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外墻外保溫防水技術(shù)研究

文章出處：網(wǎng)絡(luò) 發(fā)表時間：2025-11-06 訪問：84

外墻外保溫防水技術(shù)研究

（北京振利高新技術(shù)公司黃振利）

【摘要】從建筑保溫墻體裂縫的產(chǎn)生原因入手，分析了影響建筑保溫墻體防水功能的一些重要因素，并提出了相應(yīng)的解決方案。

【關(guān)鍵詞】外墻外保溫防水裂縫

建筑節(jié)能墻體保溫是近幾年興起的一個行業(yè)。建筑物防水功能強否，對建筑物保溫節(jié)能的效果影響很大，甚至影響到建筑壽命的長短。本文主要分析影響建筑保溫層防水功能的一些重要因素，并提出解決的相關(guān)方法。

1 建筑物構(gòu)造形變裂縫的生成是建筑防水功能受損的主要原因

1.1 保溫層的構(gòu)造錯置，致使建筑結(jié)構(gòu)不安定產(chǎn)生裂縫

近些年我國的節(jié)能建筑做法有多種。為了降低造價，一些建筑師選擇了內(nèi)保溫、夾芯保溫、自保溫等。以上這些做法將建筑物的圍護結(jié)構(gòu)分別形成兩個不同的溫度環(huán)境，引發(fā)了不同溫度環(huán)境的不同形變，形成了建筑結(jié)構(gòu)的不安定狀態(tài)，造成了建筑結(jié)構(gòu)的裂縫發(fā)生。

目前國內(nèi)應(yīng)用于建筑保溫的高效保溫材料，其導熱系數(shù)均在0.06W/(m·K)以下。這些高效保溫材料有很強的熱阻斷能力。在這些高效保溫材料的兩側(cè)建筑構(gòu)造的不同部位有很大的溫度差。以內(nèi)保溫這種墻體保溫形式為例，保溫層內(nèi)側(cè)的墻體、樓板因受室內(nèi)溫度環(huán)境影響，其年溫差變化不大，一般在10℃以內(nèi)；保溫層外側(cè)的外墻受室外環(huán)境溫度影響，其年溫差變化較大，一般在50～80℃左右。重質(zhì)墻體材料在溫度變化10℃時約發(fā)生萬分之一的形變。50m高的內(nèi)保溫建筑受年溫差形變影響內(nèi)墻與外墻會發(fā)生25～40mm的形變差。

由于保溫層兩側(cè)的溫度環(huán)境變化，使建筑物形成新的溫度場，做了保溫與沒做保溫的建筑物相比，它們的運動狀態(tài)存在很大的差異。這種建筑結(jié)構(gòu)不同部位發(fā)生不同形變的結(jié)果會使墻體多處發(fā)生裂縫，破壞沿女兒墻的屋面防水層，導致地下室防水滲漏。這種使建筑物永久不安定的狀態(tài)并反復引發(fā)的眾多現(xiàn)象，我們稱之為“內(nèi)保溫技術(shù)綜合癥”。

1.2 不完全的外保溫導致建筑結(jié)構(gòu)不同部位的不同形變產(chǎn)生裂縫

外墻外保溫的構(gòu)造形式是合理的，它使建筑物避免了室外環(huán)境溫度對建筑結(jié)構(gòu)的形變影響，使建筑物的結(jié)構(gòu)相對安定了。它使建筑物的壽命延長，給防水層提供了穩(wěn)定的基礎(chǔ)，提高了防水層的防水效果，延長了防水層的壽命期。但是，在外保溫技術(shù)的應(yīng)用初期階段，容易被忽視的部位，是那些建筑結(jié)構(gòu)出挑的部位，如陽臺、雨罩、排水溝、女兒墻、屋項裝飾造型的博士帽等。這些沒做保溫的部位，其受溫度影響而發(fā)生形變的狀況與做完外保溫的墻體是不同的。經(jīng)過幾個年溫差的形變破壞，會造成這些未做保溫的部位與做了外保溫的墻體交接處產(chǎn)生破壞裂縫，也要引發(fā)相鄰防水層的破壞。

又如，外保溫做法的建筑，如果其現(xiàn)澆坡屋面的保溫層的墻體，在年溫差的影響下，它的總體積尺寸是很安定的。但坡屋面的混凝土構(gòu)造沒有保溫層保護，在年溫差影響下，會發(fā)生很大的水平形變，產(chǎn)生屋面對墻體的相對位移，這種多次因年溫差而反復發(fā)生的熱應(yīng)力破壞會大大縮短屋面混凝土結(jié)構(gòu)及防水層的壽命。

1.3 相鄰材料的變形速度差導致構(gòu)造裂縫

不同材料的升降溫速度，導致不同的熱脹冷縮的形變速度。相鄰材料的變形速度差，會導致兩種材料的界面處產(chǎn)生熱應(yīng)力，如框架結(jié)構(gòu)與輕質(zhì)填充墻。砼的導熱系數(shù)為1.74W/(m·K)，加氣混凝土的導熱系數(shù)約為0.2W/(m·K)，兩者之間的溫變速度差約為8倍。水泥砂漿的導熱系數(shù)為0.93W/(m·K)，其與加氣砼的溫變速度差約為4～5倍。這種不同形變速度的兩類材料的界面處會因溫差的變化產(chǎn)生裂縫、空鼓現(xiàn)象發(fā)生，特別是經(jīng)過一、二個年溫差的形變破壞后砼框架與輕質(zhì)填充墻之間、加氣混凝土砌塊與水泥砂漿抹面層之間產(chǎn)生裂縫會嚴重影響墻體的防水功能。而且裂縫會逐年發(fā)展，使墻體的防水功能大大減弱。

2 墻體保溫層表面應(yīng)拒絕剛性防水的技術(shù)路線

為防止保溫層表面出現(xiàn)裂縫，很多人采用了剛性防水的技術(shù)路線，主要應(yīng)用鋼筋的抗拉強度高與水泥砂漿抗壓強度高相組合的原理。采用這種技術(shù)措施應(yīng)用在保溫層上的工程已有很多，但沒有成功的事例。

2.1 水泥砂漿兩個矛盾周期

水泥制品的收縮周期長。水泥收縮的原因有很多，主要有化學減縮、干燥收縮、自收縮、冷縮、塑性收縮等，這些種類的收縮總量較大，其收縮率在8～10%左右，并且這些收縮完成的周期較長，幾個月甚至上百天才完成。

外保溫水泥砂漿抹面裂縫

水泥制品的強度增長周期短。主要強度在10小時便已完成。這種強度增長周期短、體積收縮周期長的矛盾，將使水泥制品中產(chǎn)生拉應(yīng)力。當拉應(yīng)力超過水泥砂漿的抗拉強度時，就會出現(xiàn)裂縫。

對此，采用聚合物對水泥砂漿進行改性，使其極限拉伸變形量大于自身變形及基層變形之和。

2.2 溫度升降快，體積脹縮大

外保溫的表面溫度變化要比沒有保溫層外墻外表面的溫度變化大。夏天每平方米太陽照射的熱量對外保溫表面溫度的影響要遠比無保溫的外墻表面的溫度影響大，熱量被外保溫層阻擋在其表面，因而其外表面升溫速度和降雨時的突然降溫速度遠比無保溫的外墻升降快。外保溫的做法使外保溫表面的變形應(yīng)力發(fā)生的非常頻繁和迅速(見圖6)。外墻外保溫的表層和外墻的外形初始尺寸是一致的。但在年溫差形變的影響下，它們的脹縮有很大的不同。夏天外保溫表層溫度要高出外墻溫度25～40℃，冬天外保溫表層溫度要低于外墻溫度25～40℃。其間外墻的尺寸受溫度影響變化是很小的，外保溫表層的線脹縮量相對外墻有很大的雙向形變。這種反復發(fā)生的相對形變，用水泥砂漿復合鋼絲網(wǎng)做外保溫表層防護。采取限制外保溫層表層變形的技術(shù)方法是行不通的（見圖5）。選用具有彈性的材料，才能適應(yīng)外保溫表層溫度升降變化引發(fā)的脹縮形變。

2.3 形變受力種類多，方向相反

外保溫系統(tǒng)要承受自然界五種主要破壞力的影響：火、水、熱應(yīng)力、風、地震等。這些因素對外保溫表層的作用力都具有雙向性，如熱脹與冷縮、正風壓與負風壓、干與濕的循環(huán)、地震破壞力，這些破壞力作用外保溫的表層時方向是相反的。保溫層表面采用水泥砂漿復合鋼絲網(wǎng)作法時，其受力狀況屬簡支架類的單網(wǎng)構(gòu)造。這種單向受力的狀態(tài)，對于雙向的破壞力是不合理的。

3 逐層漸變、釋放應(yīng)力、防止裂縫是外保溫防水的正確技術(shù)路線

綜上所述，外保溫防止裂縫的發(fā)生是外保溫防水技術(shù)成功的基礎(chǔ)。防止外保溫裂縫的發(fā)生應(yīng)考慮下述諸項原則：

(1) 外保溫的保溫效果滿足建筑物的全部結(jié)構(gòu)處于同一溫度環(huán)境的要求；

(2) 外保溫材料系統(tǒng)各構(gòu)造層均應(yīng)滿足允許變形、誘導變形與限制變形相統(tǒng)一的原則；

(3) 外保溫的構(gòu)造應(yīng)滿足柔性釋放應(yīng)力，各層彈性橫量變化指標相匹配，外層的柔韌變形量大于內(nèi)層的原則；

(4) 均勻分散的軟配筋(金屬四角焊網(wǎng)應(yīng)滿足防銹性能，玻纖網(wǎng)布耐堿強度保留率)應(yīng)滿足壽命期的要求。

3.1 外保溫各構(gòu)造層的形變量設(shè)計

墻體（年溫差20℃） 0.2‰

保溫層 1‰～3‰（線性收縮率0.3%）

抗裂砂漿層 5%～7%

柔性膩子層 10%～15%

涂料飾面 150%～600%