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摘要:關鍵詞:外墻外保溫;膩子;封閉底漆;面層涂料 引言 節能已成為我國的基本國策。我國的建筑能耗約占總能耗的30%,因此,建筑節能是國家節能工作的重要組成部分。為了實現節能50%~65%的目標,今后我國新建筑必須按照《公共建筑節能設計標準》設計,并嚴格組織施工、驗收。建筑外墻外保溫技術通過高效的保溫材料,用適當的黏結方式(聚合物砂漿黏結或機械固定)與建筑外墻主體復合連接成一體,以提高墻體熱阻,降低外墻平均傳熱系數,實現保溫隔熱效果,最后達到降低建筑能耗的目的,近年來已在我國不同地區得到大力推廣和應用。外墻外保溫是行之有效的建筑節能方式,而作為其飾面層,首先考慮建筑涂料。根據JG149—2003《膨脹聚苯板薄抹灰外墻外保溫系統》規定,涂料必須與薄抹灰外保溫系統相容,其性能指標應符合外墻建筑涂料的相關標準。同時,為達到有效的節能和理想的裝飾效果,選用外墻外保溫飾面層建筑涂料還有其它一些需要關注的問題。 1選擇外墻外保溫體系飾面層涂料的原則 第一,“逐層漸變柔性釋放應力”的抗裂技術原則。據太原理工大學的專項課題研究表明:應努力達到保溫層各相鄰層性能、彈性模量變化指標相匹配、逐層漸變;抗裂砂漿應保證一定的柔韌性,以便釋放變形應力;涂料飾面層應從里向外柔性變形,逐漸增大。 第二,嚴禁使用普通水泥砂漿作為保溫構造的找平層、保護層。 第三,嚴格控制防護層的施工質量,必須采用專用抗裂砂漿并輔以合理的增強網。 第四,充分考慮各層材料的相容性及匹配性。 第五,外保溫體系材料供應商對體系材料成套供應。 第六,提高施工質量保證率。 2預防外墻外保溫體系飾面層涂料開裂的措施 2.1注意外墻外保溫基層與傳統水泥砂漿基層的區別 外墻外保溫系統的面層雖然也多是聚合物水泥砂漿材料,但因其依附在輕質保溫隔熱層上,故與傳統水泥砂漿抹涂于混凝土及各種砌墻體工程上存在著很大區別,主要體現在以下幾方面: 第一,外墻外保溫薄抹灰系統中的面層砂漿多為改性聚合物砂漿,具有較好的柔韌性(壓折比≤3.0),而傳統水泥砂漿的壓折比一般在6~7,為脆性材料。為了滿足面層裝飾材料與底材相匹配的基本要求,能用于傳統水泥砂漿基層上的膩子或涂料,并不一定適用于有外保溫系統的新型墻體基層。 第二,外墻外保溫系統中的保溫板為發泡聚苯乙烯材料時,該材料易受強溶劑的影響,而傳統的水泥砂漿基層對強有機溶劑不敏感。因此在選擇膩子或涂料時,不能完全照搬傳統的施工經驗,溶劑型涂料在發泡聚苯乙烯保溫基層上的應用必須提前試驗或采取適當措施處理。 第三,外墻外保溫系統組成材料之間性能參數差別較大,而傳統水泥砂漿基層與被抹涂的主體墻材性能參數差別較小。選用的保溫隔熱材料應具有強度低、密度小、含氣量高、導熱系數小、允許變形量大的特點。以膨脹聚苯板為例,其導熱系數約0.04W/(m·K),而以水泥砂漿為主體材料加有機彈性高分子聚合物砂漿的導熱系數約0.93W/(m·K),兩材料的導熱系數相差22倍?;炷恋膶嵯禂禐?.74W/(m·K),與水泥砂漿的導熱系數相差較小。 第四,保溫系統受太陽直射時,由于聚苯板的熱阻性好,使抗裂砂漿防護層的熱量不易通過傳導擴散,其表面溫度在夏季可達60~75℃,部分地區甚至達80℃;而在傳統的磚墻、混凝土墻上抹涂的水泥砂漿,由于導熱系數與主體墻差別較小,其熱量可以得到很好的傳導擴散。因此,夏季最高溫時,平均比保溫體系的抗裂砂漿層表面溫度低10~15℃。根據熱脹冷縮原理可知:保溫系統的基層變形量遠大于普通水泥砂漿基層的變形量。因此,對有外保溫系統的基層上施工膩子及涂料的要求,相應也比在傳統水泥砂漿基層上的要求高得多。 2.2外墻外保溫基層對膩子的要求 2.2.1膩子柔韌性要適當 (1)施工后固化干燥形成的膩子層的柔韌性應大于保溫體系抗裂砂漿的柔韌性,即保溫體系基層上必須采用柔韌性適當的膩子,才能保證膩子層不因基層變形而開裂。 (2)經過大量試驗和工程實踐表明:在外墻外保溫這種新型柔韌性、動態性強的基層上刮涂傳統的水泥加建筑膠(107、801、701膠等)配制的水泥膩子絕對不可取,因為水泥加普通建筑膠配制的膩子是脆性材料,不具有隨基層變形而不開裂的性能要求。 (3)膩子不僅是基層的填補找平材料,而且也是裝飾面層的過渡層,對裝飾質量起著至關重要的作用。柔性膩子與剛性膩子的區別在于膩子層具有柔韌性,當基層出現微裂紋時膩子層不開裂。柔性膩子的動態抗開裂性≥0.3mm。 (4)用于新型外墻保溫裝飾系統的柔性膩子,其柔韌性應大于抗裂抹面砂漿,其表面變形量應>10%,只有這樣,才符合外層彈性變量高于內層的漸變理論,以防基層龜裂。 2.2.2膩子的耐水性,耐堿性要好 膩子的耐水性好是指在相對長時間的潮濕、淋雨環境中能保持不粉化、不剝落的性能,這也是保持涂層裝飾質量的條件。耐水性一般要求浸水96h無異常。由于工期普遍較緊,刮涂膩子時保溫體系抗裂層的堿性一般還很高,這就要求膩子的耐堿性也要好。一般要求為耐堿48h無異常。 2.2.3膩子的雙向黏結性要好 膩子的黏結性(即黏結力)要好。 首先膩子層應與抗裂層有很好的黏結力,這樣才能保證膩子層不空鼓、不爆皮、不剝落;其次,膩子層還要與涂層保持很好的 黏結力,以保證面層涂料不剝落。膩子的黏結力一般應達到:標準態≥0.6MPa,浸水后≥0.4MPa的要求。 2.2.4膩子的施工性要好 施工性是保證涂飾工程質量的重要因素之一,也是評價產品質量的指標之一。施工性應滿足兩方面要求:一方面刮涂施工性要好,即配制的膩子應具有刮涂輕松、滑爽、回刀容易、不起卷、不起毛、易于收平等特點。另一方面,膩子的可打磨性也要合適??纱蚰バ耘c膩子的柔韌性是一對矛盾的指標。一般而言,打磨性越好,膩子層越脆;乳液含量越低,柔韌性也就越差;相反,膩子層的柔韌性越好,所需的彈性乳液量越高,膩子層的可打磨性也越差。不同廠家的膩子產品,配方設計要取得一個合適的平衡點。根據經驗,膩子的動態抗裂性約0.10~0.20mm是較為合適的平衡點范圍。 2.3外墻外保溫對封閉底漆的要求 第一,由于有機類保溫板極易受強溶劑溶蝕,因此,對黏貼EPS板(膨脹聚苯板)薄抹灰抗裂砂漿防護層(一般約3mm厚),不應采用溶劑型封閉底漆,應采用水性封閉底漆。溶劑型封閉底漆用樹脂的玻璃化溫度一般較高,涂膜的柔韌性差,在保溫體系上應用易導致漆膜開裂,不能保證漆膜的連續性,其封閉效果也會受到影響,宜采用滲透型彈性封閉底漆。滲透型彈性封閉底漆由彈性乳液與有機硅或硅溶膠混合而成,具備成膜封閉與滲透封閉的雙重功能。 第二,有機硅或硅溶膠具有良好的滲透性,納米級粒子沿基層的毛細孔向內部滲透,并在毛細孔壁上形成一層極薄的硅樹脂網絡,但并不堵塞毛細孔,使外界的水不能滲進去,而內部的水汽可以散發出來。 第三,滯留在基層表面的底漆,經過水分蒸發形成連續性封閉薄膜,使基層內的水汽向外散發減緩或受阻,避免了新抹水泥砂漿因失水過快而產生龜裂,起到水泥砂漿養護液的作用。涂膜的透氣性與涂膜的厚度成反比,因此要求底漆涂膜薄而均勻性好。 第四,通過施工技術控制底漆的涂膜厚度,使其既能起到水泥砂漿養護膜的作用,又能使內部水汽緩慢散發出來。滲透型彈性封閉底漆具有優良的滲透性,使彈性薄膜與水泥砂漿層緊密地嵌合在一起,為保溫層構筑了一道抗裂防水屏障,同時也為飾面裝飾層提供了良好的界面基礎。 2.4外墻外保溫基層對面層裝飾涂料的要求 作為外保溫系統的飾面涂料,其涂膜必須具有一定的抗裂性和斷裂伸長率,同時具有良好的耐溫變性和耐候性,才能起到應有的裝飾和保護作用。其要求如下: 第一,要有很好的延展性、柔韌性,不能使用涂膜堅硬的無機類涂料。無機類涂料的抗基層變形能力差,自身變形系數小,不能滿足隨保溫基層變形而不開裂的要求。所以,首先推薦使用彈性涂料,除滿足變形要求外,還能對基層的細小裂紋起覆蓋作用,保持整體外觀效果的美觀。 第二,需選用耐候性好的面層涂料,不能采用高顏料分的外墻涂料,這是對所有外墻涂料的基本要求。但因保溫基層夏季的溫度比普通基層高出10~15℃,對面層涂料的老化速度更快,因此保溫基層上的涂料,耐老化性應比普通基層上要求更高。故應選用以純丙烯酸酯或有機硅改性丙烯酸樹脂乳液為基料,以耐光性、熱穩定性高的無機或有機顏料配制的高性能涂料,且配方設計時涂料的PVC(顏料體積濃度)值應大干CPVC(臨界顏料體積濃度)值。 第三,面層涂料應具有優異的防水性和透氣性,應優先選用有適度延伸率的有機硅樹脂改性涂料。良好的防水性可以避免液態水滲進保溫體系,進而減少冰凍、潮氣對保溫體系的破壞;良好的透氣性可以使保溫體系具有一定的呼吸功能,使結構墻體或室內的潮氣能向外界擴散,避免保溫體系與主體墻之間形成結露。從這一點考慮,外保溫系統面層涂料并不一定推薦采用成膜性和彈性延伸率均較高的彈性涂料,對于南方多雨地區來說,透氣性好、表面憎水性強的有機硅改性涂料更適合。 第四,慎重選用溶劑型涂料,如果必須選用應采取特殊措施。溶劑型涂料用于保溫基層上可能帶來如下問題:(1)溶劑型涂料中溶劑的滲透會導致保溫板溶蝕,使抗裂砂漿與保溫層分開;(2)常溫下溶劑型涂料涂膜的延伸性差、抗變形性差、涂膜較硬,當保溫體系變形較大時,涂層易開裂。(3)溶劑型涂料涂膜致密,透氣性差,不利于保溫體系內潮氣向外擴散,易導致保溫系統內部產生結露現象,進而影響保溫系統的耐久性和長期安全性?;谏鲜龇治觯诒伢w系上應慎重選擇溶劑型涂料,優先采用水性建筑涂料。但由于水性涂料目前的技術性能所限,溶劑型涂料實際尚占據一定份額。因此應采取以下有效措施加以防范:(1)使用前必須進行小面積相容性試驗,涂完3d后檢查,采用機械方式剝開抗裂層,看抗裂層與保溫層黏結力是否與未涂部位有明顯區別;(2)盡可能采用機械噴涂工藝,可很大程度避免溶劑局部過濃的現象;(3)抗裂砂漿層厚度應比一般水性涂料施工時增加1~2mm,即總體厚度宜控制在4~5mm。 2.5外墻外保溫體系對涂層裝飾性的要求 第一,不宜選用較深顏色的面漆。這是由于較深顏色的面漆比較淺顏色面漆更容易吸收熱量,加上保溫層良好的隔熱性,使熱量積聚在保溫層表面難于擴散,從而導致保溫體系基層的表面溫度更高,對于涂料、膩子、抗裂砂漿的老化破壞作用嚴重。因此,保溫面層除選擇以丙烯酸酯、硅丙樹脂等為基料配制的耐候性涂料以外,還應優先選用淺顏色的外觀效果。 第二,不宜采用平涂工藝,宜選用凹凸花紋浮雕工藝。因用平涂工藝時,材料的收縮方向為一條線,涂料收縮時易把涂膜拉裂,而凹凸浮雕涂料變形方向具有多向性,避免了涂膜開裂現象。另外,平涂工藝對刮涂膩子的要求較高,而外保溫基層必須選用柔性膩子,可打磨性不如傳統的水泥膩子,磨平的難度稍大,施工的平整度效果也相應會差些。如果確實需要平涂,則應選用橘皮狀涂料,其性能應滿足與膩子層的親合性、柔韌性、自清潔等方面的要求。 第三,從與保溫層的配套節能原理方面考慮,太陽熱反射隔熱涂料當屬首選。太陽熱反射隔熱涂料是集阻隔型隔熱、輻射型隔熱、反射型隔熱為一體的特種功能涂料。該涂層具有高反射率、高輻射率、低導熱系數、低蓄熱系數等性能,可有效地反射太陽熱(反射率>80%)、降低輻射熱(輻射>吸收)和對流傳導熱,從而降低被涂覆物的表面溫度,達到改善生活及工作環境、提高安全性、節能降耗之目的,尤其是對夏季熱敏性較高的外保溫保護層更為適用。對面層涂料的老化速度更快,因此保溫基層上的涂料,耐老化性應比普通基層上要求更高。故應選用以純丙烯酸酯或有機硅改性丙烯酸樹脂乳液為基料,以耐光性、熱穩定性高的無機或有機顏料配制的高性能涂料,且配方設計時涂料的PVC(顏料體積濃度)值應大干CPVC(臨界顏料體積濃度)值。 第三,面層涂料應具有優異的防水性和透氣性,應優先選用有適度延伸率的有機硅樹脂改性涂料。良好的防水性可以避免液態水滲進保溫體系,進而減少冰凍、潮氣對保溫體系的破壞;良好的透氣性可以使保溫體系具有一定的呼吸功能,使結構墻體或室內的潮氣能向外界擴散,避免保溫體系與主體墻之間形成結露。從這一點考慮,外保溫系統面層涂料并不一定推薦采用成膜性和彈性延伸率均較高的彈性涂料,對于南方多雨地區來說,透氣性好、表面憎水性強的有機硅改性涂料更適合。 第四,慎重選用溶劑型涂料,如果必須選用應采取特殊措施。溶劑型涂料用于保溫基層上可能帶來如下問題:(1)溶劑型涂料中溶劑的滲透會導致保溫板溶蝕,使抗裂砂漿與保溫層分開;(2)常溫下溶劑型涂料涂膜的延伸性差、抗變形性差、涂膜較硬,當保溫體系變形較大時,涂層易開裂。(3)溶劑型涂料涂膜致密,透氣性差,不利于保溫體系內潮氣向外擴散,易導致保溫系統內部產生結露現象,進而影響保溫系統的耐久性和長期安全性?;谏鲜龇治?,在保溫體系上應慎重選擇溶劑型涂料,優先采用水性建筑涂料。但由于水性涂料目前的技術性能所限,溶劑型涂料實際尚占據一定份額。因此應采取以下有效措施加以防范:(1)使用前必須進行小面積相容性試驗,涂完3d后檢查,采用機械方式剝開抗裂層,看抗裂層與保溫層黏結力是否與未涂部位有明顯區別;(2)盡可能采用機械噴涂工藝,可很大程度避免溶劑局部過濃的現象;(3)抗裂砂漿層厚度應比一般水性涂料施工時增加1~2mm,即總體厚度宜控制在4~5mm。 2.5外墻外保溫體系對涂層裝飾性的要求 第一,不宜選用較深顏色的面漆。這是由于較深顏色的面漆比較淺顏色面漆更容易吸收熱量,加上保溫層良好的隔熱性,使熱量積聚在保溫層表面難于擴散,從而導致保溫體系基層的表面溫度更高,對于涂料、膩子、抗裂砂漿的老化破壞作用嚴重。因此,保溫面層除選擇以丙烯酸酯、硅丙樹脂等為基料配制的耐候性涂料以外,還應優先選用淺顏色的外觀效果。 第二,不宜采用平涂工藝,宜選用凹凸花紋浮雕工藝。因用平涂工藝時,材料的收縮方向為一條線,涂料收縮時易把涂膜拉裂,而凹凸浮雕涂料變形方向具有多向性,避免了涂膜開裂現象。另外,平涂工藝對刮涂膩子的要求較高,而外保溫基層必須選用柔性膩子,可打磨性不如傳統的水泥膩子,磨平的難度稍大,施工的平整度效果也相應會差些。如果確實需要平涂,則應選用橘皮狀涂料,其性能應滿足與膩子層的親合性、柔韌性、自清潔等方面的要求。 第三,從與保溫層的配套節能原理方面考慮,太陽熱反射隔熱涂料當屬首選。太陽熱反射隔熱涂料是集阻隔型隔熱、輻射型隔熱、反射型隔熱為一體的特種功能涂料。該涂層具有高反射率、高輻射率、低導熱系數、低蓄熱系數等性能,可有效地反射太陽熱(反射率>80%)、降低輻射熱(輻射>吸收)和對流傳導熱,從而降低被涂覆物的表面溫度,達到改善生活及工作環境、提高安全性、節能降耗之目的,尤其是對夏季熱敏性較高的外保溫保護層更為適用。在冬天采暖季節,涂層隔絕室內熱量向外散發,又起到保溫節能作用。太陽熱反射涂料還是一種集高效、薄層、隔熱、防水、防腐、裝飾于一體化的涂料,具有優異的耐候性和抗污染性。 3結語 發展和推行新型外墻外保溫裝飾一體化系統,既是我國建筑節能的現實需要,也是長遠實施建筑節能的有效途徑。新型外墻外保溫裝飾涂層體系是把保溫隔熱層與裝飾層組合成一個系統,使保溫、防水、裝飾功能集一身,通過層間柔性連結,達到應力均衡、荷載均勻、優勢互補、疊加增效之目的。完善飾面層涂料的膩子、底漆和面漆的施工問題,使建筑節能向著科學、高效、健康的方向發展。 |