外墙外保温的粘结问题

1、外墙外保温的粘结问题 外墙保温是推广建筑节能的关键技术之一。 从粘结剂的主要 成份着手 , 分析了粘结剂的粘结原理。 粘结强度的影响因素 , 得到 了粘结强度 , 由此得出了确定粘结方式的根据是保温板沿厚度的 变形 ,而粘结剂对保温板起到的是边界约束作用的结论。所以, 不断调节粘结方式 ,控制保温板沿厚度方向的最大变形 , 就可以 确定粘结方式。 1 保温层的固定 1.1 固定方法 保温层的固定一般分为 : 粘结固定力一式。机械固定力一式 或两者的混合力一式。机械固定方法一般用于木结构建筑 , 或是 旧有建筑的外墙有釉面砖 , 而又无法将其清除的情况。而一般情 况下 , 在保证粘结剂的质量情况

2、下 , 粘结强度抗剪。 抗拉强度都高 于保温板的强度 ,有关文献和作者已做课题实验都证实 , 在受到 剪切或者垂直墙面的荷载作用下 ,破坏均发在聚苯板中 , 而不是 粘结处。 1.2 外保温系统保温板可不加胀钉的分析 采用保温板外墙外保温系统技术和产品是目前最为广泛使 用的一种墙体保温途径。该类系统除直接采用粘贴方一式外 , 还 少量采用粘钉结合。三北严寒地区大量的工程验证, 对保温板外 保温系统采取不加胀钉的做法是行之有效的。以EPS板为例分 析: 有关风荷载问题。 对EPS板墙体外保温系统抗风压性能测 试显示,抗风压能力能够达到 4500Pa5000Pa,相当于 0.045MPa0.05M

3、Pa,粘结剂对EPS板基面粘结强度大于 O.IMPa, 对水泥基面粘结强度大于 1MPa。 用锚栓固定存在的缺点。 锚栓必须通过砂浆粘结点锚入基层 墙体中以防止EPS板产生预应力。锚栓必须在粘结层的聚合物砂 浆强度上来后，才能施上锚栓，否则会对已粘结的EPS板产生松 动而失去粘结作用。施工期明显加长 ,普通水泥砂浆强度需 7 天 以上才能施工。 施工工人为抢工期不严格按要求施工 , 产生隐患 , 以致破坏粘结层。锚栓帽在 EPS板墙面上露出，面层不易抹平， 增加材料耗量 , 影响面层质量。使用锚栓增加材料费。人工费 , 不经济。 2 合成胶粘剂 将保温板粘结在基底 （ 结构层 ） 上的粘结材料

4、多种多样 , 都称 为粘结剂。 合成胶粘剂是一类新型的精细化工产品。 它是由高分 子化学。表面化学。材料力学等学科相互渗透。彼此综合而形成 的一门新兴学科。合成胶粘剂是以合成聚合物为主体材料制成 的。 胶结的地方一般被称为胶结结头。 胶结结头在力学特性上是 不连续的。胶层是典型的粘弹性体 , 胶结界面区可能还有更复杂 的多层细微结构。结头受载时 , 应力通过胶层进行应力传递。胶 结是通过胶粘剂夹在中间把被粘物连接在一起。 胶结结头的结构 十分复杂 , 即使理想化地解剖开来 , 也分为 9 部分。 在结头的任一部分 ,只要局部应力超过局部强度 , 破坏也将 从那里开始 ,造成结头破坏 , 所以我

5、们讨论结头强度时必须指明 破坏地点。粘结后的保温板与结构层 , 在受到外力的情况下 , 按习 惯根据破坏的地点不同大致可分为四种破坏类型。 实际情况表明 ,同一种粘结结构 , 由于胶层的厚度或破坏 （加 荷）速度不同,往往存在内聚破坏 -混合破坏 -界面破坏的有规则 的转化过程。 3 剪切破坏 剪切强度是单位胶结面上所能承受的最大剪切负荷。 3.1 胶结结头在剪切力作用下的应力分布 3.1.1 应力的不均匀分布。 由于被粘物是涂抹在结构层上的水泥砂浆和聚苯乙烯泡沫 板。二者的弹性模量与聚合物胶粘剂的弹性模量相差很远 , 在荷 载作用下应变差异很大 , 所以应力分布是不均匀的。 结头在外力P的作

6、用下，结头内部主要有三种应力。 被粘物上存在着平行于外力的拉伸应力。 在胶层中存在着平行于外力的剪切应力。 在胶粘剂和被粘物的胶结面上存在着垂直于胶结面的剥 离应力 , 是由于外力作用的不同心引起的。 3.1.2 被粘物上的应力集中。 当外力P作用于被粘物上时,由于被粘物厚度关系,使被粘 物承受力矩。而且 , 随着被粘物的变形 ,P 的作用线不断变化 , 使 力矩不断变化。 被粘物端部的纵向应力时拉伸应力和弯曲应力的 叠加。 3.1.3 胶粘层上的应力集中。 Goland 和 Reissner 考虑到被粘物弯曲力矩的影响 , 得出了 胶粘层上应力集中的结论。高强度胶粘剂的粘结结头被拉伸时 ,

7、在结头破坏之间被粘物会发生塑性形变 , 这是剥离应力将迅速增 大, 从而引起结头破坏。 3.2 影响剪切强度的因素 被粘物的性质和厚度的影响。被粘物的模量和厚度越大 , 应力集中系数越小 , 则胶结结头的剪切强度就越大。对于高强度 的粘胶剂 , 剪切强度与被粘物性质的关系更加密切。被粘物的模 量越高,剪切强度越高 ;胶结结头的剪切强度随被材料的屈服强 度的增加而增加 ; 胶结结头的剪切强度与被粘物的厚度的平方成 正比。 胶粘剂性质的影响。不同的胶粘剂内聚强度不同 , 对被粘物 的粘附强度也不同 , 必然影响结头强度。比如不同的胶粘剂模量 不同 , 对应力集中的影响也不同。模量较低的胶粘剂应力集

8、中系 数较低,因此可以通过增加粘结长度来提高承载力 ;而对于模量 较高的胶粘剂 , 过长的粘结长度对承载力没有贡献的。 胶粘层厚度的影响。就应力分布而言 , 胶层越厚 , 结头应力 集中越小 ,胶结强度应该提高。 但是大量文献试验表明 , 胶层越厚 胶剪切强度越低。这是因为随着胶层厚度的增加 , 胶层内部的缺 陷呈指数关系迅速增加。 此外,胶层越厚 ,因胶粘剂固化收缩而产 生的收缩应力也越大 , 造成强度的降低。胶层厚度还能改变破坏 内型的改变。 实验中经常看到 , 随着胶层厚度的增加 ,胶粘剂破坏 内型常呈内聚破坏。应当指出 , 胶层并非越薄越好。胶层越薄容 易早成缺胶现象 ,应力集中增大

9、,应力分布不均匀 , 降低强度。所 以要有一个均匀且厚度适宜的胶层。 粘结长度的影响。对于外保温而言 , 粘结长度即粘结高度。 从应力分析可知 ,应力集中随着粘结长度的增加而增人 , 即 应力在粘结的两端应力更加集中 , 而粘结中央的应力却不断减 少。 4 粘结剂的配比 合成胶粘剂采用的是汽车装贝胶 ,是聚合物乳液。 所以,我们 在胶中加入一定比例的水泥和水 , 这样调和的粘结剂就是浆体。 另一个原因 , 水泥固化后也有粘结作用。 在选择最终配合比时 , 基本按照两点原则来考虑。 调配出来的粘结胶浆不能太稀。 这种情况是因为胶的比例太 大,虽然固化后强度很高 ,但是初始粘结强度很低 , 保温板

10、要借助 外力固定。重要的是粘结胶浆的厚度不能控制 , 而厚度对粘结强 度影响很大。 调配出来的粘结胶浆不能太干。 这种情况是因为水泥的比例 太大,粘结胶浆不具有粘结强度 , 实际上根本就不是浆体了 事实上，当胶：水泥1. 6时，己经不符合原则1,而当胶：水 泥 1. 3 的条件下,都是保温板破坏 ,满足实际要求了。所以实 际粘结中可灵活安排配比。最终 ,我们选择的配比为 ,胶粘剂 :水 泥:水=1.4：1： 0.05。在此配合比的情况下 , 剪切破坏和拉伸破 坏都是XPS板被拉坏。 5 剪切强度之粘结面积影响 粘结面积对剪切强度的影响是最大的 ,所以必须认真对待。 设粘结面积为S,粘结高度为h,宽度为b。先将宽度不变，高度逐 渐变化;然后高度不变，宽度逐渐变化。XPS板 40mn厚,胶厚0.5mm, 固化时间7天。粘结面积的变化取决于 XPS板的高度和宽度。整 个XPS板涂胶。剪切力加载力一向是沿着高度的方向。 破坏情况:都是XPS板被拉坏，少数情况下,XPS板中心是胶 层发生内聚破坏，边缘XPS