建筑节能外墙保温材料施工技术

摘要: 外墙保温工程是一个由设计保温材料选用、装饰材料选用、施工工艺技术研发使用、机械装备选用、施工设计、施工程序管理、施工配合、施工顺序配置的系统工程。外墙保温技术的发展与节能材料的革新是密不可分的, 建筑节能必须以发展新型节能材料为前提, 必须有足够的保温绝热材料做基础。节能材料的发展又必须与外墙保温技术相结合, 才能真正发挥其作用。所以在大力推广外墙保温技术的同时, 要加强新型节能材料的开发和利用, 从而真正地实现建筑节能。

关键词: 建筑节能；外墙保温材料；施工技术

1保温材料选择应注意的问题

在建筑中, 护结构的热损耗较大, 所以建筑墙体节能技术的发展是建筑节能技术的一个最重要的环节, 发展外墙保温技术及节能材料是建筑节能的主要实现方式。作为外墙保温系统的主要组成部分, 保温材料的隔热保温性能、施工性能、材质特性等综合性能, 决定整个系统的应用效果, 施工技术的选择决定着整个系统的成败。

1) 无机隔热保温材料和有机绝热保温材料。在北美大部分地区和欧洲一些国家, 无机矿物岩棉在建筑物护结构中的使用率非常大。有人认为此类无机材料完全可以在国内大量推广使用, 但事实上在国内墙体保温市场,有机材料仍然占据市场主角。

2) 保温材料材质阻燃性的要求和提高阻燃性的实施方法。无机保温材料阻燃性一般较优良, 有机材料可以通过与无机材料复合使用或在生产过程中添加阻燃剂来提高防火能力。如保温浆料就是应用了有机、无机的复合技术;聚氨酯类材料可以通过使用阻燃、难燃级聚醚多元醇或添加阻燃剂来有效控制氧指数, 提高材料的防火能力; 聚苯乙烯类发泡板材须进一步提高材料的阻燃性能和研发出相关的阻燃技术, 才能较好地解决整个系统的防火性能。

3) 保温层材质热熔点问题。在保温隔热材料的应用中, 热熔性材料在未接近燃烧点以前很快就可以达到熔点,材料会出现因受热从固态向液态转化, 造成墙体保温系统出现隔熔垮塌。因此在选择保温材料时, 务必要考虑材料的热熔性问题。

2 黏结砂浆和抹面砂浆使用添加剂的选择

板材黏结砂浆和抹面砂浆中添加胶体乳液、可再分散乳胶粉以及各类纤维素醚, 可有效增加砂浆的黏结强度、抗冲击强度等性能, 同时还能有效控制系统的吸水量和提供更好的施工方法, 对提高砂浆的刚性度起到一定的作用。

1) 天然橡胶胶乳和氯丁胶乳。天然橡胶胶乳和氯丁胶乳造价都较高, 使用程序也比较复杂, 其中天然橡胶胶乳来源有限, 氯丁胶乳在调配不当时会出现破乳导致浪费。

2) 添加乙烯单体共聚的聚醋酸乙烯 -乙烯( VAE ) 乳液。聚醋酸乙烯乙烯( VAE ) 乳液是采用聚醋酸乙烯和16%左右的乙烯单体共聚。当乳液添加到水泥砂浆中, 由于乙烯分子链上存在柔性链段, 在满足黏结要求的同时提供一定的柔性。

3) VAE可再分散乳胶粉和干拌砂浆的研究。国外通过对改性VAE 乳液雾化干燥后制成不同规格的VAE可再分散乳胶粉用在干拌砂浆中。目前推广的聚苯板薄抹灰外墙外保温系统中多用于保温黏结砂浆和抹面砂浆,不同掺量的VAE乳胶粉对砂浆黏结强度和系统抗冲击性能有不同的影响, 掺加适量的柔性VAE乳胶粉可以使系统获得极佳的抗冲击强度, 如在胶黏剂和抹面砂浆中掺量为2.5% - 3%时, 系统可获得优异的黏结强度和抗冲击强度。根据对黏结界面分析, 聚合物砂浆与聚苯板的黏结力主要来自两个方面: 一是界面处聚合物砂浆嵌入聚苯板表面缝隙后产生的机械咬合力; 二是界面处聚合物膜对聚苯板砂浆界面处的收缩裂缝进行桥连产生的结合力。当掺量大于3%时,干态黏结强度和耐水黏结强度几乎没有增加。

3 保温砂浆增强材料的选择

1) 有机胶黏剂。目前, 市场上保温砂浆中采用的有增强乳液、可再分散乳胶粉、纤维素醚等有机胶黏剂作胶凝增强材料。

2) 玻璃纤维增强技术。常用的玻璃纤维根据生产方法一般分为中碱玻璃纤维和无碱玻璃纤维, 两种玻璃纤维都不宜用于水泥砂浆。针对水泥中的使用要求, 近年来国内外相继研发出了含锆量为15% 左右的耐碱型玻璃纤维,广泛用于GRC板( 玻璃纤维增强水泥板) 和外墙外保温系统, 含锆耐碱玻璃纤维网格布本质上区别于涂塑中碱和无碱玻璃纤维网格布。含锆耐碱玻璃纤维不能直接编布使用,需做塑覆层处理。

3) 专用砂浆、混凝土增强化学纤维的三维增强。专用强纶纤维的单丝分散性能与通过界面剂集丝成束的玻璃纤维不同, 新型的砂浆水泥混凝土三维网状分散结构的纤维增强解决了网格布的网眼分隔。纤维以单丝分散且强度高、有效使用程度提高、使用量大大下降、丝体弹性好等优点, 成为替代外墙外保温玻璃纤维增强网格布的一种较为理想的材料。

4) 木质纤维素粉状添加剂增强处理。木浆经处理制成的木质纤维粉状剂具有一定的柔韧强度、分散性和化学惰性, 添加到乳液砂浆干粉料中的比例约0.3% - 0.5%,可以增强产品的稳定性、抗开裂、拉收缩、延长操作时间、提高触变性及抗流挂等性能, 是保温砂浆、外墙腻子、干粉砂浆普遍使用的增强材料。

4 外墙保温系统施工技术

1) 外保温是目前大力推广的一种建筑保温节能技术。外保温技术不仅适用于新建的结构工程, 也适用于旧楼改造, 适用于范围广, 技术含量高。外保温材料包在主体结构的外侧, 能够保护主体结构, 延长建筑物的寿命, 有效减少了建筑结构的热桥效应, 增加建筑的有效空间, 同时消除了冷凝, 提高了居住的舒适度。

2) 外挂式保温。外挂的保温材料有岩(矿) 棉、玻璃棉毡、聚苯乙烯泡沫板(简称聚苯板, EPS、XPS) 、陶粒混凝土复合聚苯仿石装饰保温板、钢丝网架夹芯墙板等。其中聚苯板因具有优良的物理性能和廉价的成本, 已经在全世界范围内的外墙保温外挂技术中被广泛应用。该外挂技术是采用黏接砂浆或者是专用的固定件将保温材料贴、挂在外墙上, 然后抹抗裂砂浆, 压入玻璃纤维网格布形成保护层,最后加做装饰面。还有一种做法是用专用的固定件将不易吸水的各种保温板固定在外墙上, 然后将铝板、天然石材、彩色玻璃等外挂在预先制作的龙骨上, 直接形成装饰面。

3) 聚苯板与墙体一次浇注成型。该技术是在混凝土框剪体系中将聚苯板内置于建筑模板内, 在即将浇注的墙体外侧, 然后浇注混凝土,混凝土与聚苯板一次浇注成型为复合墙体。该技术解决了外挂式外保温的主要问题,其优势是很明显的。由于外墙主体与保温层一次成活, 工效提高, 工期大大缩短, 且施工人员的安全性得到了保证。而且在冬季施工时, 聚苯板起保温的作用, 可减少围护保温措施。但在浇注混凝土时要注意均匀、连续浇注,否则由于混凝土侧压力的影响会造成聚苯板在拆模后出现变形和错茬, 影响后序施工。

其中内置的聚苯板可以是双面钢丝网的, 也可以是单面钢丝网的。双面钢丝网聚苯板与混凝土的连接, 主要是依靠内侧钢丝网架与墙体外侧配筋相绑扎及混凝土与聚苯板的黏接力, 其结合性能良好, 具有较高的安全度。单面钢丝网聚苯板与混凝土的连接, 主要依靠混凝土与聚苯板的黏接力以及斜插钢筋、L型钢等与混凝土墙体的锚固力,结合性能也较好。与双钢丝网相比较, 单面钢丝网技术因取消了内侧钢丝网和安装保温板前的板外侧抹灰, 节省了工时和材料, 其造价可降低10%左右。但这两种做法都采用了钢丝网架, 造价较高, 且钢材是热的良导体, 直接传热, 会降低墙体的保温效果。对于混凝土与无网架聚苯板一次成型复合墙体试验研究结果表明, 在混凝土中水泥浆量合适的条件下, 直接利用混凝土作为黏接剂来粘贴聚苯板, 是完全可能的。在对聚苯板的背面进行处理之后, 其与混凝土的黏接力进一步提高(其平均粘接强度可以达到0.07MPa, 而且破坏均发生在聚苯板内)。此技术取消了钢丝网架, 其保温性能提高,而且板的成本再次降低。在经过对其长期耐久性论证之后,工程中可以推广使用。

4) 聚苯颗粒保温料浆外墙保温。将废弃的聚苯乙烯塑料( 简称为EPS) 加工破碎成为0.5mm-4mm 的颗粒,作为轻集料来配制保温砂浆。该技术包含保温层、抗裂防护层和抗渗保护面层( 或是面层防渗抗裂二合一砂浆层)。但该材料防火性能较差。

5) 保温夹层。将墙体做成夹层的保温方法, 把珍珠岩、木屑、矿棉、玻璃棉、聚苯乙烯泡沫塑料、聚氨酯泡沫塑料( 也可以现场发泡) 等隔热性能良好的材料填入夹层中, 形成保温层, 达到保温效果。

6）玻化微珠无机保温系统以玻化微珠干混保温砂浆为保温层，在保温层面层涂抹一层具有防水抗渗、抗裂性能的抗裂砂浆，与保温层复合形成一个集保温隔热、抗裂、防火、抗渗于一体的完整体系。该系统不仅具有良好的保温性能，同时具有优异的隔热、防火性能且能防虫蚁噬蚀，属新型建筑保温材料，目前在国内属于推广阶段。新近推出的国家标准GB/T 20473-2006为无机保温砂浆的推广打开了新的空间。

轻骨料玻化微珠是一种无机物玻璃质矿物材料，是由火山岩粉碎成矿砂，经过特殊膨化烧法加工而成，产品呈不规则球状体颗粒，内部为空腔结构，表面呈玻璃化封闭状态，封闭度有一定变化，理化性能稳定，具有质轻、隔热防火、耐高低温、抗老化等优良特性。可部分替代粉煤灰漂珠、玻璃漂珠、普通膨胀珍珠岩、聚苯颗粒等诸多传统轻质骨料在不同制品中的应用，是一种环保型高性能无机轻质绝热材料。 无机保温，A级不燃材料。 导热系数比有机类材料略高。 无空腔结构。强度高。 有一定吸水性。 透气性能好，不结露。 厚度不易控制，受施工影响大。 抹灰成型，适用于异形墙面。

本文就当前我国常用的外墙保温技术及节能材料加以论述。在大力推广外墙保温技术的同时, 要加强新型节能材料的开发和利用, 从而使建筑节能真正得以实施。