軟瓷飾面磚作為外墻外保溫系統(tǒng)飾面層的性能

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1、目前國內(nèi)主要的外墻外保溫飾面層種類
    目前外墻外保溫飾面層有多種實施方式，如涂料、陶瓷面磚、大理石、花崗巖、金屬、玻璃幕墻等。
涂料由于自重輕，從安全性來說是較為理想的外墻外保溫飾面層，但涂料存在抗污性較差、耐久性不夠等缺點。
相比于涂料，陶瓷面磚和馬賽克作為外墻外保溫體系飾面層有其一定優(yōu)點：1．抗撞擊強度高，故特別適用于墻腳部位、首層或建筑物出入口等易受沖撞區(qū)域。2．玷污后易擦洗，可使外墻面保持清潔（釉面磚）。但傳統(tǒng)陶瓷面磚作為外墻外保溫體系飾面層存在較大的安全性問題：1、自重大，高空脫落后有傷人隱患?！?、溫濕剪切應(yīng)力大，影響面磚的附著安全性。3.透氣性差，發(fā)生凍融破壞的幾率大4．溫濕拉應(yīng)力大，磚縫處易于開裂。
    石材、金屬、玻璃幕墻也可被用作外墻外保溫體系的飾面，但其安裝較復(fù)雜，造價昂貴，并不普及。
現(xiàn)在德國和中國市場上還有一種非燒結(jié)的薄型柔性面磚，自重輕，有一定的柔韌性，拒水透氣性好，較適合作為外墻外保溫體系的飾面層，但其通過天然彩砂賦予的顏色遠(yuǎn)不如涂料豐富，尚不能滿足建筑外飾面豐富多彩的需要。
2、軟瓷飾面磚作為外墻外保溫系統(tǒng)飾面層的性能
    目前，隨著國家對墻體節(jié)能的重視和推廣，人們對墻體保溫隔熱有了一定的認(rèn)識。然而，很多人卻忽視外墻外保溫系統(tǒng)地“系統(tǒng)性”，甚至認(rèn)為飾面層可以隨意選擇，而完全不考慮飾面層與外保溫系統(tǒng)的“系統(tǒng)性和相互匹配性”。事實上，飾面層是外保溫系統(tǒng)中不可缺少的一個功能層。由于外墻外保溫系統(tǒng)中的保溫材料均是密度低、強度差的材料，如膨脹聚苯板、膠粉聚苯顆粒等，這也就要求外墻外保溫體系的外飾面層要適應(yīng)保溫材料的特點，除了應(yīng)達(dá)到一般外墻飾面的要求外，外墻外保溫體系對飾面層的性能還有附加要求：自重、拒水透氣性、柔韌性、耐候性、耐凍融性等。
.1 拒水透氣性
　  建筑物防水功能強否，對建筑物保溫節(jié)能的效果影響很大，甚至影響到建筑物壽命的長短。當(dāng)外墻外
2.1 拒水透氣性
　  建筑物防水功能強否，對建筑物保溫節(jié)能的效果影響很大，甚至影響到建筑物壽命的長短。當(dāng)外墻外保溫系統(tǒng)滲水或漏水時，水就使保溫性能降低，甚至完全喪失。在冬天，滲入的水會結(jié)冰，體積膨脹9%，從而產(chǎn)生膨脹應(yīng)力，這些會對外墻外保溫系統(tǒng)造成災(zāi)難性的破壞。侵蝕性的氣體，如CO2、SO2、SO3 等，也是通過水變?yōu)樗岫鴮?dǎo)致外墻外保溫系統(tǒng)損壞。從國外近十年的長期測試結(jié)果來看，如果外墻安裝了具有良好防水功能的外墻外保溫系統(tǒng)后，其后面的既有結(jié)構(gòu)物可以長期保持干燥狀態(tài)，混凝土內(nèi)平衡含水率可以降低到80%的臨界濕度以下，此時混凝土內(nèi)的鋼筋不會發(fā)生銹蝕，也就是說結(jié)構(gòu)物的耐久性獲得了提高。因此，從防水功能來說，外墻的吸水性應(yīng)越小越好。
　　另一方面，如果外墻外保溫系統(tǒng)透氣性不好，水氣擴散受阻，產(chǎn)生應(yīng)力，將使飾面層鼓泡，脫落；并且導(dǎo)致墻身含濕量逐步增加，產(chǎn)生冷凝水富集，從而給墻體熱工、結(jié)構(gòu)等性能帶來不利影響。從透氣性來說，外墻系統(tǒng)水汽擴散阻力應(yīng)越小越好。
理想的外墻系統(tǒng)應(yīng)既沒有吸水性，又沒有水汽擴散阻力。但事實上這是不可能的，只能二者兼顧和統(tǒng)一。
國家標(biāo)準(zhǔn)JG149-2003《膨脹聚苯板薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)》[3]中規(guī)定，外保溫系統(tǒng)的5mm厚防護(hù)層，浸水24h，吸水量要≤500g/m2；外保溫系統(tǒng)防護(hù)層和飾面涂層一起，水蒸氣濕流密度要≥0.85g/(m2.h)。在JGJ144-2004《外墻外保溫工程技術(shù)規(guī)程》[4]對此規(guī)定有些不同。以JG149-2003中的規(guī)定來看，對于外墻面，就吸水性來說，一般外層要求比內(nèi)層低，也就是說外飾面層要低于防護(hù)層，即飾面層吸水量要少于500g/m2，這樣才能使比較少的水進(jìn)入墻體；就水蒸氣濕流密度來說，一般外層要求比內(nèi)層高，也就是說外飾面層要高于防護(hù)層，即外飾面層水蒸氣濕流密度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于0.85g/(m2.h)，這樣水蒸氣才能暢通無阻地排出。
    德國涂裝技術(shù)準(zhǔn)則[5]要求用于外墻外保溫飾面的建筑涂料，其吸水性≤0.2 kg/(m2h0.5)，水汽擴散阻力≤ 0.7m。
    外墻涂料中，就吸水量和不透水性來說，彈性涂料、有光涂料、水性金屬漆和荷花王涂料，一般均能滿足要求。有些涂料要與某些底涂配合使用，才能達(dá)到要求。對于透氣性來說，彈性涂料難以達(dá)到要求，硅樹脂涂料等能符合水蒸氣濕流密度的要求。
    與涂飾面外墻外保溫體系相比，瓷磚特別是釉面磚的水蒸氣阻力非常大，有瓷磚剝落現(xiàn)象的外保溫體系，瓷磚總是與粘結(jié)劑、抹面膠漿一起掉下來，而外飾面總是處于飽水狀態(tài)。高水蒸氣阻力形成的瓷磚背面的冷凝水使這種體系發(fā)生凍融破壞的幾率很大。
材料的吸水性和透氣性主要與材料的孔隙率和孔徑、表面張力等有關(guān)。外墻軟瓷飾面磚是由水溶性高分子聚合物乳液與改性泥土聚合成的具有網(wǎng)絡(luò)鏈狀結(jié)構(gòu)的材料，通過溫度控制調(diào)整分子交聯(lián)程度可得到最適范圍的孔隙率、孔徑大小，達(dá)到“水密性—吸水性—透氣性”的綜合平衡。此外，其吸水性還可通過改變分子的親水性來調(diào)節(jié)。據(jù)目前檢測數(shù)據(jù)來看，外墻軟瓷飾面磚的吸水率為2%左右，不透水性實驗表明，其在壓力0.3MPa下，保持30min無滲漏現(xiàn)象。參照J(rèn)G149-2003中的方法檢測其吸水量和透氣性，其吸水量為浸水24h，吸水量為402 g/m2, 水蒸氣濕流密度0.95g/(m2.h)，拒水透氣性能完全達(dá)到作為外墻外保溫材料的要求。

2.2 柔韌性
    在實際的外墻外保溫工程中,面層開裂問題較為嚴(yán)重,并成為住宅建筑一大通病。飾面層的“柔”性不夠、抗開裂性差是造成外墻外保溫系統(tǒng)開裂的原因之一。當(dāng)保溫系統(tǒng)受到太陽直射時，由于聚苯板的熱阻性好，使抗裂砂漿防護(hù)層的熱量不易通過傳導(dǎo)擴散，其表面平衡溫度在夏季可達(dá)60-75℃，部分地區(qū)甚至達(dá)80℃，比傳統(tǒng)的磚墻、混凝土墻上抹涂的水泥砂漿層高10-15℃。根據(jù)材料熱脹冷縮的普遍規(guī)律，保溫系統(tǒng)的基層變形量遠(yuǎn)大于普通水泥砂漿基層的變形量。這就要求其上的飾面層要有足夠的柔性來適應(yīng)這種變形。瓷磚飾面的主要安全問題之一就是陶瓷面磚的剛性與體系防護(hù)層所要求的柔性相抵觸，造成的系統(tǒng)的變形很大，面磚與防護(hù)層之間產(chǎn)生很大的溫濕剪切應(yīng)力，影響面磚與防護(hù)層之間的附著安全性。
    從抹面抗裂砂漿→粘結(jié)劑→面磚，可變形性逐層增加是保證外保溫系統(tǒng)抗裂性能的理想模式。這一理想模式要求粘結(jié)劑和面磚都擁有良好的“柔性”。軟瓷柔性面磚通過選擇合適的高分子聚合物單體和比例, 可達(dá)到較好的拉抻強度和斷裂伸長率, 經(jīng)檢測，標(biāo)準(zhǔn)溫度下軟瓷柔性面磚的拉伸強度和斷裂伸長率分別可達(dá) 4. 8 MPa 和83.2 % , 0℃時其拉伸強度和斷裂伸長率也可達(dá)到7.0MPa和40.3%。按JC/T864-2000《聚合物乳液建筑防水涂料》中的方法來檢測軟瓷柔性面磚的柔度，其在直徑20mm的棒上作180°繞折，無裂紋。這一性能也使拐角處的施工變得相對快捷、容易。

2.3耐候性和耐凍融性
    在自然環(huán)境下外墻外保溫系統(tǒng)承受著冷熱循環(huán), 日光曝曬、風(fēng)吹雨打、酸堿侵蝕等考驗，因此耐候性、耐老化性和耐凍融性是保溫系統(tǒng)的一個非常重要的指標(biāo)，對飾面層也提出了更高的耐久要求。外墻軟瓷飾面磚的主要成分：泥土具有良好的耐老化性、耐候性，所研配的高分子聚合物亦具有良好的耐候性，再根據(jù)需要輔以少量抗凍劑，使外墻軟瓷飾面磚獲得了較好的耐候性和耐凍融性能。經(jīng)檢測，外墻軟瓷飾面磚在2000h人工氣候老化和人工輻射暴露實驗后，無裂紋、無粉化；在-30℃至10℃以上的區(qū)間經(jīng)100次反復(fù)凍融循環(huán)，無裂紋、剝落、變色等現(xiàn)象；此外，其分別在3%的鹽酸或30g/L的氫氧化鉀中浸泡800h后，均無起泡、脫落現(xiàn)象。
2.4 自重
    保溫材料都是密度低、強度小的材料，承重能力非常有限。重量是系統(tǒng)對飾面材料的主要要求之一。陶瓷面磚飾面層的外墻外保溫體系自重可達(dá)到50kg/m2以上，甚至80 kg/m2，為涂料體系的5－8倍。國內(nèi)一種柔性面磚為4-6Kg/m2。2mm厚的外墻軟瓷飾面磚重量僅約2Kg/m2。德國有規(guī)定：對于自重大于10kg/m2體系必須在粘貼的同時附加錨釘。外墻軟瓷飾面磚質(zhì)量與涂料相當(dāng)，安裝軟瓷柔性面磚直接粘貼即可，無需錨固。拋開安全性問題，其施工亦比瓷磚要簡單方便很多。
2.5 防火性
    歐洲新的外墻外保溫標(biāo)準(zhǔn)《帶抹灰層的墻體外保溫符合體系指南》中對外墻外保溫的防火特性有明確規(guī)定，但JG 149-2003《膨脹聚苯板薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)》中對系統(tǒng)的防火性未作要求，JGJ144-2004《外墻外保溫工程技術(shù)規(guī)程》中對防火性的要求也僅為“高層建筑外墻外保溫工程應(yīng)采取防火構(gòu)造措施”。但顯然，保溫系統(tǒng)各材料的防火特性是必須考慮的。外墻軟瓷飾面磚含有大量的泥土這種良好的阻燃劑，使外墻軟瓷飾面磚的防火級別達(dá)到了B級（GB 8624-2006，難燃級）。
2.6 耐污性
    外墻軟瓷飾面磚的耐污性能按GB/T 3810.14-2006《陶瓷磚試驗方法》檢測為4級，相當(dāng)于拋光磚的耐污能力。
2.7外觀表現(xiàn)力
    建筑的外飾面對建筑物的感觀起著重要作用。軟瓷飾面磚豐富的外觀表現(xiàn)力是其主要特色之一。軟瓷飾面磚的顏色可由天然的泥色提供，也可藉由無機礦物顏料提供，可按需要調(diào)配任意顏色。其表面紋理通過模具獲得，可制成仿天然石頭紋、木紋、皮紋等效果。此外，特殊的表面處理工藝使其獲得了栩栩如生的仿真效果。