建筑外墻外保溫粘結(jié)問題的探討

Word版本，下載可自由編輯建筑外墻外保溫粘結(jié)問題的探討建造外墻外保溫粘結(jié)問題的探討詳細內(nèi)容是什么，下面我為大家解答。

所謂外墻外保溫,是指在建造物垂直外墻的外表面上建筑保溫層。外墻可以是磚石、混凝土、木材等建造材料。這種外保溫,可用于新建建造物的墻體,也可以用于既有建造外墻的改造。中國的外墻外保溫市場正在日益富強,外墻外保溫也正在成為我國的一項重要的基本的建造節(jié)能措施。對于落實科學進展觀和構(gòu)建資源節(jié)省型社會具有重要的現(xiàn)實意義。目前,我國常用的外保溫技術(shù)體系包括:膠粉聚苯顆粒保溫砂漿外保溫、聚苯乙稀泡沫塑料板外保溫、鋼絲網(wǎng)架聚苯乙稀泡沫塑料板外保溫、巖棉板外保溫、巖棉聚苯顆粒外保溫等等。其中塑料保溫板(或擠塑板)因為施工便利已被廣泛采納,因此,保溫板的粘結(jié)就顯得十分重要。

1保溫層的固定

1.1固定辦法

保溫層的固定普通分為:粘結(jié)固定、機械固定或兩者的混合固定。機械固定辦法普通用于木結(jié)構(gòu)建造,或是舊有建造的外墻有釉面磚,而又無法將其清除的狀況。而普通狀況下,在粘結(jié)劑的質(zhì)量保證的狀況下,粘結(jié)強度(抗剪?抗拉強度)都高于保溫板的強度。有關(guān)文獻和已做課題試驗都證明,在受到剪切或者垂直墻面的荷載作用下,破壞都發(fā)在保溫板中,而不是粘結(jié)處。

1.2保溫板不加脹釘?shù)姆治?/p>

采納保溫板外墻外保溫系統(tǒng)技術(shù)和產(chǎn)品是目前最為廣泛使用的一種墻體保溫途徑。該類系統(tǒng)除直接采納粘貼方式外,還少量采納粘釘結(jié)合。西北寒冷地區(qū)大量的工程驗證,對保溫板外保溫系統(tǒng)實行不加脹釘?shù)淖龇ㄊ切兄行У摹?/p>

1.2.1有關(guān)風荷載問題

對EPS板墻體外保溫系統(tǒng)抗風壓性能測試顯示,抗風壓能力能夠達到4500~5000Pa,相當于0-045~0.05MPa,粘結(jié)劑對EPS板基面粘結(jié)強度大于0.1MPa,對水泥基面粘結(jié)強度大于1MPa。

我國建造節(jié)能檢測中心及美國專威特公司都對系統(tǒng)的抗風壓性能做過實驗。實驗結(jié)果表明:在風壓力和風吸力各為4.5kN/m2時,均因為基層墻體的破壞才引起系統(tǒng)的破壞。因此,按照我國的荷載規(guī)范南部沿海地區(qū)按80m高度的建造物最不利狀況下的風荷載計算,風荷載不超過2.3kN/m2。相比之下,EPS板墻體外保溫系統(tǒng)抗風壓性能徹低滿足要求。

1.2.2標準規(guī)定

國家建造標準《外墻外保溫建造構(gòu)造(一)》中,A型一聚苯乙烯泡沫塑料板外墻外保溫系統(tǒng)規(guī)定,采納聚苯板作保溫隔熱層用膠粘劑與基層墻體粘貼,輔以錨栓固定。當建造高度不超過20m,也可采納單一的粘結(jié)固定方式。個別工程設(shè)計要按照詳細狀況選定并說明。

1.2.3用錨栓固定存在的缺點

錨栓必需穿透砂漿粘結(jié)點錨入基層墻體中以防止EPS板產(chǎn)生預應力。錨栓必需在粘結(jié)層的聚合物抗裂砂漿強度上來后,才干施工錨栓,否則會對已粘結(jié)的EPS板產(chǎn)生松動而失去粘結(jié)作用。施工周期顯然加長,一般水泥砂漿強度需7天以上才干達到強度要求,施工操作工人為搶工期不嚴格按規(guī)范要求時光施工,產(chǎn)生隱患,以致破壞粘結(jié)層。錨栓帽在EPS板板面上露出,面層不易抹平,增強材料耗量,影響面層質(zhì)量。假如使用錨栓過多又增強材料費、人工費,成本加大不經(jīng)濟。同時,使保溫板自身荷載加大。特殊是高層建造外墻的保溫板自身荷載過大,給保溫板的脫落埋下隱患,又造成囫圇系統(tǒng)產(chǎn)生墊橋現(xiàn)象,破壞囫圇系統(tǒng)的保溫性能。

2合成膠粘劑

膠粘劑是外墻保溫系統(tǒng)的核心材料之一,起著銜接墻體基層和保溫層的作用。將保溫板粘結(jié)在基底(結(jié)構(gòu)層)上的粘結(jié)材料品種多種多樣,都稱為粘結(jié)劑。合成膠粘劑是一種新型的經(jīng)過精細化加工的工產(chǎn)品。它是由高分子化學、表面化學、材料力學等學科互相滲透、彼此綜合而形成的一門新興材料。是以合成聚合物為主體材料制成的,所用的主要成分是純丙烯酸樹脂乳液及骨料中的硅砂,對保溫系統(tǒng)的平安使用年限起著至關(guān)重要的作用。丙烯酸樹脂含量的多少直接影響到膠粘劑的耐水性、耐候性及抗裂性,骨料中硅砂則起著增加附著的作用。

膠結(jié)的地方普通被稱為膠結(jié)結(jié)頭。膠結(jié)結(jié)頭在力學特性上是不延續(xù)的。膠層是典型的粘結(jié)彈性體,膠結(jié)界面區(qū)可能還有更為復雜的多層細微結(jié)構(gòu)。結(jié)頭在承受荷載時,應力利用膠層舉行應力傳遞。膠結(jié)是利用膠粘劑夾在中間把被粘物銜接在一起。膠結(jié)結(jié)頭的結(jié)構(gòu)非常復雜,即使抱負化地解剖開來,,可分為幾個部分。

在結(jié)頭的任一部分,只要局部應力超過局部強度,破壞也將從那里開頭,造成結(jié)頭破壞。所以我們研究結(jié)頭強度時必需指明破壞地點。粘結(jié)后的保溫板與結(jié)構(gòu)層,在受到外力的狀況下,按照破壞的地點不同大致可分為幾種破壞類型。

實際狀況表明,同一種粘結(jié)結(jié)構(gòu),因為膠層的厚度或破壞(加荷)速度不同,往往存在內(nèi)聚破壞-混合破壞-界面破壞的有規(guī)章的轉(zhuǎn)化過程。

3剪切破壞

剪切強度是單位膠結(jié)面上所能承受的最大剪切負荷。

3.1膠結(jié)結(jié)頭在剪切力作用下的應力分布

3.1.1應力的不勻稱分布

因為被粘物是涂抹在結(jié)構(gòu)層上的水泥砂漿和聚苯乙烯泡沫板。二者的彈性模量與聚合物膠粘劑的彈性模量相差很遠,在荷載作用下應變差異很大,所以應力分布是不勻稱的。

結(jié)頭在外力P的作用下,結(jié)頭內(nèi)部主要有三種應力。

(1)被粘物上存在著平行于外力的拉伸應力。

(2)在膠層中存在著平行于外力的剪切應力。

(3)在膠粘劑和被粘物的膠結(jié)面上存在著垂直于膠結(jié)面的剝離應力,是因為外力作用的不同心引起的。

3.1.2被粘物上的應力集中

當外力P作用于被粘物上時,因為被粘物厚度的關(guān)系,使被粘物承受力矩。而且,隨著被粘物的變形,P的作用線不斷變化,使力矩不斷變化。被粘物端部的縱向應力由拉伸應力和彎曲應力疊加。

3.1.3膠粘層上的應力集中

考慮到被粘物彎曲力矩的影響,得出了膠粘層上應力集中的結(jié)論。高強度膠粘劑的粘結(jié)結(jié)頭被拉伸時,在結(jié)頭破壞之間被粘物會發(fā)生塑性變形。這時剝離應力將快速增大,從而引起結(jié)頭破壞。

3.2影響剪切強度的因素

3.2.1被粘物的性質(zhì)和厚度的影響

被粘物的模量和厚度越大,應力集中系數(shù)就越小,則膠結(jié)結(jié)頭的剪切強度就越大。對于高強度的粘膠劑,剪切強度與被粘物性質(zhì)的關(guān)系越發(fā)密切。被粘物的模量越高,剪切強度越高;膠結(jié)結(jié)頭的剪切強度隨材料的屈服強度的增強而增強;膠結(jié)結(jié)頭的剪切強度與被粘物的厚度的平方成正比。

3.2.2膠粘劑性質(zhì)的影響

不同的膠粘劑內(nèi)聚強度不同,對被粘物的粘附強度也不同,必定影響到結(jié)頭強度。比如不同的膠粘劑模量不同,對應力集中的影響也不同。模量較低的膠粘劑應力集中系數(shù)較低,因此可以利用增強粘結(jié)長度來提升承載力;而對于模量較高的膠粘劑,過長的粘結(jié)長度對承載力沒有太多的影響。

3.2.3膠粘層厚度的影響

就應力分布而言,膠層越厚,結(jié)頭應力集中越小,膠結(jié)強度應當提升。但是大量文獻實驗表明,膠層越厚它的剪切強度就越低,這是由于隨著膠層厚度的增強,膠層內(nèi)部的缺陷呈指數(shù)關(guān)系快速增強。此外,膠層越厚,因膠粘劑固化收縮而產(chǎn)生的收縮應力也越大,造成強度的降低。膠層厚度還能轉(zhuǎn)變破壞內(nèi)型的轉(zhuǎn)變。試驗中常?？吹?隨著膠層厚度的增強,膠粘劑破壞內(nèi)型常呈內(nèi)聚破壞。但同時應該指出,膠層并非越薄越好。膠層越薄,簡單過早形成缺膠現(xiàn)象,應力集中增大,應力分布不勻稱,降低強度。所以要有一個勻稱且厚度相宜的膠層。國家現(xiàn)行標準規(guī)定膠層的厚度以3~5mm為宜。

3.2.4粘結(jié)長度的影響

對于外保溫而言,粘結(jié)長度也就是粘結(jié)高度。從應力分析可知,應力集中隨著粘結(jié)長度的增強而增大,也就是應力在粘結(jié)的兩端越發(fā)集中,而粘結(jié)中央的應力卻不斷削減。

4粘結(jié)劑的配比

合成膠粘劑采納的是聚合物乳液。所以,我們在膠中加