外墙外保温系统裂缝控制

外墙外保温系统的裂缝控制
摘要：叙述外墙外保温系统的多层复合技术，说明其构造的合理性、适用性和裂缝产生的可能性。

提出在“抗放结合，以放为主”原则下，以材料性质逐层渐变、变形应力逐层释放的手段，采取减上层间约束，增强材料延性，邻层材料变形求相近、匹配相容求相宜，分隔设缝、防水透气等措施，以达到控制裂缝的目的。

关键词：建筑节能；外墙保温；复合墙体
abstract: the narrative exterior insulation system of multilayer composite technology, explains the structure of the rationality, applicability and the possibility of cracks, and put forward the pricinple of “resistance and release in combination,release for the main “, the properties of materials are changed step by step, stress release method of deformation step by step, take minus the upper bound between, reinforced material ductility, adjacent layer material deformation for close, matching compatibility for becoming, space set waterproof breathable sewing, etc, in order to achieve the purpose of control the cracks.
key words: building energy efficiency; external wall thermal insulation; composite wall
中图分类号：tu765 文献标示码：a 文章编号：
目前我国墙体保温技术的研究、开发和应用等工作进展很快，但也出现了一些实际问题，其中障碍之一就是保温系统的空鼓、开裂和脱落（以开裂更显突出），已成为墙体保温技术推广工作的瓶颈，阻碍了建筑节能工作的进一步开展。

外墙外保温系统置于外墙墙体外侧，是以保温为主，并兼有防水、保护和装饰等功能的复合墙体，多层多种不同物理力学特征和使用功能的材料，通过合理组合和排列布置，物理力学性能和使用功能得以有效发挥和利用，并经过合理组合和布置后表现出较好的综合性能。

若外墙外保温系统采用单层结构，很难以一层材料同时满足保温、保护和装饰等多种结构性能和使用功能要求，因此，必须采用多层多种复合材料来实现。

1、外墙外保温复合墙体裂缝的原因
初中证实，外墙外保温系统的变形裂缝，特别是温度变形裂缝，或者由变形和外力共同作用下产生的保温系统裂缝，几乎占全部保温系统裂缝的80%以上，而由其他原因（如由于外力冲击、风压、地震作用及人为破坏）引起的裂缝所占比例很小。

外墙外保温系统是多层多种材料组合而成的复合结构，其各层材料由于各层材料由于各自的物理力学性能等个性的差异，使其变形和变形应力也不同，各层材料的变形受相邻层材料牵制、阻碍、限制，当这种约束作用引起的约束拉应力大于或等于某层材料的坑
拉强度，或其应变大于或等于其极限拉伸时，则该层材料就会拉裂，进而又有可能拉裂邻层材料。

由于外墙外保温系统置于外墙外侧，直接承受自然界各种因素的影响（主要有季节和昼夜温差影响、风雨雪及干湿变化的影响、太阳辐射及环境因素变化的影响等），因此外界环境因素对保温系统所用材料适用条件要求很高。

外墙外保温系统一般由粘结层、保温层、抹面层、防水层及饰面层组成。

有时为增加各层材料间的粘结力，在层间可能设置界面层，作为两层之间过渡的准备层，裂缝可能在上述各层中出现，以抹面层居多，但在其他层中也可能发生因此，对于每一层的材料选用、组合、排列布置以及施工过程中，都要把控制裂缝产生置于首位。

外墙外保温系统多种不同材料组成的复合材料，构成了裂缝产生的内在条件，而保温系统置于墙体外侧的气候多变的外在条件，又增加了保温系统开裂的可能性，并给裂缝控制带来困难。

2、“抗放结合，以放为主”的防裂原则和技术手段
长期以来，外墙外保温系统受“水泥砂浆刚防水理论”的束缚和影响，采用刚度大、高强和高弹性摸量材料，或采用预应力结构，采取“以抗为主”的防裂原则控制裂缝。

这种方法限制了温度应力充分释放的出路，对变形应力的产生和释放考虑不周，缺少能合理释放变形应力的构造措施，也没有合理选用材料的指导思想，往往导致控制失败。

所谓以“抗”防裂的方法，就是提高各材料层的抗拉强度或拉
伸极限应变，用提高抗拉强度抵抗裂缝产生，或提高拉伸极限以拉伸变形吸收变形能量。

“以抗为主”的防裂方法，采用高强、高密实度、刚度大及高弹性模量的材料，没有给变形应力释放出路。

例如在抹灰层中铺设玻璃纤维网格布、配置钢筋网或掺入各种纤维，就是采取“抗”的方法限制抹面层的变形，增加抹面层的抗拉强度。

采用“抗”的方法控制裂缝产生，必须使各层材料有足够的抗拉强度储备。

所谓以“放”防裂的方法，就是对各层材料采取允许变形、限制变形、诱导变形的技术手段变形应力。

为此，要求各材料层必须具有足够的变形能力和具有一定的柔性，将约束引起的应力或变形用“疏导”的方法加以控制，创造出能够给各层材料变形的机会来减少层间约束，利用各层材料的变形或位移释放变形能量。

例如，界面层的作用不只是要具有使
界面层内外材料层粘结牢固，而且还要使相接的材料层可互相滑动，具有足够充分的变形能力，能使变形应力得以充分释放。

由此可见，增加稆材料层的变形能力，提高各材料层的延性，是防止保温系统开裂的主导思想。

2.1 材料性质逐层渐变，变形应力逐层释放
复合外墙保温系统应力求变形同步、协调一致，防止层间变形悬殊而引起过大的约束拉应力，因此必须争取相邻层材料的某些物理力学性质相或力求相近，使其变形协调而不发生突变，其变化要逐层渐变、缓慢过渡，不可骤升骤降。

表示其物理力学生能的某
些技术参数的变化，相邻层的差异不要过大，要缓慢逐层渐变，变化梯度要小。

几种常见与变形有关的建筑材料物理力学性能示于表1。

2.1.1 弹性模量
弹性模量反映了材料的抵抗弹性变形的能力，是材料在弹性极限内应力与应变的比值，是材料刚度的量度。

数值越大，说明材料抵抗弹性变形的能力越强；数值越小，说明材料抵抗弹性变形的能力越弱。

弹性模量的不同，表现为材料抵抗弹性变形的能力不同。

为使相邻材料层之间的变形相互适应和协调一致，必须使其弹性模量相近和和协调。

2.1.2 线膨胀系数
线膨胀系统反映了材料在温差作用下的变形能力。

在相同温差的作用下，线膨胀系灵敏越大变形越大。

外墙外保温系统各层材料的线膨胀系数数值上的显著差异，会使在相同温差作用下的层间产生很大的相对变形或相对位移，变形的不协调则会引起不同材料的层间产生较大的约束拉应力。

从表1可见，混凝土的线膨胀系数约为（1.0-1.4）×10-5，水泥砂浆的线膨胀系数比混凝土略大，约为1.5×10-5。

聚苯板的线膨胀系数约（5-7）×10-5，比前两者大5-7倍，有时甚至更大；比砌体结构的线膨胀系数（0.5-08）×10-5大10-14倍。

线膨胀系数相差如此悬殊的两种材料一起工作，则在相邻界面上产生的剪切应力很容易使保温系统开裂，可见为使相邻材料间的变形能相互适应和协调，必须使线膨胀系数相同或相近，
以求变形相互协调。

2.1.3 导热系数
导热系数反映了材料以导热方式传递热量的能力，其数值与材料的组成、密度和分子结构等因素有着。

即使是同一种材料，因工作条件的温度、湿度及孔隙的大小、形状和排列不同，导热系数也有不同。

不同材料具有不同的导热系数，而不同材料的升温速度又导致其不同的变形速度。

两种相邻材料的变形率及变形速度差，会导致界面处产生约束拉应力，也可能导致保温系统开裂。

外墙外保温系统保温层所用的聚苯板，与其外侧的末面层存在着不同的变形率和变形速度。

该两层之间的变形率和变形速度差比其他各层间大得多，会引起变形速度大且体积变形较快、强度较高的抹面层开裂，成为外墙外保温系统开裂的主要原因。

2.2 减小层间约束，增强材料延性。

要减小约束拉应力，须设法减少各层间的约速系数，创造条件给各材料层以较大。