摘要：外墻保溫是推廣建筑節能的關鍵技術之 一。從粘結劑的主要成份著手，分析了粘結劑的粘結原理，粘結強度的影響因素，得到了粘結強度，由此得出了確定粘結方式的根據是保溫板沿厚度的變形，而粘結 劑對保溫板起到的是邊界約束作用的結論。所以，不斷調節粘結方式，控制保溫板沿厚度方向的最大變形，就可以確定粘結方式。
關鍵詞：外墻保溫粘結保溫板
所謂外墻外保溫，是指在垂直外墻的外表面上建造保溫層。此種外墻保溫，可用于新建墻體，也可以用于既有建筑外墻的改造。中國的外墻外保溫市場正在日益繁榮，外墻外保溫也正在成為我國的一項重(來源:中國保溫網)要的基本的建筑節能技術。
一、保溫層的固定
1-1固定方法。保溫層的固定一般分為：粘結固定力一式、機械固定力一式或兩者的混合力一式。機械固定方法一般用于木結構建筑，或 是舊有建筑的外墻有釉面磚，而又無法將其清除的情況。而一般情況下，在保證粘結劑的質量情況下，粘結強度抗剪、抗拉強度都高于保溫板的強度，有關文獻和作 者已做課題實驗都證實，在受到剪切或(來源:中國保溫網)者垂直墻面的荷載作用下，破壞均發在聚苯板中，而不是粘結處。
1-2外保溫系統保溫板可不加脹釘的分析。采用保溫板外墻外保溫系統技術和產品是目前最為廣泛使用的一種墻體保溫途徑。該類系統除 直接采用粘貼方一式外，還少量采用粘釘結合。三北(來源:中國保溫網)嚴寒地區大量的工程驗證，對保溫板外保溫系統采取不加脹釘的做法是行之有效的。以EPS板為例分析：
（1）有關風荷載問題：對EPS板墻體外保溫系統抗風壓性能測試顯示，抗風壓能力能夠達到4500Pa～5000Pa，相當于0.045MPa～0.05MPa，粘結劑對EPS板基面粘結強度大于0.1MPa，對水泥基面粘結強度大于1MPa。
我國建筑節能檢測中心及美國專威特公司都對系統的抗風壓性能做過試驗。試驗結果表明：在風壓力和風吸力各為4.5kN/m時，均由 于基層墻體的破壞才引起系統的破壞。因此，根據我國的荷載規范南部沿海地區80米高度的建筑物最不利情況下的風荷載計算，風荷載不超過2.3kNjm2。 相比之下，EPS板墻體外保溫系統抗風壓性能完全滿足要求。
（2）標準規定：國家建筑標準《外墻外保溫建筑構造(一)》中，A型一聚苯乙烯泡沫塑料板外墻外保溫系統規定，采用聚苯板作保溫隔 熱層用膠粘劑與基層墻體粘貼，輔以錨栓固定。當建筑高度不超過20米，也可采用單一的粘結固定方式，個別工程設計要根據具體情況選定并說明。
（3）用錨栓固定存在的缺點：錨栓必須通過砂漿粘結點錨入基層墻體中以防止EPS板產生預應力。錨栓必須在粘結層的聚合物砂漿強度 上來后，才能施上錨栓，否則會對已粘結EPS板產生松動而失去粘結作用。施工期明顯加長，普通水泥砂漿強度需7天以上才能施工。施工工人為搶工期不嚴格按 要求施工，產生隱患，以致破壞粘結層。錨栓(來源:中國保溫網)帽在EPS板墻面上露出，面層不易抹平，增加材料耗量，影響面層質量。使用錨栓增加材料費、人工費等也不經濟。
（4）總結。
從我們多年的工程應用來看，采用粘貼方式后，每平方米再多加塑料脹釘，其作用不大。理由依據是：粘結劑是有機材料和無機膠料混合物，合格的粘結料一 般在拉伸粘接強度試驗中，能將EPS拉損。粘結層(來源:中國保溫網)的自然老化速度可能比EPS板層慢，EPS板的強度一旦失去，錨栓的作用也就不存在。在粘結層正常狀態 下，錨栓實質上不起作用。從以上幾個方面可以看出，采用EPS外墻外保溫系統技術不加脹釘的方式是完全能夠達到系統要求的，這種做法應該大力提倡。
二、剪切破壞
剪切強度是單位膠結面上所能承受的最大剪切負荷。
2-1膠結結頭在剪切力作用下的應力分布。（1）應力的不均勻分布。由于被粘物是涂抹在結構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，所以應力分布是不均勻的。接頭在外力P的作用下，結頭內部主要有三種應力。被粘 物上存在著平行于外力的拉伸應力；在膠粘劑和被粘物的膠結面上存在著垂直于膠結面的剝離應力，是由于外力作用的不同心引起的；在膠層中存在著平行于外力的 剪切應力。
（2）被粘物上的應力集中。當外力P作用于被粘物上時，由于被粘物厚度關系，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時拉伸應力和彎曲應力的疊加。
（3）膠粘層上的應力集中。Goland和Reissner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論。高強度膠粘劑的粘結結頭被拉伸時，在結頭破壞之間被粘物會發生塑性形變，這是剝離應力將迅速增大，從而引起結頭破壞。
2-2影響剪切強度的因素。（1）被粘物的性質和厚度的影響。被粘物的模量和厚度越大，應力集中系數越小，則膠結結頭的剪切強度就 越大。對于高強度的粘膠劑，剪切強度與被粘物性質的關系更加密切。被粘物的模量越高，剪切強度越高；膠結結頭的剪切強度隨被材料的屈服強度的增加而增加； 膠結結頭的剪切強度與被粘物的厚度的平方成正比。
（2）膠粘劑性質的影響。不同的膠粘劑內聚強度不同，對被粘物的粘附強度也不同，必然影響結頭強度。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較低，因此可以通過增加粘結長度來提高承載力；而對于模量較高的膠粘劑，過長的粘結長度對承載力沒有 貢獻的。
（3）膠粘層厚度的影響。就應力分布而言，膠層越厚，結頭應力集中越小，膠結強度應該提高。但是大量文獻試驗表明，膠層越厚膠剪切 強度越低。這是因為隨著膠層厚度的增加，膠層內部的缺陷呈指數關系迅速增加。此外，膠層越厚，因膠粘劑固化收縮而產生的收縮應力也越大，造成強度的降低。 膠層厚度還能改變破壞內型的改變。實驗中經?？吹?，隨著膠層厚度的增加，膠粘劑破壞內型常呈內聚破壞。應當指出，膠層并非越薄越好。膠層越薄容易早成缺(來源:中國保溫網)膠 現象，應力集中增大，應力分布不均勻，降低強度。所以要有一個均勻且厚度適宜的膠層。
（4）粘結長度的影響.對于外保溫而言，粘結長度即粘結高度。從應力分析可知，應力集中隨著粘結長度的增加而增人，即應力在粘結的兩端應力更加集中，而粘結中央的應力卻不斷減少。
從我們多年的工程應用來看，采用粘貼方式后，每平方米再多加塑料脹釘，其作用不大。理由依據是：粘結劑是有機材料和無機膠料混合物，合格的粘結料一 般在拉伸粘接強度試驗中，能將EPS拉損。粘結層的自然老化速度可能比EPS板層慢，EPS板的強度一旦失去，錨栓的作用也就不存在。在粘結層正常狀態 下，錨栓實質上不起作用。從以上幾個方面可以看出，采用EPS外墻外保溫系統技術不加脹釘的方式是完全能夠達到系統要求的，這種做法應該大力提倡。
二、剪切破壞
剪切強度是單位膠結面上所能承受的最大剪切負荷。
2-1膠結結頭在剪切力作用下的應力分布。（1）應力的不均勻分布。由于被粘物是涂抹在結構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，所以應力分布是不均勻的。接頭在外力P的作用下，結頭內部主要有三種應力。被粘 物上存在著平行于外力的拉伸應力；在膠粘劑和被粘物的膠結面上存在著垂直于膠結面的剝離應力，是由于外力作用的不同心引起的；在膠層中存在著平行于外力的 剪切應力。
（2）被粘物上的應力集中。當外力P作用于被粘物上時，由于被粘物厚度關系，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時拉伸應力和彎曲應力的疊加。
（3）膠粘層上的應力集中。Goland和Reissner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論。高強度膠粘劑的粘結結頭被拉伸時，在結頭破壞之間被粘物會發生塑性形變，這是剝離應力將迅速增大，從而引起結頭破壞。
2-2影響剪切強度的因素。（1）被粘物的性質和厚度的影響。被粘物的模量和厚度越大，應力集中系數越小，則膠結結頭的剪切強度就 越大。對于高強度的粘膠劑，剪切強度與被粘物性質的關系更加密切。被粘物的模量越高，剪切強度越高；膠結結頭的剪切強度隨被材料的屈服強度的增加而增加； 膠結結頭的剪切強度與被粘物的厚度的平方成正比。
（2）膠粘劑性質的影響。不同的膠粘劑內聚強度不同，對被粘物的粘附強度也不同，必然影響結頭強度。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較低，因此可以通過增加粘結長度來提高承載力；而對于模量較高的膠粘劑，過長的粘結長度對承載力沒有 貢獻的。
（3）膠粘層厚度的影響。就應力分布而言，膠層越厚，結頭應力集中越小，膠結強度應該提高。但是大量文獻試驗表明，膠層越厚膠剪切 強度越低。這是因為隨著膠層厚度的增加，膠層內部的缺陷呈指數關系迅速增加。此外，膠層越厚，因膠粘劑固化收縮而產生的收縮應力也越大，造成強度的降低。 膠層厚度還能改變破壞內型的改變。實驗中經?？吹?，隨著膠層厚度的增加，膠粘劑破壞內型常呈內聚破壞。應當指出，膠層并非越薄越好。膠層越薄容易早成缺膠 現象，應力集中增大，應力分布不均勻，降低強度。所以要有一個均勻且厚度適宜的膠層。
（4）粘結長度的影響.對于外保溫而言，粘結長度即粘結高度。從應力分析可知，應力集中隨著粘結長度的增加而增人，即應力在粘結的兩端應力更加集中，而粘結中央的應力卻不斷減少。
標簽： 外墻
