外墻保溫體系抗裂問題分析

外墻外保溫體系抗裂問題分析
隨著我國建筑節能事業的深入開展，全國大部分大中城市開始推廣采用外墻外保溫建筑，一些相對成熟的保溫體系如：EPS（XPS）板薄抹灰體系、聚苯顆粒保溫砂漿體系等開始得到廣泛應用。同時，由于我國區域氣候的巨大差異及保溫系統的復雜性，外墻外保溫工程中出現了很多開裂、空鼓、剝落等工程質量問題，建筑的外觀與外墻質量遭受破壞，嚴重影響了建筑的形象。

　一、外墻外保溫工程產生裂縫的具體原因　
　　建筑外墻外保溫工程在構造上是一個完整的體系，主體結構（墻體）由保溫層、保護層、膩面層及底漆面漆層組成，共同形成一個多功能的復合墻體。這種復合墻體長期暴露于大氣環境中，對體系的耐久性有很高的要求。因此當外墻外保溫工程出現問題時，應該從體系的角度考慮原因：　
　
　　1.外墻外保溫體系中的保溫層導熱系數很低，而保溫體系夏季時表面溫度可高達70℃。來自體系表面的熱量集中在保護層（抹面砂漿）以上。而保溫層與保護層（抹面砂漿）的材質密度不同，彈性模量和線性膨脹系數相差很大，在季節、晝夜的溫度應力作用下變形也不同。一段時間后就會出現不同程度的裂縫（如圖一）。　
　　2.保溫板（薄抹灰外保溫體系）在晝夜及季節變化發生熱脹冷縮、濕脹干縮時也會在板縫處集中產生變形應力。保溫體系通常采用純點粘或筐點粘，體系存在貫通的空腔，正負風壓對有空腔的保溫隔熱墻面進行擠或拉，易造成板縫處開裂。極端情況下負風壓甚至會將保溫板掀掉。（如圖二）　
　　3.在聚苯顆粒保溫砂漿體系中，保溫砂漿密度小、體積大，聚苯顆粒又比較軟，在受外力影響或溫差變化時很容易產生變形收縮或膨脹裂縫。　
　　4.目前在外墻外保溫體系中保護層（抹面砂漿）一般都采用聚合物干混砂漿，要求高一點的采用聚合物乳液砂漿。這些砂漿不會自裂，但由于成本限制抗裂效果還不夠理想。　
　　二、解決外墻外保溫工程中裂縫問題的幾種途徑　
　
　　1.使用具有抗裂性能、粘結強度高的保護層（抹面砂漿）。　
　　2.目前在采用外墻外保溫體系的建筑涂裝工程中已普遍開始使用彈性漆飾面。彈性漆能在一定范圍彌補較小的龜裂紋，但由于彈性漆的一般成膜厚度只有不到0.1毫米，只能遮蓋而不能阻止龜裂紋的擴展。　
　　3.經過對大量的已完工外墻外保溫工程實踐應用，以及對開裂、剝落問題工程的分析研究，并結合試驗檢測發現，在建筑外墻外保溫體系中，僅依靠彈性漆彌補、遮蓋裂紋并不能從根本上解決問題。如果采用以彈性抗裂膩子為主抵抗裂紋、彈性漆為輔彌補裂紋，則從體系配合角度發揮了彈性體系的功能最大化。　
　　從目前建筑外墻涂裝工程（包括外保溫工程）的應用現狀來看，市場上普遍使用的是不具備柔韌性（彈性）、沒有防水抗裂功能的普通膩子。外墻用膩子市場中，干粉膩子占70～80%；膏狀或雙組分低標準（動態抗開裂性低于JG/T157-2004標準）膩子占10～20%；膏狀或雙組分達標膩子占10%左右。具體而言：　
　　　干粉膩子。價格便宜、施工運輸方便。干粉膩子主要黏結材料為水泥，故對基層含水率、氣候要求均較低，質量也比較穩定，不容易出問題。但因可分散性膠粉本身的局限性，使得干粉膩子的動態抗開裂性很難達到JG/T157-2004標準，抗裂效果很不理想。水泥含量較高的干粉膩子批刮后還需及時進行保養，否則強度也會很低。　
　　　膏狀或雙組分低標準膩子。價格、性能差別較大，有的無任何抗裂效果，有的有一定抗裂功能，但與標準要求還有差距。
　膏狀或雙組分達標膩子。成本較高。根據動態抗開裂性指標的不同（0.1～0.3毫米或更高）及抗裂原理的不同，抗裂效果也有很大區別。　
　　　彈性膏狀膩子。優點是施工方便、抗堿性好，同樣乳液含量情況下動態抗開裂性指標較雙組分膩子略高。其缺點是：①對基層含水率、氣候條件要求高，透氣性、附著力差，在潮濕地區或梅雨季節施工容易出現起泡現象；②在窗臺、沿口等易滲水部位，長時間浸水后會出現粉化、剝落現象；③拉伸強度低，控制裂紋能力弱；隨著時間推移，當彈性減弱時抗裂效果也明顯減小。　
　　　雙組分彈性抗裂膩子。透氣性好、強度高，對氣候要求較膏狀膩子低，能避免彈性膏狀膩子的缺陷。　
　　　根據保溫工程飾面涂層的需求特點，上海巖藝涂裝科技有限公司在多年的專業研發、生產外墻膩子的基礎上，研制開發出了具有良好抗裂效果，能有效控制、彌補龜裂紋產生并提高彈性漆附著力的天補牌聚合物乳液類平涂系列抗裂膩子（雙組分彈性抗裂膩子）。該類產品具有以下特點：　
　　　一是雙重抗裂。高拉伸強度，由于抗裂纖維與特殊的互穿網絡結構乳液共同作用形成抗拉強度很高的膩面層，抵抗基層變形應力，控制裂縫產生。彈性，當局部基層變形應力大于膩面層抗拉強度時，膩面的彈性可以起到彌補龜裂紋的作用。　
　　　二是雙向粘結。巖藝公司引進國外先進的JISA6916-2000基材處理涂材技術性能標準中“表面有涂層時耐久性”技術指標，不僅要求膩面層與基層之間的粘結強度，還強調表面有涂層（涂料）時與膩面層之間的粘結強度，確保表面涂料層與膩面層的粘結強度>0.7兆帕。　
　　　兩年多來，巖藝公司通過大量的工程實踐應用，其天補聚合物乳液類平涂系列抗裂膩子的性能突出，特別是抗裂與粘結功能尤為明顯。如在新疆某醫院外科樓和綜合樓的外墻裝飾均采用外墻外保溫涂料飾面，其中的外科樓和綜合樓使用同樣的聚苯板薄抹灰保溫體系，同時使用同一廠家氟碳金屬漆，由同一隊伍施工。外科樓使用的是××牌膩子，于2004年10月完工交付使用，至今已經出現了大面積開裂、起皮、鼓包的現象（見圖三）。相比之下，綜合樓使用的是巖藝公司天補牌膩子，施工工序依次在保溫砂漿抹面層上批刮兩遍天補牌聚合物乳液高柔韌厚膩子（找平、抗裂），再批刮1～2遍金屬專用光面膩子（裝飾、輔助抗裂），氟碳金屬漆面層（面層為非彈性，抗裂全部由膩子層完成）。迄今為止，綜合樓完好如初，沒有出現如外科樓開裂、起皮、鼓包的現象。天補牌膩子與保溫層粘結牢靠、抗裂效果明顯，適應新疆溫差大、紫外線照射強的惡劣環境，性能十分可靠。工程選取材料的依據：　
　　　①新疆地區晝夜溫差大、空氣氣候相對惡劣，是考驗建筑外墻外保溫工程的適宜場所。　
　　　②該工程既采用了外墻外保溫工藝，同時又采用對基層找平抗裂要求比較高的氟碳金屬漆做為飾面涂層。　
　　　③該工程在相同施工條件下（地點、工藝、人員），采用了兩種彈性膩子產品。　
　　　諸如此類外保溫系統面臨的問題，很值得市場的關注。由于現在的外墻外保溫工程受現有保溫體系的技術局限，應用一段時間后，保護砂漿層會出現較明顯的裂縫。要解決好裂縫問題，除了嚴格按照規定施工外，選用抗裂效果好、黏結強度高的保護砂漿，達到對裝飾面層抗裂效果的有效控制非常關鍵，而且對裝飾面層僅靠彈性漆覆蓋細小裂紋是遠遠不夠的。因此采用高拉伸強度、高黏結強度的高性能抗裂膩子與彈性漆結合，是目前外墻保溫工程實現控制、彌補墻體裂紋的有效途徑。