以陶瓷面砖为饰面层的外墙外保温体系

以陶瓷面砖为饰面层的外墙外保温体系陶瓷面砖是我国各地区都比较受欢迎的一种外墙面装饰材料，近两年来，陶瓷面砖应用于外墙外保温体系的要求也越来越多，并已经在一些工程上使用。

然而，始终有一些疑问困扰着大家：陶瓷面砖用于外墙外保温体系是否妥当安全？有哪些限制条件？材料性能又有哪些特殊要求……笔者在详参考国外（主要是德国）资料和工程经验的基础上，意对该方面问题做一些分析和阐述。

一、陶瓷面砖作为外墙外保温体系饰面层的优点相比于涂料，陶瓷面砖作为外墙外保温体系饰面层有其一定优点：1．抗撞击强度高，故特别适用于墙脚部位、首层或建筑物出入口等易受冲撞区域。

2．沾污后易擦洗，可使外墙面保持清洁（釉面砖）。

3．装饰效果好。

尤其与涂料一起使用时，不同的质感和颜色相对比，会产生一种意想不到的装饰效果。

由于以上这些优点，陶瓷面砖为何受欢迎原因不难理解。

然而，在轻质、柔性的外墙外保温体系上使用陶瓷面砖存在着许多问题，目前这些问题并没有被国内一些工程所重视。

二、陶瓷面砖作为外墙外保温体系饰面层的问题1．安全性问题a．自重与涂料饰面层相比，陶瓷面砖作为饰面层的外墙外保温体系的安全性问题首先是自重。

以涂料为饰面层的外墙外保温体系自重一般不会超过10kg/m2（EPS板与防护、外饰层），而陶瓷面砖饰面层的外墙外保温体系自重可达到50kg/m2以上，甚至80kg/m2，为涂料体系的5－8倍！b．温湿剪切应力由于陶瓷面砖的刚性远大于涂饰面，与体系防护面层所要求的柔性相抵触，较之于直接在刚性墙面上粘贴陶瓷面砖（刚－刚），或较之于涂饰面外墙外保温体系（柔－柔），这种柔性基底－刚性面层结构所造成的体系的变形更大，面砖与防护面层之间产生更大的温湿剪切应力，影响面砖与防护面层之间的附着安全性。

c.冻融问题与涂饰面外墙外保温体系相比，釉面砖水蒸气阻力非常大。

检查一下有瓷砖剥落现象的外保温体系，会发现瓷砖总是与粘结剂、抹面胶浆一起掉下来，而外饰面总是处于饱水状态。

高水蒸气阻力形成的瓷砖背面的冷凝水使这种体系较之于涂饰面外墙外保温体系发生冻融破坏的几率更大。

另外，瓷砖粘结剂、抹面胶浆（水泥基）的碱份在结合了长时间积聚的湿气后对网格布的损害也是很强烈的，不透气的釉面砖不但阻止了材料的干燥，且阻止了从空气中吸收CO2,使抹面胶浆不能较快地水化，而使网格布更长时间地留在有害的碱中。

网格布不再有剩余强度，而在网格布后打入的锚钉（见第三段）也不再具有抗风压安全性。

当然，高弹涂料等其它不透气饰面的外保温体系也存在这种情况。

2．面层开裂问题（温湿拉应力）与在刚性的墙面上粘贴陶瓷面砖一样，陶瓷面砖外墙外保温体系的开裂主要发生在砖缝处，但是开裂的可能性远大于前者，原因是体系的温湿拉应力大于前者。

检验外保温体系长期抗开裂性的最直观的方法是欧洲标准ETAG 0041）中的耐候性试验（该试验方法已被引入我国即将发布的外保温行业产品标准和技术规范，具体参见《墙材革新与建筑节能》2002.5“抹面胶浆的柔韧性与外墙外保温体系的开裂”一文的介绍）。

国外科研、检测机构的试验证明，陶瓷面砖外保温体系很难通过该项测试，砖缝的开裂几乎很难避免。

三、解决安全性问题的措施为解决上述问题，以下安全性措施不可忽略：1．以陶瓷面砖为饰面层的外墙外保温体系的固定方式对涂料饰面层的外墙外保温体系来说，10kg/m2的自重是不需要考虑体系各材料层之间的剪切力的。

只要基面具有足够的粘结强度，以粘贴的方式足可满足体系的安全性。

而对于陶瓷面砖，则必须采用粘钉结合的方式（按德国DIBt2）规定，自重大于10kg/m2的体系必须在粘贴的同时附加锚钉）。

同时，因为防护面层与聚苯板之间的粘结状态也受重质的面砖的影响，锚钉必须打在增强网格布层后面！锚钉的数量与分布可参考下表：聚苯板厚度（mm）锚钉在C15砼中的拔出力（KN/个）H≤8m 8m < H≤20m 20m < H≤100m≥40 ≥0.15 - 墙面阳角墙面阳角4 8 4 102．设置伸缩缝据测试，长度为5m的保温墙体，陶瓷面砖的温差仅为40K时，在墙面边缘（阳角）处的位移值可达0.5mm，而湿度所引起的位移也有0.1mm。

在实际使用过程中，夏、冬季陶瓷面砖的极端温差可达80K以上，且温度与湿度是复合、交替、周期性地作用在面砖上，无论是考虑防护面层与面砖之间的剪切应力，还是考虑面砖（砖缝）的开裂问题，体系必须设置伸缩缝。

与涂饰层的外墙外保温体系的伸缩缝计算依据不同，陶瓷面砖饰面的外墙外保温体系伸缩缝的间距主要与瓷砖勾缝剂的柔性、砖缝宽度和面砖尺寸有关。

由于计算较复杂，在实际应用中，在德国一般还是按照德国工业标准DIN18515第6.5.3.3的规定：伸缩缝的间距应为3－6m，最大连续墙面面积不得超过36m2（6m×6m）。

四、材料的性能要求无疑，陶瓷面砖作为饰面层时，外墙外保温体系各组成材料的性能要求高于涂饰层体系。

以下是德国一些专家的建议和DIBt关于瓷砖面外墙外保温体系建筑安全许可证的一些规定1．体系的粘结抗拉强度由于自重的增加，体系的粘结抗拉强度在德国的推荐值为0.2Mpa。

包括粘结胶浆与聚苯板、抹面胶浆与聚苯板之间的粘结抗拉强度。

（涂饰面体系为0.1Mpa）2．抹面胶浆与玻纤网格布（防护面层）陶瓷面砖的吸水率大于涂饰层，对防护面层的抗冻融性能是不利的。

应适当提高抹面胶浆的吸水率指标（Wt≦0.5kg/m2h1/2）。

陶瓷面砖外保温体系的抗开裂性差，吸水率大，以及碳化反应、抹面胶浆水化慢等因素，对玻纤网格布的破坏作用大于涂饰面外保温体系。

砖缝一旦开裂，拉力只由网格布独自承受，为了限制裂缝开展宽度，网格布的抗断强度应更高些。

目前我国对涂饰面外保温体系的玻纤网格布的抗断强度要求仅为：常态1000N/5cm，耐碱800N/5cm。

而陶瓷面砖体系的开裂拉力换算到每5cm时可达355－1750N/5cm，按我国现行网格布标准是远远不够的。

德国DIBt对涂饰面外保温体系的玻纤网格布强度要求为：常态1750N/5cm，耐碱750N/5cm；对陶瓷面砖体系的要求目前尚无明确规定，但专家在经过理论计算和试验后普遍建议提高到：常态2000N/5cm，耐碱1000N/5cm。

3．瓷砖粘结剂瓷砖粘结剂的粘结抗拉强度应不小于0.5Mpa，并且在冻融破坏后不受影响。

4．瓷砖勾缝剂瓷砖勾缝剂的吸水率Wt应≤0.2 kg/m2h1/2。

为防止砖缝开裂，瓷砖勾缝剂应具有一定柔性。

5．陶瓷面砖对陶瓷面砖的自重和尺寸，一般来讲要求自重不大于30Kg/m2，厚度不大于14mm；最大单边尺寸不超过30cm，每块面积（瓷板）不超过0.09m2。

如此，我国市场上常见的各类贴面砖均可使用，但以小尺寸瓷砖为宜。

但对瓷砖吸水率有要求，瓷砖吸水率的大小直接影响外保温体系的耐候性和耐冻融性。

对膨胀聚苯板外保温体系，要求瓷砖体积吸水率小于6%；对于岩棉板外墙外保温体系，则要求瓷砖吸水率小于3％。

另外，瓷砖的毛细孔体积分布极限值直接影响到与抹面胶浆的粘接附着力，按德国建筑安全许可的规定，要求瓷砖最小孔径>0.2μm；孔体积>20mm3/g。

五、施工及节点处理1．陶瓷面砖的粘贴时间如上所述，抹面胶浆（水泥基）水化迟缓对网格布的碱腐蚀加剧，陶瓷面砖上墙的时间应延迟为好。

另据国外测试，贴砖前抹面胶浆的干燥时间对体系的变形性能影响很大。

如果在抹面胶浆收缩变形前粘贴瓷砖，抹面胶浆的收缩会对整个体系产生影响，原因是瓷砖的刚度几乎阻止了抹面胶浆的收缩。

如果在抹面胶浆收缩完成后再粘贴瓷砖，由于瓷砖粘结剂中水分的作用，使抹面胶浆产生一些膨胀，而使收缩变形减小了近50%。

常温下水泥基抹面胶浆的干燥收缩时间一般在7天以内，在这个时间内对抹面胶浆作适当养护，待其充分水化后再粘贴瓷砖是有利的。

尤其应尽量避免在抹面胶浆涂抹后的次日即粘贴瓷砖。

2．陶瓷面砖的粘贴面积必须保证面砖背面100%的实际粘贴面积！留有空隙会造成水蒸气的凝露而产生冻融破坏，导致面砖的剥落。

施工时可使用6×6mm的锯齿抹灰刀往墙面上涂抹瓷砖粘结剂，然后把面砖揉按于粘结剂中并压实，必要时揭下检查背面的料浆面积。

3．节点处理这里的所谓节点处理主要指伸缩缝处、墙面转角处、门窗等结构收口处。

伸缩缝的处理与涂饰面体系相同，应考虑此处的防水和防热桥。

有必要提出的是墙面外转角处和门窗等结构收口处的处理，由于这些部位外保温体系的变形值最大，这些部位的砖缝应使用弹性更高的勾缝剂为佳。

同时，在墙面外转角处应设置砖缝。

4．与其它饰面材料（如面层砂浆）相结合处的处理业内人士都知道，两种材料结合处是最易出现裂缝的，例如刚性的瓷砖与具有一定柔性的装饰砂浆、涂料相交处。

一些喜欢以材料对比作为饰面风格的工程应注意的是：大面积的瓷砖之间设计狭长的砂浆装饰分割条时易出现裂缝，而小面积的瓷砖与砂浆作对比性装饰则不会产生开裂（见图六），原因是变形值随瓷砖粘贴面积的增大而增大。

总的来说，在外墙外保温体系上使用陶瓷面砖遇到的技术问题较多。

在外保温体系开发较早，技术较为完善的德国，70多家外保温体系的厂家中，能获得DIBt建筑安全许可证的陶瓷面砖外保温体系厂家不足10家，且并没有在大体量的高层建筑上的应用实践，而多是与涂饰面作一些局部的对比性装饰。

更需要指出的是，陶瓷面砖直接贴于外墙面作为饰面，安全性与耐久性一样存在问题而受到质疑，本文在此不再具体赘述。

目前我国一些城市已明确规定高层建筑限制使用，对于外保温体系来说，这种限制无疑更是必要的。

为满足业主对砖饰面的喜好，德国开发出一种专用于外墙外保温体系的柔性面砖。

该种面砖以有机聚合物材料配以石英砂手工模塑制成，具有一定弹性，自重轻，吸水率低，透汽，可着色，尺寸也可按用户要求随意调整，其优异的性能，与外保温体系良好的相容性，逼真的仿砖质感受到业主的欢迎。

这种面砖在我国已经有工程使用。

六、总结1．即使用于刚性的外墙，陶瓷面砖的安全性和耐久性也有着众所共知的隐患。

2．相比于涂饰面，以刚性的陶瓷面砖作为柔性的外墙外保温体系的饰面层在受力状态上不合理。

3．即使在有近40年外保温发展历史的欧美，尚无该种饰面体系的标准，其间不乏失败的工程。

4．国外缺少大体量高层建筑的实践经验。

5．陶瓷面砖饰面的外墙外保温体系必须采用粘钉结合的方式固定保温板，且锚钉必须锚固在纤维增强层的后面！6．陶瓷面砖饰面的外墙外保温体系必须留伸缩缝。

7．陶瓷面砖饰面的外墙外保温体系组成材料的性能应高于涂饰面外墙外保温体系。

8．陶瓷面砖饰面的外墙外保温体系必须通过ETAG 004中规定的耐候性试验！。