外墙外保温施工方案Word文档下载推荐.docx
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本项目拟采用65%建筑节能标准进行保温要求。
根据《河南省居住建筑节能设计标准(寒冷地区)》(DBJ41/062-2005)的要求,河南地区体型系数≤0.3时,外墙平均传热系数限值W不能超过0.75W/(㎡·
K)。
查标准附表E中4.1项,当结构墙体为钢筋混凝土时,选用聚苯板50mm厚时W为0.79(不满足标准),选用聚苯板55mm厚时W为0.70,满足节能要求,所以本工程保温材料选用50mm厚聚苯板即可。
局部墙体需采用40mm厚聚苯板和挤塑板保温,具体部位见节点做法。
目前所有规范中,后贴苯板保温做法对瓷砖饰面采取了回避态度,无明确做法标准。
但部分城市高层建筑立面污染严重,对自洁要求较高,不少开发商喜欢陶瓷墙砖的质感、线条、自洁和耐久等优点,要求提供带瓷砖饰面的外保温系统。
因此,虽然标准、规程对此采取回避的态度,但保温工程贴瓷砖的项目估计已超过100万m2,而且多数是高层。
该标准以当时的一栋22层公寓为样板,从开始的专家初步论证、现场试验,到最后的实体检测和专家评议,均圆满的获得成功。
至今,“馨丽佳”外墙外保温饰面砖做法已完成外保温面积近20万平米,未出现任何问题。
且本系统已通过耐侯性能检测,这也表明该系统在长时间的外界作用下仍能安全工作25年以上。
后贴聚苯法外保温系统贴瓷砖能否做到安全可靠,可以从以下四个方面进行分析。
(1)自重加大后,与基层墙体的联结是否安全?
按保温板55mm、粘结剂5mm、面层砂浆10mm、瓷砖粘结剂4mm、瓷砖8mm考虑,所有荷载情况见下表:
材料
质量kg/m2
力臂
mm
弯矩
N-m
弯矩造成最大拉力
kN/㎡
100高度最大负风压
拉力组合
粘结剂
7
2.5
0.175
0.21
3.53
3.74
聚苯板
1
35
0.35
抹面砂浆
18
50
12.60
瓷砖和胶粘剂
26
81
21.06
共计
52
——
34.19
(郑州地区100m高度处建筑物负风压墙面为1.96kN/㎡,阳角处为3.53kN/㎡)
表中数据说明,自重52㎏/m2,即0.52kN/m2,相对于风压,重力大约只有风压的1/7;
在组合拉力中,相对于风压而言,弯矩引起的拉力可以忽略不计。
本系统靠粘结力和机械锚固力同结构墙体联成一体,最薄弱处为砂浆同苯板联结处,其压剪粘结力用以克服重力,拉伸粘结力用以抵抗风压和重力弯矩引起的拉力。
项目
规程要求
实测值
粘结力
MPa(kN/m2)
抗剪
0.1(100)
0.18(180)
拉伸
0.17(170)
联结安全系数
克服重力
192
346
抵抗负风压
28
48
施工时,粘结剂采用点框法涂抹施工,非满粘做法,要求粘结面积不小于50%,这样的情况下,以上安全系数取一半,也还是有很大的富余。
另外,还要求苯板粘贴完毕后进行锚固,每平米6~8套锚固件,单个锚固件拔出力就为0.6kN,所以实际上抵抗自重和风压的安全系数还能更高。
(2)自重加大后,聚苯板受剪变形加大,如何避免水平裂缝?
聚苯板为轻质材料,长期受外侧大自重荷载作用易发生垂直方向的变形。
因为缺乏聚苯板剪切模量的数据,没有做受剪变形的实际测试,所以不清楚到底有多大变形量,但可以采取一些构造措施来避免可能出现的水平裂缝。
如:
a)适当增加聚苯板的表观密度(容重),提高压缩强度,增加其抗变形能力。
密度为18kg/m3苯板,其压缩强度为98kPa,密度为25kg/m3苯板,其压缩强度为150kPa,所以可选用22-25kg/m3苯板作为保温材料。
b)在适当部位(如每隔2楼层)安装一道(间断的)托架,托住瓷砖或抹面砂浆以减轻荷载。
当然,要合理选择托架的材料和截面尺寸,尽量减小其热桥影响。
c)收缩缝表层填充弹性密封膏吸收变形。
d)适当增加锚栓数量并把锚栓施加于增强网之外。
e)把聚苯板粘结面积增加到50%。
(3)能否达到瓷砖拉拔强度0.4Mpa的要求?
根据JGJ126-2000《外墙饰面砖工程施工及验收规程》和JGJ110-97《建筑工程饰面砖粘结强度检验标准》的规定,外墙饰面砖粘结强度(现场拉拔)每组(3件)平均不应小于0.4MPa,且每组可有一个试件粘结强度小于0.4MPa,但不应小于0.3MPa。
0.4MPa=400kN/m2。
而根据前面分析,对瓷砖饰面做法,郑州地区100m标高处,外保温系统受到的外荷载分别是重力0.52kN/m2和风压3.53kN/m2。
为什么检验标准的指标这么高?
JGJ110-97在条文说明中解释了依据:
“外墙饰面砖粘结强度指标值的确定,一是根据在北京、哈尔滨、珠海、河南等地不同气候条件下对不同工程的实测和试验室的验证。
具体的讲是从以下几方面考虑:
①气候的特征。
具体做法是分别选哈尔滨、北京、珠海、河南四省市作试件实测统计分析,使之满足《建筑气候区域划分标准》GB50718的气候特征要求。
②工程现场和试验室两类试件的统计分析,分别求出饰面砖脱落的临界值,及未脱落的指标值,并确定其概率。
③对饰面砖进行力学计算,考虑面砖的吸水率、温度变形、风压的正负作用,并按设计周期50年计算,确定其指标值。
④急冷急热、耐候作用、台风作用的饰面砖强度指标确定。
综合以上因素,确定标准指标值。
在拉拔强度问题上,瓷砖直接粘在结构墙体上还是粘在外保温系统上没有本质区别。
从受力角度讲,只要现场拉拔强度不低于0.4MPa,在高层建筑(标高一般不超过100m)上粘贴瓷砖是安全的。
不仅在0.50kN/m2的郑州是如此,即使在基本风压高达0.85kN/m2的珠海也是如此。
不仅在地处寒冷地区是如此,而且在地处严寒地区也是如此。
除了外保温抹面砂浆和瓷砖胶粘剂要满足一定要求外,增强网的选择至关重要。
在用玻纤网增强的试件中,破坏面一般都发生在玻纤网的位置上,玻璃纤维很少被拉断,拉拔强度一般在0.3~0.4MPa左右。
玻纤网的存在使外保温系统不能很好地形成一个整体,玻纤表面的涂覆层削弱了抹面砂浆应有的抗拉强度。
而采用钢丝网的拉拔强度均大于0.4MPa,可以满足标准要求。
拉拔强度(MPa)的耐久性
编号
增强网
砂浆厚度
拉拔时龄期
34天
24月
φ0.9×
25.4
12-13
0.53(无网
3个月0.33)
0.65
(无网0.53)
2
12.7
0.51
0.81
3
杰邦5×
5
4-5
0.34
0.49
4*
10-11
0.38
0.50
*两次抹灰间隔时间较长,未做界面处理。
可见,a)因为有增强网(不论是玻纤网还是钢丝网)的存在,瓷砖拉拔强度远大于聚苯板本身的抗拉强度。
首先,增强网把局部区域受到的拉拔力分散到周围去了。
其次,要拔起瓷砖,还有克服试件周长乘以砂浆厚度这个面积上的砂浆剪切强度。
b)对于瓷砖拉拔强度来说,钢丝网的增强作用比玻纤网大。
原因在于:
首先,钢丝与水泥砂浆的握裹力更大。
第二,钢丝自身的强度和弹性模量更好。
第三,抹面砂浆较厚使钢丝网做法占了一定便宜。
第四,钢丝网得力于锚栓的协助,锚栓把部分拉拔力传递到基层墙体。
(4)在长期的冷热、干湿、冻融交替作用下,瓷砖饰面的耐久性怎样?
1、外保温墙体中温度分布
混凝土聚苯板砂浆+瓷砖胶瓷砖
180㎜60㎜14㎜8㎜
室内室外
ti·
θ内θ外·
θ3·
·
θ4·
θ5te
夏昼25℃夏昼70℃
夏夜26℃夏夜20℃
冬夜18℃冬夜-12℃
外保温墙体中温度(℃)分布
θ内
θ外
θ3
θ4
θ5
夏昼
29.3
32.4
68.1
68.6
68.8
夏夜
25.6
25.1
20.3
20.2
夏季昼夜温差
3.7
7.3
47.8
48.4
48.6
冬夜
15.8
13.6
-10.7
-11.0
-11.2
年极端温差
13.5
18.8
78.8
79.6
80.0
2、聚苯板和抗裂砂浆基本数据
热胀系数
1/℃
压缩强度
MPa
弹性模量MPa
抗拉强度MPa
6×
10-5
0.109
≥0.10
抗裂砂浆
8×
10-6
抗压强度
10
1.58×
104
≥1
注:
聚苯板弹性模量根据其压缩强度推算而出。
抗裂砂浆抗拉强度根据其抗压强度推算而得。
3、抹面砂浆~聚苯板界面温差应力
①聚苯板与抗裂砂浆的同步收缩不在界面处产生应力,收缩变形集中到伸缩缝处。
②考虑夏季昼转夜,聚苯板与抗裂砂浆界面温差相对变形为:
(6-0.8)×
10-5×
47.8=2.96×
10-3
③因抗裂砂浆与聚苯板两者弹性模量相差很大,砂浆对聚苯板可看作全约束,约束系数取1。
聚苯板界面处产生应力
σb=Eb·
ε·
μ1=2×
2.96×
10-3×
1=5.92×
10-3MPa
比计算机模拟计算值3.96×
10-3MPa稍大。
④此应力传递到砂浆,σs=σb,在砂浆表面产生变形
εs=σs/Es=5.92×
10-3/1.58×
104=3.75×
10-7
⑤抗裂砂浆极限应变
εp=fs/Es≥1/1.58×
104=6.37×
10-5
因6.37×
10-5>>3.75×
10-7
在砂浆内有钢丝网增强的情况下不应开裂。
⑥如果按年极端温差计算,砂浆中靠近界面处的应变为6.18×
10-7,也不会开裂。
4、瓷砖粘结剂~抹面砂浆界面温差应力
两者同属聚合物水泥砂浆,热膨胀系数差不多,温度变化不致在界面上产生什么应力。
5、瓷砖~瓷砖粘结剂界面温差应力
这不是在外保温上贴砖的特有问题,而是所有外墙基面上贴砖的共同问题。
德固赛公司研究成果表明:
要减小界面上因温差引起的剪应力,防止瓷砖脱落,应尽可能使用柔性胶粘剂;
要有适当的胶层厚度;
尽可能使用柔性填缝剂;
尽可能使用低弹性模量、小尺寸的瓷砖。
既然有大量的建筑(包括高层建筑)直接在结构墙体上粘贴瓷砖,并没有发生质量、安全问题,在外保温系统上粘贴瓷砖也没有更多的问题。
我们可以根据新的认识采取更有效的措施,使工程质量更好,安全更有保证。
a)墙面设计应考虑设置伸缩缝,并“用柔性防水材料嵌缝”。
b)如有可能,选择尺寸较小、弹性模量较低、热膨胀系数与瓷砖粘结剂差距小的饰面砖。
c)使用变形能力强的柔性瓷砖粘结剂。
用于室外的瓷砖粘结剂应强制规定“横向变形”的要求,具体要求通过试验确定。
粘结剂得有一定厚度。
瓷砖粘结剂必
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