淺談?lì)A(yù)防外墻外保溫體系飾面層涂料開裂的措施

宋學(xué)柱   薛敏

陜西建工集團(tuán)第六建筑工程有限公司  咸陽  712000  興平市建設(shè)工程質(zhì)量安全監(jiān)督站   興平  713100

    節(jié)能已成為我國的基本國策。我國的建筑能耗約占總能耗的30%，因此，建筑節(jié)能是國家節(jié)能工作的重要組成部分。為了實(shí)現(xiàn)節(jié)能50%~65%的目標(biāo)，今后我國新建筑必須按照《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》設(shè)計(jì)，并嚴(yán)格組織施工、驗(yàn)收。建筑外墻外保溫技術(shù)通過高效的保溫材料，用適當(dāng)?shù)酿そY(jié)方式（聚合物砂漿黏結(jié)或機(jī)械固定）與建筑外墻主體復(fù)合連接成一體，以提高墻體熱阻，降低外墻平均傳熱系數(shù)，實(shí)現(xiàn)保溫隔熱效果，最后達(dá)到降低建筑能耗的目的，近年來已在我國不同地區(qū)得到大力推廣和應(yīng)用。外墻外保溫是行之有效的建筑節(jié)能方式，而作為其飾面層，首先考慮建筑涂料。根據(jù)JG149—2003《膨脹聚苯板薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)》規(guī)定，涂料必須與薄抹灰外保溫系統(tǒng)相容，其性能指標(biāo)應(yīng)符合外墻建筑涂料的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，為達(dá)到有效的節(jié)能和理想的裝飾效果，選用外墻外保溫飾面層建筑涂料還有其它一些需要關(guān)注的問題。

一、選擇外墻外保溫體系飾面層涂料的原則

    第一，“逐層漸變?nèi)嵝葬尫艖?yīng)力”的抗裂技術(shù)原則。據(jù)太原理工大學(xué)的專項(xiàng)課題研究表明：應(yīng)努力達(dá)到保溫層各相鄰層性能、彈性模量變化指標(biāo)相匹配、逐層漸變；抗裂砂漿應(yīng)保證一定的柔韌性，以便釋放變形應(yīng)力；涂料飾面層應(yīng)從里向外柔性變形，逐漸增大。

    第二，嚴(yán)禁使用普通水泥砂漿作為保溫構(gòu)造的找平層、保護(hù)層。

    第三，嚴(yán)格控制防護(hù)層的施工質(zhì)量，必須采用專用抗裂砂漿并輔以合理的增強(qiáng)網(wǎng)。

    第四，充分考慮各層材料的相容性及匹配性。

    第五，外保溫體系材料供應(yīng)商對(duì)體系材料成套供應(yīng)。

    第六，提高施工質(zhì)量保證率。

二、預(yù)防外墻外保溫體系飾面層涂料開裂的措施

    2.1注意外墻外保溫基層與傳統(tǒng)水泥砂漿基層的區(qū)別

    外墻外保溫系統(tǒng)的面層雖然也多是聚合物水泥砂漿材料，但因其依附在輕質(zhì)保溫隔熱層上，故與傳統(tǒng)水泥砂漿抹涂于混凝土及各種砌墻體工程上存在著很大區(qū)別，主要體現(xiàn)在以下幾方面：

    第一，外墻外保溫薄抹灰系統(tǒng)中的面層砂漿多為改性聚合物砂漿，具有較好的柔韌性（壓折比≤3.0），而傳統(tǒng)水泥砂漿的壓折比一般在6~7，為脆性材料。為了滿足面層裝飾材料與底材相匹配的基本要求，能用于傳統(tǒng)水泥砂漿基層上的膩?zhàn)踊蛲苛希�并不一定適用于有外保溫系統(tǒng)的新型墻體基層。

    第二，外墻外保溫系統(tǒng)中的保溫板為發(fā)泡聚苯乙烯材料時(shí)，該材料易受強(qiáng)溶劑的影響，而傳統(tǒng)的水泥砂漿基層對(duì)強(qiáng)有機(jī)溶劑不敏感。因此在選擇膩?zhàn)踊蛲苛蠒r(shí)，不能完全照搬傳統(tǒng)的施工經(jīng)驗(yàn)，溶劑型涂料在發(fā)泡聚苯乙烯保溫基層上的應(yīng)用必須提前試驗(yàn)或采取適當(dāng)措施處理。

    第三，外墻外保溫系統(tǒng)組成材料之間性能參數(shù)差別較大，而傳統(tǒng)水泥砂漿基層與被抹涂的主體墻材性能參數(shù)差別較小。選用的保溫隔熱材料應(yīng)具有強(qiáng)度低、密度小、含氣量高、導(dǎo)熱系數(shù)小、允許變形量大的特點(diǎn)。以膨脹聚苯板為例，其導(dǎo)熱系數(shù)約0.04W/（m·K），而以水泥砂漿為主體材料加有機(jī)彈性高分子聚合物砂漿的導(dǎo)熱系數(shù)約0.93W/（m·K），兩材料的導(dǎo)熱系數(shù)相差22倍。混凝土的導(dǎo)熱系數(shù)為1.74W/（m·K），與水泥砂漿的導(dǎo)熱系數(shù)相差較小。

    第四，保溫系統(tǒng)受太陽直射時(shí)，由于聚苯板的熱阻性好，使抗裂砂漿防護(hù)層的熱量不易通過傳導(dǎo)擴(kuò)散，其表面溫度在夏季可達(dá)60~75℃，部分地區(qū)甚至達(dá)80℃；而在傳統(tǒng)的磚墻、混凝土墻上抹涂的水泥砂漿，由于導(dǎo)熱系數(shù)與主體墻差別較小，其熱量可以得到很好的傳導(dǎo)擴(kuò)散。因此，夏季最高溫時(shí)，平均比保溫體系的抗裂砂漿層表面溫度低10~15℃。根據(jù)熱脹冷縮原理可知：保溫系統(tǒng)的基層變形量遠(yuǎn)大于普通水泥砂漿基層的變形量。因此，對(duì)有外保溫系統(tǒng)的基層上施工膩?zhàn)蛹巴苛系囊�求，相�?yīng)也比在傳統(tǒng)水泥砂漿基層上的要求高得多。

    2.2外墻外保溫基層對(duì)膩?zhàn)拥囊��?/span>

    2.2.1膩?zhàn)尤犴g性要適當(dāng)

    （1）施工后固化干燥形成的膩?zhàn)訉拥娜犴g性應(yīng)大于保溫體系抗裂砂漿的柔韌性，即保溫體系基層上必須采用柔韌性適當(dāng)?shù)哪佔(zhàn)樱�才能保證膩?zhàn)訉硬灰蚧鶎幼冃味�開裂。

    （2）經(jīng)過大量試驗(yàn)和工程實(shí)踐表明：在外墻外保溫這種新型柔韌性、動(dòng)態(tài)性強(qiáng)的基層上刮涂傳統(tǒng)的水泥加建筑膠（107、801、701膠等）配制的水泥膩?zhàn)咏^對(duì)不可取，因?yàn)樗�泥加普通建筑膠配制的膩?zhàn)邮谴嘈圆牧希�不具有隨基層變形而不開裂的性能要求。

    （3）膩?zhàn)硬粌H是基層的填補(bǔ)找平材料，而且也是裝飾面層的過渡層，對(duì)裝飾質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用。柔性膩?zhàn)优c剛性膩?zhàn)拥膮^(qū)別在于膩?zhàn)訉泳哂腥犴g性，當(dāng)基層出現(xiàn)微裂紋時(shí)膩?zhàn)訉硬婚_裂。柔性膩?zhàn)拥膭?dòng)態(tài)抗開裂性≥0.3mm。

    （4）用于新型外墻保溫裝飾系統(tǒng)的柔性膩?zhàn)樱�其柔韌性應(yīng)大于抗裂抹面砂漿，其表面變形量應(yīng)＞10%，只有這樣，才符合外層彈性變量高于內(nèi)層的漸變理論，以防基層龜裂。

    2.2.2膩?zhàn)拥哪退�性，耐堿性要好

    膩?zhàn)拥哪退�性好是指在相�?duì)長時(shí)間的潮濕、淋雨環(huán)境中能保持不粉化、不剝落的性能，這也是保持涂層裝飾質(zhì)量的條件。耐水性一般要求浸水96h無異常。由于工期普遍較緊，刮涂膩?zhàn)訒r(shí)保溫體系抗裂層的堿性一般還很高，這就要求膩?zhàn)拥哪蛪A性也要好。一般要求為耐堿48h無異常。

    2.2.3膩?zhàn)拥碾p向黏結(jié)性要好

    膩?zhàn)拥酿そY(jié)性（即黏結(jié)力）要好。首先膩?zhàn)訉討?yīng)與抗裂層有很好的黏結(jié)力，這樣才能保證膩?zhàn)訉硬豢展摹⒉槐�皮、不剝落；其次，膩�(zhàn)訉舆�要與涂層保持很好的 黏結(jié)力，以保證面層涂料不剝落。膩?zhàn)拥酿そY(jié)力一般應(yīng)達(dá)到：標(biāo)準(zhǔn)態(tài)≥0.6MPa，浸水后≥0.4MPa的要求。

    2.2.4膩?zhàn)拥氖┕ば砸��?/span>

    施工性是保證涂飾工程質(zhì)量的重要因素之一，也是評(píng)價(jià)產(chǎn)品質(zhì)量的指標(biāo)之一。施工性應(yīng)滿足兩方面要求：一方面刮涂施工性要好，即配制的膩?zhàn)討?yīng)具有刮涂輕松、滑爽、回刀容易、不起卷、不起毛、易于收平等特點(diǎn)。另一方面，膩?zhàn)拥目纱蚰バ砸惨�合適。可打磨性與膩?zhàn)拥娜犴g性是一對(duì)矛盾的指標(biāo)。一般而言，打磨性越好，膩?zhàn)訉釉酱啵蝗橐汉�量越低，柔韌性也就越差；相反，膩?zhàn)訉拥娜犴g性越好，所需的彈性乳液量越高，膩?zhàn)訉拥目纱蚰バ砸苍讲睢２煌瑥S家的膩?zhàn)赢a(chǎn)品，配方設(shè)計(jì)要取得一個(gè)合適的平衡點(diǎn)。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，膩?zhàn)拥膭?dòng)態(tài)抗裂性約0.10~0.20mm是較為合適的平衡點(diǎn)范圍。

    2.3外墻外保溫對(duì)封閉底漆的要求

    第一，由于有機(jī)類保溫板極易受強(qiáng)溶劑溶蝕，因此，對(duì)黏貼EPS板（膨脹聚苯板）薄抹灰抗裂砂漿防護(hù)層（一般約3mm厚），不應(yīng)采用溶劑型封閉底漆，應(yīng)采用水性封閉底漆。溶劑型封閉底漆用樹脂的玻璃化溫度一般較高，涂膜的柔韌性差，在保溫體系上應(yīng)用易導(dǎo)致漆膜開裂，不能保證漆膜的連續(xù)性，其封閉效果也會(huì)受到影響，宜采用滲透型彈性封閉底漆。滲透型彈性封閉底漆由彈性乳液與有機(jī)硅或硅溶膠混合而成，具備成膜封閉與滲透封閉的雙重功能。

    第二，有機(jī)硅或硅溶膠具有良好的滲透性，納米級(jí)粒子沿基層的毛細(xì)孔向內(nèi)部滲透，并在毛細(xì)孔壁上形成一層極薄的硅樹脂網(wǎng)絡(luò)，但并不堵塞毛細(xì)孔，使外界的水不能滲進(jìn)去，而內(nèi)部的水汽可以散發(fā)出來。

    第三，滯留在基層表面的底漆，經(jīng)過水分蒸發(fā)形成連續(xù)性封閉薄膜，使基層內(nèi)的水汽向外散發(fā)減緩或受阻，避免了新抹水泥砂漿因失水過快而產(chǎn)生龜裂，起到水泥砂漿養(yǎng)護(hù)液的作用。涂膜的透氣性與涂膜的厚度成反比，因此要求底漆涂膜薄而均勻性好。

    第四，通過施工技術(shù)控制底漆的涂膜厚度，使其既能起到水泥砂漿養(yǎng)護(hù)膜的作用，又能使內(nèi)部水汽緩慢散發(fā)出來。滲透型彈性封閉底漆具有優(yōu)良的滲透性，使彈性薄膜與水泥砂漿層緊密地嵌合在一起，為保溫層構(gòu)筑了一道抗裂防水屏障，同時(shí)也為飾面裝飾層提供了良好的界面基礎(chǔ)。

    2.4外墻外保溫基層對(duì)面層裝飾涂料的要求

    作為外保溫系統(tǒng)的飾面涂料，其涂膜必須具有一定的抗裂性和斷裂伸長率，同時(shí)具有良好的耐溫變性和耐候性，才能起到應(yīng)有的裝飾和保護(hù)作用。其要求如下：

    第一，要有很好的延展性、柔韌性，不能使用涂膜堅(jiān)硬的無機(jī)類涂料。無機(jī)類涂料的抗基層變形能力差，自身變形系數(shù)小，不能滿足隨保溫基層變形而不開裂的要求。所以，首先推薦使用彈性涂料，除滿足變形要求外，還能對(duì)基層的細(xì)小裂紋起覆蓋作用，保持整體外觀效果的美觀。

    第二，需選用耐候性好的面層涂料，不能采用高顏料分的外墻涂料，這是對(duì)所有外墻涂料的基本要求。但因保溫基層夏季的溫度比普通基層高出10~15℃，對(duì)面層涂料的老化速度更快，因此保溫基層上的涂料，耐老化性應(yīng)比普通基層上要求更高。故應(yīng)選用以純丙烯酸酯或有機(jī)硅改性丙烯酸樹脂乳液為基料，以耐光性、熱穩(wěn)定性高的無機(jī)或有機(jī)顏料配制的高性能涂料，且配方設(shè)計(jì)時(shí)涂料的PVC（顏料體積濃度）值應(yīng)大干CPVC（臨界顏料體積濃度）值。

    第三，面層涂料應(yīng)具有優(yōu)異的防水性和透氣性，應(yīng)優(yōu)先選用有適度延伸率的有機(jī)硅樹脂改性涂料。良好的防水性可以避免液態(tài)水滲進(jìn)保溫體系，進(jìn)而減少冰凍、潮氣對(duì)保溫體系的破壞；良好的透氣性可以使保溫體系具有一定的呼吸功能，使結(jié)構(gòu)墻體或室內(nèi)的潮氣能向外界擴(kuò)散，避免保溫體系與主體墻之間形成結(jié)露。從這一點(diǎn)考慮，外保溫系統(tǒng)面層涂料并不一定推薦采用成膜性和彈性延伸率均較高的彈性涂料，對(duì)于南方多雨地區(qū)來說，透氣性好、表面憎水性強(qiáng)的有機(jī)硅改性涂料更適合。

    第四，慎重選用溶劑型涂料，如果必須選用應(yīng)采取特殊措施。溶劑型涂料用于保溫基層上可能帶來如下問題：（1）溶劑型涂料中溶劑的滲透會(huì)導(dǎo)致保溫板溶蝕，使抗裂砂漿與保溫層分開；（2）常溫下溶劑型涂料涂膜的延伸性差、抗變形性差、涂膜較硬，當(dāng)保溫體系變形較大時(shí)，涂層易開裂。（3）溶劑型涂料涂膜致密，透氣性差，不利于保溫體系內(nèi)潮氣向外擴(kuò)散，易導(dǎo)致保溫系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生結(jié)露現(xiàn)象，進(jìn)而影響保溫系統(tǒng)的耐久性和長期安全性。基于上述分析，在保溫體系上應(yīng)慎重選擇溶劑型涂料，優(yōu)先采用水性建筑涂料。但由于水性涂料目前的技術(shù)性能所限，溶劑型涂料實(shí)際尚占據(jù)一定份額。因此應(yīng)采取以下有效措施加以防范：（1）使用前必須進(jìn)行小面積相容性試驗(yàn)，涂完3d后檢查，采用機(jī)械方式剝開抗裂層，看抗裂層與保溫層黏結(jié)力是否與未涂部位有明顯區(qū)別；（2）盡可能采用機(jī)械噴涂工藝，可很大程度避免溶劑局部過濃的現(xiàn)象；（3）抗裂砂漿層厚度應(yīng)比一般水性涂料施工時(shí)增加1~2mm，即總體厚度宜控制在4~5mm。

    2.5外墻外保溫體系對(duì)涂層裝飾性的要求

    第一，不宜選用較深顏色的面漆。這是由于較深顏色的面漆比較淺顏色面漆更容易吸收熱量，加上保溫層良好的隔熱性，使熱量積聚在保溫層表面難于擴(kuò)散，從而導(dǎo)致保溫體系基層的表面溫度更高，對(duì)于涂料、膩?zhàn)印⒖沽焉皾{的老化破壞作用嚴(yán)重。因此，保溫面層除選擇以丙烯酸酯、硅丙樹脂等為基料配制的耐候性涂料以外，還應(yīng)優(yōu)先選用淺顏色的外觀效果。

    第二，不宜采用平涂工藝，宜選用凹凸花紋浮雕工藝。因用平涂工藝時(shí)，材料的收縮方向?yàn)橐粭l線，涂料收縮時(shí)易把涂膜拉裂，而凹凸浮雕涂料變形方向具有多向性，避免了涂膜開裂現(xiàn)象。另外，平涂工藝對(duì)刮涂膩?zhàn)拥囊�求較高，而外保溫基層必須選用柔性膩?zhàn)樱�可打磨性不如傳統(tǒng)的水泥膩?zhàn)樱�磨平的難度稍大，施工的平整度效果也相應(yīng)會(huì)差些。如果確實(shí)需要平涂，則應(yīng)選用橘皮狀涂料，其性能應(yīng)滿足與膩?zhàn)訉拥挠H合性、柔韌性、自清潔等方面的要求。

    第三，從與保溫層的配套節(jié)能原理方面考慮，太陽熱反射隔熱涂料當(dāng)屬首選。太陽熱反射隔熱涂料是集阻隔型隔熱、輻射型隔熱、反射型隔熱為一體的特種功能涂料。該涂層具有高反射率、高輻射率、低導(dǎo)熱系數(shù)、低蓄熱系數(shù)等性能，可有效地反射太陽熱（反射率>80%）、降低輻射熱（輻射>吸收）和對(duì)流傳導(dǎo)熱，從而降低被涂覆物的表面溫度，達(dá)到改善生活及工作環(huán)境、提高安全性、節(jié)能降耗之目的，尤其是對(duì)夏季熱敏性較高的外保溫保護(hù)層更為適用。

    在冬天采暖季節(jié)，涂層隔絕室內(nèi)熱量向外散發(fā)，又起到保溫節(jié)能作用。太陽熱反射涂料還是一種集高效、薄層、隔熱、防水、防腐、裝飾于一體化的涂料，具有優(yōu)異的耐候性和抗污染性。

三、結(jié)語

    發(fā)展和推行新型外墻外保溫裝飾一體化系統(tǒng)，既是我國建筑節(jié)能的現(xiàn)實(shí)需要，也是長遠(yuǎn)實(shí)施建筑節(jié)能的有效途徑。新型外墻外保溫裝飾涂層體系是把保溫隔熱層與裝飾層組合成一個(gè)系統(tǒng)，使保溫、防水、裝飾功能集一身，通過層間柔性連結(jié)，達(dá)到應(yīng)力均衡、荷載均勻、優(yōu)勢互補(bǔ)、疊加增效之目的。完善飾面層涂料的膩?zhàn)印⒌灼岷兔嫫岬氖┕�問題，使建筑節(jié)能向著科學(xué)、高效、健康的方向發(fā)展。

(本文來源：陜西省土木建筑學(xué)會(huì)    文徑網(wǎng)絡(luò)：呂琳琳 尹維維 編輯  文徑 審核)