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胶粉聚苯颗粒复合型外墙外保温体系在严寒地区的应用

发布日期:2015-06-03 16:21:53
胶粉聚苯颗粒外墙外保温系统(简称胶粉聚苯颗 粒外保温系统)是设置在外墙外侧,由界面层、胶粉聚 苯颗粒保温层、抗裂防护层和饰面层构成,起保温隔 热、防护和装饰作用的构造系统[1]。它确立了“外保温 优于内保温”的技术理念、确立了外墙外保温各构造层 “柔韧变形量逐层渐变、逐层释放应力”的抗裂技术路 线、确立了“外墙外保温无空腔”的理论体系,解决了外 保温面层易出现裂缝的关键性技术难题[2]。
胶粉聚苯颗粒保温材料及其成套技术是指采用界 面处理砂浆、胶粉聚苯颗粒保温浆料、耐碱涂塑玻璃纤 维网格布、水泥抗裂砂浆、高分子乳液弹性底层涂料、 抗裂柔性腻子、保温墙面砖专用胶结砂浆、面砖勾缝胶 粉等系统材料在现场成型的新型墙体保温技术体系。
胶粉聚苯颗粒外墙复合型外保温体系按基本构造 不同,分为胶粉聚苯颗粒贴砌聚苯板保温体系、聚氨酯 复合胶粉聚苯颗粒保温体系、现浇无网聚苯板复合胶 粉聚苯颗粒外墙外保温体系、现浇有网聚苯板复合胶 粉聚苯颗粒外墙外保温体系等16种体系;可以满足全 国不同地区、不同建筑墙体(屋面)50%或65%的建筑 节能保温要求。
2在严寒地区应用的优势
1)保温隔热性能
ZL胶粉聚苯颗粒的导热系数为0.059W/(m’K), 蓄热系数为〇.95W/(m2 *K),良好的保温隔热性能适合 在全国各气候区使用。该成套技术不仅可适用于多层 建筑的墙体保温工程,而且还适用于高层建筑的墙体、 屋面及顶棚保温工程,不仅满足节能50%的要求,而且 还满足对外墙保温节能65%的要求。
2)抗裂性能
在很长一个时期内,保温墙面出现裂缝一直没有 得到解决,形成技术瓶颈长期困扰着我国的建筑节能 工作。通过多年的理论研究和技术应用总结认为,常 规刚性防水技术路线的影响是保温墙体防裂失败的主 要原因,常规技术路线采用的材料为预应力、高强、高弹性模量,没有留给热应力充分释放的出路。
在保温构造设计上,该成套技术摒弃了“刚性防水 技术路线”,而采取“逐层渐变、柔性释放应力”的抗裂 技术路线。实践证明,这种柔性抗裂体系的建立,保温 墙面能够有效地吸收和消纳热应力变形,从而解决了 国内外保温表面不出现有害裂缝的技术难题,是目前 国内抗裂技术最可靠、抗裂效果最好的外墙保温作法。 胶粉聚苯颗粒复合型外墙外保温技术是在严寒地区抗 裂技术的合理做法,其满足外保温相邻构造层逐层渐 变的原则,解决了相邻构造层材料导热系数相差过大、 在严寒地区易产生裂缝的通病。
3)耐候性能
外保温工程在实际使用中会受到相当大的热应力 作用,这种热应力主要表现在保护层上。由于聚苯板 的隔热性能,其保护层温度在夏季可高达80丈。夏季 持续晴天后突降暴雨所引起的表面温度变化可达50尤 之多。夏季的高温还会加速保护层的老化。耐候性试 验模拟夏季墙面经高温日晒后突降暴雨和冬季昼夜温 差的反复作用,是对大尺寸的外保温墙体进行的加速 气候老化试验,是检验和评价外保温体系质量的最重 要的试验项目。耐候性试验与实际工程有着很好的相 关性,能很好地反映实际外保温工程的耐候性能。大 型耐候性试验要求试样经80次高温(70丈)-淋水 (15^)循环和20次加热(50^)-冷冻(-20^)循环后不 得出现空鼓、脱落及开裂。
胶粉聚苯颗粒复合型外墙外保温系统做法经中国 建筑科学研究院物理所根据欧洲规范ETAG 004的规 定进行大型耐候性试验,试验结果均满足欧盟耐候性 标准要求及国内现行相关标准要求。
4)防火性能
该成套技术采取ZL胶粉聚苯颗粒保温浆料(难燃 B1级,无次生烟尘,复合为A级不燃体)或岩棉、泡沫 玻璃(不燃A级,无次生烟尘)作为主保温材料;同时改 进了目前点粘聚苯板、现浇混凝土复合聚苯板或丝 网架聚苯乙烯板做法,开发了利用胶粉聚苯颗粒保温 浆料或岩棉等不燃性材料,做垂直方向的耐火分隔材 料来阻挡和延缓火灾蔓延的技术,杜绝了引火通道,进 一步提高了高层建筑外保温层的安全性。
5)抗风压能力
不同于目前粘贴聚苯板技术,该成套技术全部采 取无空腔体系做法,内无接缝,与基层墙体形成一个整 体,这些做法大幅度提高了外墙外保温层抗风压的能 力,减少了风压特别是负风压对高层建筑外墙外保温 层的破坏。
6)适用范围广
在国外,如意大利、德国、法国、南斯拉夫等,均有 大面积、大规模地采用类似“胶粉聚苯颗粒保温材料” 的材料进行施工的实例,而且在德国、奥地利、丹麦等 国,有保温抹灰材料的国家标准,并纳人外墙外保温体 系。从该成套技术涉及材料看,应用该材料与技术进 行墙体保温,其基本构造包括界面处理层、保温层、抗 裂防护层和饰面层等部分,属无空腔体系,构造合理, 能够满足热应力、地震、风压、火灾、水或水蒸气等破坏 力量对建筑物,尤其是高层建筑影响的安全性要求;在 保温层组成上既可以是纯胶粉聚苯颗粒保温材料,也 可以是现场喷涂聚氨酯硬泡、满粘聚苯板、现浇有网或 无网聚苯板、岩棉、泡沫玻璃等多种保温材料与胶粉聚 苯颗粒保温材料的复合保温层。该复合保温层综合了 高效保温材料或不燃保温材料及胶粉聚苯颗粒保温材 料的优势;在饰面作法上不仅包括涂料作法,而且还包 括粘贴面砖、干挂石材等作法。
胶粉聚苯颗粒外墙外保温体系成功应用于新疆最 严寒地区(富蕴县,冬季室外测温-521:)的外保温工 程;应用胶粉聚苯颗粒外墙外保温体系50%节能创造 了首个全国严寒地区外墙外保温百米高层贴瓷砖的记 录(哈尔滨黄金公寓),是目前全国严寒地区贴面砖建 筑高度最高的工程;应用聚氨酯复合胶粉聚苯颗粒系 统外保温现场实测,达到严寒地区65%节能标准,并成 功应用在国家示范小区乌鲁木齐华美•文轩小区。
7)利废再生,环保建材
通过物理或化学回收方法将其改造成高效、绿色、 生态、同时不造成二次污染的建筑节能材料及其配套 材料,满足垃圾处理减量化、无害化、资源化的综合治 理要求,同时系统解决目前建筑节能保温技术存在的 技术品种少、保温墙面空鼓或开裂的质量通病以及耐 候、抗震、防火、透气、抗风压等性能差的问题,提高建 筑节能产品的科技含量,促进我国建筑节能事业的跨 越式发展。作为一种典型的绿色建材,胶粉聚苯颗粒 保温材料总体积80%是利用回收的废聚苯包装物制 成,同时,粉煤灰材料占保温层总重量的1/3。
采用胶粉聚苯颗粒保温技术进行外墙保温,每推 广应用100万m2的保温面积,就将消纳5万m3城市 白色污染,消耗2 300t的粉煤灰。
3典型工程应用概况[3]
1)哈尔滨黄金公寓
该工程主体结构是框架剪力墙,建筑面积7万 m2,建筑层数地上34层,地下2层,建筑总高度 107.8m,节能设计50%,外墙为饰面砖,是严寒地区贴 面砖最高的工程。外墙保温采用北京振利高新技术公
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表2水塔初次倾斜观测结果
交会角(0,w)塔心坐标偏差量
Q/m倾斜方向/倾斜度/ (O〃〇 %〇
高度/m -MxM2x/my/m
33.0(F1)45 19 5147 21 363 737 164.03838 442 909.2840.057232 34 151,8
26.2(F2)45 20 0047 22 063 737 164.04738 442 909.2960.047232 25 321.7
16.0(F3)45 20 1047 22 333 737 164.05638 442 909.3060.028233 03 191.9
1.5(F4)45 20 2947 23 303 737 164.07338 442 909.329
从表2可以看出,水塔变形前,塔体平均倾斜方向 为232。41也",平均倾斜度1 • 8%c,小于国家设计范围 3%c的要求,塔体稳定,垂直度满足规定要求。同水塔 水平位移观测的频度一样,在2年内同时对水塔的倾 斜变形进行了监测,倾斜观测数据结果如表3所示。 从表3可以看出,水塔的倾斜方向由最初的232°41'02" 变为稳定时的7〇°aroo",与最初方向大致相反,倾斜度 由最初的1.8%逐步减小,到最后稳定时的〇. 84%c,而 且变化平稳,小于3%c。
表3倾斜变形数据处理结果
观测
次数平均倾斜 方向/ (°V平均倾 斜度/ %0观测
次数平均倾
斜方向/ (。,")平均倾 斜度/ %〇
1232 41 021.807259 20 480.61
2232 58 341.718294 07 540.19
3238 46 341.52964 02 180.63
4243 12 051.151070 00 040.83
5249 19 480.841170 03 150.84
6254 30 460.721270 04 000.84
4结语
综合分析水平位移及倾斜同 步观测数据,虽然供水塔顶水平 位移达到174.9mm,但水塔最终 倾斜度较小,为0.84%«,原因之一 在于供水塔整体移动分量较大, 而塔基不均勻沉降分量较小,其 次在于供水塔初始倾斜方向与塔顶移动方向(塔基沉 降方向)大致相反&
在进行水平位移及倾斜监测的同时,我们重视了 7JC塔基础及塔体的裂缝观测,在塔基发现有极少量的 1 ~ 2mm裂纹,塔体未发现异常裂缝,表明水塔整体结 构稳定,沉降均勻,状态较好。
在水塔安全监控期间,虽然供水塔地处采动影响 边界线内侧,受到矿山开采的一定影响,但观测结果表 明,水塔基础平稳,变形均匀,在地表变形稳定后,整 体结构并未受到破坏,倾斜度较好,微小变形不会危及 水塔的安全运营,无需维护。