外墙保温系统创新技术、绿色环保涂料工程质量控制技术及检验规范

外墙保温系统创新技术、绿色环保涂料工程质量控制技术及检验规范
李运北
中国建筑材料检验认证中心

第一部分：外墙保温系统创新技术和工程质量检验规范外墙保温系统创新技术和工程质量检验规范外墙保温系统创新技术和工程质量检验规范
第一讲：外墙外保温系统
    一、引 言
    建筑节能已取得了较大的发展，但建筑能耗是发达国家的22～33倍。
    根据节地、节水、节能、节材的四节方针和《中华人民共和国节约能源法》、《建设工程质量管理条例》（国务院令第279号）《民用建筑节能管理规定》（建设部 令第143号）《实施工程建设强制性标准监督规定》（建设部令第81号）等有关法规， 开展节能减排工作。开展节能减排工作。
    第一阶段：“强制建筑节能50%50%，希望建筑节能65%65%以上;
    第二阶段：80%80%以上;
    第三阶段：100%100%以上且有新能源（太阳能）。
    今年建设部已开展建筑节能““能效评定能效评定””和““防火安全性防火安全性””规范制定。

    二、外保温系统分类
    按防护层分类
    * 薄抹灰，防护层厚度7mm以下
    * 厚抹灰，防护层厚度8mm以上
    * 饰面砖
    按与基层墙体连接形分类
    * 全粘
    * 粘钉结合，有以粘为主、以钉为主
    * 全钉（或机械固定）
    按保温材料分类（见表1、表2）
    考题：保温材料的品种很多，按材质可分为无机保温材料、有机保温材料和金属保温材料三大类。

问答1、目前，普遍常用的外墙外保温系统有哪些？
       问答2、选择外墙外保温系统时应遵循的原则是什么？

    三、国内外标准
    国内行业标准
    * JG149-2003《膨胀聚苯板薄抹灰外墙外保温系统》
    * JG158-2004《胶粉聚苯颗粒外墙外保温系统》
    * JGJ 144-2004《外墙外保温工程技术规程》
    * GB50411-2007 《建筑节能工程施工质量验收规范》
    * JCXXX《外墙外保温用膨胀聚苯乙烯板抹面胶浆》
    * JCXXX《墙体保温用膨胀聚苯乙烯板胶粘剂》
    * 主要国外参照标准
    EOTA ETAG 004:2000
    ORORM B 6110:1998
    ICBO ES AC 24:2001

    四、外墙外保温系统主要性能及试验方法
    主要性能指标 9项
    耐候性、抗冲击性、抗裂性、
    不透水性、粘结性、保温性、
    耐冻融性、抗震性、难燃性。
    3、外墙外保温系统对保温材料有哪些性能要求？

    （一）耐候性实验
    * 仪器设备，控制温度、湿度、喷淋水量及水温
    * 试样面积≥ 6.00m ；宽度≥ 2.50m ；高度≥ 2.00m
    * 热/雨周期80次，每次6小时，其中:
    ① 升温至70±5℃1小时；
    ② 淋水1小时；
    ③ 水量1.0~1.5L/(㎡·min)；
    ④ 静停2小时。
    热/冷周期5次或20次，每次24小时，其中：
    ① 升温至50±5℃8小时；
    ② 降温至-20 ±5℃16小时；
    * 饰面层可是涂料或者墙瓷砖，数量最多4种
    * 进行试验后试样拉伸粘结强度和抗冲击性试验

    （二）抗冲击性
    * 抗冲击仪：由装有水平调节旋钮的基底、落球装置和支架组
    成，钢球通过电磁力释放。
    * 钢球：轴承钢球，两个规格
    – 3J级：直径50.8 mm、质量535 g、高度0.61m。
    – 10J级：直径63.5 mm、质量1045 g、高度1.02m。
    * 试样：
    – ≥1200×600㎜ 单（双）层网试样各二件。
    – 厚度按外保温系统构造要求，一般为3mm。
    * 冲击：10次破坏点不超过4个为合格
    注：《外墙外保温工程技术规范》JGJ144-2004
    * 首层用10J级、二层以上用3J级

    （三）吸水性实验
    * 主要设备有天平、恒温水槽
    * 24h吸水量
    * 水温（23±2）℃
    * 吸水量值≤500g、≤1000g
    * 试样
    – 200×200
    – 四周蜡封，松香:石蜡=1:1，蜡封时温度不宜过高
    – 试样不处理、试样处理
    – 计算时的面积为实际与水接触的试样面积

    （四）水蒸气透过量试验
    * 主要仪器设备有天平（应有较高精度，建议为0.01g)，盛样容器，
    恒温恒湿箱或对试验环境进行控制。
    * GB/T 17146-1997水法
    * 试样直径80mm，面积5024mm
    * 温度（23±2）℃，相对湿度（50±2）%
    * 试验时间9天，每天进行一次称量，称量结果精确至0.01 g，称量时 间不大于15 min
    * 取连续6次相差不超过0.05g的透过量或后6次透过量的算术平均值进 行计算，试验结果取三次试验算术平均值;

    （六）保温性试验（六）保温性试验（六）保温性试验 （导热或热阻系数）（导热或热阻系数）（导热或热阻系数）
    JGJ144-2004 JGJ144-2004 JGJ144-2004 ，按GB/T 13475GB/T 13475GB/T 13475《建筑构件稳态热传递性质的测定 标定和防护热箱
    法》
    导热系数[W/(m.K)] ：
    3
    EPS板： 密度：18~22（㎏/m ) 导热系数：≤0.041
    EPS保温砂浆（颗粒≥80% ）：
    3
    密度：180~250（㎏/m ) ； 导热系数：≤0.0060
    EPS钢丝网架板（二种类型）：
    （1）腹丝穿透型
    热阻系数(㎡·K/W)： 50㎜ EPS板： ≥0.73
    100㎜ EPS板： ≥1.50
    （2）腹丝非穿透型
    热阻系数(㎡·K/W)： 50㎜ EPS板： ≥1.00
    80㎜ EPS板： ≥1.60

    * （七）抗震性试验
    * 执行标准：《胶粉聚苯颗粒外墙外保温系统》JG158-2004
    * 试样制作：
    * T型试样：混凝土墙＋界面砂浆（24h) ＋50㎜胶粉聚苯颗粒保温
    层（5d) ＋4㎜抗裂砂浆（24h) ＋镀锌电焊网＋ 4㎜抗裂砂浆（24h)
    ＋（5~8) ㎜面砖粘结砂浆贴面砖（2d)＋勾缝胶（养护56d)
    * 试样面积：≥1.0m×1.0m
    * 试样数量：≥3块
    * 试样过程：在规定的烈度等级下，每分钟振动一次，没次20s.
    * 要求：设防烈度等级下面砖饰面及外保温系统无脱落为合格。

    * （八）防火性能
    * 燃烧性能：按《绝热用模塑聚苯乙烯泡沫塑料》GB/T10801.1-2002
    * 燃烧级别评定：按《建筑材料及制品燃烧性能分级》 GB8624- GB8624- GB8624-
    200620062006
    * 不燃类材料：A级 不燃材料
    * 可燃类材料：B级: B1级：难燃材料；氧指数≥32；继燃时间≤30S
    * B2级：可燃材料；氧指数≥26；继燃时间≤90S
    * B3级: 易燃材料。
    * 燃烧级别评定：按《复合保温材料燃烧性能分级》 GB8625-2006 GB8625-2006 GB8625-2006
    * 不燃类材料：A级 不燃材料
    * 可燃类材料：B级: B1级：难燃材料；无滴落物；继燃时间≤5S
    * B2级：可燃材料；无滴落物；继燃时间≤15S
    * B3级: 易燃材料。
    * 其它燃烧试验标准：
    * 《耐火极限试验方法》GB/T9978：材料发生变形的时间（小时）
    * 《垂直燃烧法》GB/T4609：平均燃烧高度≤250㎜
    * 《水平燃烧法》GB/T2408：平均燃烧范围≤50㎜

    第二讲主要材料及检验方法
    一、胶粘剂主要性能及试验方法
    《陶瓷墙地砖胶粘剂》JC/T547-2005
    《建筑保温砂浆》GB/T20473-2006
    主要性能指标4 项
    与苯板的相容性
    初粘性
    拉伸粘接强度
    抗裂性
    主要国外参照标准
    * ORORM B 6121:1998
    * CAN3-A 451.1-M 86
    * EOTA ETAG 004:2000

    （一）与聚苯板的相容性
    * 等同采纳CAN3-A 451.1-M 86 剥蚀厚度≤1.0mm
    * 试验方法
    – 试样125mm×125mm×25mm
    – 测定试验前后聚苯板中心位置厚度变化值
    – （38±2）℃48h，（23±2）℃24h
    （二）初粘性试验
    * 等同采纳CAN3-A 451.1-M 86 滑移量≤6mm
    * 试验方法
    – 试样1200mm×600mm×50mm
    – 涂抹点直径50mm，厚度6mm，数量15个，均匀分布
    – 测定粘贴2h后聚苯板位置变化值

    （三）拉伸粘结强度试验
    * 电子拉力试验机及配套夹持具
    * 试验方法
    – 粘结面积：40 mm×40 mm或50 mm×50 mm
    – 制样方法：凸形或全粘制样后切割胶粘剂至基材
    – 试样处理：养护时间14d，浸水7d，冻融10次（北方）
    – 浸水试样取出后擦干水分冻融试样后取出放置到室温
    – 试样破坏状态取决于聚苯板抗拉强度
    与聚苯板≥0.1Mpa，与水泥砂浆≥0.4Mpa
    注：《工程质量控制标准》GB50411-2007将与聚苯板
    ≥0.1Mpa修订为≥0.2Mpa

    （四）抗裂性试验
    保温墙体裂缝大体可分为：结构墙体裂缝、保温层裂缝、防护层裂缝以及装
    饰层裂缝等
    * 等同采纳ORORM B 6121:1998
    – 楔形试模，内腔尺寸160mm×40mm，厚度在0mm～10mm内连续变化
    – 混凝土板基底
    – 肉眼检查砂浆楔形试样的裂缝
    * 裂缝处试样厚度不于6mm

    (五） 粘结砂浆参考配方
    * 原材料重量配合比
    * 普通硅酸盐水泥（42.5R）：280～300
    * 可再分散胶粉：25 ～30
    * 河砂（0.1～0.5mm）： 500～600
    * 熟石灰： 0～20
    * 重钙粉（0.05mm）： 100～200
    * 纤维素醚（15000-45000cps）：1.5～2.5
    * 其它功能性添加剂如：改善抗下垂性的淀粉醚0.5
    * 其它功能性添加剂如：冬季使用的早强剂甲酸钙0～10
    * 合计：1000
    * 加水量：18％～21％

    二、抹面胶浆主要性能及试验方法
    《墙体饰面砂浆》JC/T1024-2007
    《聚合物水泥防水砂浆》JC/T984-2005
    主要性能指标8项
    固含量、烧失量、拉伸粘接强度、可操作时间、抗冲击性（同上）
    PH值、压折比、抗拉强度和开裂应变
    主要国外参照标准
    * EOTA ETAG 004:2000
    * ORORM B 6110:1998
    * ORORM B 6100:1998

    （一）pH值测定（pH值＜12）
    * 由生产商规定
    * 规定固含量值允许偏差，不大于规定值±1
    * 试验方法等同采用GB/T 14518-93《胶粘剂的pH值测
    定》，使用pH计进行测定，精度0.1。
    * 简单方法也可使用pH值试纸，精度0.5

    （二）压折比检验
    ★★抗压强度抗压强度//抗折强度不大于抗折强度不大于3.03.0
    * 试验方法
    – 按GB/T 17671-1999《水泥胶砂强度检验方法
    （ISO法）》
    – 试样养护条件为在标准试验条件下放置28d

    （三）抗拉强度及开裂应变
    * 电子拉力试验机，并可记录开裂时的位移、应变
    * 试样
    – 有网、无网
    – 厚度3mm或外保温系统规定，宽度50mm，拉伸间距200mm。
    * 加载速度为2mm/min或2.5N/s
    * 规定值
    – 为出现裂缝时轴向荷载大于70N/mm；
    – 裂缝宽度为0.1mm时开裂应变不小于1.0%；
    – 应使用20倍以上刻度放大镜观察。

    * （四）抹面砂浆技术指标
    * 试验项目性能指标
    * 拉伸粘结强度/MPa (与聚苯板)原强度≥0.10，
    * 聚苯板破坏耐水≥0.10，
    * 聚苯板破坏耐冻融≥0.10，
    * 聚苯板破坏柔韧性：
    * 抗压强度///抗折强度(((水泥基)))≤3.03.03.0
    * 注111： 该指标不合格的厂家较多。
    * 注222： 在涂料、防水材料、密封材料等中也有要求。
    * 可操作时间/h：1.5～4.0

    * （五）抹面砂浆参考配方
    * 原材料重量配合比
    * 普通硅酸盐水泥（42.5R）：200～300
    * 可再分散胶粉 ：20～30
    * 河砂（0.1～0.5mm）： 50～750
    * 熟石灰： 5～20
    * 重钙粉（250目） 50～120
    * 纤维素醚（15000-45000cps） 1.0～3.0
    * 其它功能性添加剂如：憎水剂： 1～2
    * 其它功能性添加剂如：木质纤维： 0～3
    * 其它功能助性添加剂： 0.5～2.5
    * 合计1000
    * 加水量18％～21％

    * 五、聚合物水泥砂浆JC/T984-2005
    * （一）水泥基瓷砖胶的性能要求
    Ⅰ普通型胶粘剂（C1C1C1）
    * 拉伸胶粘原强度/MPa ≥ 0.5
    * 浸水后的拉伸胶粘强度/MPa ≥0.5
    * 热老化后的拉伸胶粘强度/MPa ≥0.5
    * 冻融循环后的拉伸胶粘强度/MPa ≥0.5
    * 晾置时间，20min 拉伸胶粘强度/MPa ≥0.5
    Ⅱ快速硬化胶粘剂（CFCFCF）
    * 早期拉伸胶粘强度24h/MPa ≥0.5
    * 晾置时间，10min拉伸胶粘强度/MPa ≥0.5
    * 滑移/mm ≤0.5
    * 拉伸胶粘原强度/MPa ≥1.0
    * 浸水后的拉伸胶粘强度/MPa ≥1.0
    * 热老化后的拉伸胶粘强度/MPa ≥1.0
    * 冻融循环后的拉伸胶粘强度/MPa ≥1.0

    * （二）装饰砂浆的参考配方(材料质量比)
    * 普通硅酸盐水泥，白色或灰色：10~20
    * 碳酸钙，（300目）：10~15.0
    * 熟石灰：5.0
    * 石英砂：平衡到100
    * 颜料（建议使用无机氧化物颜料）：0~5.0
    * 引气剂：0.01~0.03
    * 木质纤维：0.20~0.50
    * 纤维素醚，(10,000-15,000 mPas): 0.20-0.30
    * 憎水剂: 0.20-0.40
    * 淀粉醚: 0.01-0.03
    * 可再分散胶粉: 1.50-4.0
    * 总计: 100.00

    第三讲：工程质量控制方法
    一、外墙外保温常见问题及应对方法
    （一）外墙外保温常见问题
    保温层对建筑物结构安定性影响
    保温层耐候寿命一级100年、二级75年、三级50年
    大型耐候性试验与实际工程有着很好的相关性，为了确保外保温系统在规定的使用年限内的可靠性，应将大型耐候性试验作为外保温系统上市前必做的试验。
    保温体系参数测定价格贵大部分厂家不检测
    外墙外保温检测中突出问题
    ---面层开裂问题面层开裂问题面层开裂问题

    1.6 外墙外保温存在的其他问题外墙外保温存在的其他问题外墙外保温存在的其他问题
    我国墙材产品其它方面存在的问题。
    * 对墙体耐久性问题几乎缺少考虑；
    * 墙体耐火性问题；
    * 抗风化和大气稳定性问题；
    * 防水问题；
    * 隔声问题。
    * 尤其是施工工艺、施工规范、安装图集、接点构造、质量验收等
    * 墙材产业化问题。
    * 这些问题导致工程返工或索赔十分严重。

    1.71.外墙外保温面层裂缝主要原因外墙外保温面层裂缝主要原因外墙外保温面层裂缝主要原因
    1、不合理的保温层构造位置
    2、不合理的保温面层抹灰
    3、不合理的保温材料设计
    4、不合理的空腔构造
    5、饰面材料配套不合理
    6、面砖饰面的开裂和脱落

    （二）施工质量控制（应对方法）
    2.1 体系安全性控制（防御五种自然灾害）
    热应力 负风压负 水浸蚀 防火性 地震力
    2.2 体系保温性控制
    根据选材确定导热系数
    根据导热系数确定墙体厚度
    根据地域和楼层高低设计热阻
    考虑热湿效应对保温效果的影响
    裂缝、接缝、热桥、锚固件等

    * 2.3 施工质量控制
    * 2.3.1逐层渐变、刚/柔结合的技术路线
    现制比预制分散应力更均匀
    柔性体系释放应力彻底
    相邻材料的导热系数相差不宜过大
    外层变形量应大于内层变形量
    诱导变形并改变变形方向
    * 2.3.2完整的保温体系施工
    * 2.3.3界面层处理与控制

二 JGJ144 外墙外保温工程技术规程 修编介绍

( 一〉修编主要内容:

1. 纳入了7种外保温构造系统，

2. 取消了系统杭风荷载件能要求。

3. 规定胶粘剂、抹面胶浆与挤塑板的拉伸粘结强度应不小于0.20MPa ，并且应为挤塑板破坏。

4. 规定3种外保温系统可以贴面砖， 并限制贴砖高度。

5. 对防火构造措施做了具体规言。

6. 工程验收中规定现场检验各种系统的拉伸粘结强度。

7. 对耐候性试验做了细化和补充规定，并规定贴面砖系统在原规定的耐11芙件试聆结束后再做25次冻融循环，增加了现场试验方法。