外墙挤塑保温板保温体系技术原理

• 　　1、变形应力的逐层释放
  　　外墙外保温体系是一个整体，保温隔热系统由多层材料复合构成，就抗裂性能来说，除考虑各层材料自身变形能力外，还要充分考虑材料的相容性及匹配性。对该体系的研究是以系统为出发点，而不是以单一材料为出发点，否则难以组合成质量可靠的外墙外保温系统。
  　　外墙挤塑保温板外墙外保温体系充分考虑了材料弹性模量、粘接力、材料变形应力、风荷载等的影响，运用“保温层无空腔”、“变形应力逐层释放”和“悬挂力分散”等技术原理，有效地解决了保温体系的裂纹、空鼓、脱落，以及雨、雪、风等自然因素的影响和破坏。
  　　物体由于外因(受力、湿度变化等)而变形时，在物体内各部分之间产生相互作用的内力，以抵抗这种外因的作用，并力图使物体从变形后的位置回复到变形前的位置。在所考察的截面某一点单位面积上的内力称为应力。同截面垂直的称为正应力或法向应力，同截面相切的称为剪应力或切应力。应力会随着外力的增加而增长，对于某一种材料，应力的增长是有限度的，超过这一限度，材料就要破坏，这个限度称为该种材料的极限应力。极限应力值通过材料的力学试验来测定。材料要想安全使用，在使用时其内的应力应低于它的极限应力，否则材料就会发生破坏。
  　　保温挤塑板保温系统从界面层、保温隔热层、抗裂防护层到饰面层，每层材料的抗变形应力逐层释放，当保温系统遇到冷、热等自然因素引起材料自然收缩时，内应力会逐渐在内部消耗掉，从而实现了外墙挤塑保温板保温系统的防裂功能。
  　　2、刚性防裂机理分析
  　　在采用“抗”的原则进行外墙外保温的裂缝控制时，不仅要求保温层材料要有一定的抗拉强度，而且要求抗裂防护层材料要有足够大的抗拉强度，该层材料不仅要约束自身的变形，还要约束保温层材料的变形，也就是说各层材料要相互约束，使各层材料的变形都受到约束，使其无法发生变形，从而达到使各层材料都不开裂的目的。但是在实际应用中，这种防裂原则是很难达到的。原因如下：
  　　(1)保温层材料是一种柔性材料，抗拉强度不高，抗裂防护层材料是一种刚性材料，与保温层材料相比抗拉强度较高，保温层与抗裂防护层的强度和柔韧性都发生了突变，保温层材料的变形得不到约束。同时，保温层材料在设计中也没有考虑约束变形这一原则，因此保温层材料的允许变形与抗裂防护层材料的限制变形之间的矛盾难以达到统一，因而也难以控制整个保温系统的裂缝。
  　　(2)当温度发生变化时，保温层材料会产生很大的温度应力，这些温度应力会使保温层材料产生一定的变形，这些变形必然会对抗裂防护层材料发生作用，随着这种作用的增强，抗裂防护层内应力逐渐增大，当应力大于抗裂防护层材料的抗拉强度时，必然将其拉裂。为了防止这种现象发生，则要求更进一步提高抗裂防护层材料的抗拉强度，但这一点是难以做到的。
  　　(3)在柔性保温层材料上做相比较而言强度很大的抗裂防护层材料，必然增大保温层材料面层的荷载，这对整个外墙挤塑保温板保温系统的稳定性是不利的。同时，要使保温层材料不变形，则要求增大保温层材料的抗拉强度，但是在保证保温材料的保温性能及其他性能不受影响的情况下，这一点是难以做到的。
  　　既然不能使整个保温系统各层材料之间的变形都受到约束限制，就难以使“抗”这一原则充分发挥作用，因此，外墙保温挤塑板保温工程中根本无法使各层材料处于全“抗”状态中，即使让其处在以“抗”为主的状态中也难以做到，因而也不能保证整个保温系统不开裂。所以，在保温工程中采用以“抗”为主的刚性防裂原则是达不到防裂目的的。
  　　过去相当长的时期内，保温层做法及抗裂防护层做法在选材及工艺上均采用“刚性防裂技术”，采用预应力、高强、高弹性模量的材料，没有留给温度应力充分释放的出路。尤其是在抗裂防护层的施工中，均采用厚抹灰做法，越裂越抹，越抹越厚，越厚越裂，造成恶性循环，最终导致外保温墙体面层大量产生裂缝。
  　　3、柔性防裂机理分析
  　　在采用“放”的原则进行外墙外保温的裂缝控制时，要求：
  　　(1)采用无空腔的构造设计，即要求保温层与结构层之间不存在空腔。
  　　(2)在外墙挤塑保温板保温系统各构造层的设计中，要采用“柔性渐变、逐层释放应力”的抗裂技术路线，即要求各层材料的性能要逐层渐变，各层材料之间的性能指标要有一定的联系，不允许相邻层材料的性能发生突变。这些性能指标主要有：材料的变形量指标、柔韧性指标、压折比指标、弹性模量指标等。
  　　通过对各层材料性能指标的设定，使保温系统能满足随时分散应力和释放应力的需要：从主体结构层、保温层到饰面层各层材料的变形均未受到约束，各层材料的变形都可得到满足，各层材料都能满足一定的变形。同时，在构造设计中还利用软配筋(耐碱涂塑玻璃纤维网格布)和多种纤维来改变应力传递方向，充分分散各层材料所产生的应力，防止了各种变形应力集中发生的可能。
  　　(3)外层材料的变形能力高于内层材料的变形能力，从而保证整个保温系统不会出现开裂现象。
  　　在实际工程应用中，由于耐碱涂塑玻璃纤维网格布抗拉强度不够或耐碱强力保持率不足；聚合物水泥砂浆柔性、强度与保温层材料不相适应等等原因，要完全达到全“放”的状态是很难做到的。
  　　4、控制外墙外保温裂缝的技术路线
  　　采用以“放”为主的柔性防裂原则，在“放”的基础上适当的加入一些“抗”的思路。使“放”的原则在外墙挤塑保温板保温工程中得到很好的体现，并能够充分地发挥“放”的作用，具体包括：各相邻层材料之间约束和反约束能力足够小；各层材料之间有一定柔性，即有一定变形能力，在变形条件下能有效释放应力，并且在反复变形作用情况下，不会产生疲劳破坏；若相邻层变形能力相差较大，设柔性释放应力的过渡层，如柔性腻子层等。这样可以使各层材料所产生的应力都能得到充分的释放，使应力对材料系统的影响减到最小，从而不会引起开裂现象。
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