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外墙外保温施工方案

文章出处:网责任编辑:作者:人气:-发表时间:2014-06-16 09:46:00【

河南****
外墙外保温施工方案


一、编制依据
1. 1河南****花园    楼施工图纸。
1.2河南****花园    楼工程施工组织设计。
1. 3 国家有关的规范、标准、规程。
《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2002)
《外墙外保温工程技术规程》(JGJ 144-2004)
《河南系列工程建设标准设计图集》DBJT19-20-2005
二、工程概况
河南****花园楼位于安阳东开发区,总建筑面积为㎡,地上层,地下层,建筑高度m,体型系数为0.18。结构墙体为现浇混凝土200mm,局部窗洞口下部为加气混凝土砌块填充,外饰面粘贴面砖。
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。
三、系统安全论证
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。根据北京原住总有限责任公司于2003年编制了后贴苯板的外保温面砖饰面系统企业标准,郑州****公司在河南建筑科学研究院经过体系检测,成功通过了耐老化实验,“馨丽佳”外墙外保温技术经过25年老化实践证明,会为你的“馨丽佳”外墙外保温。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(评议资料见附件)。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
    kN/㎡
拉力组合
 kN/㎡
粘结剂 7 2.5 0.175  
聚苯板  1 35 0.35      
抹面砂浆 18 50 12.60    0.21    3.53  3.74
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 0.1(100) 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JGJ 126-2000《外墙饰面砖工程施工及验收规程》和JGJ 110-97《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0.4 MPa,但不应小于0.3 MPa。
0.4 MPa=400 kN/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0.52 kN/m2和风压3.53 kN/m2。
为什么检验标准的指标这么高?JGJ 110-97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。
二是参照了日本建设大臣官房厅营缮部监修《建筑工事共通仕样书》的第11.2.1和11.2.7条款及《建筑工事施工监理指针》第11.5.2条款(a)和(b)条的粘结强度指标值。”
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0.4 MPa,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
mm
           拉拔时龄期
34天 24月
1 φ0.9×25.4 12-13 0.53(无网3个月0.33)      0.65(无网0.53)
2 φ0.9×12.7 12-13 0.51               0.81
3 杰邦5×5  4-5 0.34               0.49
4* φ0.9×25.4  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·θ5    te
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 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

材  料 热胀系数 压缩强度 弹性模量 抗拉强度
  1/℃ MPa MPa MPa
聚苯板 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 = 5.92×10-3 MPa
比计算机模拟计算值3.96×10-3 MPa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。
2000年发布实施的《外墙饰面砖工程施工及验收规程》JGJ126-2000是“建设部‘八五’科技研究项目‘建筑饰面质量通病治理技术研究’,在进行系统全面试验研究基础上取得的成果”,其背景是:“从80年代后期开始,我国城乡各地采用饰面砖装修外墙的工程迅速增加.与此同时,饰面砖起鼓、脱落等质量事故也不断增多,许多耗巨资装修的建筑物变得面目全非.这不仅影响环境美观,而且威胁到人身安全;工程的维修和返工也造成了很大的经济损失.制定本规程的目的,是为外墙饰面砖工程的选材、施工及验收提供一套科学实用的依据,以提高建筑物的工程质量,确保其安全可靠和经济合理。”规程在设计基本规定中提出了几个注意问题:①使用过程中因温度变化引起的收缩变形,往往是造成外墙饰面砖起鼓、脱落的主要因素之一。②设置伸缩缝,可防止墙体结构变形及外墙饰面砖本身温度变形导致的开裂和脱落。③采用柔性防水材料嵌缝,可吸收变形,增加饰面的抗渗性。④饰面砖接缝过小,则在温度应力作用下易引起脱落。规程定为“宽度不应小于5mm”。
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。瓷砖粘结剂须与抹面砂浆相容。
d)宜采用较宽的砖缝,并用柔性的防水填缝剂填充。
e)抹面砂浆的增强网须有足够的耐久性。
f)施工前和施工中,应按《建筑工程饰面砖粘结强度检验标准》JGJ 110-97的规定进行检测。
小结
(1)从克服外荷载的角度分析,只要外保温系统各层间的粘结强度不低于0.1MPa,现场瓷砖拉拔强度不低于0.4MPa,瓷砖饰面外保温系统抵御自重和高空风压有足够大的安全系数,可以在高层建筑外保温系统上做饰面砖。
(2)在瓷砖~瓷砖粘结剂界面上因温差产生的剪应力是造成外墙瓷砖空鼓、脱落的重要隐患,须从设计、选材和施工各环节采取减小剪应力的有效措施。但这并不是外保温贴瓷砖的特有问题,而是所有外墙贴砖的共同问题。
(3)为避免可能由聚苯板受剪变形而产生的水平裂缝,应采取相应的构造措施。
(4)优选配套的材料和有经验的施工队伍,并在施工前和施工中按GB 50210-2001和JGJ 126-2000的要求,做现场瓷砖拉拔强度检测。
四、工艺做法
1、准备工作
施工前应清扫墙面浮灰,墙面的混凝土残渣和脱模剂须清理干净,在各阴角、阳角挂垂直线和水平线以控制垂直度和平整度。平整垂直度误差在20mm范围内,可通过调整粘结剂和苯板厚度找平,超出20mm,则预先由总包单位进行局部修理后再进行保温施工。
从首层开始,每隔一层安装托架,托架间隔一块苯板长度。遇有结构突出部位,如空调板、飘窗台、突出线条处,可不做托架。
2、粘贴保温板。将聚苯板按相应位置尺寸裁好,涂抹粘接剂。涂抹粘结剂的要求:在板边缘抹宽50mm高30mm的粘结剂,板中间呈梅花点布置,间距不大于150mm,直径150mm左右,板上口留50mm排气口,确保板与墙体粘结面积≮50%。保温板错缝排列,粘板时轻柔均匀挤压板面,随时用托线板检查平整度,上下不允许通缝。每粘完一块板要及时清理板边挤出的粘接剂,保证板缝中无砂浆。保温板之间若出现大于2mm的间隙,应用相应宽度的保温板片填塞。空调孔洞等预先裁好,留出位置。
考虑减少荷载的累积,墙面适当留设分隔缝。在托架位置上下层苯板之间留2mm缝隙(约于托架厚度相同),缝隙上下苯板及外部钢丝网、抗裂砂浆均不连接,完全断开。粘贴面砖时也应尽量在此位置设分格缝。


保温板粘贴时随时进行平整度垂直度检查。用2m靠尺检查粘完保温板面,平整度在3mm之内,接缝处高差保证在2mm之内,超差部分,采用打磨处理。保温板安装质量检查方法和标准见下表:
 

项次   项    目  允许偏差(mm)     检查方法
1 表面平整 3 用2m靠尺、楔形塞尺检查
2 立面垂直 3 用2m托线板检查
3 阴、阳角垂直 4 用2m托线板检查
4 阳角方正 用200mm方尺检查
接缝高差 用直尺检查

  3、锚固和安装钢丝网
保温板粘贴验收完毕后,安装锚固件和钢丝网。以400为间距梅花形布置锚固点,每平米6~8个锚固件。
标定位置后用电锤打眼,使用100cm长锚钉,伸入结构层4cm,放置盘片,插入带胀塞套管的锚固钉,铺设钢丝网,塞入垫片,拧紧,使钢丝网紧绷,悬浮在保温板表面,距离板面5~6mm。
钢丝网铺设时应尽量做到平整,钢丝网裁剪应沿丝径方向剪断,保证最外一边网格的完整;钢丝网搭接不少于40mm,且保证2个完整网格的搭接;水平搭接接茬尽量左右错开,防止局部接头网片数量过多,影响抹灰质量;钢丝网铺设时应沿一边进行, 尽量使钢丝网拉紧绷平,便于施工。
阴阳角的卷边应预先按位置折成直角,保证角处的垂直平整。阴阳角300mm范围内不要搭接。近阴阳角搭接处必须加固定,防止钢丝网翘起。
因门窗洞口侧边不做保温,所以大面钢丝网做至洞口边即可,具体做法见窗节点。
4、聚合物砂浆抹灰
钢丝网铺设完毕后可进行表面抗裂砂浆抹灰工序。
抹灰分两次成活,第一遍抹灰与钢丝网表面抹平,第二遍抹面灰,这样可以有效防止抹灰面出现开裂。两次间隔不得超过4小时以上,以免形成空鼓脱离。
抹灰时应注意确保钢丝网下方砂浆的饱满程度,同时不宜用力过大,以致使钢丝网贴近保温板。
根据盘片的位置,钢丝网下的砂浆厚度在4~6mm,钢丝网表面砂浆厚度在4mm左右,总抹灰厚度在10mm左右,不宜过薄。
面层砂浆表面须平整,钢丝网不得外露。抹灰层表面平整度允许偏差为3mm,立面垂直度允许偏差为5mm。
如出现钢丝网贴近聚苯板的情况,施工中用塑料垫块垫在钢丝网背面;如有局部钢丝网外凸,则用铅丝弯成U形卡子进行固定,纠正位置后方可抹面灰。
五、施工准备
1、材料准备
a、保温材料
外墙外保温使用聚苯板,聚苯板采用密度22㎏/m3,导热系数<0.042W/(m·K)
  苯板尺寸采用600mm×900mm×55mm。
b、粘结剂
选用住总技术开发中心KE-2胶与干混料配制而成的聚合物砂浆。
c、防护抹灰砂浆
防护砂浆选用KE-2胶与干混料配制而成的聚合物砂浆。
d、钢丝网、玻纤网
外墙抹灰增强材料选用镀锌钢丝网和耐碱玻纤网格布。钢丝网丝径0.90±0.02mm,网孔19.05×19.05。玻纤网用4×4或6×6网眼均可。
e、锚固件
外墙保温使用φ8×100型螺丝胀管锚固件。
2、机具准备
需准备的施工机具有:外接电源设备、电动搅拌机、角磨机、电锤、称量衡器、密齿手锯、壁纸刀、剪刀、螺丝刀、钢丝刷、腻子刀、抹子、阴阳角抿子、托线板、2m靠尺、墨斗等。
六、质量标准和质量控制
1、本做法执行标准为《外墙外保温施工技术规程》 DBJ/T01-38-2002、《GKP外墙外保温饰面砖做法施工技术规程》QB/BUCC-001-2003
2、施工中严格执行项目经理全面负责制,建立质量安全管理体系,质量、安全工作均设有专职负责人员,直接落实施工质量和施工安全和文明施工工作。
设立项目组人员,组成如下


质量控制:
施工前由专职技术负责人进行书面的技术交底明确工艺做法、节点要求、质量标准。
施工时严格按照施工方案和相应的工艺标准进行。
加强工序检验和控制工作,每一道工序完成后,均由专职技术负责人员组织进行验收,不能将质量隐患带到下一施工工序。
保温板安装质量检查方法和标准见下表:

项次 项    目 允许偏差(mm) 检查方法
1 表面平整 用2m靠尺、楔形塞尺检查
2 立面垂直 3 用2m托线板检查
3 阴、阳角垂直 4 用2m托线板检查
4 阳角方正 4 用200mm方尺检查
5 接缝高差 2 用直尺检查


抹灰砂浆表面须平整,玻纤网或钢丝网不得外露。抹灰层表面平整度允许偏差为3mm,立面垂直度允许偏差为3mm。
七、部分节点处理
1、窗口处做法
因本工程选用窗较为特殊,需先做口后安窗,且窗侧口不做保温,则只需将窗外移至结构墙体外皮,可解决窗口处热桥问题。墙面钢丝网伸入窗洞口40mm,用锚固件锚固,外抹聚合物砂浆5~8mm。上窗台处滴水及下窗台泛水建议由面砖粘贴来完成。


(下窗台及侧口做法同)
在A轴墙面2、3轴线PC-1拐角窗做法示意如下:
PC-1窗为拐角窗(如图),会产生因墙面保温而遮掩窗户问题,所以在窗墙连接处安装60mm小柱,另侧墙面用30mm挤塑板替代55mm聚苯板,降低保温厚度,同时加辅框。


2、阴阳角保温做法


3、空调板保温做法


上、下、侧面改用30mm厚挤塑板保温,以减低立面尺寸。其他做法同
4、飘窗做法


票窗上下底采用30mm挤塑板保温,其他做法同。
5、檐口做法


女儿墙压顶出墙60mm,保温厚度55mm,为防止热桥作用,保温将整个女儿墙包裹,与屋面保温相连接,见下图。
6、单元间伸缩缝做法


7、墙身装饰线做法


在墙面有两道装饰线,外做涂料。考虑减少热桥及尽量减少线条尺寸的改变,线条三面用40mm聚苯板保温,玻纤布薄抹灰做法,抹灰厚度约3mm,其保温做法见图
8、阳台栏板保温做法


为减少阳台栏板尺寸的改变,此处保温改用30mm挤塑板替代,其他做法同,具体施工部位见图
9、首二层大面砖做法
首二层为面积较大面砖,若其厚度不超过10mm,可直接粘贴在保温面层上,无需做特殊加固处理。
10、本工程部分墙面及窗间墙采用加气混凝土砌筑。该处保温与普通墙面保温做法相同,无须进行特殊处理。
在我们以往的试验中,对加气混凝土的材料进行过针对性试验。05级加气混凝土,密度为550㎏/m3,抗压强度29MPa,与KE粘结剂的常温常态拉伸粘结强度为0.18MPa,耐水0.15MPa,锚固件进入深度45mm时拔出力为0.76kN,均满足标准要求。因此,该处基底性能完全满足使用要求,无须进行加强处理。
两种不同墙体材料会因温度变化产生不同的收缩,但因做了外保温,使墙体温差变化小了,收缩也变小了。同时由于聚苯板弹性模量低,受到基层变形时自身产生较小的应力,不会将面层10mm厚砂浆层拉裂,因此也无须做任何其他抗裂措施。
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