外墻外保溫脫落原因分析及施工質(zhì)量控制

文永剛

（昌陸建筑工程集團有限公司，山西 太原 030024）

巖棉薄抹灰外墻外保溫體系防火性能優(yōu)越，施工速度快，造價適中，近年來應用越來越廣泛，幾乎成為了建筑外墻保溫系統(tǒng)的首選。巖棉板燃燒性能為A級，厚度一般為50～100mm不等，山西長子縣住宅樓巖棉板厚度達到120mm，根據(jù)保溫要求及所在地區(qū)不同而設計。目前巖棉板脫落案例時有發(fā)生，脫落可以修復，但是高層建筑上的外保溫板脫落引起高空墜物，有可能發(fā)生較嚴重的安全事故，如何能牢固，保證質(zhì)量，在設計合理使用年限內(nèi)避免脫落尤為重要，以下為幾起巖棉板脫落案例。

案例1，鄭州某工程，該外保溫工程做法為巖棉板薄抹灰外保溫系統(tǒng)，基層墻體上粘貼巖棉板，并用錨栓進行固定，但該工程外保溫系統(tǒng)在2018年一場大風后導致巖棉板脫落，在墜地后散落遍地。

案例2，小店區(qū)某大廈項目是太原市的重點工程，總投資額3億元，建筑面積15.3萬m2，是一座集商業(yè)、公寓、地下車庫于一體的城市標志性的建筑。2018年9月，該大廈西側，發(fā)生了巖棉外保溫層脫落事故，導致大樓下方多輛汽車被砸，并且造成多人受傷。

1 巖棉板外保溫體系基本構造和固定原理

1.1 基本構造

巖棉板外保溫的基本構造分為巖棉板錨盤壓網(wǎng)雙網(wǎng)構造和巖棉板錨盤壓網(wǎng)單網(wǎng)構造，具體見圖1。

圖1 巖棉板錨盤壓網(wǎng)雙網(wǎng)構造和巖棉板錨盤壓網(wǎng)單網(wǎng)構造圖

1.2 固定原理

由于巖棉板自身抗拉強度較低，需由錨栓承擔全部風荷載；而巖棉板的自重和由于濕熱變形產(chǎn)生的荷載需由膠粘劑的粘結力承擔，也不可忽視粘結的輔助作用。因此巖棉板外保溫系統(tǒng)采用以機械錨固為主、粘結為輔的錨粘結合的連接固定方式。

2 脫落原因分析

通過對各地出現(xiàn)的多起保溫板脫落造成的質(zhì)量事故進行分析，造成外墻保溫板脫落的原因主要有以下幾類。

1）保溫板、錨栓、粘結砂漿、玻纖布等材料自身質(zhì)量不合格，造成外墻保溫系統(tǒng)脫落；2）錨栓錨固力不足。錨栓錨固深度不足，錨栓數(shù)量不足以及塑料膨脹力不夠等，造成錨栓錨固力不足，抗拔承載力達不到要求；3）錨栓失效。一般出現(xiàn)在填充墻砌體部位，填充墻砌塊強度不足，極易造成鉆孔孔徑偏大，砌塊松散甚至是砌塊破裂等，導致錨栓輕易被拔出。另外，鋼筋混凝土剪力墻中，錨栓位置碰到受力鋼筋，強行敲入造成錨栓彎曲、折斷或損壞，也會導致錨栓失效；4）保溫板有效粘結面積不足導致粘結力達不到設計要求，造成保溫板與膠粘砂漿脫離，而灰餅并未出現(xiàn)損壞，從而砂漿未脫落但巖棉板脫落的現(xiàn)象；5）保溫板表面抹面層開裂，導致水汽滲入，在凍脹、風壓等影響下，引起錨栓破壞、粘結失效，造成保溫系統(tǒng)脫落[1]。

3 質(zhì)量控制

3.1 施工質(zhì)量規(guī)范、圖集及標準

《建筑節(jié)能工程施工質(zhì)量驗收標準》GB50411—2019；《巖棉薄抹灰外墻外保溫工程技術標準》JGJ/T480—2019；《外墻保溫用錨栓》JG/T366—2012；《外墻外保溫》12YJ3—1圖集。

3.2 設計建議

1）基層墻體。巖棉板外保溫工程的基層墻體宜為普通混凝土墻體、實心砌體墻體和強度等級不小于A5.0的蒸壓加氣混凝土砌塊墻體。在空心砌塊或多孔磚砌體基層墻體上使用錨栓的可靠性較差，不宜使用依靠錨栓提供抗風荷載承載力的巖棉板外保溫系統(tǒng)；2）巖棉外保溫工程應加強防水防裂設計。外保溫與其他構件接縫處應進行防水密封及抗裂設計；女兒墻頂部、窗口等水平部位的壓頂處理及排水構造；窗檐、陽臺等檐口部位的滴水構造；外門窗洞口四周的巖棉外保溫系統(tǒng)與門窗框之間防水密封及陰、陽角防開裂處理。當工程所在地的年均降水量超過1600mm時，巖棉外保溫工程外側宜采取防水措施；3）優(yōu)先采用雙網(wǎng)構造。巖棉板外保溫系統(tǒng)宜優(yōu)先選用錨栓壓網(wǎng)雙網(wǎng)構造。因壓網(wǎng)施工時極易出現(xiàn)錨盤凸出抹面層的現(xiàn)象，因此采用底層玻纖網(wǎng)附加外層玻纖網(wǎng)的雙王構造措施，可避免由此帶來的開裂風險，并可增加表面平整度和表觀美感。因此當建筑對外觀平整度要求較高時，或者建筑物首層需要考慮較大沖擊影響時，宜選擇錨盤壓網(wǎng)雙網(wǎng)構造，可獲得較大的抗沖擊能力。

3.3 材料質(zhì)量控制

1）巖棉板性能指標應符合《巖棉薄抹灰外墻外保溫工程技術標準》JGJ/T480—2019中第4.2.1及4.2.2條的要求；2）外保溫系統(tǒng)中使用的膠粘劑的性能指標應符合《巖棉薄抹灰外墻外保溫工程技術標準》JGJ/T480—2019中第4.2.3條的要求；3）外保溫系統(tǒng)中使用的抹面膠漿的性能指標應符合《巖棉薄抹灰外墻外保溫工程技術標準》JGJ/T480—2019中第4.2.4條的要求；4）玻纖網(wǎng)的性能指標應符合《巖棉薄抹灰外墻外保溫工程技術標準》JGJ/T 480—2019中第4.2.5條的要求；5）錨栓的性能指標應符合《巖棉薄抹灰外墻外保溫工程技術標準》JGJ/T480—2019中第4.2.6條的要求及《外墻保溫用錨栓》JG/T366中的相關規(guī)定；6）巖棉板外保溫系統(tǒng)的組成材料現(xiàn)場復驗項目應符合《巖棉薄抹灰外墻外保溫工程技術標準》JGJ/T480—2019中附錄D.0.1條的要求[2]。

3.4 過程質(zhì)量管控

3.4.1 膠粘劑質(zhì)量管控

1）配制。膠粘劑應現(xiàn)場隨用隨配置，應按使用說明書要求的材料配比進行計量，攪拌均勻，配置好的膠粘劑不得直接暴露于烈日之下，一次的配制的膠粘劑應在1.5h內(nèi)使用完畢。已固化的膠粘劑不得使用。

2）有效粘結率。巖棉板外保溫系統(tǒng)力學原理盡管為機械錨固為主、粘結為輔，但輔助粘結的做法有滿足臨時固定與支撐、達到巖棉板平整度和垂直度達到規(guī)范要求的作用，仍需保證有效粘結面積率不應小于50%，粘結面積率采用扳開已粘貼的巖棉板進行測量檢查，如圖2所示。

圖2 有效粘結面積率測量檢查

3）粘結方式。實際施工時，巖棉板可采用點框法粘貼或條粘法粘貼，如圖3所示。

圖3 點框法與條粘法示意

4）特殊部位處理。對以往保溫板脫落現(xiàn)象進行調(diào)查，多數(shù)巖棉板粘結失效均是從巖棉板的角部、外邊部位開始，因此保溫粘貼前，宜在其角部、洞口部位、細部收口部位粘結翻包玻纖網(wǎng)，可有效地加強邊角處的粘結力。翻包用玻纖網(wǎng)的寬度應為巖棉板厚度加200mm，其中100mm應粘貼于基層墻體上，長度應根據(jù)施工部位情況確定，如圖4所示。

圖4 翻包尺寸示意

3.4.2 錨栓安裝質(zhì)量控制

制造錨栓膨脹件和套管應采用優(yōu)質(zhì)的聚酰胺、聚乙烯或聚丙烯制造，不宜使用再生材料。采用不銹鋼或防腐防銹處理過的鋼質(zhì)錨栓為宜。錨盤直徑不應小于60mm，宜選用圓盤直徑為140mm的圓盤錨栓。

1）錨栓鉆孔。鉆頭直徑的選擇應符合現(xiàn)行行業(yè)標準《外墻保溫用錨栓》JG/T366的規(guī)定，用沖擊鉆或電錘鉆孔，鉆孔深度應大于錨固深度10mm，旋入式錨栓不應采用敲擊式安裝方式。鉆孔如遇到墻體鋼筋時，可就近調(diào)整位置避開鋼筋，也可采用鋼筋掃描儀提前確定鋼筋位置以避開[3]。

2）錨栓長度。錨栓的長度不應小于有效錨固深度、基層墻體找平層、膠粘劑、巖棉厚度和底層抹面膠漿厚度之和。用于混凝土基層墻體的錨栓的有效錨固深度不應小于25mm；用于其他基層墻體的錨栓的有效錨固深度不應小于50mm（12J3-1第A3頁次）；最小允許邊距為100mm，最小允許間距為100mm，如圖5所示。

圖5 錨栓在巖棉外保溫系統(tǒng)工作方式示意圖

3）錨栓數(shù)量。巖棉板必須用錨栓固定，錨栓的用量應不小于6個/m2，在高層建筑受負風壓較大的部位，應經(jīng)計算確定，宜增加到8～10個/m2，按梅花狀分布，如圖6所示。

圖6 錨栓安裝位置及數(shù)量檢查

3.4.3 抹面層質(zhì)量控制

外墻外保溫抹面層是巖棉板薄抹灰系統(tǒng)的表層，抹面層如果出現(xiàn)開裂會嚴重降低節(jié)能系統(tǒng)的保溫性能。抹面層開裂后，雨水會隨著縫隙滲入，滲透進入的水分因凍融循環(huán)影響保溫系統(tǒng)的耐久性，甚至會導致脫落。因此抹面層應嚴格質(zhì)量控制并進行驗收把關，耐堿網(wǎng)格布、抹面砂漿應分層驗收，確保面層質(zhì)量合格。

1）配制。應保證配合比準確，具體配制要求同膠粘劑；2）厚度。巖棉外保溫系統(tǒng)的抹面層厚度宜符合下列規(guī)定：當設置雙層玻纖網(wǎng)時，抹面層厚度宜為5～7mm；當設置單層玻纖網(wǎng)時，抹面層厚度宜為3～5mm；3）玻纖網(wǎng)。玻纖網(wǎng)應鋪壓嚴密，并壓入抹面層中，不應有空鼓、褶皺、翹曲、外露等現(xiàn)象，應在抹面膠漿可操作時間內(nèi)壓入抹面膠漿中。

玻纖網(wǎng)布的上下、左右之間均應有搭接，玻纖網(wǎng)不應干搭接，采用雙網(wǎng)構造時，底層玻纖網(wǎng)之間應為拼接，面層應為搭接；搭接寬度不應小于100mm；采用單網(wǎng)構造時，玻纖網(wǎng)搭接寬度不應小于100mm[4]。

3.5 檢測和試驗

3.5.1 膠粘劑的拉伸粘結強度現(xiàn)場檢驗

巖棉外保溫施工前，應進行膠粘劑與基層墻體的拉伸粘結強度現(xiàn)場檢驗。檢驗方法應符合現(xiàn)行行業(yè)標準《建筑工程飾面磚粘結強度檢驗標準》JG/T 110的規(guī)定，且平均值不得小于0.3MPa。

3.5.2 錨栓的現(xiàn)場拉拔檢驗

保溫工程施工前及錨栓安裝完成后，分別進行現(xiàn)場拉拔檢驗，并不破壞巖棉板系統(tǒng)的完整性。

巖棉板外保溫系統(tǒng)以錨固為主，錨栓的錨固性能至關重要，應進行現(xiàn)場拉拔試驗。錨栓抗拉承載力標準值現(xiàn)場檢測試驗方法應符合現(xiàn)行行業(yè)標準《外墻保溫用錨栓》JG/T366的規(guī)定。

4 結語

巖棉薄抹灰外墻外保溫工程，嚴格按照標準及設計要求施工，加強設計及施工質(zhì)量控制，是預防外保溫脫落的解決方法。外保溫工程提前制定專項方案，施做樣板段，從設計、原材料到施工過程均嚴格控制質(zhì)量。加強專項驗收，重視錨栓承載力拉拔檢測、膠粘劑粘結強度及粘結有效面積率等現(xiàn)場實體檢驗，確保質(zhì)量合格。同時，也應加強使用階段外墻外保溫系統(tǒng)的日常檢查及維護，及時發(fā)現(xiàn)問題并修復，進行安全評價，杜絕保溫系統(tǒng)脫落導致安全事故。

山西省太原地區(qū)，從2014年《建筑設計防火規(guī)范》GB50016—2014施行以來，大量使用巖棉板外保溫系統(tǒng)，脫落畢竟是個例，其耐久年限能否達到規(guī)范要求的25年尚需要時間來驗證。近年來，積極推廣的保模一體板、自保溫砌塊等新型材料，也是解決巖棉外保溫系統(tǒng)脫落的方法，尤其是在高層、超高層建筑中，設計人員可以參考選用。