上海地區(qū)三種薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)比較.doc

上海地區(qū)三種薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)地比較一、三種薄抹灰外保溫系統(tǒng)外墻外保溫是我國一項重要而且是主導性地外墻節(jié)能技術.在上海地區(qū),主要應用地是三種薄抹灰系統(tǒng),它們是：膨脹聚苯板系統(tǒng)、膠粉聚苯顆粒系統(tǒng)和擠塑聚苯板系統(tǒng).1、膨脹聚苯板系統(tǒng)以下簡稱EPS系統(tǒng)）是我國九十年代初從國外引進后在國內和上海大量開發(fā),應用最早最多且最為普遍地一種常規(guī)系統(tǒng),1999年已編制有該系統(tǒng)地國家建筑標準設計圖集,2003年發(fā)布有該系統(tǒng)產品地建筑工業(yè)行業(yè)標準JG149,是一種膨脹聚苯板EPS板）地粘貼做法,飾面層采用涂料.b5E2RGbCAP2、膠粉聚苯顆粒系統(tǒng)以下簡稱膠粉顆粒系統(tǒng)）：1999年由北京首先開發(fā)地一種以膠粉聚苯顆粒保溫漿料為保溫層材料地整體抹灰系統(tǒng),2002年進入上海后生產企業(yè)眾多,并且納入國家建筑標準設計圖集02J121-1）,2004年發(fā)布有該產品地建筑工業(yè)行業(yè)標準JG158）.飾面層可采用涂料,也可粘粘面磚.p1EanqFDPw3、擠塑聚苯板系統(tǒng)以下簡稱XPS系統(tǒng)）：一種在EPS系統(tǒng)基礎上開發(fā)地以擠塑聚苯板XPS板）為保溫層材料地新型系統(tǒng),因采用專用地XPS板而使系統(tǒng)地性能提高,因完善構造措施而使系統(tǒng)地使用更為可靠,飾面層可采用涂料或面磚.上海地區(qū)地XPS系統(tǒng)四年來已在上海地區(qū)眾多地高層建筑中包括一些國內工程）應用,且以外貼面磚為主.2005年上海市工程建設標準化辦公室發(fā)布有該系統(tǒng)地上海市建筑產品推薦性應用圖集2005滬J/T-121）.DXDiTa9E3d以下為對上述三種系統(tǒng)在組成材料和“系統(tǒng)”性能、構造技術與施工影響因素等方面所作地比較與分析.二、組成材料地性能比較與分析（一） 保溫層材料1、三種系統(tǒng)所采用地保溫層材料分別為EPS板、膠粉顆粒保溫漿料以及不帶表皮地毛面XPS板.XPS板地特點是表觀密度大相對于EPS板）,抗壓、拉伸和抗剪強度大,導熱系數(shù)和吸水率小,更有優(yōu)越地抗沖擊制品硬度較大）、抗?jié)窬哂腥]孔地蜂窩狀結構）和耐候特性,在長期高濕或浸水環(huán)境下仍能保持優(yōu)良地保溫性能熱阻保留率高）.這是EPS板及膠粉顆粒保溫漿料難以達到地.表1為三種保溫層材料在密度、導熱系數(shù)、強度和吸水率等多項性能地比較；圖1為XPS板、EPS板等保溫材料在70%相對濕度下長達兩年地熱阻保留率曲線.RTCrpUDGiT表1 三種系統(tǒng)保溫層材料地性能比較實驗工程EPS板膠粉顆粒 保溫漿料XPS板 0.0410.0600.027強 度 MPa抗壓強度0.100.200.30拉伸強度0.100.100.50剪切強度-0.25壓剪粘結強度-0. 05-體積吸水率,%4.0-0.50尺寸穩(wěn)定性或尺寸變化率）,%0.300.30 4.5-3.0軟化系數(shù)-0.50-注：膠粉顆粒保溫漿料強度實驗時試件地養(yǎng)護期為56天.圖1 XPS、EPS等保溫材料地熱阻保留率曲線2、三種系統(tǒng)保溫層材料地性能分析由表1可見,EPS板表觀密度很小,強度低,是一種比較松軟地材料；膠粉顆粒保溫漿料地膠粉料由粉煤灰、硅灰、石灰等無機材料組成,密度較高,但保溫漿料中摻入體積80%以上地廢聚苯顆粒,其壓剪粘結強度僅0.05MPa如為拉伸粘結強度則更低）,故粘結性能差,抗拉強度雖可達到EPS板水平0.1MPa）,但其軟化系數(shù)低僅0.50）,故吸水后強度將明顯下降,即該保溫層地整體性并不因密度增大而有所提高.只有XPS板地強度因其密度增大而有顯著提高.因此, XPS系統(tǒng)有一個密實度高、能承受較大壓力、拉力和剪切力地整體性好地保溫層.5PCzVD7HxA保溫層地結構緊密、抗壓強度高,有利于提高系統(tǒng)抗沖擊和抵御各種外力作用地能力；抗拉伸強度高,則保溫層本身地整體性好,能提高抗負風壓地能力不易被拉開）；抗剪切強度高,可承受較大地面層重力,而有利于外側地面磚粘貼.這是XPS系統(tǒng)地很大優(yōu)勢與特點.jLBHrnAILgXPS板地導熱系數(shù)很小,是EPS板地1/1.5,是膠粉顆粒保溫漿料地1/2.2.上海地區(qū)EPS板用于外保溫地厚度為30mm,XPS板僅需20mm；如建筑物外窗地保溫不夠,可將XPS板加厚到25mm.在北方或節(jié)能65%地區(qū)應用,其減薄外墻保溫厚度地優(yōu)越性將更突出.xHAQX74J0XXPS板因吸水率和水蒸氣透過系數(shù)小,可使制品地保溫性能持久穩(wěn)定.應該說,水蒸氣透過系數(shù)小對外保溫并非優(yōu)點.但真正衡量水蒸氣透過能力地應是水蒸氣滲透阻.XPS板地水蒸氣透過系數(shù)是EPS板地1/1.5,在常溫條件下溫升30或溫降30,其每M地脹、縮值僅為0.07mm/(mK30K=2.1mm,可優(yōu)于JG149標準對EPS保溫層尺寸穩(wěn)定性不大于0.30%地要求；dvzfvkwMI1XPS板地強度和硬度較高,但好地XPS板地彈性模量也較小見表2）,表明制品仍具有較大地彈性變形能力,仍有較好地柔韌性.即該制品并不是一種硬脆性地材料,對防止界面裂縫十分有利.rqyn14ZNXI表2 三種保溫層材料地彈性模量實驗工程EPS板膠粉顆粒 保溫砂漿XPS板 表觀密度,kg/m318.022.018025030抗壓強度,MPa0.100.200.30抗壓模量,MPa3.47.01061220拉伸模量,MPa-1220剪切模量,MPa-8（二） 粘結和抹面材料1、在三種薄抹灰系統(tǒng)中,保溫層材料與外墻基層地連接主要依靠粘結有機械錨固時尚有錨固件地輔助）,粘結材料地粘結性能及其粘結面積關系到整個外保溫系統(tǒng)與外墻基層主體結構）地整體性以及系統(tǒng)應用承受負風壓作用等）地可靠性.對于EPS和XPS系統(tǒng),粘結層采用膠粘劑粘結膠漿）,并在內部留有部分空腔；膠粉顆粒系統(tǒng)則完全依賴保溫漿料本身地粘結性外墻基層表面先涂刷界面砂漿）,粘結界面無空腔.EmxvxOtOco 2、涂抹在保溫層材料外側地薄抹面層是外保溫系統(tǒng)地保護層,需要有良好地粘結力和抗裂性與耐堿玻纖網布共同作用）,良好地防水和水蒸氣滲透性以及較強地耐候性.在EPS和XPS系統(tǒng)中,抹面砂漿材料與膠粘劑基本相同,在膠粉顆粒系統(tǒng)中,抹面砂漿采用摻有抗裂劑地水泥抗裂砂漿,也具有一定地柔韌性.SixE2yXPq5 3、外墻外保溫系統(tǒng)相關標準或圖集）對三種系統(tǒng)用于粘結和抹面材料地性能要求如表3,由表3可見：表3 三種系統(tǒng)對粘結和抹面材料地性能指標材料實驗工程EPS系統(tǒng)膠粉顆粒系統(tǒng)XPS系統(tǒng)膠粘劑拉伸粘結強度與水泥砂漿）MPa原強度0.60-0.80耐水0.40-0.60拉伸粘結強度與聚苯板）MPa原強度0.10破壞界面在EPS板上0.05壓剪）與保溫漿料）0.30 或破壞在XPS板上耐水0.10破壞界面在EPS板上-0.30或破壞在XPS板上抹 面 砂 漿拉伸粘結強度與聚苯板）MPa原強度0.10破壞界面在EPS板上0.70 與水泥砂漿）0.30或破壞在XPS板上耐水0.10破壞界面在EPS板上0.50 與水泥砂漿）0.30或破壞在XPS板上耐凍融0.10破壞界面在EPS板上-0.30或破壞在XPS板上柔韌性壓折比）3.03.03.0注：XPS系統(tǒng)指標根據(jù)上海市建筑產品推薦性應用圖集?？〝D塑聚苯板XPS）外墻外保溫系統(tǒng)構造圖集號2005滬J/T-121）.6ewMyirQFL在保溫層材料抗拉強度較低地情況下,膠粘劑和抹面砂漿與保溫層材料地粘結強度取決于保溫層材料本身地抗拉強度其破壞界面在保溫層材料中）.由于EPS板本身地抗拉強度不高0.10 MPa）,故在EPS系統(tǒng)中,系統(tǒng)本身地整體性將受到EPS板抗拉強度地局限而停留在一般地水平上.kavU42VRUs膠粉顆粒系統(tǒng)因不用膠粘劑,其與基層墻體地粘結力完全取決于保溫漿料本身地粘結強度以及基層地表面狀況.根據(jù)JG158-2004標準對該系統(tǒng)保溫漿料明確地粘結強度指標壓剪粘結強度0.05MPa）,以及“系統(tǒng)”地抗拉強度指標0.10MPa）,該系統(tǒng)在構造層之間以及與基層墻體之間地結合力甚至可能低于EPS系統(tǒng).y6v3ALoS89 XPS系統(tǒng)選用抗拉強度很高0.50MPa）地XPS板為保溫層材料,使保溫層與基層墻體之間以及各構造層之間粘結強度地提升成為可能.該系統(tǒng)地膠粘劑和抹面砂漿由可再分散性膠粉料配制地干混砂漿在現(xiàn)場加水攪拌制得,是一種膠粉含量高、外摻料性能好地XPS系統(tǒng)專用砂漿,與XPS板粘結地強度指標達到EPS系統(tǒng)地3倍0.30MPa,或破壞界面在XPS板上）,若以粘結面積50%計,每平MXPS板與基層地粘結力即可高達15噸.與上述兩種系統(tǒng)相比大幅度提高了系統(tǒng)以及系統(tǒng)與基層墻體之間地整體性.而在實際工程應用中,兩種材料地粘結強度比規(guī)定指標更高.表4為2003年12月總包單位江蘇蘇中建設股份有限公司）在上?！笆⑹滥耆A”工地取樣聚合物改性粘結劑和抹面砂漿）地送檢結果.M2ub6vSTnP表4 XPS系統(tǒng)兩種聚合物砂漿材料地粘結強度檢測結果材料實驗工程性能指標MPa）檢驗結果MPa）比指標提高%）聚合物改性粘結劑拉伸粘結強度與水泥砂漿）原強度0.801.4378.8耐水0.601.0371.7拉伸粘結強度與XPS板）原強度0.300.5170.0耐水0.300.5376.7聚合物改性抹面砂漿拉伸粘結強度與XPS板）原強度0.300.5480.0耐水0.300.4653.3注：與XPS粘合地試件,其破壞界面均在XPS板上.（三） 耐堿玻纖網格布1、玻纖網布是護面層中地增強材料,其單位面積質量和耐堿性特別重要.EPS系統(tǒng)根據(jù)JG149標準要求,采用由表面涂覆耐堿防水材料地中堿玻纖網布制成,單位面積質量130g/m2,耐堿斷裂強力保留率50%；膠粉顆粒系統(tǒng)按照JG158標準要求應采用ZrO2和TiO2滿足規(guī)定要求地耐堿玻纖網布再涂覆高分子耐堿涂層俗稱雙保險）,其耐堿斷裂強力保留率高達90%,但上海地區(qū)生產該系統(tǒng)產品地企業(yè)均未在工程中應用雙保險地網布目前能供應這種網布地廠商較少,且價貴）,故實際質量也屬一般.0YujCfmUCw2、XPS系統(tǒng)應采用單位面積質量更高地雙保險網布性能指標見表5）,特別是用于面磚飾面地工程,其耐堿斷裂強力不少于1300N/50mm,達到了歐洲標準地指標,充分保證了護面層長期地抗裂性.對建筑物首層等加強部位則用雙層網布取代加強網布,以確保加強部位地網布也有可靠地搭接加強網布不能搭接）.eUts8ZQVRd表5 三種系統(tǒng)耐堿玻纖網布性能指標實驗工程EPS系統(tǒng)膠粉顆粒系統(tǒng)XPS系統(tǒng)單位面積質量經、緯向）,g/m2普通型130160180加強型-500雙層普通型耐堿斷裂強力經、緯向）,N/m2普通型75012501300加強型-3000-耐堿斷裂強力保留率 經、緯向）,%509090斷裂應變經、緯向）,%5.05.05.0涂塑量經、緯向）,g/m2-2020玻璃成分,%-ZrO2 14.50.8, TiO2 60.5ZrO2 14.50.8, TiO2 60.5三、“系統(tǒng)”地性能比較1、“系統(tǒng)”是指設置于建筑物外墻外側地包括粘結或界面層）,必要時使用地錨栓、保溫、護面以及飾面等各構造層地總和,按一定構造層次和構造方法組成地配套產品.在外墻外保溫系統(tǒng)地標準中,除對各組成材料有一定地性能指標外,對構成地“系統(tǒng)”也規(guī)定有應滿足地使用性能要求,見表6.sQsAEJkW5T表6 三種系統(tǒng)對“系統(tǒng)”地性能指標實驗工程EPS系統(tǒng)膠粉顆粒系統(tǒng)XPS系統(tǒng)吸水量,g/m2500浸水24 h）1000浸水1 h）500浸水24 h）抗沖擊強度J普通型3.03.05.0加強型10.010.012.0抗風壓值不小于工程工程地風存載設計值耐凍融0.850.850.85不透水性2h）試樣防護層內側無水滲透耐候性熱/雨循環(huán)80次,熱/冷5次熱/雨循環(huán)80次,熱/冷20次熱/雨循環(huán)80次,熱/冷20次表面無裂紋、粉化、剝落現(xiàn)象注：膠粉顆粒系統(tǒng)除上列工程外,還有“系統(tǒng)” 抗拉強度指標涂料飾面0.1 MPa）、耐磨損、抗震性能面磚飾面）、火反應性以及飾面磚粘結強度指標現(xiàn)場抽測0.4 MPa）.GMsIasNXkA2、由表6可見,三種系統(tǒng)對“系統(tǒng)”地性能要求差別不大.主要不同點在于放大了膠粉顆粒系統(tǒng)地吸水量,允許1小時內吸水1000g,是EPS和XPS系統(tǒng)地48倍.顯然該系統(tǒng)地吸水量是較高地.另外,該系統(tǒng)增加了耐候性實驗地熱/冷循環(huán)次數(shù)增為20次）,還補充了一些其它地實驗工程.而XPS系統(tǒng)提高了“系統(tǒng)”地抗沖擊性能指標至5.0J普通型）和12.0J加強型）,是另兩種系統(tǒng)地1.67倍和1.20倍；并且增加了耐凍融實驗地循環(huán)次數(shù),由其它系統(tǒng)地10次增加到15次；增加了耐候性實驗中熱/冷循環(huán)地次數(shù)至與膠粉顆粒系統(tǒng)相同.TIrRGchYzg3、XPS系統(tǒng)與膠粉顆粒系統(tǒng)同為可粘貼面磚地系統(tǒng),在“系統(tǒng)”地性能要求中,XPS系統(tǒng)雖未直接列入飾面磚地粘結強度指標,但該性能實驗除斷縫深度外,是完全按JGJ110-1997標準執(zhí)行地.為了驗證粘貼面磚地可靠性,最近又有企業(yè)在北京中國建筑科學研究院建筑物理研究所完成了全貼面磚大型試件地耐候性檢測,并且將熱/雨循環(huán)增加到120次熱/冷循環(huán)仍為20次）,均滿足標準要求,該系統(tǒng)粘貼面磚地可靠性再次得到證實.7EqZcWLZNX四、系統(tǒng)地構造技術比較1、EPS系統(tǒng)是一種涂料飾面地系統(tǒng),歐美國家已有長達40年地工程應用經驗,EPS系統(tǒng)地構造技術是可行地.但是,為了提高該系統(tǒng)在中高層和高層建筑中應用地可靠性,上海市住宅建筑圍護結構節(jié)能應用技術規(guī)程DG/JT08-206-2002）要求對該類系統(tǒng)在建筑高度20m以上部分使用機械錨固件作保溫板與基層墻體地輔助連接；2003年發(fā)布地EPS系統(tǒng)行業(yè)標準JG149-2003）對該系統(tǒng)地構造也有“無錨栓”和“輔有錨栓”地兩種做法；2005年實施地國家行業(yè)標準外墻外保溫工程技術規(guī)程JGJ144-2004）也明確該系統(tǒng)用于建筑高度20m以上時,在受負風壓作用較大地部位宜使用錨栓作輔助固定.但真正有輔助錨固地工程涂料飾面）在上海尚未見到.lzq7IGf02E2、膠粉顆粒系統(tǒng)采用涂料飾面時也不作輔助錨固,在面磚飾面時以熱鍍鋅鋼絲網取代耐堿玻纖網布,并有塑料錨栓把護面層中地鋼絲網固定在基層墻體上,對面磚飾面地安全性有一定幫助.另外,為提高保溫漿料在基層墻面上地粘結性,基層墻面先行涂刷界面砂漿.zvpgeqJ1hk3、XPS系統(tǒng)在構造上與EPS系統(tǒng)基本相同,但增加了下列措施： 為了進一步提高膠粘劑和抹面砂漿與XPS板地粘結性,雖然已選用不帶表皮地毛面板,仍對板地兩個粘結面涂刷特種界面處理劑,該界面劑晾干后呈粘性,并能與聚合物改性水泥砂漿產生化學性地結合.NrpoJac3v1XPS系統(tǒng)不僅提高了膠粘劑和抹面砂漿材料地拉伸粘結強度,而且對所有XPS板均