武汉外墙岩棉保温板-对外墙保温研究
外墙保温研究
A外墙保温技术及节能材料
在建筑中，外围护结构的热损耗较大，外围护结构中墙体又占了很大份额。所以建筑墙体改革与墙体节能技术的发展是建筑节能技术的一个最重要的环节，发展外墙保温技术及节能材料则是建筑节能的主要实现方式。
1外墙保温技术
节能保温墙体施工技术主要分为外墙内保温和外墙外保温两大类。
1.1内保温技术及其特点
外墙内保温施工，是在外墙结构的内部加做保温层。内保温施工速度快，操作方便灵活，可以保证施工进度。内保温应用时间较长，技术成熟，施工技术及检验标准是比较完善的。 但内保温会多占用使用面积，“热桥”问题不易解决，容易引起开裂，还会影响施工速度，影响居民的二次装修，且内墙悬挂和固定物件也容易破坏内保温结构。内保温在技术上的不合理性，决定了其必然要被外保温所替代。
1.2外保温技术及其特点
武汉外墙岩棉保温板外保温是目前大力推广的一种建筑保温节能技术。外保温与内保温相比，技术合理，有其明显的优越性，使用同样规格、同样尺寸和性能的保温材料，外保温比内保温的效果好。外保温技术不仅适用于新建的结构工程，也适用于旧楼改造，适用于范围广，技术含量高；外保温包在主体结构的外侧，能够保护主体结构，延长建筑物的寿命；有效减少了建筑结构的热桥，增加建筑的有效空间；同时消除了冷凝，提高了居住的舒适度。
目前比较成熟的外墙保温技术主要有以下几种。
1.2.1外挂式外保温
外挂的保温材料有聚苯乙烯泡沫板（简称聚苯板，EPS、XPS）等。其中聚苯板因具有优良的物理性能和廉价的成本，已经在全世界范围内的外墙保温外挂技术中被广泛应用。
该外挂技术是采用粘接砂浆或者是专用的固定件将保温材料贴、挂在外墙上，然后抹抗裂砂浆，压入玻璃纤维网格布形成保护层，最后加做装饰面。
1.2.2聚苯颗粒保温料浆外墙保温
将废弃的聚苯乙烯塑料（简称为EPS）加工破碎成为0.5~4mm的颗粒，作为轻集料来配制保温砂浆。该技术包含保温层、抗裂防护层和抗渗保护面层（或是面层防渗抗裂二合一砂浆层）。其中胶粉聚苯颗粒保温材料及技术在1998年就被建设部列为工法。这种工法是目前被广泛认可的外墙保温技术。
2外墙保温节能材料
2.1绝热材料的性能
绝热，就是要限度地阻抗热流的传递，因此要求绝热材料必须具有大的热阻和小的导热系数。
从材料的组成上看，一般有机高分子的导热系数都小于无机材料；应尽量使用有机高分子材料或无定形的无机材料，这对于保温绝热是有利的。
武汉外墙岩棉保温板从材料的结构上看，当材料的表观密度降低、孔隙率增大，材料内部的孔隙为大量封闭的微小孔时，材料的导热系数是比较小的。对于泡沫塑料制品，要满足保温绝热材料的要求其的表观密度为16~40kg/m3。
由于孔隙的存在，材料在潮湿的环境下，不可避免地要吸水，因此，当环境湿度增大时，材料的平衡含水率增大，材料的导热系数将会降低。如不可避免时，要对材料进行憎水处理或用防水材料包覆。另外，保温绝热材料还必须能抵抗一定的冲击荷载，具有与使用环境相一致的机械强度。其粘结性能要好，还得有小的收缩率及与环境相适应的耐久性。
B对外墙外保温的基本要求
一、对外墙外保温体系的性能要求
1保温性能
保温性能是外墙外保温质量的一个关键性指标。为此，应按所用材料的实际热工性能，经过热工计算得出足够的厚度，以满足节能设计标准对当地建筑的要求。与此同时，还应采取适当的建筑构造措施，避免某些局部产生热桥问题。
2稳定性
与基层墙体牢固结合，是保证外保温层稳定性的基本环节。对于新建墙体，其表面处理工作一般较易做好，但对于既有建筑，必须对其面层状况进行认真的检查，如果面层存在疏松、空鼓情况，则必须认真清理，以确保保温层与墙体紧密结合。外保温体系应能抵抗下列因素综合作用的影响，即在当地最不利的温度与湿度条件下，承受风力、自重以及正常碰撞等各种内外力相结合的负载，在如此严酷的条件下，保温层仍不致与基底分离、脱落。保温板用粘结剂或机械锚固件固定时，必须满足所在地区、所处高度及方位的风力，以及在潮湿状态下保持稳定性。粘结剂必须是耐水的，机械锚固件应不致被腐蚀。
3防火处理
尽管保温层处于外墙外侧，防火处理仍不容忽视。
武汉外墙岩棉保温板在采用聚苯乙烯泡沫板作外保温材料时，必须采用阻燃型板材；其表面及窗口等侧面，必须全部用防火材料严密包覆，不得有敞露部位；在建筑物超过一定高度时，需有专门的防火构造处理，例如每隔一层设一防火隔离带；在每个防火隔断处或门窗口，网布及覆面层砂桨应折转至砖石或混凝土墙体处并予以固定，以保护聚苯乙烯泡沫板，避免在着火时蔓延；采用厚型抹灰面层有利于提高保温层的耐火性能。
4热湿性能
4.1水密性
外保温墙体的表面，其中包括面层、接缝处、孔洞周边、门窗洞口周围等处，应采取密闭措施，使其具有良好的防水性能，避免雨水进入内部造成损坏。国外许多工程实践证明，多孔面层或者面层中存在缝隙，在雨水渗入和严寒受冻的情况下，容易遭受冻坏。
4.2墙内凝结
在墙体内部或者在保温层内部凝结都是有害的，应采取适当的技术措施加以避免。
在新建墙体干燥过程中，或者在冬季条件下，当室内温度较高一侧的水蒸气向室外迁移时墙内可能凝结。在室内湿度较低，以及室内墙面隔汽状况良好时，可以避免由于墙内水蒸汽湿迁移所产生的凝结。
4.3温度效应
外保温墙体应能耐受当地最严酷的气候及其变化。无论是高温还是严寒的气候，都不应使外保温体系产生不可逆的损害或变形。外墙外表面温度的剧烈变化(可达50℃)，例如在经过较长时间的曝晒后突然降下阵雨，或者在曝晒后进行遮阴。应采取措施，避免墙体的变形缝及抹灰接缝的边缘(如门窗洞口、边角处、穿墙管道周边等)产生裂缝。
5耐撞击性能
外墙外保温体系应能耐受正常的交通往来的人体及搬运物品产生的碰撞。在经受一般性的属于偶然或者故意的碰撞时，不致对外保温体系造成损害。在其上安装空调器或用常规方法放置维修设施时，面层不致开裂或者穿孔。武汉外墙岩棉保温板
6受主体结构变形的影响
当所附着的主体结构产生正常变形，诸如发生收缩、徐变、膨胀等情况时，外保温体系不致产生任何裂缝或者脱开。
7耐久性
外墙外保温构造的平均寿命，在正常使用与维修的条件下，应达到25年以上，这就要求：
所有材料所具有的性能，或通过防护、处理，应做到在结构的寿命期内，在正常使用条件下，由于干燥、潮湿或电化腐蚀，以及由于昆虫、真菌或藻类生长，或者由于啮齿动物的破坏等种种侵袭，都不致造成损害；
所有材料相互间应该是彼此相容的；所用材料与面层抹灰质量，均应符合有关国家标准的质量要求；
当然，在外墙保温体系的寿命期内，应按照需要进行维修。
C外墙外保温抗裂技术
外墙保温隔热裂缝产生的原因相当复杂，包含从构造设计、材料及施工的各个环节。
1构造设计
1聚苯板薄抹灰外保温隔热构造设计产生裂缝的原因
保温板在昼夜及季节变化发生热胀冷缩、湿胀干缩时也会在板缝处集中产生变形应力。该体系通常采用纯点粘或筐点粘，体系存在贯通的空腔，正负风压对有空腔的保温隔热墙面进行挤或拉，易造成板缝处开裂。极端情况下负风压甚至会将保温板掀掉。另外一个因素是当聚苯板的温度超过70℃时, 聚苯板会产生不可逆热收缩变形造成较为严重的开裂变形。
2膨胀珍珠岩外墙外保温隔热体系设计存在的不足
采用以膨胀珍珠岩及海泡石为主保温隔热材料的浆料由于吸水率高、干缩变形及温湿变形大易开裂脱落，且保温性能较差。
3胶粉聚苯颗粒外墙外保温隔热体系
该类做法从构造设计上充分考虑了热应力、水、火、风压及地震力的影响，采用无空腔和逐层渐变柔性释放应力的技术路线有效解决了抗裂难题。但是，在严寒地区单一胶粉聚苯颗粒外墙外保温隔热体系要达到节能65％已不具有经济合理性，因此利用胶粉聚苯颗粒外墙外保温隔热体系成熟、优良的综合性能与高性能保温隔热材料复合，将是比较理想的模式。在该体系中不用柔性腻子而采用刚性腻子、不采用压折比小于3的抗裂砂浆而采用普通水泥砂浆或柔韧性不够的抹面砂浆、门窗洞口角未铺设45°耐碱玻纤网、网布干搭接等，将会引起裂缝。
4存在的缺陷武汉外墙岩棉保温板
饰面砖会受到三维方向温度应力的影响，在饰面层会产生局部应力集中，如在纵横墙体交接处；墙或屋面与墙体连接处；大面积墙中部等位置，粘结砂浆强度过高引起饰面层开裂、面砖脱落。反复冻融循环，造成面砖粘接层破坏，引起面砖脱落。组合荷载作用、地基不均匀沉降等引起结构物墙体变形、错位造成墙体严重开裂、面砖脱落。
1.3局部节点设计缺陷
1保温设计中常常忽视对结构挑出部位如阳台、雨罩、博士帽、靠外墙阳台拦板、空调室外机搁板、附壁柱、凸窗、装饰线、靠外墙阳台分户隔墙、檐沟、女儿墙内外侧及压顶等部位的保温）。
2在保温层与其它材料的材质变换处，因为保温层与其它材料的材质的密度相差过大，这就决定了材质间的弹性模量和线性膨胀系数也不尽相同，在温度应力作用下的变形也不同，极容易在这些部位产生面层的裂缝。
3老虎窗根部与坡屋面的交接处如果保温处理不好也容易出现保温断点，导致返霜结露的情况的发生。
4面砖密缝粘贴，应力无处释放形成开裂。另外面砖密缝粘贴形成瞎缝，雨（雪）水浸渍及冻融破坏易引起开裂脱落。
5将增强网直接铺设在保温隔热层上，没起到抗裂作用反而形成了隔离作用。
6窗口周边及墙体转折处等易产生应力集中的部位未铺网格布来分散其应力，从而产生裂缝。
2材料
2.1保温隔热材料
过于松软和过于高强的保温隔热板材均不利于整个体系的稳定和抗裂性能。
2.1.1膨胀聚苯板
用于外墙保温的聚苯板主要是密度在18.0～ 22.0 kg/m3、尺寸稳定性≤ 0.30%的阻燃型膨胀聚苯板。由于材料因素造成开裂的原因有：聚苯板密度过低，陈化时间不够，材料粉化，热熔缩，所用胶粘剂达不到外保温技术对产品的质量要求，直接抹在聚苯板上的抹面砂浆与聚苯板的导热系数相差过大，在温差变化大的严寒地区问题较多。武汉外墙岩棉保温板
2.1.2挤塑聚苯板
除了与膨胀聚苯板薄抹灰外墙外保温体系类似的开裂原因外，还有以下原因：①整个体系材料不配套，未经大型耐候性试验验证。②挤塑聚苯板比膨胀聚苯板密度大强度高由于自身变形及温差变形而产生的变形应力也大，相对于每条板缝来说，相临两块板自身的应力变化是反向的，对板缝处进行挤或拉，造成板缝处开裂；③挤塑聚苯板具有更小的导热系数，其与面层砂浆的导热系数相差越大，温度变化时，导致发生形变的量差越大，易产生裂缝。
2.1.3保温隔热浆料
以珍珠岩为主要原料的保温隔热浆料具有强度高、变形性差、易空鼓开裂的缺点，尤其是温湿变化会对其产生较大影响。而以聚苯颗粒为主要原料的胶粉聚苯颗粒保温隔热材料变形小、抗裂性能好并具有良好的耐候性能。
2.2防护层
由抹面砂浆与增强网构成的防护层对整个体系的抗裂性能起着关键的作用。玻纤网格布则是抗裂防护层软配筋的关键增强材料。由于防护层材料而引起保温隔热墙面开裂的原因有：直接采用水泥砂浆做防护层，强度高、收缩大、柔韧变形性不够。配制的抗裂砂浆虽然也用了聚合物进行改性，但柔韧性不够也易开裂。抗裂砂浆层过厚：砂浆层收缩大易开裂。使用了不合格的玻纤网格布：由于断裂强力低、耐碱强力保留率低、断裂应变大等原因造成起不到长期有效分散应力的作用，引起防护层裂缝。
2.3饰面层
在涂料饰面层的材料中，采用刚性腻子、不耐水的腻子、不耐老化的涂料或者与腻子不匹配的涂料均是引起裂缝的原因。 在面砖饰面层的材料中，采用玻纤网为增强材料的抗裂防护层上粘贴面砖；水泥砂浆或聚灰比达不到要求的聚合物砂浆粘贴面砖；水泥砂浆或聚灰比达不到要求的聚合物砂浆进行面砖勾缝；以及使用吸水率大的面砖和不带槽的平板面砖均是引起开裂的原因。
武汉外墙岩棉保温板隔热体系实验研究
1耐候性试验
耐候性试验模拟夏季墙面经高温日晒后突降暴雨和冬夏年温度的反复作用，对大尺寸的外保温隔热墙体进行的加速气候老化试验，是检验和评价外保温隔热体系质量的最重要的试验项目。耐候性试验与实际工程有着很好的相关性，能很好地反应实际外保温隔热工程的耐候性能。大型耐侯性试验要求试样经80次高温（70℃）——降雨（15℃）循环和20次加热（50℃）——冷冻（-20℃）循环后不得出现空鼓、脱落及开裂。从试验结果看，如果构造不合理、材料质量不符合要求的体系都经受不住这样的考验，出现了明显的裂缝。而构造合理、材料相容、防护层抹面砂浆韧性良好、网格布质量保证铺贴位置正确、体系各层材料符合柔性渐变释放内应力及时、充分的保温隔热体系则通过这样的考验。
针对外墙保温面的裂缝控制，提出以下几项基本原则：
1外保温隔热体系抗裂优于内保温隔热体系的原则；
2“逐层渐变柔性释放应力”的抗裂技术原则；
3普通水泥砂浆不应作为保温体系表面的找平及保护层材料的原则；
4无空腔构造提高体系稳定性的原则；
5防护层的抗裂问题是控制裂缝的主要矛盾的原则；
6所有外保温体系经过大型体系耐候性试验验证抗裂性原则；
7应尽量选择涂料外饰面外保温体系的原则；
8应充分考虑各层材料的相容性及匹配性原则；
9加强保温截止部位材质变换处的密封原则；
10外墙保温体系供应商应对体系材料成套供应的原则；
11提高保温体系的质量保证率的原则； 在遵循以上技术原则的前提下，注意本文中分析的构造设计、材料、施工等造成裂缝的原因，采用相应技术避免，则可以做到外墙外保温节能达到国家要求并不产生裂缝，延长建筑物的寿命。
武汉外墙岩棉保温板-对外墙保温研究