如何提高外墙保温墙体粘贴饰面砖的安全性

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受我国许多地区气候条件、消费水平、审美习惯的影响,贴饰面砖装饰外墙受到很多房地产开发商和住户的喜爱。但是,饰面砖日久空鼓、脱落的事故时有耳闻,也不免使人感到担忧。

近十年来,全国各地认真贯彻中央建筑节能政策,外保温复合墙体成了墙体保温的首选形式。在轻质低强的保温材料外粘贴饰面砖,能否保证使用安全?这成了业内人士关注的焦点。
直接粘贴在外墙面上的饰面砖使墙体承受两种外荷载:
一是饰面砖及胶粘剂的自重,约合0.25 kN/m2
二是风荷载(主要指负风压),在北京地区,离地20高处最大负风压的计算值约2.1 kN/m2,离地100高处约3.6 kN/m2(在沿海地区,此值可能达8-9 kN/m2)。要靠胶粘剂与外墙面的粘结强度来承担。按国家行业标准《外墙饰面砖工程施工及验收规程》要求,外墙饰面砖工程都经过饰面砖粘结强度检验,拉拔强度不低于0.4 MPa,即400 kN/m2。可见,验收合格的工程提供的初始粘结力对克服外荷载有足够大的安全系数。所以,绝大多数外墙饰面砖工程能长期安全使用。

之所以在个别工程发生饰面砖日久脱落的问题,是因为经年的温度变化和水分迁移削弱了饰面砖与外墙体之间的粘结强度。造成的原因主要有两个:
一是外墙面上剧烈、反复的温度变化在不同热胀系数材料的界面上产生了很大的温差应力;
二是因为胶粘剂施工不饱满、饰面砖或填缝剂吸水率过高、水蒸气渗透受阻等原因在饰面砖内侧形成水分积聚,在寒冷地区冬季引起冻胀破坏。要避免发生这个问题,应深入理解、认真执行《外墙饰面砖工程施工及验收规程》。该《规程》在设计基本规定中提出了几个值得注意的问题:
①使用过程中因温度变化引起的收缩变形,往往是造成外墙饰面砖起鼓、脱落的主要因素之一。
②设置伸缩缝,可防止墙体结构变形及外墙饰面砖本身温度变形导致的开裂和脱落。
③采用柔性防水材料嵌缝,可吸收变形,增加饰面的抗渗性。
④饰面砖接缝过小,则在温度应力作用下易引起脱落。规程定为“宽度不应小于5mm”。《规程》还强调应按《建筑工程饰面砖粘结强度检验标准》进行饰面砖粘结强度检验。
另有研究成果表明:要减小界面上因温差引起的剪应力,防止瓷砖脱落,应尽可能使用柔性胶粘剂;要有适当的胶层厚度;尽可能使用低弹性模量、小尺寸的瓷砖;瓷砖饰面分隔缝的间距应适当缩小;对复合墙体的水蒸汽渗透性应作计算,避免采用透气性过差的保温材料和饰面砖,对加气混凝土等轻质填充墙,应有导气或隔气措施。
在外保温复合墙体上贴砖,饰面砖与外保温系统的粘结强度仍然要达到0.4 MPa,带饰面砖外保温系统的自重和所受的负风压由外保温系统与结构墙体的联结力来承担。因此,需要解决三个问题:
一是饰面砖与外保温系统的粘结强度能否达到0.4 MPa
二是外保温系统与结构墙体的联结力能否克服带饰面砖外保温系统的自重和传递过来的负风压?
三是因为中间夹了一层保温系统,如何解决由此带来的新问题?
1)不久前,我们做了一批瓷砖拉拔试验。一部分用玻纤网增强抹面砂浆,8组试件所用玻纤网品种、规格和层数都不同,拉拔强度最高0.46MPa,最低0.36 MPa,平均0.40 MPa,按标准要求精确到小数点后面一位,全部满足不应小于0.4 MPa的要求。另一组用不同品种、规格和丝径的钢丝网增强抹面砂浆,拉拔强度最高0.74MPa,最低0.51 MPa,平均0.66 MPa
可能有争议的问题是:在拉拔前,断缝切割到哪里?《建筑工程饰面砖粘结强度检验标准》说,“断缝应从饰面砖表面切割至基体表面”。有人强调必须切到结构墙体表面;也有人争辩只能切到复合保温墙体的表面,即抗裂砂浆表面,因为饰面砖是贴在复合保温墙体的基面上。最近,争议趋于平息,多数人赞成后一种看法。
2)带饰面砖外保温系统与结构墙体的联结一般靠粘结和机械锚固的结合。对新建工程,往往以粘结为主。对应用最广的后贴聚苯板外保温系统,聚苯板用粘结剂贴在结构墙体上,相关标准要求:粘结剂与结构墙体的拉伸粘结强度不低于0.40 MPa;粘结剂与聚苯板的拉伸粘结强度不低于0.10 MPa,粘结面积率不低于40%;聚苯板的抗拉强度不低于0.10 MPa;抹面砂浆与聚苯板的拉伸粘结强度不低于0.10 MPa。可见,外保温系统与结构墙体联结最薄弱处在粘结剂与聚苯板的界面上,此处的最小粘结力不低于0.04 MPa,即40 kN/m2。显然,克服离地100高处的负风压有很大的安全系数。带饰面砖外保温系统的自重一般也就在0.5 kN/m2上下,更不必多虑。至于机械锚固件的作用,尚未包括在内。
3)夹在中间的保温板及抹面砂浆带来了两个新问题:
一是既然增强网的存在对瓷砖拉拔强度达标起到关键作用,那么增强网的耐久性就成了能否防止饰面砖日久脱落的要害。玻璃纤维易受碱腐蚀,而它所处的水泥砂浆恰恰是碱环境,要防止玻璃纤维受碱腐蚀大幅度降低强度而影响增强作用,应选择耐碱性能符合标准要求的玻纤网。未锈蚀钢丝网的增强作用虽然更加突出,但它的防锈问题尤其需要高度重视。有时在工地看到的钢丝网虽然镀了锌,但未上墙就可观察到锈点,这是十分危险的。
根据我们的试验研究,应该选用先焊接后热镀锌的钢丝网或镀锌丝编织网;镀锌层的厚度必须超过一个最低值;如有可能,挑选防锈效果更好的镀层材料;在运输、施工中尽量避免发生弯折;钢丝网的里外两面都应包裹一定厚度的砂浆保护层。
二是在长期受到饰面砖、胶粘剂、抹面砂浆的自重作用下,聚苯板受剪变形使抹面砂浆产生水平裂缝,水的侵入会影响饰面砖粘结的耐久性。防治办法是隔一定高度留设水平伸缩缝,缝中安装间断的托架承担自重;也可适当提高聚苯板密度以减小变形。



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