内容提要:(1)主要原因:聚氨酯保温材料的外表面与其外侧防护层之间的粘结能力不足。由于无法追溯当时施工时的具体情况,无法
1前言
目前来看自推广建筑节能保温以来,各种类型建筑保温系统都发生了或多或少的安全性问题,上海市建筑科学研究院对上海市43个项目85幢高层建筑进行了排查,发现使用聚苯板外保温和无机保温砂浆外保温的项目占大多数,少数是喷涂聚氨酯和岩棉保温项目。
2喷涂聚氨酯外保温系统质量问题案例分析
2.1项目简介
该喷涂聚氨酯外保温项目竣工于2013年,住宅总面积100051.6m2,有9幢居民楼共721户,在使用过程中,2#、3#和4#三幢建筑的外墙外保温系统出现较为严重的空鼓、开裂等质量问题,同时小区其他高层楼房的外墙外保温系统也存在不同程度的开裂、脱落等问题。开发商委托施工单位进行了多次局部修补,但一年后又出现同样的质量问题。
2.2项目勘察
对该项目进行现场勘查,发现小区的建筑外墙外保温系统均有不同程度的起鼓、开裂等现象(如图1所示),且已有多处局部修复痕迹(如图2所示)。
图1建筑外观
2.3现场检测
经红外检测结合目测敲击方式等手段,表明各幢楼东西立面普遍存在大量空鼓开裂现象,空鼓开裂面积平均约30%以上,有的建筑甚至高达50%以上。南立面窗间墙、条状墙体裂缝较多,空鼓面积平均约20%以上,北立面普遍空鼓开裂面积较小,约15%以下。
图2建筑前期修复效果
经现场检测,如图3所示,空鼓和开裂主要出现在抗裂砂浆层和聚氨酯之间,未见聚氨酯与基层墙体的脱开,检测数据全部低于0.05MPa。
图3现场拉伸粘结强度测试
2.4损坏原因分析
结合评估组的现场勘查和测试结果,分析外墙外保温系统损坏的原因为:
(1)主要原因:聚氨酯保温材料的外表面与其外侧防护层之间的粘结能力不足。由于无法追溯当时施工时的具体情况,无法判断该结果是由于聚氨酯保温材料外表面未利用界面剂进行处理,或是用于界面处理的材料性能较差所致。
3保温板高温应力应变研究
前文分析案例成因时重点提到了温度对外保温系统的影响。在夏季,上海地区高温日温度大于35℃的天气超过30天以上,实际墙体温度超过50℃甚至大于70℃以上。夏季急暴雨降临时会造成墙体大幅降温,瞬时温差幅度可达30℃。
由于实际聚苯保温板的应用更为广泛,且聚苯板的热膨胀系数与聚氨酯板较为接近,实验选定几种尺寸的聚苯板研究其在不同温度条件、不同持续时间下的高温应变情况。
3.1试验原材料及方法
3.2试验结论
由图4、图5和图6可知,温度可使不同尺寸的聚苯保温板产生较大变形。初始时间内,最大应变随温度升高不断增加,40℃时应变值较小,约0.10%左右,以尺寸为160mm×30mm×40mm为例,密度为18kg的样品在40℃时最大应变为0.115%,密度为25kg尺寸为160mm×30mm×40mm的样品在40℃时应变为0.089%;60℃时约0.25%左右,80℃时应变增大为0.4%左右。两种密度样品的应变增长率也随着温度的升高而增加,温度越高达到最大应变的时间越短。
图4不同密度的EPS板在不同温度下的最大高温应变(蓝色-25kg;橙色-18kg)
图5密度为18kg的EPS板在不同温度下的应变
图6密度为25kg的EPS板在不同温度下的应变
4结论
(1)建筑保温系统的稳定性受建筑结构、外保温层构造设计、材料及施工等方面的影响,通过此典型案例的检测数据及外保温系统的损坏成因解析可知,该系统忽视了界面粘结材料以及合适的材料选型及材料间性能匹配的重要性,也并未严格按照标准选材及施工,导致外墙无法满足耐久性及功能性的需要。
(2)本文的试验研究表明:温度可使不同尺寸的聚苯保温板产生较大变形,最大应变随温度升高不断增加,温度越高达到最大应变的时间越短;聚苯板的高温应变存在尺寸效应,温度越高尺寸效应越明显;保温板密度提高可增加保温板内部的密实度,其抵抗高温应力的能力也随即增加;对外保温系统保温板影响最大的不是持续高温而是瞬时温差变化。试验研究结果从理论上验证了典型案例对于外保温系统的损坏原因分析。
本文案例分析及试验研究成果可为广大设计、施工和监管人员提供一定参考。
[1]汤立杰.基于不同憎水剂及骨粉比的无机保温砂浆耐冻融性能研究[J].新型建筑材料,2018.3:122-125.
[2]薄海涛.建筑外墙外保温系统耐久性及评价研究[D].华中科技大学,武汉,2009.
作者
上海市建筑科学研究院王琼王娟陈宁
上海工业固体废弃物资源化利用工程技术研究中心王娟陈宁
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