建筑外墻外保溫系統(tǒng)工程裂縫成因及修復(fù)技術(shù)

魏 鵬

節(jié)約型社會(huì)是我國(guó)發(fā)展的主要方向之一，為了減少能耗，需要選擇節(jié)能建筑技術(shù)。外墻外保溫系統(tǒng)在建筑節(jié)能方面具有明顯優(yōu)勢(shì)，選擇合適的外墻材料能夠提升墻體和樓板的保溫隔熱效果，減少建筑能耗。但是在施工過(guò)程中，外墻外保溫系統(tǒng)依然存在一些問(wèn)題，如耐久性較差、使用壽命短、抗火災(zāi)能力差、墻面脫落及裂縫等，其中最為常見的是裂縫問(wèn)題，如果不及時(shí)處理，裂縫會(huì)進(jìn)一步發(fā)展，不但對(duì)建筑外觀產(chǎn)生影響，還會(huì)導(dǎo)致建筑壽命縮短。因此，為了保障建筑質(zhì)量，需要對(duì)建筑外墻外保溫裂縫進(jìn)行分析，對(duì)其形成規(guī)律和發(fā)生原因進(jìn)行探究，并確定裂縫種類，形成修復(fù)方案，從而改善裂縫問(wèn)題。

1 外墻外保溫系統(tǒng)的特點(diǎn)

外墻外保溫系統(tǒng)可以滿足墻體保溫節(jié)能的要求。在建筑使用壽命期間，外墻外保溫系統(tǒng)能夠保護(hù)建筑外墻，提升建筑防潮性能、保溫性能、防水性能和氣密性。常見的外墻外保溫材料包括巖棉板、SPS 和EPS，其施工簡(jiǎn)單，用料節(jié)省，保溫性能好，能夠有效減少能耗。該種保溫隔熱材料安裝在室內(nèi)，較少受外部條件的影響，對(duì)材料防水性能也沒(méi)有太高的要求，獲取較為容易。在建筑建設(shè)期間，較易出現(xiàn)單獨(dú)的施工面，為此可靈活開展作業(yè)活動(dòng)，有助于施工效率的管控，特別是在高層建設(shè)過(guò)程中，優(yōu)勢(shì)十分顯著。

2 外墻外保溫系統(tǒng)裂縫類型和危害

2.1 裂縫類型

所謂裂縫，指的是產(chǎn)生在固體物體上的某種不連貫的縫隙。以肉眼能夠看見為依據(jù)可分成兩種，第一種是寬度在0.05 mm 以下的裂縫，叫做微觀裂縫；第二種是寬度在0.05 mm 以上的裂縫，叫做宏觀裂縫。第一種裂縫若未及時(shí)治理，會(huì)發(fā)展為第二種裂縫。建筑主體架構(gòu)最外層是外墻保溫系統(tǒng)，出現(xiàn)開裂情況不會(huì)對(duì)建筑安全產(chǎn)生不良影響，然而會(huì)導(dǎo)致保溫功能減弱，嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)水分子滲透現(xiàn)象，因此出現(xiàn)裂縫應(yīng)及時(shí)采取相關(guān)措施，不能任其長(zhǎng)期存在。

2.2 裂縫危害

第一，外墻外保溫裂縫會(huì)影響墻體的保溫隔熱性能，建筑外墻能耗增加，無(wú)法達(dá)到節(jié)能的目標(biāo)，造成嚴(yán)重的資源浪費(fèi)。第二，外墻外保溫裂縫容易引發(fā)墻體滲漏，雨水或上層污水進(jìn)入墻體，引發(fā)墻體發(fā)霉長(zhǎng)毛，嚴(yán)重影響墻體和基層的黏結(jié)性能。如果未能及時(shí)補(bǔ)救，將會(huì)引發(fā)外墻外保溫材料脫落，使墻體成為危墻，也會(huì)影響外墻外保溫系統(tǒng)的使用年限。第三，外墻外保溫系統(tǒng)裂縫會(huì)影響外墻美觀，如果外墻外保溫系統(tǒng)裂縫未能及時(shí)修復(fù)，還會(huì)影響城市形象。

3 工程概況

唐山市鷺港小區(qū)住宅樓工程位于城區(qū)，交通便利。規(guī)劃用地面積859 200 m2，建筑面積572 800 m2。建筑所在地區(qū)屬于大陸性季風(fēng)氣候，四季分明，夏季和冬季溫差較大。建筑建成于2008 年，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的分析研究可知，外墻和樓板是建筑能耗的主要部分。該建筑原為普通空心磚結(jié)構(gòu)，保溫較差，從2017 年開始選擇XPS 板作為外墻外保溫系統(tǒng)。

4 外墻外保溫裂縫成因分析

4.1 材料原因

4.1.1 保溫材料的影響

（1）膨脹聚苯板。將這種材料應(yīng)用到建筑外墻保溫系統(tǒng)，要求其密度高于18 kg/m3，并且不超過(guò)22 kg/m3，同時(shí)尺寸穩(wěn)定性不可超過(guò)0.3%。一般而言，聚苯板密度較小，變形率高，抗沖擊性弱，為此將其運(yùn)用到外墻保溫系統(tǒng)，產(chǎn)生開裂問(wèn)題的可能性很高。因此，聚苯板在使用前應(yīng)進(jìn)行充分陳化，常規(guī)條件下，膨脹聚苯板應(yīng)陳化42 d，或是在60 ℃的蒸汽中陳化5 d[1]。

（2）擠塑聚苯板。和膨脹聚苯板相比，擠塑聚苯板強(qiáng)度略強(qiáng)，同時(shí)吸水率不高，導(dǎo)熱性能弱，有助于保持溫度，因此被大范圍運(yùn)用。然而國(guó)內(nèi)當(dāng)前對(duì)這種材料各項(xiàng)指標(biāo)的探究不夠深入，實(shí)踐應(yīng)用實(shí)踐也不豐富，很多應(yīng)用該材料的建筑外墻保溫系統(tǒng)產(chǎn)生了開裂現(xiàn)象，為此將來(lái)需對(duì)擠塑聚苯板進(jìn)行進(jìn)一步探究。

作為建筑功能完整實(shí)現(xiàn)的重要前提，建筑防水向來(lái)受到業(yè)界的重點(diǎn)關(guān)注。窗戶、磚墻之間的縫隙、廚衛(wèi)間等屬于傳統(tǒng)建筑容易出現(xiàn)滲漏的部位，但采用PC構(gòu)件、灌漿連接（或節(jié)點(diǎn)現(xiàn)澆）工藝的預(yù)制裝配式建筑卻基本不會(huì)在這類部位出現(xiàn)滲漏，其滲漏一般源于外墻存在的大量拼接縫，這使得預(yù)制裝配式建筑外墻防水密封向來(lái)受到業(yè)界的重點(diǎn)關(guān)注?？涨环浪⒉牧戏浪畬儆谧顬槌Ｒ姷膬煞N預(yù)制裝配式建筑外墻防水密封方法，前者采用現(xiàn)澆混凝土或密封條形成二次密封，后者則通過(guò)嵌填密封材料處理接縫迎水面。但受到多方面因素影響，空腔防水很容易因空腔堵塞或墻板精度偏差而失效，密封膠存在的不足也會(huì)直接影響接縫迎水面處理效果[1]。

4.1.2 黏結(jié)性材料的影響

黏結(jié)性材料的作用是將建筑主體結(jié)構(gòu)與保溫板相連，若其性能不達(dá)標(biāo)，則易導(dǎo)致建筑外墻保溫系統(tǒng)出現(xiàn)開裂問(wèn)題。該類材料配套性能低劣，若和保溫系統(tǒng)其他材料無(wú)法有效協(xié)同，則易使面層出現(xiàn)裂縫[2]。

4.1.3 防護(hù)層材料的影響

抹灰砂漿層與增強(qiáng)材料一同構(gòu)成外墻保溫系統(tǒng)的保護(hù)層，保護(hù)層質(zhì)量的優(yōu)劣對(duì)于面層是否出現(xiàn)裂縫有重要影響。彈性突出的保溫材料可以將外墻外保溫系統(tǒng)的應(yīng)力及時(shí)地釋放，從而減小對(duì)表層材料的損壞?？梢酝ㄟ^(guò)科學(xué)的技術(shù)方法提升防護(hù)層性能，使其抗裂能力大幅優(yōu)化。

4.1.4 飾面面層材料的影響

（1）涂料飾面面層材料。好的涂料飾面面層材料防水性能顯著，韌性較強(qiáng),使用的膩?zhàn)影殡S溫度變化進(jìn)行自我調(diào)整的水平低下，產(chǎn)生面層產(chǎn)生開裂問(wèn)題；若涂料飾面層運(yùn)用的膩?zhàn)硬痪哂休^強(qiáng)的耐水性，在降水浸濕后，較易使面層開裂；涂料飾面層的涂料具有不具有優(yōu)良的持久性，建筑建設(shè)完工一段時(shí)期后，會(huì)在外界要素的作用下面層開裂。

（2）外墻磚飾面材料。在建筑外墻最外層采用外墻磚作為飾面層時(shí)，面磚通常吸水性強(qiáng)，冬季溫度低的情況下較易膨脹，致使飾面層產(chǎn)生開裂問(wèn)題；在抗裂防護(hù)層上運(yùn)用玻纖網(wǎng)可以使提升材料性能，但如果安裝部位不合適，抗裂防護(hù)層和飾面層無(wú)法有效貼合，也會(huì)造成飾面層裂開。

4.2 設(shè)計(jì)原因

我國(guó)外墻外保溫技術(shù)出現(xiàn)時(shí)間晚，系統(tǒng)性探究還不夠深入，抗裂構(gòu)造設(shè)計(jì)體系有待健全，導(dǎo)致外墻外保溫面層產(chǎn)生開裂問(wèn)題。外墻外保溫系統(tǒng)可以減小溫度差對(duì)主體架構(gòu)產(chǎn)生的不良影響，降低形變程度，避免部分位置出現(xiàn)熱橋，增長(zhǎng)主體架構(gòu)的使用時(shí)間，若構(gòu)造處置不恰當(dāng)，某些部位依然會(huì)出現(xiàn)熱橋現(xiàn)象[3]。

建筑外墻外保溫系統(tǒng)處于外墻的最外層，外界要素比如降水、刮風(fēng)、地震力等會(huì)對(duì)保溫系統(tǒng)產(chǎn)生較大影響，為此與內(nèi)保溫系統(tǒng)相較而言，需要對(duì)外保溫系統(tǒng)有較高的要求。外保溫面層具有設(shè)計(jì)所規(guī)定的厚度，而熱阻比是保溫材料的基本性質(zhì)。在環(huán)境溫度發(fā)生變動(dòng)、太陽(yáng)輻射條件下，和沒(méi)有保溫層的建筑比較，有保溫層的溫度變動(dòng)十分顯著，最高差30 倍左右，此時(shí)需要對(duì)保溫層墻面運(yùn)用耐候性突出的面層，另外該材料還應(yīng)具備強(qiáng)大的抗變形性能，避免裂縫的出現(xiàn)。如果建筑架構(gòu)運(yùn)用了不合適的面層，極易造成墻面開裂。

4.3 施工原因

5 外墻外保溫裂縫的應(yīng)對(duì)措施

5.1 外界溫度變化對(duì)策

立足于保溫系統(tǒng)層面，每層的溫度都不同，特別是最外面的一層，因?yàn)樘幱谧匀画h(huán)境下，溫度的變動(dòng)面臨很大未知數(shù)，此時(shí)較易出現(xiàn)層間變形。為此，相鄰層材料形狀變化近似特別關(guān)鍵，里面一層材料的形狀改變程度應(yīng)該逐層弱于外面層，確保變形的平穩(wěn)過(guò)渡；此外，應(yīng)當(dāng)保證不同層材料間不出現(xiàn)化學(xué)現(xiàn)象，確保相鄰材料兼容；涂料層材料也應(yīng)該和保溫材料相協(xié)調(diào)，避免抹灰層厚度不夠，液體涂料滲到里面，影響保溫材料性能。

5.2 材料性能差異應(yīng)對(duì)對(duì)策

使用“抗放結(jié)合”的方式，即提升材料延展性能與抗變形性能?！翱埂笔窃鰪?qiáng)抗拉水平，提升抗裂能力，盡可能多地吸收形狀改變能量，從而避免開裂。這種方式無(wú)論對(duì)于材料密度、剛性還是彈性均有較高要求，可以保證變形應(yīng)力不釋放；“放”是準(zhǔn)許材料形狀發(fā)生變化、引導(dǎo)材料形狀發(fā)生變化、制約材料形狀發(fā)生變化的方式達(dá)成變形應(yīng)力釋放的目標(biāo)。這種方式對(duì)材料柔性、抗變形性能有很高要求，以疏導(dǎo)的方式制約形狀改變的程度，可以降低項(xiàng)目開裂的可能性[4]。涂層與保溫材料應(yīng)當(dāng)保持協(xié)調(diào)，抹灰層要厚度合適，涂料滲進(jìn)抹灰層腐蝕保溫材料。

5.3 增強(qiáng)構(gòu)造設(shè)計(jì)

溫度短時(shí)間快速變化會(huì)引起溫差的產(chǎn)生，這種情況下保溫層表面會(huì)出現(xiàn)大量的熱應(yīng)力，保溫層內(nèi)部形狀改變幅度弱于外層，巨大溫差會(huì)誘發(fā)開裂現(xiàn)象。為此保溫性應(yīng)當(dāng)依據(jù)材料的彈性變形水平進(jìn)行臨近層材料的搭配，逐步過(guò)渡，從而將應(yīng)力逐漸釋放，這是柔性釋放應(yīng)力的基礎(chǔ)原理。依據(jù)該原理，在選取保溫材料時(shí)，應(yīng)充分考量臨近層的制約與反制約性能，對(duì)材料的彈性模量進(jìn)行科學(xué)調(diào)節(jié)；構(gòu)成保溫層的材料應(yīng)當(dāng)有恰當(dāng)程度的柔性，保證材料在形狀改變后將應(yīng)力全部釋放，在通過(guò)多次變形后不會(huì)由于疲勞毀壞出現(xiàn)開裂問(wèn)題；對(duì)于剛性面層材料，應(yīng)當(dāng)設(shè)立柔性隔離縫，且在中心部位添加柔性膠，利于應(yīng)力放出；部分變形層變形水平有明顯差別，應(yīng)當(dāng)設(shè)立過(guò)渡層，以便放出柔性應(yīng)力。在黏面磚施工過(guò)程中，柔性膩?zhàn)訉?、柔性黏接砂漿等均是普遍運(yùn)用的過(guò)渡層[5]。

5.4 加強(qiáng)施工控制

針對(duì)施工誘發(fā)的開裂問(wèn)題，應(yīng)當(dāng)增強(qiáng)施工管控，全面依照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)施工，保證外墻外保溫施工質(zhì)量。

（1）在施工之前，先將墻面灰清除干凈，墻面不可留存脫模機(jī)與混凝土殘?jiān)任镔|(zhì)，為有效控制施工平整水平與垂直水平，可采用掛水平線和垂直線的方法。平整垂直度偏差不可超過(guò)20 mm，若超過(guò)該數(shù)值，應(yīng)當(dāng)對(duì)墻面實(shí)施補(bǔ)平操作。細(xì)微偏差可采用調(diào)整保溫板厚度、調(diào)節(jié)黏接層厚度的方式糾正，然而需確保保溫成效符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，保溫層厚度應(yīng)當(dāng)與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)一致。

（2）對(duì)錨固件和加強(qiáng)鋼絲網(wǎng)進(jìn)行安裝，間隔距離為40 cm 的梅花形設(shè)立錨固點(diǎn)，錨固件設(shè)立標(biāo)準(zhǔn)是6 ～8 個(gè)/m?？墒褂枚啼摻罨蝈^栓實(shí)現(xiàn)固定，短鋼筋的深度應(yīng)當(dāng)在5 cm 以上，增強(qiáng)鋼絲網(wǎng)敷設(shè)應(yīng)當(dāng)優(yōu)先開裂可能性高的位置，確保不存在偏差后再進(jìn)行大面積敷設(shè)。鋼絲網(wǎng)一定要和短鋼筋、錨栓牢固連接，應(yīng)當(dāng)依照施工計(jì)劃所確定的標(biāo)準(zhǔn)連接與固定。需注意的是不可在距離陰陽(yáng)角25 cm的地方進(jìn)行搭接。這是由于該項(xiàng)目門窗洞口側(cè)面不進(jìn)行保溫作業(yè)，為此鋼絲網(wǎng)僅鋪設(shè)至洞口位置。雙層加強(qiáng)網(wǎng)應(yīng)以厚度較小的尼龍隔片分離，確保2 層鋼筋網(wǎng)間隔在5 mm 以上即可。

（3）聚合物砂漿抹灰作業(yè)之前，先查看墻體加強(qiáng)鋼絲網(wǎng)鋪設(shè)狀況，確保不存在漏鋪問(wèn)題，鋼絲網(wǎng)鋪設(shè)一定要牢固，搭接位置一定要精確，搭接寬度一定要達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。保證不存在問(wèn)題后進(jìn)行抹灰作業(yè)，表層抗裂砂漿保護(hù)層以2 遍成活，首遍抹灰應(yīng)當(dāng)把砂漿以較大的力度壓進(jìn)鋼絲網(wǎng)內(nèi)部且保證和下層密切貼合，找平以后，再次進(jìn)行抹灰作業(yè)，終凝以前再次抹面，避免由于干縮而出現(xiàn)裂紋。2次間隔應(yīng)當(dāng)不超過(guò)4 h，防止空鼓問(wèn)題產(chǎn)生。抹灰過(guò)程中力道要恰當(dāng)，確保鋼絲網(wǎng)處于正確位置，抹灰需勻稱，同時(shí)保持表面平整。抹灰層的表面平整度偏差不可超過(guò)3 mm，豎面垂直度偏差不可超過(guò)5 mm。若產(chǎn)生鋼絲網(wǎng)與聚苯板緊貼的情況，在作業(yè)過(guò)程中應(yīng)當(dāng)在鋼絲網(wǎng)背面添加墊塊，可使用塑料性質(zhì)的墊塊；若鋼絲網(wǎng)部分位置出現(xiàn)凸起，以鉛絲處理，表面平整度達(dá)標(biāo)后再抹灰。

6 結(jié)語(yǔ)

外墻外保溫系統(tǒng)在節(jié)能降耗方面有顯著優(yōu)勢(shì)，因此普遍運(yùn)用于建筑架構(gòu)中。和其他保溫系統(tǒng)比較，保溫隔熱效果優(yōu)良，且不占用建筑面積，具有廣泛的應(yīng)用前景。但是裂縫會(huì)影響其保溫隔熱效果，還會(huì)影響外墻使用安全和使用壽命。

通過(guò)研究可知，引發(fā)外墻外保溫系統(tǒng)裂縫的主要原因包括材料原因、設(shè)計(jì)施工原因、施工原因等。對(duì)外墻外保溫系統(tǒng)裂縫的研究得出下述結(jié)果。

（1）構(gòu)造不科學(xué)、材料本身屬性與搭配不科學(xué)、施工工藝、所在地區(qū)環(huán)境要素的影響等均或許導(dǎo)致外墻外保溫系統(tǒng)開裂。

（2）針對(duì)外墻外保溫裂縫問(wèn)題，需要增強(qiáng)構(gòu)造設(shè)計(jì)，確保柔性釋放應(yīng)力，采用“抗放結(jié)合”的方法，確保鄰層材料變形相近。

（3）為了減少裂縫風(fēng)險(xiǎn)，需要嚴(yán)格制定外墻外保溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)，加強(qiáng)材料控制，按照規(guī)范施工，加強(qiáng)質(zhì)量管理。從當(dāng)前外墻外保溫系統(tǒng)來(lái)看，其標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范還存在許多不完善的地方，因此需要進(jìn)一步加強(qiáng)外墻外保溫系統(tǒng)的研究，以推動(dòng)建筑工程發(fā)展。