建筑外墻外保溫的粘結(jié)問題探討

1、建筑外墻外保溫的粘結(jié)問題探討內(nèi)容提示：外墻保溫是推廣建筑節(jié)能的關(guān)鍵技術(shù)之一從粘結(jié)劑的主要成份著手,分析了粘結(jié)劑的粘結(jié)原理粘結(jié)強度的影響因素,得到了粘結(jié)強度,由此得出了確定粘結(jié)方式的根據(jù)是保溫板沿厚度的變形,而粘結(jié)劑對保溫板起到的是邊界約束作用的結(jié)論所以,不斷調(diào)節(jié)粘結(jié)方式,控制保溫板沿厚度方向的最大變形,就可以確定粘結(jié)方式延伸閱讀：保溫板 外墻保溫 粘結(jié) 摘 要:外墻保溫是推廣建筑節(jié)能的關(guān)鍵技術(shù)之一從粘結(jié)劑的主要成份著手,分析了粘結(jié)劑的粘結(jié)原理粘結(jié)強度的影響因素,得到了粘結(jié)強度,由此得出了確定粘結(jié)方式的根據(jù)是保溫板沿厚度的變形,而粘結(jié)劑對保溫板起到的是邊界約束作用的結(jié)論所以,不斷調(diào)節(jié)粘結(jié)方式,控

2、制保溫板沿厚度方向的最大變形,就可以確定粘結(jié)方式 關(guān)鍵詞:外墻保溫;粘結(jié);保溫板 所謂外墻外保溫,是指在垂直外墻的外表面上建造保溫層此種外保溫,可用于新建墻體,也可以用于既有建筑外墻的改造中國的外墻外保溫市場正在日益繁榮,外墻外保溫也正在成為我國的一項重要的基本的建筑節(jié)能技術(shù) 1 保溫層的固定 1.1 固定方法 保溫層的固定一般分為:粘結(jié)固定力一式機械固定力一式或兩者的混合力一式機械固定方法一般用于木結(jié)構(gòu)建筑,或是舊有建筑的外墻有釉面磚,而又無法將其清除的情況而一般情況下,在保證粘結(jié)劑的質(zhì)量情況下,粘結(jié)強度抗剪抗拉強度都高于保溫板的強度,有關(guān)文獻(xiàn)和作者已做課題實驗都證實,在受到剪切或者垂直墻面

3、的荷載作用下,破壞均發(fā)在聚苯板中,而不是粘結(jié)處 1.2 外保溫系統(tǒng)保溫板可不加脹釘?shù)姆治?采用保溫板外墻外保溫系統(tǒng)技術(shù)和產(chǎn)品是目前最為廣泛使用的一種墻體保溫途徑該類系統(tǒng)除直接采用粘貼方一式外,還少量采用粘釘結(jié)合三北嚴(yán)寒地區(qū)大量的工程驗證,對保溫板外保溫系統(tǒng)采取不加脹釘?shù)淖龇ㄊ切兄行У囊訣PS板為例分析: (1)有關(guān)風(fēng)荷載問題 對EPS板墻體外保溫系統(tǒng)抗風(fēng)壓性能測試顯示,抗風(fēng)壓能力能夠達(dá)到4500Pa5000Pa,相當(dāng)于0.045MPa0.05MPa,粘結(jié)劑對EPS板基面粘結(jié)強度大于0.1MPa,對水泥基面粘結(jié)強度大于1MPa 我國建筑節(jié)能檢測中心及美國專威特公司都對系統(tǒng)的抗風(fēng)壓性能做過試驗試

4、驗結(jié)果表明:在風(fēng)壓力和風(fēng)吸力各為4.5kN/m時,均由于基層墻體的破壞才引起系統(tǒng)的破壞因此,根據(jù)我國的荷載規(guī)范南部沿海地區(qū)80米高度的建筑物最不利情況下的風(fēng)荷載計算,風(fēng)荷載不超過2.3kNjm2相比之下,EPS板墻體外保溫系統(tǒng)抗風(fēng)壓性能完全滿足要求 (2)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定 國家建筑標(biāo)準(zhǔn)外墻外保溫建筑構(gòu)造(一)中,A型一聚苯乙烯泡沫塑料板外墻外保溫系統(tǒng)規(guī)定,采用聚苯板作保溫隔熱層用膠粘劑與基層墻體粘貼,輔以錨栓固定當(dāng)建筑高度不超過20米,也可采用單一的粘結(jié)固定方式,個別工程設(shè)計要根據(jù)具體情況選定并說明 (3)用錨栓固定存在的缺點 錨栓必須通過砂漿粘結(jié)點錨入基層墻體中以防止EPS板產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力錨栓必須在粘結(jié)

5、層的聚合物砂漿強度上來后,才能施上錨栓,否則會對已粘結(jié)的EPS板產(chǎn)生松動而失去粘結(jié)作用施工期明顯加長,普通水泥砂漿強度需7天以上才能施工施工工人為搶工期不嚴(yán)格按要求施工,產(chǎn)生隱患,以致破壞粘結(jié)層錨栓帽在EPS板墻面上露出,面層不易抹平,增加材料耗量,影響面層質(zhì)量使用錨栓增加材料費人工費,不經(jīng)濟 (4)結(jié)論 從我們多年的工程應(yīng)用來看,采用粘貼方式后,每平方米再多加塑料脹釘,其作用不大理由依據(jù)是:粘結(jié)劑是有機材料和無機膠料混合物,合格的粘結(jié)料一般在拉伸粘接強度試驗中,能將EPS拉損粘結(jié)層的自然老化速度可能比EPS板層慢,EPS板的強度一旦失去,錨栓的作用也就不存在在粘結(jié)層正常狀態(tài)下,錨栓實質(zhì)上不起

6、作用從以上幾個方面可以看出,采用EPS外墻外保溫系統(tǒng)技術(shù)不加脹釘?shù)姆绞绞峭耆軌蜻_(dá)到系統(tǒng)要求的,這種做法應(yīng)該大力提倡 2 合成膠粘劑 將保溫板粘結(jié)在基底(結(jié)構(gòu)層)上的粘結(jié)材料多種多樣,都稱為粘結(jié)劑合成膠粘劑是一類新型的精細(xì)化工產(chǎn)品它是由高分子化學(xué)表面化學(xué)材料力學(xué)等學(xué)科相互滲透彼此綜合而形成的一門新興學(xué)科合成膠粘劑是以合成聚合物為主體材料制成的 膠結(jié)的地方一般被稱為膠結(jié)結(jié)頭膠結(jié)結(jié)頭在力學(xué)特性上是不連續(xù)的膠層是典型的粘彈性體,膠結(jié)界面區(qū)可能還有更復(fù)雜的多層細(xì)微結(jié)構(gòu)結(jié)頭受載時,應(yīng)力通過膠層進(jìn)行應(yīng)力傳遞膠結(jié)是通過膠粘劑夾在中間把被粘物連接在一起膠結(jié)結(jié)頭的結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜,即使理想化地解剖開來,也分為9部分

7、 在結(jié)頭的任一部分,只要局部應(yīng)力超過局部強度,破壞也將從那里開始,造成結(jié)頭破壞,所以我們討論結(jié)頭強度時必須指明破壞地點粘結(jié)后的保溫板與結(jié)構(gòu)層,在受到外力的情況下,按習(xí)慣根據(jù)破壞的地點不同大致可分為四種破壞類型 實際情況表明,同一種粘結(jié)結(jié)構(gòu),由于膠層的厚度或破壞(加荷)速度不同,往往存在內(nèi)聚破壞-混合破壞-界面破壞的有規(guī)則的轉(zhuǎn)化過程 3 剪切破壞 剪切強度是單位膠結(jié)面上所能承受的最大剪切負(fù)荷 3.1 膠結(jié)結(jié)頭在剪切力作用下的應(yīng)力分布 (1)應(yīng)力的不均勻分布 由于被粘物是涂抹在結(jié)構(gòu)層上的水泥砂漿和聚苯乙烯泡沫板二者的彈性模量與聚合物膠粘劑的彈性模量相差很遠(yuǎn),在荷載作用下應(yīng)變差異很大,所以應(yīng)力分布是

8、不均勻的 結(jié)頭在外力P的作用下,結(jié)頭內(nèi)部主要有三種應(yīng)力 被粘物上存在著平行于外力的拉伸應(yīng)力 在膠層中存在著平行于外力的剪切應(yīng)力 在膠粘劑和被粘物的膠結(jié)面上存在著垂直于膠結(jié)面的剝離應(yīng)力,是由于外力作用的不同心引起的 (2)被粘物上的應(yīng)力集中 當(dāng)外力P作用于被粘物上時,由于被粘物厚度關(guān)系,使被粘物承受力矩而且,隨著被粘物的變形,P的作用線不斷變化,使力矩不斷變化被粘物端部的縱向應(yīng)力時拉伸應(yīng)力和彎曲應(yīng)力的疊加 (3)膠粘層上的應(yīng)力集中 Goland和Reissner考慮到被粘物彎曲力矩的影響,得出了膠粘層上應(yīng)力集中的結(jié)論高強度膠粘劑的粘結(jié)結(jié)頭被拉伸時,在結(jié)頭破壞之間被粘物會發(fā)生塑性形變,這是剝離應(yīng)力

9、將迅速增大,從而引起結(jié)頭破壞 3.2 影響剪切強度的因素 (l)被粘物的性質(zhì)和厚度的影響 被粘物的模量和厚度越大,應(yīng)力集中系數(shù)越小,則膠結(jié)結(jié)頭的剪切強度就越大對于高強度的粘膠劑,剪切強度與被粘物性質(zhì)的關(guān)系更加密切被粘物的模量越高,剪切強度越高;膠結(jié)結(jié)頭的剪切強度隨被材料的屈服強度的增加而增加;膠結(jié)結(jié)頭的剪切強度與被粘物的厚度的平方成正比 (2)膠粘劑性質(zhì)的影響 不同的膠粘劑內(nèi)聚強度不同,對被粘物的粘附強度也不同,必然影響結(jié)頭強度比如不同的膠粘劑模量不同,對應(yīng)力集中的影響也不同模量較低的膠粘劑應(yīng)力集中系數(shù)較低,因此可以通過增加粘結(jié)長度來提高承載力;而對于模量較高的膠粘劑,過長的粘結(jié)長度對承載力沒

10、有貢獻(xiàn)的 (3)膠粘層厚度的影響 就應(yīng)力分布而言,膠層越厚,結(jié)頭應(yīng)力集中越小,膠結(jié)強度應(yīng)該提高但是大量文獻(xiàn)試驗表明,膠層越厚膠剪切強度越低這是因為隨著膠層厚度的增加,膠層內(nèi)部的缺陷呈指數(shù)關(guān)系迅速增加此外,膠層越厚,因膠粘劑固化收縮而產(chǎn)生的收縮應(yīng)力也越大,造成強度的降低膠層厚度還能改變破壞內(nèi)型的改變實驗中經(jīng)?？吹?隨著膠層厚度的增加,膠粘劑破壞內(nèi)型常呈內(nèi)聚破壞應(yīng)當(dāng)指出,膠層并非越薄越好膠層越薄容易早成缺膠現(xiàn)象,應(yīng)力集中增大,應(yīng)力分布不均勻,降低強度所以要有一個均勻且厚度適宜的膠層 (4)粘結(jié)長度的影響 對于外保溫而言,粘結(jié)長度即粘結(jié)高度 從應(yīng)力分析可知,應(yīng)力集中隨著粘結(jié)長度的增加而增人,即應(yīng)力在粘結(jié)的兩端應(yīng)力更加集中,而粘結(jié)中央的應(yīng)力卻不斷減少 4 粘結(jié)劑的配比 合成膠粘劑采用的是汽車裝貝膠,是聚合物乳液所