外保温施工与材料时空相变对表面裂缝影响的研究

【摘 要】本文通过工程实例对建筑裂缝产生的原因、现象进行分析，并提出了相应的解决办法，仅供同行参考。

【关键词】产生；现象；分析

前言

专家们常说“建筑裂缝是难以彻底消除的建筑通病”，也就是说建筑裂缝产生因素多，原因复杂，很难彻底消除。同样，目前外墙保温墙面的裂缝也成了难以彻底消除的通病。如果保温系统完工后没有发现裂缝，说明几种材料和易性较好，施工到位，达到力的平衡。如果材料存在质量隐患，和易性不好，随时间推移，内力，外力，温度，湿度不断变化，就会逐渐产生不同程度的裂缝。

我们今天在此研究的裂缝成因却是一个新的概念。虽然它的裂逢还是和“应力”有关，但是这种应力的产生和形成却是和材料时空相变有主要的直接关系。也就是说外墙保温施工阶段与各种材料、温度、湿度等在时空阶段的相互立体作用产生变化，造成了因保温材料含水率大，在一定的时空阶段由于温变和水份迁移形成的膨涨收缩，促使外保温墙面产生裂缝的原因。我们可以下一个定义；【材料时空相变】是指材料在一定的时空阶段，因受外界各种条件因素影响引起材料本身各项理化指标变化而相互影响产生的质量变化。其中部分指标随时间延长产生变化逐渐稳定，相变影响也逐渐减小，材料指标稳定性逐渐提高。

下面以某工程项目做案例分析研究；

一、龟裂现象的产生与观察

工程项目：某开发区，办公楼七栋，主楼三层，边楼二层，采用水泥多孔砖填充墙体，建筑节能采用EPS聚笨板薄抹面外墙外保温系统。EPS聚苯板厚δ=50mm，耐碱玻纤网布抗裂砂浆保护层，柔性外墙腻子，弹性外墙涂料。

200×年8、9月份开始进行外墙保温施工、原材料进场复检；EPS苯板容重达到设计20Kg/m?要求，耐碱网布、粘贴砂浆抽检合格。因为赶工期，施工进度较快，在保护层抹面施工时，发现个别局部墙面有细小微裂，当时采取了补救措施，却没有探究原因。

来年2月份春节后，发现外墙表面出现成片的龟裂现象，我们现场进行了取样分析研究，总结了如下几方面特点；

1、经过观察发现，产生龟裂现象主要发生在建筑物的东、西、南三面墙，北墙面基本没有成片的龟裂现象，只是在局部墙面如窗角、柱子阳角等受力位有个别裂缝，经分析这些裂缝的产生有的因为施工不到位等原因，如窗角斜贴增强网布没有贴。柱子阳角双层互裹包网没做，只用单层网布直接包裹而成。促使这些部位因各种因素变化引起了局部裂缝。

2、仔细察看东、西、南三面外墙的墙面裂缝，形状无规律、有长有短、有直缝、有弧形，但是裂缝宽度都不大，基本都在0.2～0.3mm左右，用放大镜观察，裂缝表面敷着灰粉，显得缝隙宽度约0.5～0.6mm左右，擦去灰粉后，裂缝宽度约0.2～0.3mm左右，这是一条很重要的因素，为什么会随裂缝出现灰粉敷着物呢？灰粉从何而来呢？

3、随着观察一步步深入，问题越来越多，越来越奇怪。为什么裂缝的产生主要发生在东、西、南墙面呢？为什么同样南墙面，门厅雨搭底下的外保温墙面（包括门角和阴阳角）没有产生裂缝呢？

二、奇怪的裂缝现象

前面说过了，产生裂缝现象不奇怪，究其原因一般都可以找出问题原因所在。奇怪的是，这些裂缝的产生主要发生在外墙表面，而不是通常的窗角或阳角等应力集中部位，而且裂缝表面粘有灰粉敷着物。为查找裂缝原因，我们进行了裂缝原因的假设分析。

1、假设因涂料或腻子的原因；是否因涂料或腻子的产品质量存在问题引起了裂缝。我们将涂料和腻子刮下部份进行检验，发现腻子为普通腻子而不是柔性耐水腻子，涂料为柔性涂料而非弹性涂料。

2、假设是抗裂砂浆抹面层的原因；我们将切割下来的抗裂砂浆抹面层裂缝表面的涂料和腻子刮去，内表面粘贴的EPS聚苯板也刮去，露出抗裂砂浆抹面层，然后用水湿润，如果有裂缝，其裂缝部位因吸水而颜色加深，甚至透过裂缝湿到背面。奇怪的是抗裂砂浆并没有发现裂缝，这说明只是在表面腻子涂料产生微裂。

3、我们将切割下来的样块（600×600mm约0.36m?）的EPS聚苯板送去鉴定，从不同部位取三个点检测，容重分别是15.7Kg/m?，15.7 Kg/m?，16.1 Kg/m?，平均容重15.83 Kg/m?。现在问题出来了，EPS板进场抽检容重都附合设计要求，大于20 Kg/m?，施工贴上墙几个月以后，容重只剩平均15.83 Kg/m?了？为什麽？这就说明当时苯板进场的含水率高达约21 %，这样含水率的EPS板，随着时间的推移，其板材中的水份迁移，外加高温暴晒，肯定会引起聚苯板材的形变，引起外墙表面的开裂。国家在《外墙外保温工程技术规程》JGJ144—2004第7条特别指出；（EPS板的尺寸变化可分为热效应和后收缩两种变化，温度变化引起的变形是可逆的。……EPS板成形后需要进行养护和陈化，防止EPS板上墙后产生大的后收缩。）养护和陈化是防止温度热效应变化引起的变形和后收缩的重要条件。

三、裂缝现象的分析

通过观察与分析、裂缝的原因似乎找到了，但是施工技术人员的一句话又使裂缝的原因复杂起来。 施工技术人员问我们：“你们分析是EPS板含水率太大引起的裂缝，那么为什么不远处那栋25层的高层外墙和这里使用的都是同期，同厂，同样的聚苯板，同样的网格布，同样的抗裂砂浆，同期施工，同一品牌的涂料和腻子，为什么就没有产生裂缝呢？”

进行温度比较时发现，由于三季度温度较高，温波变化大，而且还有其它因素如；同样浅色涂料，因光谱原因吸光储热不同，温波变化也不一样。同样深色涂料，反光与不反光对温度都有影响，光照角度也有影响。所以，我们采取的温度数值，是后期补测的温度值，并不是施工当时检测记录的温度，只能代表施工阶段的相对温度。浅色涂料经日光照晒温度约48～50℃左右，深色涂料经日光暴晒温度高达58～60℃左右。南北墙面温差也较大。

是不是以上的条件都具备了，就是外保温墙面必然产生裂缝的原因呢？答案是否定的。经过25层楼和3层楼的条件对比，我们还发现从外保温板粘贴施工到开始抹面施工，两楼存在着很大的时间差。这只是简单的时间差吗？不是的。在这个时间差里，时间空间段的温变波动（昼夜反复温变）引起保温板所含水份向温高一侧的迁移蒸发，含水率+温度的变化，又引起苯板外形尺寸的物理变化，引起抗裂砂浆的柔韧度变化，也引起腻子涂料等一系列变化，集中起来所产生的“应力”造成微裂反应效果。

四、经验和教训

我们说外墙保温涂料墙面的裂缝应该说是可以基本消除的。我们的工程完工后，经检验应该基本没有裂缝或偶有个别的裂缝。这就需要我们在做外保温系统工程时，要充分考虑到设计因素，施工因素，材料因素，温度变化，湿度变化，面层材料的和易性、相容性，柔韧度逐层递增等要求。{包括柔性腻子弹性涂料}只有多考虑一些，才能减少裂缝发生的隐患。

比如，目前聚苯板出厂的含水率都比较高。而进入现场抽检，聚苯板容重都达标，含水率却无法现场检测。为此国家在（建筑节能工程施工质量验收规范）中强调指出；节能保温材料的含水率对节能效果有明显影响，但是这一情况在施工中未得到足够重视。为此本规范给出了控制含水率的基本原则和最低要求。否则应采取降低含水率的措施。所以施工中为了防止隐患，就应采取措施降低含水率。办法是根据聚苯板的含水率，聚苯板的厚度，施工季节，日照温度等因素估算出苯板的干燥时间。尽管苯板含水率大，只要粘贴上墙后，留有充份的干燥时间，然后再进行抗裂砂浆抹面施工，就不会留下因湿苯板抹面而产生裂缝的隐患。这是最难发现的产生裂缝原因之一。我们应该记住：“没有湿木材做家具不开裂的道理。”除非你做完家具又置放在更潮湿且不变温的环境中。