劑，保溫市場所要求的界面劑和XPS聚苯板的標(biāo)準(zhǔn)目前尚無行標(biāo)或地標(biāo)；三是一般XPS聚苯板的透氣性較差。在濕熱地帶使用時(shí)，易在板縫處產(chǎn)生水汽集中以至空鼓、開裂。對于面磚飾面的，雖然短期內(nèi)被掩蓋了，但在長期的環(huán)境考驗(yàn)下，出現(xiàn)掉磚的可能性較大。

  關(guān)于面磚飾面的問題

  在建筑物外立面貼磚的風(fēng)險(xiǎn)較大，在外墻外保溫工程上貼磚的風(fēng)險(xiǎn)會更大，所以盡量不要在外墻外保溫工程上尤其是在高層和超高層建筑上貼面磚。

  1.掉磚的原因

  掉磚的直接原因似乎是由于面磚和砂漿的重力剪切引起的。事實(shí)上，即使保溫板保護(hù)砂漿、面磚黏結(jié)砂漿加上面磚的重量達(dá)到100kg/m²，其剪切力也小于1kN/m²，相比EPS聚苯板及EPS聚苯板與聚合物砂漿之間的抗剪強(qiáng)度（一般大于拉拔強(qiáng)度，即大于40kN/m²）還是非常小的。因此，重力不是掉磚的根本原因。根據(jù)實(shí)測結(jié)果，在北京地區(qū)按照節(jié)能65%的標(biāo)準(zhǔn)施工的薄抹灰外墻外保溫工程，即使在秋天，保溫板的外表面也能達(dá)到65℃以上，而當(dāng)期凌晨的最低溫度可能低至10℃，日溫差能達(dá)到50℃以上。如果在中午下一場暴雨，可能在10分鐘以內(nèi)降低到20℃以下，即10分鐘內(nèi)的溫差能達(dá)到40℃以上。根據(jù)檢測，面磚與砂漿的線脹系數(shù)相差2倍–3倍，而且保溫板外表面、保護(hù)砂漿、面磚黏結(jié)砂漿及面磚的升降溫基本上同步。如果以較簡單的分步累加法計(jì)算，在溫度由20℃升高到70℃后，面磚與黏結(jié)砂漿的溫度變形量也相差2倍–3倍。因此，在遇到大的溫差時(shí)，兩者的變形量之差應(yīng)該是掉磚的直接原因之一。

  對于外墻外保溫貼磚工程，面磚膠粘劑的作用非常明顯。從掉磚現(xiàn)象來看，破壞部位多集中在膠粘劑與面磚的黏結(jié)界面、膠粘劑與底層抹灰砂漿的黏界面、膠粘劑內(nèi)部破壞和底層抹灰砂漿層，其中尤以前兩者居多。因此，應(yīng)選用柔性面磚膠粘劑。對于面磚的要求：厚度為6毫米–10毫米、面積小于19000平方毫米；吸水率為0.5%–6%；背面不能太光滑，最好帶燕尾槽；施工前一定要將面磚背面清洗干凈后晾干。對于填縫的要求：要用吸水率較低的柔性填縫劑；要勾弧型縫，縫的深度應(yīng)為面磚厚度的一半，縫寬應(yīng)為5毫米–10毫米；要填縫不能擦縫。特別是在施工時(shí)，面磚膠粘劑須用機(jī)器攪拌，否則會出現(xiàn)加水多時(shí)面磚滑移的現(xiàn)象；如果攪拌不充分，膠粘劑中的聚合物不能充分地分散，就不能發(fā)揮增強(qiáng)作用，而且未分散的膠粉的聚集也會發(fā)生反作用。不要單用鏝刀法施工，最好用組合法施工，鋼托架和分割縫不能少。

  2.增強(qiáng)網(wǎng)的選擇

  試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)用鍍鋅鋼絲網(wǎng)增強(qiáng)時(shí)，網(wǎng)孔在10毫米–25毫米范圍內(nèi)，網(wǎng)孔大小對拉拔強(qiáng)度影響不大；當(dāng)面磚膠粘劑非常好時(shí)，拉拔的斷裂面一般在鋼絲網(wǎng)附近。但是，鍍鋅工藝對鋼絲的防銹性能影響非常大（應(yīng)選擇后熱鍍鋅網(wǎng)，先鍍后焊或先焊后鍍的冷鍍鋅網(wǎng)都應(yīng)禁止使用），這是鋼絲網(wǎng)的最大弊端。當(dāng)用鋼絲網(wǎng)增強(qiáng)時(shí)，一般抹灰厚度均在8毫米以上。此時(shí)若使用薄抹灰外墻外保溫砂漿，一是使用不合理，二是成本較高。于是有些施工者采用普通砂漿直接抹灰或是摻一些抗裂劑之類的材料，造成很多隱患。當(dāng)用玻纖網(wǎng)增強(qiáng)時(shí)，對施工工藝影響很大，不同面層施工工藝的拉拔結(jié)果差別很大，而且不同廠家的試驗(yàn)結(jié)果也不一樣。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，采用玻纖網(wǎng)增強(qiáng)的，砂漿厚度影響大，砂漿較薄時(shí)，拉拔斷裂面一般均在網(wǎng)格布位置。當(dāng)用雙層網(wǎng)布時(shí)，面層網(wǎng)布的孔尺寸應(yīng)大些，網(wǎng)間、網(wǎng)下、網(wǎng)上面的砂漿層厚度都不能太小。

  3.標(biāo)準(zhǔn)與現(xiàn)實(shí)的差異

  根據(jù)JC/T547-2005《陶瓷墻地磚膠粘劑》規(guī)定，在制備檢測拉伸強(qiáng)度的試件時(shí)，先在平放的標(biāo)準(zhǔn)混凝土板上抹一層膠粘劑，再用鋸齒抹子梳理一遍，將試驗(yàn)磚放置于鋸齒型膠粘劑上，然后在每塊瓷磚上加載（2.00±0.015）kg的壓塊并保持30秒。試驗(yàn)條件是溫度（23±2）℃，相對濕度（50±5）%，循環(huán)風(fēng)速小于0.2m/s。具體做法是先加水再加粉料，機(jī)器攪拌150秒后，靜置熟化一段時(shí)間，然后二次攪拌再去使用。但實(shí)際施工時(shí)的條件與此相差甚遠(yuǎn)，這是諸多粘磚工程失敗的一個(gè)極重要的原因。因此應(yīng)重復(fù)強(qiáng)調(diào)須用機(jī)器攪拌，粘磚時(shí)一定要揉壓，絕對不可輕敲了事。

  關(guān)于涂料的相容性問題

  抹面用聚合物砂漿和柔性膩?zhàn)拥闹饕M成是細(xì)集料（砂、重鈣等）、水泥、聚合物、保水劑等，其中細(xì)集料幾乎是惰性的，由水泥提供基本的強(qiáng)度。從水泥加水?dāng)嚢韬蟮闹饕磻?yīng)結(jié)果可以看出，水泥水化不能沒有水（但水分的揮發(fā)是一種自然過程）。在外保溫用聚合物砂漿和柔性膩?zhàn)又幸话憔芯酆衔锖捅Ｋ畡绕涫潜Ｋ畡┰谏皾{和膩?zhàn)邮┕ず鬀]有水養(yǎng)護(hù)的情況下能給水泥的水化提供充足的水。

  在外墻外保溫用聚合物砂漿和柔性膩?zhàn)又?，主要聚合物一般為VAE樹脂或水乳性丙烯酸樹脂，施工后由于失水干燥成膜而對膩?zhàn)雍蜕皾{起抗裂增強(qiáng)作用。這些聚合物樹脂與水泥共同作用，一方面它們的失水為水泥的水化提供水，另一方面，水泥水化吸收的水為聚合物樹脂的干燥成膜又提供了幫助。一般水泥的水化反應(yīng)和聚合物的干燥成膜都需要一定的時(shí)間，在水泥充分水化前，過早過多失水會造成粉化等現(xiàn)象；在聚合物干燥成膜前，如遇溶劑（包含水），它們又都可能溶出，從而造成結(jié)構(gòu)破壞。

  當(dāng)采用某些溶劑性涂料時(shí)，可能發(fā)生的情況有如溶劑揮發(fā)率太大，涂膜會很快干燥，影響涂膜的流平性、光澤等指標(biāo)，表面會產(chǎn)生橘皮狀泛白現(xiàn)象。究其原因是溶劑揮發(fā)太快，使涂膜迅速冷卻，在尚未干燥的涂膜上出現(xiàn)結(jié)露或涂膜收縮的緣故。由于涂膜透氣性差，又有疏水性，如在潮濕基層上施工，容易產(chǎn)生起皮、脫落現(xiàn)象。另外，涂料中的溶劑可能會對膩?zhàn)踊蚓酆衔锷皾{中的聚合物產(chǎn)生溶解作用，破壞膩?zhàn)雍蜕皾{的結(jié)構(gòu)，從而引起起皮、開裂等現(xiàn)象。而且大量易燃的有機(jī)溶劑的揮發(fā)，容易引起環(huán)境污染。關(guān)于檢測報(bào)告和驗(yàn)收等方面的問題。

  目前，建筑保溫市場較為混亂，甲方、監(jiān)理單位一定要注重對施工過程的過程檢驗(yàn)和監(jiān)管，對于由供應(yīng)方提供的相關(guān)產(chǎn)品檢測報(bào)告要做好詳細(xì)認(rèn)真的復(fù)檢工作，加強(qiáng)對所提供產(chǎn)品的質(zhì)量驗(yàn)收，務(wù)必要做好每一道工序的驗(yàn)收，嚴(yán)格確保工程質(zhì)量。