| （身份证：440524196904256330） 【摘要】墙体外保温发展极快，在使用 后发现存在保温层表面开裂、空鼓及脱落 质量问题，尤其是开裂现象更加严重。本 文根据工程应用实际，对保温复合材料裂 缝的原因进行分析，并提出一些适合材料 特性，符合规范要求的预防裂缝的控制措 施。 【关键词】墙体保温；系统变形裂缝； 抗放结合防裂；分块设缝；防水透气 1. 外保温复合材料裂缝的原因分析 （1）工程应用实践表明，外墙外保温 系统产生的变形裂缝，尤其是因温度引起 的裂缝，由变形和外力共同作用下产生的 保温层裂缝现象，占保温系统总裂缝的约 90% 左右，因其它原因如风压、外碰撞等 作用力及人为破坏引起的裂缝比例是很少 的。 （2）目前外墙外保温系统是采用多层 不同材料组合而成的复合结构体，其各不 同层材料因其物理力学性能等个性存在差 异，因而自身变形和变形应力也是不同， 各层之间材料的变形受相邻层材料的制约 牵扯，当这种制约作用引起的限制拉应力 大于或是等于某层材料的抗拉强度时，或 者应变大于或等于该材料的极限抗拉延伸 率时，则该种保温材料会被拉裂，进一步 叉会影响到相邻材料的安全。由于外保温 系统是依附于建筑外墙的外侧，直接接触 到自然环境中各种因素的影响，尤其是昼 夜及季节性温度的影响，太阳照射、风、雨、 雪及干湿、冻融变化是最严重的影响因素。 因此环境因素是对保温系统所用材料适应 性的要求十分严格。 2. 采取“抗放结合、以放为主”的防 裂措施 2.1 建筑工程多年以来，节能保温应用 的外墙外保温系统受因水泥砂浆刚性防水 做法的影响，采用刚度大、高强和高弹性 模量材料，或采用预应力结构，采取“以 抗为主”的防裂原则来预防裂缝。这种方 法限制了稳定应力充分释放的可能，对变 形应力的产生和释放考虑不周，缺少能合 理释放变形应力的构造措施，也没有合理 选用材料的特性利用，往往导致控制裂缝 失败的教训很多。以高强度硬“抗”的防 裂方法，就是提高各材料层的抗拉强度或 拉伸极限应变，用提高抗拉强度抵抗裂缝 产生，或提高拉伸极限以拉伸变形吸收变 形能量。“以抗为主”的防裂方法，采用高 强、高密实度、刚度大及高弹性模量的材 料，没有给变形应力释放的任何机会。例 如在抹灰层中铺设玻璃纤维网格布、配置 钢筋网片或掺入各种纤维，就是采取“抗” 的方法限制抹面层的变形，增加抹面层的 抗拉强度。采用“抗”的方法控制裂缝产生， 必须使各层材料有足够的抗拉强度储备量 2.2 所以采取以“放”的防裂方法，就 是对各层材料采取允许变形、限制变形、 诱导变形的技术手段释放变形应力。为此， 要求各材料层必须具有足够的变形能力和 具有一定的柔韧性，将约束引起的应力或 变形量用“疏导”的方法加以控制，创造 出能够给各层材料变形的机会来减少层间 较大约束，利用各层材料的变形或位移释 放变形能量。例如，界面层的作用不只是 要具有使界面层内外材料层粘结牢固，而 且还要使相接的材料层可互相滑动，具有 足够充分的变形能力，能使变形应力得以 充分释放。由此可见，增加各材料层的变 形能力，提供各材料层的延性，是防止保 温系统开裂的主导采用措施。 2.2.1 采取逐层渐变、逐层释放的做法： 复合型外墙外保温系统的应力宜变形同步、 协调一致，防止层间变形悬殊而引起过大 的约束拉应力产生，因此必须考虑相邻材 料的某些物理力学性质相同或力求接近， 使其变形协调而不发生突变，其变形要逐 层渐变、缓慢过度，不可骤升骤降。控制 其物理力学性能的某些技术参数的变化， 相邻层的差异不要过大，要缓慢逐层渐变， 变化梯度要小。几种常见与变形有关的建 筑材料物理力学性能见表1 示。 （1）材料的弹性模量。 材料的弹性模量反映了抵抗弹性变形 的能力，是材料在弹性极限内应力与应变 的比值，是材料刚度的量度。数值越大， 说明材料抵抗弹性变形的能力越强；数值 越小，说明材料抵抗弹性变形的能力越弱。 弹性模量的不同，表现为材料抵抗弹性变 形的能力不同。为使相邻材料层之间的变 形相互适应和协调一致，必须使其弹性模 量相近和协调。 （2）材料的导热系数。 导热系数反映了材料以导热方式传递 热量的能力，其数值与材料的组成、密度 和分子结构等因素相关。即使是同一种材 料，因工作条件的温度、湿度及孔隙的大 小、形状和排列不同，导热系数也有所不同。 不同材料具有的导热系数，而不同的材料 的升温速度又导致其不同的变形速度。两 种相邻材料的变形率及变形速度差，会导 致界面处产生约束拉应力，也可能导致保 温系统开裂。 （3）材料的线膨胀系数。 线膨胀系数反映了材料在温差作用下 的变形能力。在相同温差的作用下，线膨 胀系数越大变形量也越大。外墙外保温系 统各层材料的线膨胀系数数值上的显著差 异，会使在相同温差作用下的层间产生很 大的相对变形或相对位移，变形的不协调 则会引起不同材料的层间产生较大的约束 拉应力。从表1 可见，砼的线膨胀系数约 为（1.0 ～ 1.4）×10-5，水泥砂浆的线膨胀 系数比砼的略大，约为1.5×10-5。聚苯板 的线膨胀系数约为（5 ～ 7）×10-5，比前 两者大5 ～ 7 倍，有时甚至更大；比砌体 结构的线膨胀系数（0.5 ～ 0.8）×10-5 大 10 ～ 14 倍。线膨胀系数相差如此悬殊的 两种材料一起工作，则在相邻界面上产生 的剪切应力很容易使保温系统开裂，可见 为使相邻材料间的变形能相互适应和协调， 必须使线膨胀系数相同或相近，以求变形 相互协调。 2.2.2 减小约束力、增强延伸性：要减 小约束拉应力，须设法减小各层间的约束 系数，创造条件给各材料层以较大变形的 机会来减小约束，以求柔性软连接，增强 各材料层的延伸性，即以“放”的形式来 减小约束应力，使其在外力达到开裂或破 坏前各材料层有较大的变形，柔性逐层释 放变形能量。为此就要求所用材料具有足 够大的变形能力，即各层材料具有良好的 延伸性。延伸性是指材料在外作用下达到 断裂或破坏前伸展变形的能力，延伸性好 的材料在断裂或破坏前有较大的塑性变形， 通过大幅度的塑性变形来吸收和抵消变形 能量。 2.2.3 相邻材料变形匹配相容： （1）为减小约束拉应力的产生，应尽 量减小相邻层材料的约束和反约束应力。 外墙外保温系统最外层与外界环境直接接 触，其温度变化要比外保温系统其他各层 的温度变化大的多。尤其在夏季，太阳照 射的热量经墙面吸收后，被外保温层阻挡 在墙外表面，整个外墙墙体是一个热不稳 定体。墙体，尤其是最外面的表面层变形 大于其内部各层。 （2）各层材料的匹配相容，指保温系 统中任何一种组成材料与其他层所有材料 的匹配应相容，表现为各部分组成材料之 间相互稳定，不起化学反应，并能很好地 共同协调工作，完整保持原系统设计要求 的各项技术性能。这里指的不仅是保温材 料预期相邻层的匹配相容，还应特别注意 涂料层材料与保温材料的隔层匹配相容。 实际工程中已多次发生过此类质量事故， 其原因是由于使用了溶剂型涂料，而抹面 层又很薄，致使涂料透过抹面层腐蚀保温 材料，造成抹面层大面积空鼓、开裂和脱落。 参考文献 [1] 建设部标准定额研究所. 建筑外墙 外保温技术导则[M]. 北京：中国建筑工业 出版社，2005 [2] 建设部科技发展促进中心等。外墙 外保温技术百问（第二版）[M]. 北京：中 国建筑工业出版社，2007 [3] 林燕成，孙桂芳. 外墙外保温工程 质量控制措施[J]. 施工技术，2007（5）： 83-85 |
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