外墙外保温系统中保温层与粘结层的性能研究

钱宏月 伊帕丽亚·阿不都维力

摘要：近年来，全国各地建筑工程外墙保温材料脱落、起火等事故时有发生。建筑外立面的安全隐患问题日益突出，伤人伤物事件频发，脱落的外墙保温层成了伤人的“暗器”，成了悬在人们头顶的“定时炸弹”，已严重危及人民群众生命财产安全，造成不良的社会影响。鉴于此，首先介绍了外部墙体保温功能缺失的主要原因，包括现场施工条件影响、无机保温砂浆强度质量不符合标准、粘结层的匹配程度不高以及施工工艺影响，然后针对具体情况提出了详细的修缮建议，最终取得了良好的效果，可为今后项目工程提供借鉴。

关键词：外墙外保温;保温层;粘结层;性能

1导言

外墙外保温系统是由保温层、防护层和固定材料构成的非承重保温构造的总称，它具有保温隔热、避免冷桥、增加室内空间等优点。但是，建筑主體外围结构常常经受自然环境的影响，如昼夜温差、雨水、冰雹、结露等现象引起保温体系的冷热循环和干湿循环，因此，外墙外保温系统各结构层会产生应力。太阳辐射、材料自身的碱腐蚀和外界微生物的腐蚀也会导致外墙保温体系开裂、空鼓、剥落，影响工程结构耐久性和建筑外围的美观，甚至威肋、人的生命安全。

2外墙保温功能缺失的主要原因

通过现场的检测分析以及数据库资料，并结合红外线强度检测结果对墙体出现空鼓、剥落情况进行细致分析：

2.1现场施工条件影响

无机保温砂浆外墙在施工和后期保养维护期间，基层以及周围的施工环境应该控制在5℃以上，并且后期保养周期在7个工作日以上，在冬季施工中因为威宁温度降低，还应该在外墙位置采取合适的防冻措施，防止因为外部温度过低导致保温砂浆的材料无法发生水化反应，进而影响施工强度。

该项目的外墙保温防护系统从2018年的12月份开始施工直到2019年的5月竣工，正是经历了漫长的冬季温度影响，从施工期间的气象数据来看，这些日期最低温度大于5℃的天数为19天，最低温度低于5℃的天数为70天。通过温度对比结果可以发现，背面外墙的温度低于周围环境温度为0～1℃之间，如果周围的环境温度本身低于5℃，则外墙的表面温度必然也低于5℃，施工单位长期处于这样的施工环境之下，无机保温砂浆出现水化的情况也就可以解释，甚至部分的墙面无法正常发生水化情况，导致无机砂浆在固结之后的强度达不到使用要求标准。

2.2无机保温砂浆强度质量

在红外线检测仪器的精确检测之下，发现各个测量点中，正常墙面的粘连强度为0.04～0.07MPa之间，被破坏的墙面均从保温墙面位置断开，出现空鼓墙面的粘连强度为0MPa，被外部作用力触碰之后会立刻断裂。事后利用砂浆修缮的部位粘连强度分别为0.12、0.14MPa，被破坏的位置从砂浆层开始。无机砂浆保温系统施工标准中明确规定砂浆系统的设定应该满足当地的气候要求，其中具体的参数要求标准为：涂料饰面的防护层和保温层之间的粘连强度应该保持在0.01MPa之下，并且破坏的位置应能够控制在保温层范围之内。该项目经过红外线装置检测过后发现无机保温砂浆系统的粘连度没有达到设计的要求标准，并且保温砂浆的强度很低。施工单位邀请专业检测机构进行砂浆性能试验，按照国家有关规范的规定进行试验检测。

3环境对外墙外保温系统及粘结层的影响

外墙外保温系统一般由基层墙体、粘结层、保温层、抹面层和饰面层组成。建筑围护结构通常直接受到外部环境影响，夏季高温暴雨后墙体温度迅速降低，墙体内外表面温度波动大，温度差高达_500℃。冬季墙体会受到太阳辐射的作用，冬季太阳靠南方向，南墙的辐射强度最大，昼夜温差可达一300℃，极易引起冻融现象。墙体内外温差的存在会使保温层产生应力导致保温材料变形，保温材料达到临界变形状态时产生裂缝，影响保温效果。饰面层作为保温系统的第一道防线，直接受到太阳照射。对于抹面层，夏季受压，膨胀鼓起;冬季受拉应力作用，易产生开裂。涂料饰面层在高温条件下施工，保水不足、失水太快会引起开裂;面砖饰面层受到热应力的影响，形变得不到释放，易产生空鼓开裂。外墙外保温系统构造示意图见图1

外墙外保温系统在节能减排方面贡献突出，但在使用过程中长期受到环境的考验。北方地区冬季白天温度零上，夜晚最低可达到零下200C;夏季高温之后暴雨，气温变化无常。长期反复的昼夜更替、冷热交替、冻融循环极大影响粘结效果，降低了粘结强度。保温层与结构层粘结不牢固，导致保温板与粘结界面出现空鼓、脱落等质量问题。外保温工程往往很难达到2-5年的使用年限，因此探究环境对粘结强度的影响对外墙外保温系统的耐久性有重要意义。

4外墙外保温系统中保温层与粘结层的性能分析

4.1施工工艺影响

施工方应该根据无机砂浆施工技术规程要求，在施工过程中注意做好关键部分的施工工作。例如在基层的表面涂抹均匀的界面剂，外部表面的计量如果达不到要求，基层上面的保温砂浆无法具备良好的粘接性能，同时界面剂的缺失还会导致基层墙体和保温层之间形成空鼓的气泡。

无机保温砂浆的外墙保温系统在重要节点部位应该做好充分的防水工作，例如分隔缝位置按照建筑需求设计，明显位置裂缝采用有机材料和防水涂料粉刷2遍以上。节点部分如果没有处理得当非常容易发生保温层渗水的情况，从而影响保温效果。该住宅位于贵州省毕节市，该地气候冬冷夏热，在冬季出现霜冻的情况比较频繁，并且夏季雨水量较大，如果没有做好外部保温层的节点工作，夏季的过量雨水可能会从分隔缝的裂缝中渗入到保温层的内部。该小区在竣工交付一年之后，在干湿交替的季节常常会发现外部保温层的保温砂浆以及界面剂出现老化的情况，保温层因此出现大面积的空鼓和脱落情况。现场利用红外线装置进行检测，发现空鼓脱落部分大都集中分布在外墙裂缝位置，该种情况正是因为施工方在裂缝处理方面没有处理到位。

4.2消除外墙安全隐患

笔者认为，短期内要对外墙保温材料生产企业加大监管力度，确保企业生产的保温材料质量达标，提高保温材料的安全性和可靠性。同时，尽快落实建筑质量终身责任制，形成“谁开发、谁负责，谁施工、谁负责，谁监理、谁负责”的责任追究体系，强化各部门责任意识。长期来讲，应加快出台相关政策、法规，给新材料、新技术体系施展功夫搭台。如采用建筑保温与结构一体化技术体系不失为一劳永逸解决外墙保温层脱落和火灾事故的好办法，其特征可描述为“集建筑保温与墙体围护功能于一体，能够实现保温层与建筑结构同步施工完成的技术”，该技术主要应用于建筑外墙，目的是实现墙体围护，达到冬季节能保温和夏季防晒隔热的目的。

4.3配制粘结材料方法

配制粘贴材料，主要是根据建筑墙体自身的性质和实际情况进行及时的调整，在按照粘贴材料生产厂家的使用说明指导下，围绕建筑墙面自身的性质，指导施工人员规范操作。这样的方式还能保障现场安全施工的进行。目前墙面粘贴材料主要有水泥基胶凝材料、高分子聚合物材料及填料和添加剂等组成，现场材料的配置需要将这些材料进行合理的配比以及充分的搅拌，发挥每一种材料的作用。如果缺乏搅拌的具体手法，会造成现场工作的困难，对于配置材料质量的好坏无法保障，一旦出现安全事故，很难说明是哪一方的责任，进而产生争议和纠纷。因此需要相关的技术人员在实验室内进行配比和统计数据，从而确认检测方法与技术指标，明确现场材料配置的主要方法，指导现场施工的顺利进行。

结束语

综上所述，对于外墙外保温系统开裂、脱落的原因，人们经常从施工质量方面进行考虑，往往忽略了保温材料与基层墙体的协调、保温材料与其他各层之间物理性能以及保温材料自身性能。通过研究外墙外保温系统在不同环境下的失效过程和机理，揭示循环过程中系统单体的变化规律，提高保温体系的寿命和安全，保障建筑节能的可持续发展。

参考文献：

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[2]余永平.外墙外保温龟裂现象探析[J].安徽建筑，2021，28（07）：203-204+226.