1.問題
在建筑外墻外保溫系統上粘貼瓷磚的工程越來越多,如何確保其安全性值得特別關注。圍繞“外墻保溫系統(EIFS)粘貼瓷磚”的課題也 成了一個比較新的問題。以往,即使在厚重的墻體上粘貼瓷磚,有時也會發生諸如瓷磚脫落的破壞現象。因此,對瓷磚和基層之間的瓷磚粘結膠的粘結強度問題進行 大量的研究迫在眉睫。以德國在過去的許多年內有針對性地開展的對外墻體表面粘貼瓷磚的外墻外保溫系統進行研究分析表明,如果對貼瓷磚的EIFS系統按照外 墻、粘結砂漿、保溫層、玻纖網、銷釘、抹面砂漿、薄層砂漿、瓷磚、填縫劑依次正確施工,采用優質材料,是可以避免這樣的破壞的。
2.瓷磚膠的粘結機理
對瓷磚和砂漿之間粘結效果的影響來自兩個方面:瓷磚膠(砂漿)和所使用的瓷磚本身。粘結的機理大致有以下三個:砂漿的縫隙填充(機械粘結)、粘結(熱動力學粘結)、嚙合(瓷磚背后的輪廓)。
砂漿縫隙填充粘結機理與機械粘結原理相關。砂漿層伸展到夾縫內的邊緣沿著瓷磚背后的粗糙表面形成,只有在瓷磚背后的微結構能夠與砂漿 形成良好的夾扣作用時,才能獲得具有持久效果的機械粘結性能。通過對150種不同的瓷磚進行的150次試驗中,可以定量地發現瓷磚背后(粘結表面)的孔結 構對瓷磚和砂漿之間的粘結性能具有顯著的影響。這些測試是按照德國標準DIN66133或美國標準ASTM4284-83采用壓汞測孔儀進行。以瓷磚背后 粗糙度的相應參數為孔體積和孔尺寸來看,具有足夠的孔隙(孔體積)和超過一定孔尺寸(孔徑)的瓷磚產品,對于砂漿層與瓷磚背面形成的夾扣作用是理想的選 擇。如果能夠做到在瓷磚的背后有“燕尾”的結構,即在瓷磚的背面做出一個輪廓來獲得宏觀咬合的效果,對防止瓷磚脫落也能夠起到一個很好的保護作用。事實 上,這種保護作用并不真正代表某一個粘結機理,它只是因為只有在其它的粘結機理已經完全失效以后這種咬合才開始發揮作用。在實際應用中,對外形輪廓的作用 常常估計過高,它對于所測試的粘結強度的影響很小。
3.粘結砂漿
在配制粘結砂漿時,必須保證起夾緊作用的水泥石可以伸展到瓷磚的孔隙中,這樣一來,可以通過在瓷磚膠中添加合成聚合物材料來提高砂漿 和瓷磚之間的粘結強度。如果瓷磚不符合孔隙標準,瓷磚必須依靠粘結作用進行固定。此時,瓷磚膠中合成聚合物的摻量需要適當增加,原則上瓷磚膠中有機物的摻 量可以通過添加丙烯酸乳液來實現。隨著合成聚合物摻量的增加,瓷磚背面粗糙度的重要性會降低。
4.填縫砂漿和抹面層
4.1填縫砂漿
填縫砂漿的吸水系數應為:wt≤0.10kg/(m2·h),通過降低面層的吸水率,也可以同時減小泛霜的危害。
4.2面層砂漿
貼瓷磚的EIFS的面層砂漿應具有憎水性。從系統存在較強濕熱應力的觀點來看,憎水性可以避免材料垂直于墻面的抗拉強度以及面層砂漿 和保溫層之間的粘結強度下降太大。其吸水系數應為:wt≤0.50kg/(m2·h)。而對輕質抹灰砂漿而言,由于這種砂漿垂直于墻面(TR)的拉拔強度 低而且吸水率高,不適合作為貼瓷磚的EIFS的抹面砂漿。
5.EIFS面層砂漿的加強網
一般來說,為了吸收拉應力,EIFS面層砂漿必須嵌入加強網。該類加強網由玻璃纖維網格布構成。之所以要采用玻璃纖維網格布,是因為 以往采用的用塑料制作的增強物,由于其強度太大而無法伸展,不能有效地保護較難變形的抹灰砂漿免遭開裂破壞的影響,因此很難達到外保溫體系的增強效果。通 過對已經采用塑料制作的增強物起加強作用的保溫工程進行驗證,這種增強作用都是失敗的。
另外,由于整個外保溫所采用的砂漿材料所處的堿性環境,容易產生對玻璃纖維的腐蝕作用,進而使EIFS面層的瓷磚減緩了炭化效果。因 此,嵌入了玻璃纖維網格布的抹面砂漿在較長的時間里保持了高堿性(pH>12),而與此相對照的是未貼瓷磚的抹面砂漿在數周后即全部炭化。如上所述 的堿性環境容易對玻璃纖維產生腐蝕作用,與沒有貼瓷磚的EIFS體系相比,因此要對玻璃纖維網格布的抗堿性能和抗撕裂強度提出更高的要求。
6.外墻貼磚的操作方法
對于應用薄層施工方法粘貼外墻瓷磚的工程,施工中應規定采用組合涂膠的固定方法(即鏝涂-背涂-方法)。采用這一方法時,在墻面及瓷 磚的背面都需要涂抹瓷磚膠。如果違反了這樣的規定,只是將瓷磚膠涂抹在墻面(采用鏝涂方法),這樣會導致粘結強度的顯著下降,不利于外墻保溫體系的耐久 性。
因此,對于廣泛推廣應用的EIFS外保溫體系來說,只有采用組合涂膠的固定方法(即鏝涂-背涂-方法),才能保證采用貼瓷磚保溫系統的建筑物不會發生任何破壞,才能達到建筑物的保溫節能效果。
文:德國柏林技術大學Cziesielski博士,教授
譯:易來泰Elotex-國民淀粉化學有限公司張量
標簽: 外墻