外墙外保温系统粘贴面砖的技术分析
一、 外保温体系的选择
目前北京地区常用的外墙外保温系统主要有三类：
第一类：聚苯板（EPS）系列：膨胀聚苯板（EPS）薄抹灰系统、聚苯板（EPS）现浇混凝土系统、机械固定聚苯板（EPS）钢丝网架系统、聚苯板（EPS）钢丝网架板现浇混凝土系统；第二类：胶粉EPS 颗粒保温浆料外墙外保温系统；第三类：挤塑板聚苯板外墙外保温系统（XPS）
三类系统性能比较：
1、保温隔热性能：
相同厚度的胶粉聚苯颗粒、EPS、以及XPS 保温性能是逐渐升高的。胶粉聚苯颗粒的导热系数为0.060 W/m•K，EPS 为0.041 W/m•K，XPS 是0.030W/m•K，。所以同样保温效果的3 种做法，胶粉聚苯颗粒需要的保温层厚度较大，按照节能65％标准，一般而言，三种做法的保温层厚度比约为110：90：70。
对于隔热来讲，主要是看热惰性指标D，而D 值与蓄热系数成正比。在蓄热能力上聚苯颗粒比EPS 和XPS 大。但是就整个系统而言，200mm的混凝土墙的蓄热已经够大，再加外保温层，完全满足节能要求。这也是国家规范要求墙体综合导热系数和蓄热系数要同时满足要求的原因。目前的胶粉聚苯颗粒、EPS 或XPS薄抹灰系统都完全满足要求。
另外胶粉聚苯颗粒由于起保温作用的聚苯颗粒不是连续排列的，所以胶粉聚苯颗粒的保温面也不是连续的。所以整体的看，胶粉聚苯颗粒的保温面上到处都是微小冷桥。还有就是因为胶粉聚苯颗粒在施工现场进行粉料拌制，施工质量离散度较大。工期紧张时，其施工质量和完工后质量往往难以保证。
2.强度：
对于外墙贴砖的高层而言，强度对于整个系统的安全性有着重要影响。就抗拉强度而言，聚苯板的容重和抗拉强度有着对应的关系，一般的EPS 容重18Kg/m3 的抗拉强度为110～120KPa，25Kg/m3 容重的在160KPa 左右。建议设计容重采用25Kg/m3。XPS 的容重正常从25Kg/m3～45Kg/m3，强度从150KPa～500KPa 或更高。
在三种系统中胶粉聚苯颗粒的强度是最好的。胶粉聚苯颗粒是用胶粉料和聚苯颗粒轻骨料加水搅拌成的，其强度与EPS 和XPS 系统的贴板方式相比具有明显的优势，质量控制较好时，其抗拉强度一般可以达到200～300Kpa。两种板材均需加固或者说采用固定件辅助固定。瓷砖的拉拔要大于400KPa，即使是XPS 也不能承受，解决的方法是通过胀栓锚固钢丝网到基层解决，这样可以向三维空间分散拉应力，所以只要锚固得当，拉拔破坏处可以在复合钢丝网的抗裂砂浆层。另外，钢丝网一定要是先焊接后镀锌的钢丝网，防止使用普通无镀锌钢丝网生锈后严重影响耐久性。钢丝网目不能大于25×25mm，钢丝直径不能小于2.0mm，钢丝抗拉强度≥550N/mm2。
与EPS 相比，XPS 板的强度要高，所以在外饰面是面砖的时候XPS 系统比较稳定，而且其承重能力也比EPS 系统要高。不过与EPS 相比，由于XPS 板材的性质（脆性），在粘贴面积较大时，外墙饰面层开裂的可能性高。一般采取的抗裂措施是，靠提高抗裂砂浆的弹性来抵抗可能产生的裂缝。但是就材料本身而言，柔韧性EPS 要优于XPS，都好于胶粉聚苯颗粒。
3 耐候性：
耐候性是指保温系统对外界天气变化的适应能力，指在不同的气候条件下，
系统的整体稳定性、保温效果是否有变化等有关质量的系列问题。耐候性是保温系统的一个非常重要的指标。对于三种系统，JG158（保温砂浆行标）和JG149（薄抹灰行标）都有一条强制性条款--耐候性试验必须通过。
胶粉聚苯颗粒的吸水性与EPS 和XPS 相比很大，所以吸水率很高，但是在系统中的外抹面层要做防水，所以耐候性还可以。另外由于EPS 板与XPS 相比有较高的吸水性，耐候性不如XPS 系统。但EPS 板的延展性比XPS 板好，可以克服一定的缺陷。
目前成熟的外墙外保温系统每一层都考虑到防水性，因为吸水后保温性能耐候性会大大下降。还拿聚苯颗粒体系来说，面层抗裂层一定要加入防水剂，有机硅高弹底涂涂上之后表面就会具有荷叶效应的防水能力，如果做腻子的话通常都会用到耐水腻子，而瓷砖体系中瓷砖建议选用通体砖（吸水率小于0.5％）不吸水。
另外耐风压性能也是耐候性中的重要一项，因为体系越有空腔耐风压能力就越差。所以重点就要看整个保温体系与基层的粘结面积的大小。对于高层贴砖的后粘贴的外保温系统，为确保安全，建议采用满粘法（100％）粘贴。
4、透气性：
透气和吸水是两个问题，理想的外保温系统应做到透气不透水。目前得保温体系中，没有哪种产品敢号称自己的产品既透气性好，导热又好，防水性能有好，还不吸水。因为这几项指标是相矛盾的，而且透气性还要讲究施工过程中湿水后的透气以及系统完成后的透气。K7}
胶粉聚苯颗粒再涂防水层也只是防水，水汽是能渗透的。如果保温砂浆涂的防水层也防水汽，那么就是真正的不透气了，就象贴了一层塑料膜在外面一样。就材料本身而言，胶粉聚苯颗粒的透气性要好于EPS，都比XPS 要好得多。保温浆料的透气性是EPS 板的20 多倍，这应该算是差别很大了。不过XPS 几乎没有透气性，在室内外温差较大的地区却是很容易使水气在板的两侧结露，这是影响XPS 作为外保温系统耐久性的致命因素。
5 粘结强度：
对于胶粉聚苯颗粒系统而言由于他是属于保温浆料直接涂抹于墙体表面，属于整体抹灰系统而且无空腔，而并是不经过粘结剂的粘结。还有就是系统的保温层是有胶粉和聚苯颗粒经过混合搅拌而成，所以如果产品的质量过关，而且是经过国家检测的产品，系统的粘结强度是很高的。
对于薄抹灰系统而言，这项指标将会直接影响板材的使用，EPS 板强度低，抗剪切强度较低，板材破坏，有可能不是出在粘结面，而是板材中间直接破坏，XPS 的良好的强度性能更放心一些。抗拉强度0.1MPa 相当于说每个平米的抗拉强度是10 吨的力，抗剪切就算5 吨吧，这也是非常大的。但是XPS 系统还有一个致命伤：界面光洁度高，如果不是用聚合物相当高的乳液来做界面处理它是很难被粘住的。
6 表面平整度
XPS 做外墙很难保证平整度，外面的抗裂砂浆很难掩饰住板缝，材料决定了表面不平整。挤塑板的施工工艺是必须把扳子全部拉毛，涂刷界面剂后用胶浆粘贴的，干了后再打铆固件加固的，所以，当你把挤塑板的表皮打毛，板子的受力影响，已经变形了，当你涂刷界面剂后（液体）就更变形了。所以墙体的平面是没法控制和处理的。不像EPS 那样能打磨。而EPS 系统相对而言会好很多。因为板材的性质比较软，所以在保证墙面的平整度上要好于XPS 板。胶粉聚苯颗粒系统因为是属于整体抹灰系统，所以只要在施工操作中做到抹灰平整就不存在这类问题。
8 施工
在资料中都看到，胶粉聚苯颗粒一致得意见就是施工操作简单。但胶粉聚苯颗粒如此多层操作，需要控制配比，搅拌均匀，何来简单之说，施工一个几十万平米得社区，一次都不会出现搅拌不均匀？或许这种操作简单可以理解为施工工人容易寻找及培养，因为抹灰工就可以了。
胶粉聚苯颗粒的导热系数在0.06，XPS 在0.03，EPS 在0.04，在选材上节能65％，需要做到110mm，分次分层施工，按照抹灰工艺，这么厚的厚度，间隔时间需要比较长。"|
而由EPS 和XPS 板材构成的薄抹灰系统并没有这个问题。保温层均是一次粘贴铺设完成。
9 三种系统的优缺点
粉聚苯颗粒保温系统胶粉聚苯颗粒应用于建筑外墙外保温的优点在于：
1)、胶粉聚苯颗粒的粘结层、保温层与装饰层已形成体系，便于配套使用；
2)、保温浆料用于外墙外保温时，对基层墙体平整度要求不高，易于在各种形状的基层墙体上施工；
3)、施工艺比较简单，操作易掌握；
4)、有些保温桨料的材料中采用回收废聚苯颗粒作为轻骨料，节能利废，有利于保护环境；
5)、可用于修补墙体抹灰面层的裂缝；
6)防火性能好
胶粉聚苯颗粒系统的缺点是：`
1)、由于是施工现场进行搅拌，所以不同时间的胶粉浆料的密度不能保证完全一致，存在个体差异性；
2)、保温层较厚，要达到要求的保温层厚度要分几次抹灰才可以；
3)、胶粉浆料的吸水性高，两道抹灰施工中间要等水分排干，施工工期长；
4)、有些保温桨料的材料中采用回收废聚苯颗粒作为轻骨料，这就造成保温层质量难以保证，达不到要求；
5)、现场施工时，操作工人的个体差异较大，如果素质不高很容易偷工减料使整体的质量下降。
EPS 保温系统
NN EPS 保温系统有如下的优越性：
1)、已经行成体系，技术成熟。由于它在欧洲及美国已沿用了近三十年，在美国已建成的建筑高达44 层。因此，此项技术已形成体系，粘结层、保温层与饰面层可配套使用，有较多较成熟的技术文件；
2)、保温效果好；
3)、由于保温材料采用膨胀聚苯乙烯，其价格不十分昂贵，使整个系统价格适中。
4)、无复杂的施工工艺，一般施工单位经过简短培训后，便可掌握施工要领，便于技术的推广。
EPS 系统的缺点：
1)、由于板材自身的性质问题，其强度不高，承重能力较低，外贴面砖时需要进行加强处理；
2)、相对于XPS 板吸水性高，如果有渗漏出现，板材很容易变质，使保温效果下降。g
3)、板材出厂时要经过一段成熟期，需放置一段时间才可使用。如果熟化时间不足，板材的质量不能得到保证，施工后板材收缩，使系统开裂。
XPS 保温系统
XPS 系统的优点在于：
1)、XPS 板具有致密的表层及闭孔结构内层。其导热系数大大低于同厚度的EPS，因此具有较EPS 更好的保温隔热性能。对同样的建筑物外墙，其使用厚度可小于其它类型的保温材料；
2)、由于内层的闭孔结构。因此它具有良好的抗湿性，在潮湿的环境中，仍可保持良好的保温隔热性能；
3)、适用于冷库等对保温有特殊要求的建筑，也可用于外墙饰面材料为面砖或石材的建筑；
4)、由于挤塑聚苯乙烯与基层墙体的固定方式要采用机械固定件。在冬季可照常施工。
L+J/FXPS 系统的缺点：
1)、XPS 板本身的强度较高，从而造成板材较脆，不易弯折，板上存在的应力时应力集中，容易使板材损坏、开裂；
2)、由于板表面光滑，在施工时需要界面处理，并进行拉毛。毛面板不在此列；
3)、透气性差，几乎不透气，如果板两侧的温差较大，湿度高很容易结露；
:4)、价格与EPS 和胶粉聚苯颗粒系统相比较高。
综合以上各种因素，建议采用锚栓固定聚苯板（EPS）钢丝网架外保温系统。
二、 影响外墙外保温系统粘贴面砖耐久性的主要因素
造成外墙外保温外饰面砖出现空鼓、脱落的主要原因有以下五类：
（一）面砖与外保温系统、外保温系统与结构墙体基面的粘结强度低于外
荷载，即压剪粘结强度低于自重引起的剪应力，或拉伸粘结强度低于风荷载引起的拉应力。
以在北京地区所做的外墙外保温工程来看，只要是能够按相关标准生产系统中的关联材料和认真做好施工中的环节处理，现有的各种外保温做法是很少出现这个问题的。就拿所谓“有空腔”的后贴聚苯板薄抹灰做法来说，粘结最薄弱处是在聚苯板和聚苯板粘结剂的界面上，粘结强度的下限为0.1MPa，粘结面积率最低是50%，也就是该界面处最低的粘结力为50KN/m2。而北京地区 80 米高空最大负风压的计算值不过3.6KN/m2，安全系数超过10。
事实上，在许多工程的拉拔试验和实测中，瓷砖拉拔强度都稳定在0.5MPa以上。为什么在聚苯板和聚苯板粘结剂的界面上，粘结强度不足0.1MPa，聚苯板本身的抗拉强度也只有0.2MPa 左右，而在外保温系统上粘贴的瓷砖拉拔强度能超过0.5MPa？主要有三个方面的原因：第一，作为粘贴瓷砖基面的防护砂浆中有起增强作用的镀锌钢丝网，在瓷砖拉拔的过程中，钢丝绷紧受力，最后破坏面发生在防护砂浆中。第二，从破坏的断面看，不仅是砂浆在受试面积上的抗拉强度发挥了作用，沿试件周边，上层砂浆厚度乘以边长面积上的抗剪强度也参与了对拉拔力的抵抗。第三，固定镀锌钢丝网的锚栓把部分拉拔力直接传递到了结构墙体中。
（二）增强网缺乏应有的耐久性。
如上所述，与将饰面砖直接贴在结构墙体上不同，有足够强度增强网的存在是外保温能够贴饰面砖的前提。而无论是玻纤网格布还是钢丝网都存在被腐蚀的危险。玻纤网格布在碱性环境中，截面削弱，断裂强度降低；钢丝网因在潮湿环境中锈蚀而失去增强作用，这个问题应该引起足够的重视。
所以，钢丝网要在正常使用环境中不锈蚀，需要具备以下条件：生产钢丝网的工艺条件应是先焊接后热镀锌，镀锌层厚度应不低于一定的限值；在储运、使用过程中应防止受潮，尽量避免反复弯折；钢丝网内外的砂浆保护层都应该超过一定厚度。现在，有的工程使用未经镀锌的冷拔丝网；有的虽经镀锌，但镀锌工艺不能保证足够的厚度；有的钢丝网架生产工艺是先镀锌后焊接；有的工程钢丝网间连接采用火烧丝绑扎的方法。这些都可能降低钢丝网的耐久性。
（三）饰面层自重加大后，保温层受剪变形增大，可能出现水平裂缝，从而影响耐久性。这完全可以通过适当提高聚苯板密度、设置角钢托架承担自重等构造措施来解决。
（四）饰面砖如果强烈阻挡水蒸气渗透，在寒冷地区冬季，冷凝水可能积聚在面砖内侧并发生冻胀，削弱饰面砖与基面的粘结强度。虽然对饰面砖有吸水率和抗冻性的要求，对瓷砖粘结剂有抗冻融的检测项目，这仍让人放心不下。
但这不是在外保温系统上贴饰面砖的特有问题，直接在结构墙体上贴砖也如此。也就是说外墙的面层应该“透气不渗水 ”。
要解决复合墙体透气的问题，需要满足两个条件：其一是饰面层的水蒸气湿流密度要超过某个指标；其二是由里到外各层的水蒸气渗透阻最好能逐步降低。而这方面的研究工作似乎还开展的不多。
如果有几种饰面砖可供选择，挑选其中的水蒸气渗透阻值较低的面砖是有利的。在设计时也可以加宽砖缝，用不透水但透气良好的材料勾缝，可以缓减这方面的矛盾。
（五）在饰面砖与瓷砖粘结剂界面上因温差引起的剪力有可能削弱瓷砖粘结强度。
众所周知，不同材料的热胀系数不一样，在结合在一起的两种材料界面上，足够大的温差可能在界面上造成较大的剪应力。在面砖饰面外保温系统中，增强网外的界面有两个：防护砂浆与瓷砖粘结剂；瓷砖粘结剂与饰面砖。前一个界面两侧的材料都是水泥基砂浆，线胀系数差异很小，因此此界面上剪应力不大。陶瓷面砖是烧结制品，线胀系数比水泥砂浆低得多，而外墙面的昼夜温差很大，如北京地区的全年的极端温差就更可怕，由此造成的剪应力相当大。
上述问题是在外墙面上粘贴饰面砖的共同问题。可以采取的措施有：选用材料时优选线胀系数差异小的组合；设计较宽的砖缝，并用断裂伸长率较大的材料填充砖缝；瓷砖粘结剂应有较大的变形能力。
综上所述，对于“外墙外保温系统能否做面砖饰面”的问题，我觉得：
（1）就北京市场上现有的三种主要外墙外保温做法来说，外保温系统与结构墙体的连结安全性都是有足够的技术保证的，达到0.4MPa 瓷砖拉拔强度的要求也应该是有把握的，防止自重引起水平裂缝有可靠措施，从抵抗自重、风压等外荷载的角度看，在外墙外保温系统上做面砖饰面是可行的。
（2）鉴于建筑物外墙外保温系统所处的环境比较严酷，况且对造成瓷砖饰面日久脱落的原因的研究，日前还不够系统、透彻，在外保温建筑（特别是高层建筑）上采用饰面砖做法应该慎重对待。要充分考虑系统的耐久性因素，慎重选择材料生产厂和施工单位，并严格监控材料进场复验和对施工的全过程管理。
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