超高層建筑外墻外保溫節(jié)能體系材料性能分析與檢驗

來克明  李爾青1 趙軍2 徐文根3 馬春玲1

(1．第四軍醫(yī)大學西京醫(yī)院  710032  西安；

2．北京軍區(qū)建筑設(shè)計研究院  北京；

3．總后建工研究所710038西安)

1、概述

    長期以來，超高層外保溫墻體節(jié)能技術(shù)一直被工程界視為關(guān)注的熱點，近年來，隨著建筑節(jié)能在西部開發(fā)中占有的地位以及呼聲愈來愈高，墻體保溫材料與建筑節(jié)能的互動有機結(jié)合促進了建筑節(jié)能施工技術(shù)不斷創(chuàng)新。第四軍醫(yī)大學西京醫(yī)院安居工程所采用的外墻外保溫節(jié)能技術(shù)是這種創(chuàng)新的體現(xiàn)。該項目在材料上選擇了高效絕熱聚苯板作為墻體保溫主體材料。聚苯板質(zhì)輕，導熱系數(shù)小，是目前絕熱材料中保溫性能最佳材料之一。其次，有輕質(zhì)聚苯板的施工安裝以及外飾面磚的粘貼兩項關(guān)鍵技術(shù)方面具有獨特的創(chuàng)新點，使材料得到了合理的利用，性能得以充分發(fā)揮。

2、材料性能檢測與分析

    2.1材料基本性能測試與分析

    2.1.1聚苯板

    建筑節(jié)能效果在很大程度上取決于建筑節(jié)能材料的性能優(yōu)劣。就所選聚苯保溫板而言，由于不同廠家、不同產(chǎn)品、發(fā)泡的疏密、成型的方式不同等等，同樣是輕質(zhì)板材，表觀密度相差較大，由此直接會影響聚苯板的保溫隔熱性，進而會影響設(shè)計時保溫板厚度的確定(涉及到節(jié)能率是否能實現(xiàn)50％的目的)。因此，依據(jù)國家標準(QB／T 380—1999>>對聚苯板進行了性能檢測。

    測試結(jié)果表明聚苯板性能達到了節(jié)能性能指標要求。

    2.1.2灌漿料

    聚苯板與現(xiàn)澆砼的聯(lián)接是保證材料能起到保溫絕熱效果的重要一環(huán)。該項目采用了植筋方法，固定聚苯板，即通過在砼墻上打孔、插入φ8鋼筋、灌入漿料，將鋼筋固定，然后將聚苯板固定在植筋上。為使鋼筋能可靠固定在砼墻上，依據(jù)標準《建筑錨栓抗拔、抗剪性能實驗方法))(DG／TJ 08—003—2000)對植筋拔出力進行了實驗室測試，實測拔出力在8500~9600N之間。

    2.1.3粘結(jié)材料

    粘結(jié)材料的作用在整個外保溫技術(shù)中舉足輕重。一方面，它與聚苯板結(jié)合，起著粘結(jié)并保護保溫板的作用；另一方面，它又為粘接面層飾面磚打下基礎(chǔ)。因此，粘結(jié)材料的原材料選擇、配方的設(shè)計、施工質(zhì)量都關(guān)系到外墻外保溫體系的使用壽命。從該技術(shù)實施情況來看，主要從兩個方面著手解決：其一，增設(shè)了鋼筋網(wǎng)豎筋和水平筋，對粘結(jié)材料進行拉結(jié)與輔助承載，增強了粘結(jié)材料的強度，同時減少了粘結(jié)材料的收縮，防止開裂。其二，注重了不同的構(gòu)造層選配不同材料的合理搭配。聚苯板上涂覆的砂漿抹灰層，其配方選擇的是水泥與砂的比例為l：3。由于該抹灰層內(nèi)又有配有與植筋聯(lián)接的鋼板網(wǎng)，故砂漿性能可能滿足要求。另外對用來粘結(jié)飾面墻磚的粘結(jié)材料，考慮到較高的粘結(jié)力要求，選配了摻有108膠的水泥砂漿作為粘結(jié)層。從砂漿性能的改善來看，可以增加粘結(jié)力，同時，可以填充抹灰層硬化產(chǎn)生的微小空隙，提高抹灰層與粘結(jié)層的結(jié)合力。

    2.1.4飾面磚

    建筑外保溫墻體的節(jié)能效果與絕熱材料性能密切相關(guān)，已取得共識，由此開發(fā)的各種節(jié)能材料，如 zL膠粉聚苯顆粒、EPS保溫砂漿等也成功地應(yīng)用于建筑外墻保溫工程。但是作為保溫材料的外飾面保護層的選用，則存在著許多技術(shù)問題，尚未很好的解決。尤其是高層或超高層建筑，采用外貼飾面磚作為保護層，在負風壓、地震作用下可能產(chǎn)生較大破壞力。能否滿足各種變形及拉力對面層的要求，成為本技術(shù)的難點也是關(guān)鍵的一點。為此，從首先保證材料性能人手，對所選用飾面磚質(zhì)量進行了測試。見表1。

    從測試數(shù)據(jù)看，該飾面磚吸水率很小，說明質(zhì)地致密，抗凍性好，冬季室外低溫作用時，不會因吸水凍結(jié)膨脹而起鼓。其它性能也均滿足要求。

    2.2材料使用性能測試與分析

    對所用各種材料進行實驗室檢測是使墻體體系能夠達到質(zhì)量要求的必要保證。但是，實際施工中由于材料性能的波動及差異，加之施工水平質(zhì)量的穩(wěn)定性，既使所檢材料符合各項指標要求，也不能完全代表材料的實際作用如何。特別是高達百米的建筑外墻粘貼飾面磚的施工質(zhì)量，當外墻表面積已超過上千平方米時，試驗室檢測合格的面磚，并不能保證粘貼性能符合要求。因此，制定了以下現(xiàn)場檢測方案：

    ①檢測內(nèi)容：按照有關(guān)標準規(guī)范在現(xiàn)場隨機抽樣進行現(xiàn)場測試。

    ②檢測目的：對外飾面磚粘結(jié)的效果及作用進行判定。

    ③檢測依據(jù)：《建筑外飾面磚粘貼強度檢驗標準》(JGJll0—97)

    ④檢測儀器：采用福建中南機械制造有限公司生產(chǎn)的ZQS—l0型數(shù)顯粘貼強度檢測儀ZV-0382進行檢測。

    ⑤檢測過程：

    步驟一：按標準規(guī)定的取樣面積(300mz取1組)確定為每一層墻面作為一個檢測單位，每一單位取1組3塊進行測試。

    步驟二：將所選測試的飾面磚表面清洗干凈，用改性丙烯酸酯雙組分粘結(jié)劑現(xiàn)場配制后均勻涂抹在標準試塊(鋼制板，其面積為4275m2)，然后粘貼在飾面磚上，壓實后，用膠帶紙固定，待數(shù)小時固化后即可進行抗拔測試。

    步驟三：安裝支架，擰緊聯(lián)接螺絲。手動液壓加載的同時，數(shù)量儀顯示的數(shù)字即為施加接拔力，當拉拔破壞時，數(shù)量儀顯示的數(shù)字即為最大拉力。按下列公式計算粘結(jié)強度：  R=P／A(Mpa）

    步驟四：評定破壞狀態(tài)。規(guī)范要求當破壞狀態(tài)出現(xiàn)在粘結(jié)層界面或抹灰層時為正常破壞狀態(tài)，判為測試有效。對應(yīng)的粘結(jié)強度平均值不小于0.6Mpa即為合格。其中要求一組3個強度中的最小值不能低于0.4Mpa。

    從報告檢測內(nèi)容看，每一層隨機抽檢的粘結(jié)強度完全合乎JGJll0—97規(guī)定的值。因此，該飾面磚粘結(jié)性可以保證。

(本文來源：陜西省土木建筑學會  文徑網(wǎng)絡(luò)：文徑 尹維維 編輯  劉真 審核)