详图示意外保温施工的几个要点

夏天的光 2023-02-21 发布于湖北

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外墙外保温施工技术在公建节能改造工程中的应用

某项目属于公共建筑二类高层,耐火等级二级,根据设计规范其外墙外保温材料的燃烧性能应为A级,同时还需满足建筑节能75%的标准,而建筑外墙保温材料的燃烧性能达到A级的材料主要为岩棉板、玻璃棉板、发泡水泥板、泡沫玻璃板等,经市场调研,玻璃棉板、发泡水泥板、泡沫玻璃板等作为外墙外保温材料的工程案例极少,而岩棉板作为无机不燃材料,具有导热系数小,保温性能高,透气性好等优点在全国各地外墙外保温工程中普遍使用,所以本工程决定采用岩棉板作为外墙外保温材料;但岩棉板也有自身的缺点,如密度大,层状结构易翘曲,切块时易产生粉尘等,且普通岩棉抗拉强度不足0.01MPa,裸棉粘结做法耐久性差,岩棉板与砂浆粘结力较小,面层砂浆在重力和风荷载作用下易造成面层沉降和空鼓,系统面层一旦出现裂纹,将大大降低墙体整体的保温性能,节能效果将很难满足设计者最初的设计要求,不能满足国家规范对节能效果的强制性要求,造成很大的能源浪费,同时还会对建筑耐久性带来很大的影响甚至有可能危及墙体的安全性,雨水等的渗透和侵蚀将大大降低整体性能,也严重影响建筑物的整体外立面的美观;针对以上问题,本文将从优化设计构造、优选岩棉板保温材料、严控施工质量等方面入手,分析和解决建筑外墙外保温系统面层裂缝防裂等措施,为类似工程提供借鉴。

1工程概况

该项目为公共建筑节能改造项目,框架结构，填充墙采用陶粒空心砖;外墙保温设计做法为岩棉板保温系统,岩棉板厚度为90厚,燃烧性能A级(A1级),表观密度≥100kg/m3,导热系数λ≤0.048W/(m·K),外墙围护结构中平均传热系数极限值为0.45W/(m2·K),压缩强度≥40kPa,尺寸稳定性≤1.0%,吸水率≤1.0%,外墙保温施工工艺采用点框法+锚栓,且应满足锚栓的有效锚固深度不小于35mm,外墙涂料选用真石漆,应满足10年的材料不褪色、不粉化、不剥落。

根据现场实际情况,原外墙基层墙体为陶粒空心砖,进行外墙外保温系统施工前,需先对原墙面瓷砖进行剔凿,保留找平层,并对找平层墙面空鼓、开裂的部位进行清理后进行整体找平,再进行外墙保温施工。

2合理进行设计优化

外墙外保温系统基本设计构造由粘结层、保温层、抹面层和饰面层等四层构造组成;本工程基层墙体采用陶粒空心砖多孔材料,需对构造设计采取相应措施,防止在负风压作用下保温层脱落,避免外墙面的面层鼓包、开裂,阻止外界水汽进入保温系统上下串通,预防特殊部位的碰撞、防裂和防水,故综合进行设计优化,保证其稳定性、保温性、防水防火性及耐撞击性能等。

2.1构造设计优化

2.1.1外墙保温防坠落设计优化

1)粘锚结合。岩棉板通过粘结砂浆与墙体连接,需考虑相应高度处最大风荷载设计值,岩棉板与墙面连接在不考虑锚栓作用的情况下能够满足本地区抗风压要求,本建筑物高度31.5m>24m,岩棉板与基层墙体粘结面积率按60%设置;同时,为保证岩棉板与墙体粘结部分失效的情况不至于脱落,在不考虑岩棉板与墙体粘结作用情况下的抗风压,根据试验室试验,锚栓与陶粒砖基层和加气混凝土基层的抗拉承载力均不小于0.6kN,岩棉板按0.6m×0.6m板计算,最大正风压为0.57kN,最大负风压(墙角)为1.025kN,每平米保温板按不少于6个专用锚栓设置,每块板不少于两个锚栓,锚栓的有效锚固深度不小于35mm(指进入墙体主体结构的深度),本工程统一采用长16cm的不锈钢锚栓,扣除岩棉板和粘结层厚度,有效锚固深度完全能够达到要求。

2)不锈钢托架设置。本工程采用的外保温材料为厚90mm岩棉板(干密度为101kg/m3),虽然在锚栓单独作用下能够满足岩棉板的竖向抗剪要求,但岩棉板密度大、重量沉,为确保外保温系统的质量和安全,在粘贴岩棉板前,每层楼板处及门窗洞口等悬空部位设L型不锈钢托架,托架水平间距不大于600mm,施工时需弹水平线使托架按水平方向布置。托架尺寸如图1所示。

2.1.2刚度逐层释放应力设计

外墙外保温体系作为一个系统,其开裂是各个构造层面和包括构造设计在内的多种因素共同作用的结果,各构造层逐层渐变、逐层释放内应力,不同构造层所处的工作环境并不完全相同,为有效降低各构造层所产生的应力造成面层开裂,采用在复合岩棉板表面抹10mm厚胶粉聚苯颗粒柔性找平层过渡,有效吸收变形应力并缓解抗裂层的受力状态,在保温层和抗裂层中起到过渡作用,提高系统整体的抗裂性能。

2.1.3点框结合粘结保温层小空腔构造设计

1)空腔体系与无空腔体系的优缺点。外保温系统与主体结构之间不可避免存在缝隙,在风力作用下会产生负压,保温板空腔过大时有可能导致建筑物外墙外保温系统表面层的裂缝,甚至会引起保温板的结构层表面的撕裂,无空腔体系对减少墙体表面开裂有较好的效果,但无空腔体系很难做到,并且无空腔体系很难解决结构内部水蒸汽迁移造成的保温隔热层吸湿冷凝而造成的节能效果降低、霉变、保温层与结构剥离的问题,由于建筑墙体内的水蒸汽向外扩散需要一个较长的过程,加之室内水蒸汽从室内高温一侧向室外低温一侧进行迁移时,均会在保温板和墙面之间出现冷凝现象,使用时间超过两年以上时,在墙体与保温层易出现析水现象,甚至出现霉变而导致保温性能大大降低,外保温系统可能出现剥离脱落。

2)采用点框结合粘结保温层小空腔构造。小空腔构造可以承受风压对外保温系统的负压作用,小空腔构造还可以在保温板材与墙体之间形成有效隔汽层,能够有效解决内蒸汽释放问题,本工程采用点框结合粘结保温层形成小空腔构造,点框结合做法如图2所示。

2.2局部节点设计优化

外墙外保温体系施工前,根据工程部分节点的基本构造,还需对窗口四周、阴阳角、勒脚部位、女儿墙及雨水管等抗裂薄弱部位进行局部节点设计优化,以达到外墙保温系统整体抗裂效果。

2.2.1门窗口四周保温断桥设计

为防止门窗口四周及角部开裂及解决窗口热桥问题,需对门窗口四周进行保温断桥设计,将外墙保温层表面敷设的胶粉聚苯颗粒保温浆料中的加强型玻纤网与窗洞口处的玻纤网进行搭接,门窗洞口四角应预先沿45°方向加铺不小于300mm×200mm的玻纤网,并通过锚栓在窗洞口进行固定,门窗洞口四角处岩棉板不得拼接,应采用整块板切割成型,接缝处离开角部至少200mm,窗上口设置塑料滴水线,窗下口里高外低(高差为2cm),窗洞口四周均采用胶粉聚苯颗粒保温浆料进行粗找平,然后采用4~6mm厚DBI抹面砂浆内压一层玻纤网格布进行精找平。窗上口、窗下口、窗侧口及塑料滴水线做法如图3所示。

2.2.2阴阳角抗裂构造设计

外墙保温系统在阴阳角处是面层开裂的薄弱部位,需考虑对外墙保温系统面层的抗裂构造进行加强,防止这些部位开裂;墙角处保温板排版应交错互锁,对于建筑首层墙体和其他可能遭受冲击力的部位(人流密集区)加铺的玻纤网需先行铺设,其余部位采用对接方式进行铺贴,对接点不得在阴阳角处且需偏离阴阳角不少于150mm。阴阳角构造如图4所示。

2.2.3勒脚部位防冻胀构造设计

外墙保温系统勒脚部位长期与地面接触,雨、雪等的渗透和侵蚀外墙勒脚,而岩棉板湿涨干缩变形大,从而导致板材的空鼓和开裂;为解决这一难题,需将保温板保温材料更换为不吸水材料,本工程在外墙底部第一层岩棉板的下侧板端与散水的高度600mm的范围内采用石墨聚苯板(或XPS板)进行保温、防水处理,并在散水与勒脚处留出20mm缝隙,填塞聚苯板条和建筑耐候密封胶,可有效解决勒脚部位冻胀开裂问题,外墙勒脚防冻胀构造如图5所示。

2.2.4女儿墙保温防水设计

女儿墙外部若保温不到位易产生热桥效应,从而在墙体外侧产生裂纹,并易导致外部雨水侵入造成面层开裂、脱落;为防止女儿墙发生以上质量问题,需对女儿墙进行保温防水设计,本工程将原女儿墙增加内外挑檐,并均设置鹰嘴滴水线,女儿墙顶部先抹保温浆料粗找平,再抹抗裂砂浆满挂网格布找坡,坡度为10%,女儿墙保温防水构造如图6所示。

2.2.5雨水管支腿缝隙封堵设计

外墙雨水管支腿与保温板之间若封堵不严,易造成渗水、保温板脱落,为预防这一问题的发生,本工程将塑料胀管钻孔打穿保温层固定于结构墙体内,缝隙采用耐候胶密封,雨水管离墙面50mm。如图7所示。

3优选保温材料

建筑外墙外保温系统是有机的整体系统,如果建筑外墙外保温系统构造设计缺陷不存在,那么外墙外保温质量的关键因素就在于系统所组成材料的性能,体系材料的整体配套协调性能是建筑外墙外保温系统实现防裂的重要物质基础,由于外墙外保温系统是多层构造形成的一个功能体系,除了要考虑单一构造层的功能需要外,还要考虑不同构造层的共同协作的兼容匹配性。

3.1合理选用原材料

3.1.1保温材料

外墙外保温材料柔韧性差容易使外墙外保温系统面层出现温度收缩裂缝,所以具有一定强度且变形性能好的保温材料能够有效防止外墙外保温系统面层裂缝的发生;本工程岩棉保温板采用四面包裹的增强竖丝岩棉复合板,即改变传统的岩棉板的纤维受力方向和运动方向,增强岩棉板本身的抗拉强度,防止纤维分层,膨胀变形,能够吸收内部应力变化,每块板受力相对独立;增强竖丝岩棉复合板抗拉强度高,因四面包裹,故防水抗沉降性能好,破损率低,并有利于劳动保护,施工性能好,可用木工手锯随意裁切,增强竖丝岩棉复合板保温防水性能大大优于传统岩棉板,可有效防止面层开裂。增强竖丝岩棉复合板结构如图8所示。

3.1.2粘结材料

粘结材料用来粘结保温板及主体结构(特别是与基层找平砂浆进行粘结),如果粘结材料的性能不合格,是引起建筑外墙外保温系统面层产生裂缝的重要原因之一。本工程采用成品胶粘剂,并符合JG/T483—2015《岩棉薄抹灰外墙外保温系统材料》的要求,其与砂浆、与保温板的拉伸粘结强度均符合规范要求时,方可进场使用。

3.1.3防护层材料

1)防护层材料性能要求。建筑外墙外保温系统的防护层是由增强材料和抹灰砂浆层组成,材料防护层的好坏直接影响系统控制裂缝的表面层;具有弹性性能的保温材料能有效地释放外墙外保温系统所产生的应力,弱化表层材料的损伤,通过对防护层进行有效加强,可以提高其抗裂性能。

2)玻纤网格布。为防止抗裂层(抗裂砂浆层)开裂,本工程采用不小于300g/m2的加强型耐碱玻纤网格布,其径向、纬向断裂强力不小于2000N/50mm,抗裂层外为柔性耐水腻子和弹性涂料。

3)抗裂砂浆。优先选用成品抗裂砂浆,减少水泥砂浆的使用量,水泥砂浆具有较大的刚度,易产生裂缝,因此外保温系统优先选用抗裂砂浆,并进行材料进场复试试验,检验其拉伸粘结强度、可操作时间及压折比等性能指标是否符合设计要求,合格后方可批量进场,以应对各种自然因素引起的系统表面层的收缩变形。

3.1.4涂料饰面面层材料

1)涂料饰面面层性能要求。涂料面层材料须有良好的防水性能和良好的韧性,面层各层级的变形是相互影响的,而且这种变形是逐层由外向内叠加,因此理想的抗裂性能状态要求从内而外变形性能应该逐层递增。

2)腻子。腻子采用与真石漆厂家配套的产品,不得使用小厂家的腻子,进场需按规范JG/T157—2009《建筑外墙用腻子》中的R型柔性耐水腻子要求进行柔韧性复试,以保证腻子在抗裂砂浆与涂料层中间起到柔性过渡作用,腻子需与面层涂料配套,防止腻子与面层涂料出现相溶解等相互影响而发生开裂破坏,批刮腻子前还需滚涂一遍界面剂用量不低于0.1~0.2kg/m2,本工程采用R型亚士砂壁状涂料专用腻子。

3)真石漆涂料。真石漆分为底漆、面漆、罩面漆,彼此需配套使用,保证真石漆涂料的耐久性,避免一段时间后受外部环境的影响引起系统面层裂缝,本工程采用与生产增强竖丝岩棉复合板的厂家提供的配套真石漆涂料,保证其无色差、不发花、不褪色、耐酸雨、落沙少,不易开裂且耐久性不少于10年,底漆符合规范JG/T210—2007《建筑内外墙用底漆》的性能技术要求具有优良的抗碱性和附着力,面漆符合规范JG/T24—2000《合成树脂乳液砂壁状建筑涂料》、DB11/3005—2017《建筑类涂料与胶粘剂挥发性有机化合物含量限制标准》的相关性能及环保要求,在涂刷底漆前,还需涂刷一遍抗碱封闭底漆,底漆滚涂一遍,用量不低于0.15~0.20kg/m2;喷涂面漆时,需保证用量不低于4~6kg/m2;喷涂面漆后,还需滚涂两遍水性罩面清漆,罩面漆具备亲水性和耐污染性的弱溶剂聚氨酯树脂透明面漆,同时为避免涂层由于静电原因吸附漂浮在空气中的灰尘,罩面漆还要求具有低带电性,用量不低于0.3~0.35kg/m2。

3.2体系材料成套采购、施工专业化

材料供应商给予配套的保温材料供应和专业的分包施工队伍施工。外墙外保温作为一个多层次构造形成的系统,要求各级能够相互协调、整体配套,才能够实现预期效果,因此在材料供应上,整个系统应该由合格的专业供应商进行整体配套供应,施工队伍的选择应该进行专业分包,以实现整体保温和抗裂效果的实现。

4严控施工措施

在外墙外保温施工过程中,不规范操作也是引起墙体外保温面层开裂的一个重要因素,主要体现在基层处理不规范、停检点设置不合理、质量验收力度不足等。

4.1加强基层处理

1)基层处理重要性。基层处理不到位易造成保温系统与结构脱离产生裂缝、空鼓甚至脱落;本工程基层处理采取剔除外墙瓷砖及瓷砖粘接层,为避免剔凿抹灰层造成空心砖的破坏,保留外墙砌体原抹灰层,但为了粘贴保温板需要并保证施工质量,在原外墙抹灰层上增厚DP砂浆进行整体找平,并保证最薄处增厚20mm,基层专用砂浆或界面处理剂甩毛处理并满钉钢丝网,钢丝网规格:钢丝直径0.7mm,网孔大小30mm×30mm~50×50mm。

2)基层清理。原墙面的瓷砖及瓷砖粘接层剔除后,需把墙面浮灰清理干净,进行施工前对墙体表面提前进行浇水湿润。

3)基层找平拉毛、分格处理。墙面整体用干拌DP砂浆拉毛,保温板粘贴基层粘板前要刷界面剂增加粘接强度,同时为避免基层整体找平时砂浆出现空鼓、开裂风险,还需对基层找平砂浆进行分格处理,分格面积不大于36m2。

4.2合理设置停检点

为保证施工过程能够按设计及规范要求进行,需对基层处理、板材粘贴、锚栓固定、柔性找平层涂刮等工序设置停检点,在施工过程中,必须按停检点严格检查,不经检查不得进行下道工序施工。

1)基层处理。基层处理施工时,及时进行停检点验收,重点对以下方面进行检查。

a.原墙面剔凿检查。检查剔凿掉外墙瓷砖及粘结层后保留的原墙面找平层是否存在空鼓、开裂,存在空鼓、开裂的部位是否已进行凿除并采用聚合物砂浆(DP砂浆)填补凹坑,进行修补找平,原墙面的缺损和孔洞、不平表面DP砂浆填补密实。

b.满挂钢丝网检查。墙面整体DP砂浆找平前,是否满挂热镀锌电焊钢丝防裂网,钢丝网规格尺寸是否满足要求的网孔尺寸及钢丝直径,钢丝网应用钢钉或射钉加铁片固定,间距不大于300mm,搭接宽度100mm。

c.基层平整度检查。根据建筑立面设计和外墙外保温系统的技术要求,在阴角、阳角和外门窗水平、垂直及装饰缝线等挂垂直线和水平线等控制线,对建筑外墙大角(阳角、阴角)、墙面平整度进行检查不大于20mm,以保证后续施工保温板的垂直度和平整度。

d.托架安装检查。首先检查托架固定位置,是否在基层墙体的勒脚、阳台栏板、窗口上沿等复合岩棉板安装的起始位置均设置了托架,其次检查每层的混凝土楼板处的不锈钢托架间距是否能够承托保温板,锚固有效深度不小于50mm,最后挂水平线检查托架是否按水平方向布置。e.粘贴翻包玻纤网检查。重点检查在复合岩棉板安装起始部位及门窗洞口、女儿墙等收口部位、保温板侧边外露处,在粘贴保温板前完成翻包玻纤网,宽度为保温板厚加200mm,大面纵横向网格布搭接长度均为100mm,如图9所示,长度根据施工部位具体情况确定;本工程窗框居中设置,并不跟外墙齐平,还需注意翻包网粘贴的位置要把窗台保温板都包进去,如图10所示。

2)保温板粘贴。排板时按水平顺序移动,上下错缝粘贴,阴阳角处应做错茬处理,复合岩棉板的拼缝位置不得在门窗口的四角处,如图11所示;保温板材与墙面必须粘结牢固,无松动和虚粘现象,聚合物砂浆胶粘剂与基层墙体拉伸粘结强度不得小于0.3MPa,粘结面积率不小于60%。

3)锚栓固定。保温板粘贴完24h后,应进行锚栓安装固定,需从以下几方面进行停检检查。

a.胀塞和锚钉要分开验收,否则工人肯定会直接将胀塞和锚钉组合到一起砸进墙造成锚栓弯曲,要求工人把锚钉拧进去基本做不到,分开验收胀塞先塞到底,再砸钉,可有效避免锚钉弯曲。

b.锚栓直接锚固在保温板面上,每块保温板(规格为600mm×600mm)2个锚栓,锚栓数量应不少于6个/m2,每块板四角部位必须设置,锚栓均匀分布,呈梅花形布置,靠近墙面阳角、门窗边缘的部位可适当增加1~2个锚栓进行加固处理,同时为加强锚固力,可在保温板拼缝处水平间距每隔600mm设置一个锚栓,锚固钉头不得超出保温板板面,锚栓分布如图12所示。锚栓安装完毕后,还需进行锚固拉拔力试验,试验合格后方可进行下道工序施工。