客觀分析 對癥下藥 確保飾面磚外保溫的使用安全
錢選青，鮑宇清，周 寧，王文波
(北京住總集團(tuán)技術(shù)開發(fā)中心，北京100025)
摘要
?。罕疚膶ν鈮︼椕娲u工程中飾面磚日久脫落的原因、外保溫系統(tǒng)粘貼飾面磚的特殊問題進(jìn)行了深入的分析。指出：從選材、設(shè)計、施工、驗收幾方面認(rèn)真執(zhí)行《外墻飾面磚工程施工及驗收規(guī)程》，可以解決外墻飾面磚脫落問題。按《外墻外保溫工程技術(shù)規(guī)程》要求保證外保溫系統(tǒng)與結(jié)構(gòu)墻體的聯(lián)結(jié)安全，確保增強(qiáng)網(wǎng)的耐久性，采取減小聚苯板受剪變形的構(gòu)造措施，聚苯板抹灰外保溫系統(tǒng)粘貼飾面磚做法的使用安全是有保證的。
關(guān)鍵詞
?。和獗叵到y(tǒng);飾面磚;拉伸粘結(jié)強(qiáng)度;耐候性
ANALYZING IMPERSONALLY AND ADOPTING RIGHT MEASURES TO INSURE THE SAFETY OF EXTERIOR INSULATION DECORATE WITH CERAMIC TILES
(Technological Development Center, Beijing Uni-Construction Group Co.Ltd Beijing 100025)
QIAN Xuan-qing BAO Yu-qing ZHOU Ning WANG Wen-bo
Abstract:
In this paper the reasons of ceramic tiles falling off the outer-wall after some time and some especial problems of exterior insulation engineering decorated with ceramic tiles were deeply analyzed. Some results were pointed that if we obey 《Specification for construction and acceptance of tapestry brick work for exterior wall》earnestly in some aspects of selecting material、design、construction and acceptance, the problem of ceramic tiles falling off the outer-wall could be solved. In the light of 《Technical specification of exterior insulation for outer-wall》to insure the bonding security of insulation system and substrate; to insure the durability of reinforced mesh and to take some construction measures to reduce the shear deflection of polystyrene foam board, the security of exterior insulation system with ceramic tiles can be ensured.
Key words:
exterior insulation system; ceramic tiles; bond strength; Hygrothermal and freeze-thaw behavior
1
受我國許多地區(qū)氣候條件、消費(fèi)水平、審美習(xí)慣的影響，貼飾面磚裝飾外墻受到很多房地產(chǎn)開發(fā)商和住戶的喜愛。但是，飾面磚日久空鼓、脫落的問題時有耳聞，也不免使人感到擔(dān)憂。
近十年來，全國各地認(rèn)真貫徹國家建筑節(jié)能政策，外保溫復(fù)合墻體成了墻體保溫的首選形式，許多外墻外保溫工程選用陶瓷墻地磚做外飾面。直接在結(jié)構(gòu)墻體上粘貼飾面磚尚且存在脫落的隱患，外保溫系統(tǒng)中間夾有輕質(zhì)低強(qiáng)的保溫材料，在其上貼飾面磚豈不又增添了不安全因素?業(yè)內(nèi)人士關(guān)注的焦點(diǎn)是：外墻飾面磚為何日久脫落?在外保溫系統(tǒng)(特別是“有空腔體系”)上貼磚如何保證使用安全?做瓷磚拉拔強(qiáng)度檢測時斷縫切割到哪?外飾面自重加大后是否影響外保溫系統(tǒng)與結(jié)構(gòu)墻體聯(lián)結(jié)的安全性?玻纖網(wǎng)不耐堿，鋼絲網(wǎng)易銹蝕，增強(qiáng)網(wǎng)的耐久性有無保證?
2
2.1
外墻飾面磚日久脫落的原因
外墻飾面磚工程影響使用安全的質(zhì)量問題大致可分兩類：大面積空鼓和局部脫落。前者的主要原因是貼磚前基面處理不好，找平層材料(或瓷磚膠粘劑)與基體的粘結(jié)強(qiáng)度過低，特點(diǎn)是瓷磚膠粘劑(加上找平材料)跟著飾面磚一起與墻脫離，或從墻上掉下來;后者的主要原因是飾面磚與膠粘劑之間缺乏耐久的粘結(jié)強(qiáng)度，特點(diǎn)是面磚掉了，帶著面磚背槽印跡的膠粘劑還留在墻上。本文重點(diǎn)分析后一種情況。
之所以在一些工程發(fā)生飾面磚日久脫落的問題，是因為經(jīng)年的溫度變化和水分遷移削弱了飾面磚與外墻體之間的初始粘結(jié)強(qiáng)度。造成的原因主要有兩個：一是外墻面上劇烈、反復(fù)的溫度變化在不同熱脹系數(shù)材料的界面上產(chǎn)生了溫差應(yīng)力;二是因為膠粘劑施工不飽滿、飾面磚或填縫劑吸水率過高、水蒸氣滲透受阻等原因在飾面磚內(nèi)側(cè)形成水分積聚，在寒冷地區(qū)冬季引起凍脹破壞。
在外保溫復(fù)合墻體內(nèi)，保溫板內(nèi)常年溫度變化很小。保溫板外共有3個不同材料相鄰的界面：
(1)聚苯板～抹面砂漿界面——熱脹系數(shù)差異大，但聚苯板彈性模量極低，界面剪應(yīng)力小。
(2)抹面砂漿～瓷磚膠界面——熱脹系數(shù)系數(shù)差異小，界面剪應(yīng)力也小。
(3)瓷磚膠～飾面磚界面——熱脹系數(shù)系數(shù)差異大，雙方彈性模量都不小，界面剪應(yīng)力大。
上述兩個矛盾集中反映在飾面磚～膠粘劑界面上。難怪在許多場合，面磚脫落了，帶著面磚背槽印痕的瓷磚膠還留在墻面上。
我們對溫度變化條件下飾面磚～膠粘劑界面上的剪應(yīng)力進(jìn)行了測試、近似計算和計算機(jī)模擬分析，發(fā)現(xiàn)：第一，建筑物外墻的晝夜溫差和年極端溫差很大，可能在飾面磚～膠粘劑界面上產(chǎn)生很大的剪應(yīng)力，這個剪應(yīng)力在飾面磚的邊角處較大。溫差越大，產(chǎn)生的剪應(yīng)力越大。瓷磚彈性模量一定的情況下，膠粘劑的彈性模量越大，剪切應(yīng)力越大。
第二，在保持抗拉強(qiáng)度不變的前提下，膠粘劑的橫向變形越大，彈性模量越
低，因而界面剪應(yīng)力就越小。因此，使用柔性膠粘劑是必須的。根據(jù)我們的理論計算，要求飾面磚膠粘劑橫向變形的最小值為1.5mm。
第三，粘結(jié)劑彈性模量一定的情況下，瓷磚的彈性模量越大，剪應(yīng)力越大，但不是線性關(guān)系。面磚尺寸對界面應(yīng)力也有影響，尺寸越大，應(yīng)力越大。
另有研究成果也表明：要減小界面上因溫差引起的剪應(yīng)力，防止瓷磚脫落，要有適當(dāng)?shù)哪z層厚度;瓷磚飾面分隔縫的間距應(yīng)適當(dāng)縮小;對復(fù)合墻體的水蒸汽滲透性應(yīng)作計算，避免采用透氣性過差的保溫材料和飾面磚，對加氣混凝土等輕質(zhì)填充墻，應(yīng)有導(dǎo)氣或隔氣措施。
2.2
解決辦法
2.2.1
《外墻飾面磚工程施工及驗收規(guī)程》的要求
JGJ 126-2000《外墻飾面磚工程施工及驗收規(guī)程》
“為保證外墻飾面磚工程質(zhì)量，做到技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)合理，安全可靠”，建設(shè)部在2000年發(fā)布了，條文說明指出：制訂本規(guī)程的背景是“從80年代后期開始，我國城鄉(xiāng)各地采用飾面磚裝修外墻的工程迅速增加。與此同時，飾面磚起鼓、脫落等質(zhì)量事故也不斷增多，許多耗巨資裝修的建筑物變得面目全非。這不僅影響環(huán)境美觀，而且威脅到人身安全;工程的維修和返工也造成了很大的經(jīng)濟(jì)損失。制定本規(guī)程的目的，是為外墻飾面磚工程的選材、設(shè)計、施工及驗收提供一套科學(xué)實用的依據(jù)，以提高建筑物的工程質(zhì)量，確保安全可靠和經(jīng)濟(jì)合理”。強(qiáng)調(diào)“這是建設(shè)部‘八五’科技研究項目‘建筑飾面質(zhì)量通病治理技術(shù)研究’，在進(jìn)行系統(tǒng)全面試驗研究的基礎(chǔ)上取得的成果”。
該規(guī)程在第3章“材料”中規(guī)定了對飾面磚的吸水率、凍融循環(huán)次數(shù)和背槽的要求，對找平材料的抗?jié)B性、抗拉強(qiáng)度等要求，對膠粘劑的類型和技術(shù)性能要求，對勾縫材料的抗?jié)B性等要求。
在第4章“設(shè)計基本規(guī)定”中強(qiáng)調(diào)“應(yīng)進(jìn)行專項設(shè)計”，對飾面磚的品種、規(guī)格和主要技術(shù)性能;對找平層、結(jié)合層、粘結(jié)層、勾縫等所用材料的品種和技術(shù)性能;對基體處理;對面磚排列、伸縮縫位置和構(gòu)造等提出明確要求。還對基體處理和界面劑、伸縮縫設(shè)置和嵌縫材料、接縫寬度、節(jié)點(diǎn)構(gòu)造作了具體要求。
在第5章“施工”中對施工前材料復(fù)驗、基面找平、刷結(jié)合層、勾縫做了規(guī)定，強(qiáng)調(diào)“施工前應(yīng)作出樣板，經(jīng)建設(shè)、設(shè)計和監(jiān)理等單位根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)確認(rèn)后方可施工”。還具體規(guī)定了飾面磚的粘貼工藝。
在第6章“驗收”中特別提出了要按《建筑工程飾面磚粘結(jié)強(qiáng)度檢驗標(biāo)準(zhǔn)》JGJ 110對飾面磚粘結(jié)強(qiáng)度進(jìn)行檢驗[1]。
有人詢問：建設(shè)部有沒有禁止外墻貼磚的規(guī)定?據(jù)了解，建設(shè)部沒有任何禁止在外墻貼磚的文件或規(guī)定。我們認(rèn)為JGJ 126就體現(xiàn)了建設(shè)部的態(tài)度。
根據(jù)我們的體會，只要認(rèn)真領(lǐng)會和執(zhí)行了JGJ 126的精神，在外墻上粘貼飾面磚的質(zhì)量和安全是有保證的。遺憾的是業(yè)內(nèi)有不少從建設(shè)方到施工方的人士，甚至包括一些設(shè)計人員，對此規(guī)程沒有認(rèn)真的了解，更別說貫徹執(zhí)行了。
2.2.2
防止飾面磚脫落的對策
根據(jù)我們對JGJ 126規(guī)程的理解，我們在試驗研究和工程實踐的基礎(chǔ)上總結(jié)了防止飾面磚脫落的對策。見表2.2.2。
表2.2.2 防止飾面磚脫落的對策
| 飾面磚脫落的原因 | 防止飾面磚脫落的對策 |
| 飾面磚～膠粘劑界面溫差應(yīng)力過大降低粘結(jié)強(qiáng)度 | 1、飾面磚外保溫系統(tǒng)經(jīng)耐候性檢驗合格。 |
| 2、飾面磚吸水率上限不得超過JGJ 126的規(guī)定，下限不宜小于0.5%。 | |
| 3、飾面磚背面應(yīng)有燕尾形背槽。 | |
| 4、飾面磚尺寸宜小:面積≤150cm2；厚度≤8mm。 | |
| 5、采用柔性膠粘劑，橫向變形≥1.5mm。 | |
| 6、應(yīng)設(shè)置伸縮縫，并填充柔性密封膏。 | |
| 7、磚縫寬度應(yīng)不小于5mm，不得采用密縫。 | |
| 8、用吸水率低的柔性填縫劑填充磚縫。 | |
| 9、在大面積施工前，制作同條件樣板墻，經(jīng)飾面磚粘結(jié)強(qiáng)度檢驗合格，方準(zhǔn)正式施工。 | |
| 飾面磚內(nèi)側(cè)積聚水分造成凍脹破壞 | 1、飾面磚吸水率上限不得超過JGJ 126的規(guī)定。 |
| 2、填充磚縫和伸縮縫的材料吸水率低，密封良好。 | |
| 3、外保溫系統(tǒng)防裂措施得當(dāng)，無有害裂縫。 | |
| 4、控制飾面層和保溫板的透汽性能，或設(shè)置隔汽層，防止內(nèi)部水-汽積存。 |
需要指出的是：粘結(jié)強(qiáng)度的耐久性問題是在外墻上貼磚的共性問題，并不是在外保溫上貼磚的特有問題。
3
3.1
實測飾面磚粘結(jié)強(qiáng)度(拉拔強(qiáng)度)
JGJ 126規(guī)定：飾面磚拉拔強(qiáng)度的檢驗方法和結(jié)果評定要符合JGJ 110《建筑工程飾面磚粘結(jié)強(qiáng)度檢驗標(biāo)準(zhǔn)》。該規(guī)程規(guī)定：在建筑物外墻上鑲貼的同類飾面磚，其粘結(jié)強(qiáng)度同時符合以下兩項指標(biāo)時可定為合格：①每組試樣平均粘結(jié)強(qiáng)度不應(yīng)小于0.4 MPa;②每組可有一個試樣的粘結(jié)強(qiáng)度小于0.4 MPa，但不應(yīng)小于0.3 MPa[2]。
相對于外荷載，這個指標(biāo)是非常高的。這個指標(biāo)的確定，一是根據(jù)在北京、哈爾濱、珠海、河南等地不同氣候條件下對不同工程的實測和試驗室的驗證;二是參照了日本的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)[2]。這個指標(biāo)超過北京地區(qū)100m高空最大負(fù)風(fēng)壓的100倍。
我們以不同品種、規(guī)格、層數(shù)玻纖網(wǎng)做增強(qiáng)網(wǎng)，在室外試驗墻上做拉拔強(qiáng)度試驗，測試2個齡期飾面磚拉拔強(qiáng)度。測試數(shù)據(jù)見表3.1-1：
表3.1-1 第一次飾面磚拉拔強(qiáng)度(玻纖網(wǎng)增強(qiáng))測試數(shù)據(jù)(MPa)
| 編號 | 增 強(qiáng) 網(wǎng) | A 公 司 | B 公 司 | ||
| 28d | 180d | 28d | 180d | ||
| B1 | 中堿甲5×5 | 0.46 | 0.41 | 0.38 | 0.36 |
| B2 | 中堿甲5×5+5×5 | 0.42 | 0.43 | 0.40 | 0.35 |
| B3 | 中堿甲10×10 | 0.38 | 0.41 | 0.37 | 0.44 |
| B4 | 中堿甲4×4.5 | 0.36 | 0.38 | 0.26 | 0.24 |
| B5 | 抗堿6×6 | 0.40 | 0.44 | 0.38 | 0.41 |
| B6 | 抗堿10×10 | 0.41 | 0.42 | 0.32 | 0.31 |
| B7 | 抗堿6×6+10×10 | 0.40 | 0.52 | 0.37 | 0.39 |
| B8 | 抗堿5×10 | 0.38 | 0.42 | 0.25 | 0.26 |
| B9 | 中堿乙5×5 | 0.34 | 0.38 | 0.43 | 0.42 |
| B10 | 中堿乙5×6 | 0.36 | 0.40 | 0.43 | 0.43 |
| B11 | 中堿甲4×4 | 0.41 | 0.50 | ||
| B12 | 中堿甲4×4+4×4 | 0.36 | 0.32 | ||
| B13 | 中堿甲4×4+4×4（單組分砂漿） | 0.43 | 0.33 | ||
| B14 | 中堿甲10×10 密間距 | 0.41 | 0.42 | ||
| B15 | 抗堿10×10 密間距 | 0.35 | 0.48 | ||
發(fā)現(xiàn)在28d齡期的25個測試數(shù)據(jù)中，滿足0.4 MPa拉拔強(qiáng)度的高達(dá)84%，但總起來說強(qiáng)度富裕不多，薄弱環(huán)節(jié)是截面受到玻纖網(wǎng)削弱的抹面砂漿，其抗拉強(qiáng)度不足，這個問題是可以設(shè)法克服的。180d齡期(中間經(jīng)歷整個冬季)的測試值沒有回縮，反而略有提高。不同玻纖網(wǎng)對飾面磚拉拔強(qiáng)度的影響不大，且沒什么規(guī)律性。
我們還以不同防銹工藝、成網(wǎng)方法、規(guī)格的鋼絲網(wǎng)做增強(qiáng)網(wǎng)，在同樣的試驗墻上做拉拔試驗，結(jié)果見表3.1-2。檢測數(shù)據(jù)表明，鋼絲網(wǎng)的增強(qiáng)作用明顯高于玻纖網(wǎng)，28d齡期的16個測試數(shù)據(jù)全部滿足0.4 MPa拉拔強(qiáng)度，強(qiáng)度富裕較大。總體來說，歷經(jīng)整個冬季的溫濕度變化，測試值沒有回縮。不同防銹工藝、成網(wǎng)方法和規(guī)格對飾面磚拉拔強(qiáng)度的影響也不大。
表3.1-2 第一次飾面磚拉拔強(qiáng)度(鋼絲網(wǎng)增強(qiáng))測試數(shù)據(jù)(MPa)
| 編號 | 增 強(qiáng) 網(wǎng) | A 公 司 | C 公 司 | ||
| 28d | 180d | 28d | 180d | ||
| G1 | 焊接φ1×25.4 后熱鍍 | 0.51 | 0.67 | 0.50 | 0.54 |
| G2 | 焊接φ0.85×25.4 后熱鍍 | 0.56 | 0.62 | 0.51 | 0.62 |
| G3 | 焊接φ0.85×19.05后熱鍍 | 0.74 | 0.70 | 0.40 | 0.47 |
| G4 | 焊接φ0.85×12.7 后熱鍍 | 0.74 | 0.82 | 0.42 | 0.54 |
| G5 | 焊接φ0.75×12.7 后熱鍍 | 0.62 | 0.61 | 0.48 | 0.58 |
| G6 | 焊接φ0.85×19.05 先鍍后焊 | 0.70 | 0.62 | 0.56 | 0.82 |
| G7 | 焊接φ0.85×19.05 浸塑 | 0.68 | 0.66 | 0.46 | 0.61 |
| G8 | 編織φ0.8×25.4 | 0.69 | 0.64 | 0.62 | 0.56 |
最近，我們又以玻纖網(wǎng)作增強(qiáng)網(wǎng)，測試了不同品種、規(guī)格、組合，以及不同抹灰厚度對瓷磚拉拔強(qiáng)度的影響。共10組試件，全部合格，平均拉拔強(qiáng)度0.52MPa。
對加氣混凝土、輕質(zhì)砌塊、輕質(zhì)墻板和粘貼飾面磚專用外墻外保溫系統(tǒng)的基體上粘貼外墻飾面磚，在加強(qiáng)處理措施有符合國家行業(yè)或地方標(biāo)準(zhǔn)要求的隱蔽工程驗收合格證明的前提下，可切割至基體加強(qiáng)層表面。
過去有一個有爭議的問題：在做飾面磚拉拔強(qiáng)度檢測時，斷縫究竟切割到哪里?怎么理解JGJ 110-97的規(guī)定“切割至基體表面”?有人主張切割至結(jié)構(gòu)墻體表面，因為該標(biāo)準(zhǔn)的術(shù)語就規(guī)定“基體”指“混凝土墻體或砌體”;有人認(rèn)為應(yīng)切割至外保溫抹面砂漿表面，因為檢測拉拔強(qiáng)度的目的是衡量膠粘劑是否有足夠的粘結(jié)強(qiáng)度，施工操作是否發(fā)揮了膠粘劑的作用，飾面磚不是直接貼在結(jié)構(gòu)墻體上，而是貼在外保溫復(fù)合墻體上的。區(qū)別在于要不要切斷增強(qiáng)網(wǎng)。最近JGJ 110的修訂已經(jīng)通過評審，對“斷縫要求”加了一句話(大意)：“”
E.Cziesielski
前不久，德國柏林理工大學(xué)教授 在回答提問時說：“有兩種情況：一種情況是斷縫切進(jìn)聚苯板，檢測到的是外保溫系統(tǒng)的拉伸粘結(jié)強(qiáng)度;另一種情況是斷縫切到增強(qiáng)網(wǎng)以上，不損壞玻纖網(wǎng)，這樣檢測到的才是瓷磚拉拔強(qiáng)度。”意思是相同的。
3.2
耐候性試驗的檢驗
我們用1種模塑板(EPS)、4種擠塑板(XPS)、3種玻纖網(wǎng)、3種鋼絲網(wǎng)、5種飾面磚膠粘劑、1種陶質(zhì)磚、2種瓷磚組合了8面外墻外保溫系統(tǒng)耐候性試驗墻，耐候性試驗后測得飾面磚拉拔強(qiáng)度數(shù)據(jù)見表3.2-1。
表3.2-1 第2次(玻纖網(wǎng)增強(qiáng))拉拔強(qiáng)度檢測
| 玻纖網(wǎng)增強(qiáng) | 鋼絲網(wǎng)增強(qiáng) | 總計 | |
| 試件組數(shù) | 11 | 14 | 25 |
| 平均拉拔強(qiáng)度，MPa | 0.49 | 0.72 | 0.62 |
| 不合格組數(shù) | 2① | 0 | 2 |
| ①2組不合格的數(shù)據(jù)是0.34MPa和0.32MPa,原因是該種瓷磚膠自身抗拉強(qiáng)度低 | |||
看來，在一定條件下，即便經(jīng)過像耐候性試驗這樣的嚴(yán)酷考驗，仍能使拉拔強(qiáng)度穩(wěn)定達(dá)到0.4 MPa，從而使飾面磚外保溫系統(tǒng)的使用安全性得到保證。
我們做了同樣材料組合的外保溫系統(tǒng)耐候性試驗前后對比試驗，測試項目是飾面磚拉拔強(qiáng)度和外保溫系統(tǒng)拉伸粘結(jié)強(qiáng)度。測試結(jié)果見表3.2-2：
表3.2-2 耐候性試驗前后檢測數(shù)據(jù)對比
| 保溫材料 | 增強(qiáng)網(wǎng) | 外飾面 | 拉拔（拉伸粘結(jié)）強(qiáng)度，MPa | ||
| 耐候前 | 耐候后 | 增減，% | |||
| EPS | 玻纖網(wǎng) | 陶質(zhì)磚 | 0.64 | 0.57 | －11 |
| XPS① | 鋼絲網(wǎng) | 瓷質(zhì)磚 | 1.25 | 1.04 | －17 |
| EPS | 玻纖網(wǎng) | —— | 0.23 | 0.30 | ＋30 |
| XPS① | 鋼絲網(wǎng) | —— | 0.18 | 0.20 | ＋11 |
| ① XPS未作界面處理 | |||||
盡管飾面磚拉拔強(qiáng)度在耐候性試驗后有所降低，但仍然遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出標(biāo)準(zhǔn)的要求。拉伸粘結(jié)強(qiáng)度在耐候性試驗后居然有所提高，應(yīng)該是試件制作和測試的誤差吧。
4
帶飾面磚的外保溫系統(tǒng)與結(jié)構(gòu)墻體的聯(lián)結(jié)能否克服外荷載，而且有足夠大的安全系數(shù)?
帶飾面磚的外保溫系統(tǒng)承受兩種外荷載：一是自重，約合0.5 kN/m2;二是風(fēng)荷載(主要指負(fù)風(fēng)壓)，在北京地區(qū)，離地20米高處最大負(fù)風(fēng)壓的計算值約2.1 kN/m2，離地100米高處約3.6 kN/m2[3]。與風(fēng)壓相比，自重的數(shù)值很小。我們測檢過聚合物水泥砂漿與18kg/m3聚苯板的粘結(jié)強(qiáng)度，實測拉伸粘結(jié)強(qiáng)度(用以克服風(fēng)壓)0.17 MPa(即170 kN/m2)，壓剪粘結(jié)強(qiáng)度(用以克服自重)0.18 MPa(即180 kN/m2)。可見，重點(diǎn)可放在對克服風(fēng)荷載安全系數(shù)的核算上，自重不是主要矛盾。
帶飾面磚的外保溫系統(tǒng)是粘釘(以粘結(jié)為主)在外墻外側(cè)的多層復(fù)合系統(tǒng)，只有每種材料垂直于墻面的抗拉強(qiáng)度及每個不同材料界面上的拉伸粘結(jié)強(qiáng)度都超過風(fēng)荷載，并有足夠大的安全系數(shù)，系統(tǒng)才是安全的。外保溫系統(tǒng)內(nèi)部的粘結(jié)強(qiáng)度或抗拉強(qiáng)度見表4。
表4 外保溫系統(tǒng)內(nèi)部的粘結(jié)強(qiáng)度或抗拉強(qiáng)度
| 材料（界面） | 抗拉（拉伸粘結(jié)）強(qiáng)度 MPa |
備 注 |
| 飾面磚～瓷磚膠～抹面砂漿 | ≥0.5 | JC/T 547-2005 |
| 抹面砂漿 | ≥0.5 | DBJ/T 01-38-2006① |
| 抹面砂漿～聚苯板 | ≥0.10 | JG 149-2003 |
| 聚苯板 | ≥0.10 | JG 149-2003 |
| 聚苯板膠粘劑～聚苯板 | ≥0.10×50%② | JG 149-2003 QB/BUCC/001-2003 |
| 聚苯板膠粘劑～水泥砂漿 (基層～膠粘劑) |
≥0.60 ( ≥0.3 ) |
JG 149-2003 (JGJ 144-2004) |
| ①此標(biāo)準(zhǔn)正在修訂 ②QB/BUCC/001-2003規(guī)定：粘結(jié)面積率≥50% |
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表中數(shù)據(jù)顯示：聯(lián)結(jié)最薄弱的部位在聚苯板膠粘劑～聚苯板界面上。此界面上的粘結(jié)強(qiáng)度是0.05 MPa，即50 kN/m2。克服100m高空最大負(fù)風(fēng)壓的安全系數(shù)超過10。如果按實測的0.17 MPa來計算，安全系數(shù)可達(dá)20以上。
外飾面由涂料改為飾面磚，并沒有增大風(fēng)荷載，增加的那一點(diǎn)自重對聯(lián)結(jié)安全性實際上不發(fā)生什么影響。
5
在外保溫復(fù)合墻體上貼磚，因有輕質(zhì)低強(qiáng)的聚苯板夾在中間，帶來了兩個新問題：一是既然增強(qiáng)網(wǎng)的存在對瓷磚拉拔強(qiáng)度達(dá)標(biāo)起到關(guān)鍵作用，那么增強(qiáng)網(wǎng)的耐久性就成了能否防止飾面磚日久脫落的要害。玻璃纖維易受堿腐蝕，而它所處的水泥砂漿恰恰是堿環(huán)境，要防止玻璃纖維受堿腐蝕大幅度降低強(qiáng)度而影響增強(qiáng)作用，應(yīng)選擇耐堿性能符合標(biāo)準(zhǔn)要求的玻纖網(wǎng)。未銹蝕鋼絲網(wǎng)的增強(qiáng)作用顯然更加突出，對它的防銹問題尤其需要高度重視。有時在工地看到的鋼絲網(wǎng)雖然鍍了鋅，但未上墻就可觀察到銹點(diǎn)，這是十分危險的。
5.1
玻纖網(wǎng)的耐久性
JGJ 144-2004對玻纖網(wǎng)耐堿性的試驗方法和技術(shù)要求有嚴(yán)格的規(guī)定：耐堿斷裂強(qiáng)力保留值≥750 N/50mm，耐堿斷裂強(qiáng)力保留率≥50 %。有人擔(dān)心：玻纖網(wǎng)長期處于水泥砂漿的堿性環(huán)境中，時間久了會怎樣?一是從歐洲引入的玻纖網(wǎng)耐堿性試驗方法肯定考慮了耐久年限的問題;二是水泥砂漿的堿度隨“碳化”過程的進(jìn)行而降低，這對玻纖網(wǎng)來說無疑是個好消息。我們的測試數(shù)據(jù)見表4.1。
表4.1 聚合物水泥砂漿的PH值
| 齡期（d） | 新拌 | 28 | 910 |
| PH值 | 12.2 | 11.5 | 外側(cè) 8 內(nèi)側(cè) 10.5 |
| 注：抹面砂漿厚11mm，無外飾面。 | |||
5.2
如何保證鋼絲網(wǎng)的防銹性能?
我們選擇了4種鋼絲網(wǎng)：鍍鋅鋼絲后焊接網(wǎng)、先焊接后熱鍍鋅網(wǎng)、熱鍍鋅鋼絲編織網(wǎng)和浸塑網(wǎng)，對它們在不同環(huán)境中的耐銹蝕性能進(jìn)行比較。
一種是干濕循環(huán)試驗：將四種鋼絲網(wǎng)的大部分分別埋入抹在聚苯板的砂漿里，部分留在砂漿外，先在室外放置110d(整個冬天)，然后移入混凝土標(biāo)養(yǎng)室進(jìn)行干濕循環(huán)(2天浸入20℃水中，2天移放到相對濕度≥95%的試塊架上，3天放置辦公室干空氣中)，經(jīng)22個循環(huán)后，觀察外露鋼絲網(wǎng)的銹蝕情況。先焊接后熱鍍鋅網(wǎng)與熱鍍鋅絲編織網(wǎng)都只見到鋅層氧化而無鐵的銹蝕;浸塑網(wǎng)有局部鐵的銹蝕;鍍鋅絲后焊接網(wǎng)則已普遍生銹。
第二個試驗是將同樣的4種鋼絲網(wǎng)浸泡在3%NaCl溶液里，73天后取出觀察，情況同上一個試驗相似:鍍鋅絲后焊接網(wǎng)的焊點(diǎn)已出現(xiàn)嚴(yán)重的銹蝕，并向四周蔓延;在浸塑網(wǎng)的切斷口發(fā)現(xiàn)鐵銹，因為塑料不能為鐵提供像鋅那樣的陰極保護(hù)。先焊接后熱鍍鋅網(wǎng)與熱鍍鋅絲編織網(wǎng)沒有發(fā)現(xiàn)黃色鐵銹。
第三個試驗是讓三種鍍鋅鋼絲網(wǎng)參加耐候性試驗，在80次熱-雨循環(huán)和5次熱-冷循環(huán)后，觀察埋在聚合物水泥砂漿中鋼絲網(wǎng)的銹蝕情況。鍍鋅絲后焊接網(wǎng)有普遍的銹蝕，彎折鋼絲出現(xiàn)脆斷;先焊接后熱鍍鋅網(wǎng)絕大部分無銹蝕，極個別部位鋼絲緊靠聚苯板(沒有砂漿保護(hù)層)，發(fā)現(xiàn)局部黃銹;熱鍍鋅絲編織網(wǎng)在制作試件時有幾處(該部位無外飾面)幾乎外露，表面只有不到1mm厚的水泥漿保護(hù)層，也可見并不嚴(yán)重的黃銹，拆除時發(fā)現(xiàn)銹跡沒有蔓延，絕大部分鋼絲完好如初，雖經(jīng)十幾次彎折仍有很好的韌性。
由此可見，鋼絲網(wǎng)要有好的耐久性，應(yīng)該選用先焊接后熱鍍鋅的鋼絲網(wǎng)或鍍鋅絲編織網(wǎng);鍍鋅層的厚度必須超過一個最低值,這個限值對焊接網(wǎng)是122 g/m2,對編織網(wǎng)是45 g/m2;在運(yùn)輸、施工中盡量避免發(fā)生彎折;鋼絲網(wǎng)的里外兩面都應(yīng)包裹一定厚度的砂漿保護(hù)層,此厚度宜不小于3mm。
6
在外保溫復(fù)合墻體上貼磚的另一個特殊問題是聚苯板受剪變形問題。飾面磚外保溫自重較大。在長期受到飾面磚、膠粘劑、抹面砂漿的自重作用下，聚苯板受剪變形可能使抹面砂漿產(chǎn)生水平裂縫，水的侵入會影響飾面磚粘結(jié)的耐久性。
防治辦法之一是不讓聚苯板承受大部分自重，而增設(shè)別的配套件來承擔(dān)。具體做法是隔一定高度(如每隔2～3個層高)留設(shè)水平伸縮縫，縫中安裝托架承擔(dān)自重。要注意兩點(diǎn)：托架和緊固件本身是防銹的;盡量減少熱橋影響。辦法之二是提高聚苯板的彈性模量以減小應(yīng)變，具體做法是適當(dāng)提高聚苯板密度。這方面在幾種圖集上都有詳細(xì)的介紹。
7
7.1
在各種外墻(包括外保溫復(fù)合墻體)上粘貼飾面磚，工程質(zhì)量往往受到技術(shù)水平、材料配套、施工條件和手工操作等方面一些不確定因素的影響。因此，為保證使用安全，對多、高層建筑外墻外飾面材料的選擇，應(yīng)優(yōu)先考慮涂料、飾面砂漿等輕質(zhì)材料。
7.2
從克服外荷載的角度分析，只要外保溫系統(tǒng)滿足《膨脹聚苯板薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)》JGJ 144-2004對各層材料間粘結(jié)強(qiáng)度的要求，滿足《外墻飾面磚工程施工及驗收規(guī)程》JGJ 126-2000對飾面磚粘結(jié)強(qiáng)度的要求，外保溫系統(tǒng)提供的與結(jié)構(gòu)墻體的初始粘結(jié)力，能夠支持外貼飾面磚而有足夠的安全系數(shù)。
7.3
外墻飾面磚日久脫落的原因，主要是經(jīng)年的溫度變化和水分遷移削弱了飾面磚與外墻體之間的粘結(jié)強(qiáng)度。應(yīng)以降低面磚～瓷磚膠界面應(yīng)力、防止飾面磚內(nèi)側(cè)積聚水分為目的，按照J(rèn)GJ 126-2000的要求，從選材、設(shè)計、施工、驗收等方面采取有效的措施。
7.4
保證增強(qiáng)網(wǎng)的耐久性、防止聚苯板受剪變形，是確保外保溫貼磚安全性的特殊問題。要特別注意鋼絲網(wǎng)的防銹效果。
只要認(rèn)真做好以上7.2～7.4項工作，在外保溫系統(tǒng)外粘貼飾面磚做法的使用安全性是有保證的。
參考文獻(xiàn)
[1] 引自《外墻飾面磚工程施工及驗收規(guī)程》JGJ 126-2000.
[2] 引自《建筑工程飾面磚粘結(jié)強(qiáng)度檢驗標(biāo)準(zhǔn)》JGJ 110-97.
[3] 依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB 50009-2001。
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