外墙无机保温砂浆系统常见问题及安全管理

■ 王一峰WANG Yifeng

0 引言

随着节能建筑的大力推广，建筑保温隔热材料得到了较快发展，与此同时，因保温材料引起的火灾也时有发生，造成了巨大的人员伤亡及财产损失，特别是央视大楼和上海胶州路公寓火灾，尤令人印象深刻。继2009年《民用建筑外保温系统及外墙装饰防火暂行规定》（46号文）和2011年《关于进一步明确民用建筑外保温材料消防监督管理有关要求的通知》（公消[2011]65号）等政策条文的制定出台，具有经济性好、强度高、防火阻燃性能好、施工简单、与主体结构使用寿命同步等多种优点的无机保温砂浆逐渐成为居住建筑外墙保温、高层建筑外墙保温和防火隔离带的主力军[1～3]。

随着无机保温砂浆的广泛应用、推广和发展，其存在的不足和问题也随之出现，主要有开裂、空鼓，保温骨料破损、砂浆热工性能降低等。本文将结合实例进行分析。

1 无机保温砂浆空鼓、开裂、脱落实例

1.1 基本情况

某房屋建造于2011年，外墙采用无机保温砂浆外保温系统。其外保温设计要求为：40mm厚无机保温砂浆外保温和30（40）mm厚无机保温砂浆内保温，燃烧性能A级，无机保温砂浆导热系数不大于0.085 W/(mK)；外保温具体节点、构造做法、施工要求均参见国标图集《改性膨胀珍珠岩外墙保温建筑构造——XR无机保温材料》（图集号06CJ07）。外墙外保温分层做法由内至外为：基层墙体→水泥砂浆找平层→专用界面剂→40mm厚无机保温砂浆保温层→5～7厚聚合物抗裂砂浆→氟碳漆外墙涂料饰面层。目前，外墙保温系统出现开裂、空鼓及脱落等损坏现象。

1.2 检测情况

1.2.1 外墙开裂、空鼓、脱落情况（目测）

为保证使用安全，现场已将外墙明显空鼓部位大面积铲除；目测未铲除部位外墙面普遍存在饰面涂料层严重龟裂、墙面渗漏、无机保温砂浆空鼓现象（图1），且大部分空鼓现象发生在保温砂浆的分层界面（图2）。

1.2.2 外墙红外热像法检测

为明确房屋未脱落部分的空鼓状况，检测单位采用红外热像仪对房屋未铲除部位进行了检测。经对红外热像照片处理分析，未铲除部位外墙普遍存在较为严重的空鼓现象（图3、4）。

1.2.3 无机保温砂浆系统构造做法检测

现场选取未发生明显空鼓部位，采用局部凿开等方法检测无机保温砂浆厚度、抗裂砂浆厚度和无机保温砂浆系统的构造。结果表明：①该房屋部分测点保温层厚度未达到设计值的要求，部分芯样在分层施工界面断开；②部分墙体阳角的网格布布置未达到图集《改性膨胀珍珠岩外墙保温建筑构造——XR无机保温材料》（06CJ07）规定的“阳角附加网格布搭接两侧各宽不小于200mm”要求（图5）；③大部分外窗窗周的网格布布置未按照图集06CJ07要求设置附加网格布（图6），且个别外窗下侧的网格布未上翻至窗台。

1.2.4 无机保温砂浆系统抗拉强度现场拉拔检测

根据图集06CJ07规定，拉伸黏结试验时，破坏面应位于保温层，且拉伸黏结强度≥0.10MPa。现场抽取典型的未发生空鼓部位的外墙饰面进行拉拔试验（拉拔试块规格为100mm×100mm），测试无机保温砂浆系统的拉伸黏结强度。

结果显示，现场拉拔破坏面大部分发生在保温砂浆和基层界面（切割后粘贴试块时，部分保温材料直接脱落），拉伸黏结强度基本为0MPa；少部分破坏面发生在保温层，拉伸黏结强度基本为0MPa，个别强度达到规范规定0.1MPa，表明大部分无机保温砂浆系统破坏状态不满足要求（图7、8）。

1.3 检测结论

经综合分析，房屋采用的无机保温砂浆外保温系统存在各构造层间材料弹性模量差异大、温差大等特性，使无机保温砂浆质量和施工工艺难以控制，容易导致饰面层开裂、渗水及黏结强度降低；另外，由于外墙面设计时，规范对外保温的要求较宽松，被检测房屋外墙面未设分格缝且外保温层较厚，更容易导致外保温系统的开裂、空鼓甚至脱落损坏。外墙饰面存在的构造缺陷、空鼓局部铲除后导致饰面层易进水等问题，在一定程度上加剧了外墙饰面的损坏。

图1 外墙饰面层严重龟裂、空鼓及渗漏

图2 空鼓多位于分层界面

图3 典型外墙饰面层空鼓红外照片1

图4 典型外墙饰面层空鼓红外照片2

图5 抗裂砂浆中网格布搭接宽度偏小

图6 窗台抗裂砂浆中无网格布

图7 保温层与基体界面为主断开面

图8 保温层为主断开面

因该房屋外墙饰面层已普遍脱落或被铲除，剩余外墙饰面存在空鼓、开裂等问题，影响公共安全，建议及时采取铲除外墙饰面层后新做饰面等方式进行处理。

2 无机保温砂浆系统损坏原因分析

从上文的案例可知，建筑外墙保温系统发生普遍空鼓、大面积脱落现象，主要与无机保温砂浆材料的特性、施工工艺等因素有关。

2.1 无机保温砂浆外保温系统的自身因素

（1）无机保温砂浆导热系数与抗压强度两项指标是一对矛盾。当无机保温砂浆的导热系数较高时，材料较为疏松，抗压强度偏低，在厚度较大时，施工质量较难控制，特别是分层界面处。因此，对无机保温砂浆的材料工艺要求高，材料质量较难以保证。

（2）无机保温砂浆需现场搅拌、分层施工，存在非机械作业（手工作业）、湿作业多、随意性较大等问题。分层施工时，分层界面处施工质量较难控制；墙面渗漏水后，黏结强度降低，极易在分层施工界面发生空鼓现象，造成外墙饰面层局部大面积脱落。

（3）无机保温砂浆外保温系统抗裂砂浆层与保温砂浆层之间的弹性模量差异较大，加上两者存在较大的温差，在自由变形时，两者之间会因温差产生较大的变形差（本项目中采用的氟碳漆具有刚度大、变形小等特性，更易产生变形不协调及开裂问题），当外墙外保温构造措施不到位时，容易产生饰面层的开裂现象。

（4）当雨水渗入饰面层至无机保温砂浆层后，无机保温砂浆强度下降明显，黏结强度更低，易发生界面脱开。

2.2 原设计标准要求较低

房屋在设计时，无机保温砂浆外保温系统在外墙面的应用尚处于起步阶段，规范对分格缝设置、保温层厚度等的要求较为宽松，如图集06CJ07对分格缝设置要求为宜条文，而非强制性要求，允许一般型外保温系统的保温层厚度做到50mm； 2011年下半年开始实施的《无机保温砂浆系统应用技术规程》（DG/TJ 08—2088—2011）则明确规定“应设置分格缝，外保温层厚度不应大于40mm”。

由于未设分格缝，导致外保温系统中的温度应力无法释放，容易造成饰面层开裂（被检测房屋墙面龟裂严重），从而引起墙面渗漏水，进而造成无机保温砂浆黏结强度降低，导致墙面产生空鼓。外保温层较厚现象对无机保温砂浆材料的黏结性能、施工工艺等提出了更高要求，在无加强措施的情况下，容易产生饰面层空鼓、脱落等隐患。

2.3 施工不规范

施工过程中，抗裂防护层（抗裂砂浆+网格布）较薄、外墙阳角及门窗框四周等部位网格布布置不规范等，均会导致系统抗裂防护能力差、端部加强措施不到位，容易在温度应力作用下产生饰面层开裂现象。

2.4 饰面层部分脱落后的渗水问题

对于无机保温砂浆外保温系统，面层开裂或局部脱落后，应及时进行修缮，以避免损坏范围的扩大。若对外墙饰面层局部脱落或空鼓区域被铲除后，雨水更易进入未铲除的外墙饰面层，导致残留饰面层黏结强度进一步降低，从而加速外墙饰面层的开裂、空鼓。

3 加强安全管理的建议

由于建筑外墙无机保温系统质量问题较多，2015年已较少使用，到2017年已禁限使用。但对于既有建筑的外墙无机保温系统，随着使用年限的增加，存在的安全问题逐渐凸显，给使用方带来财产损失，甚至因保温层脱落造成人员伤亡事故。为防止此类事故再次发生，要切实保障既有建筑外墙无机保温系统的安全使用，建议如下。

3.1 提高认识，切实履行安全监管职责

相关管理部门及房屋使用方要提高认识，普及外墙无机保温系统损坏常识，加强安全教育。使用方相关人员应在日常使用中注意对外墙无机保温系统空鼓、开裂等损坏情况加强巡视、定期检查，尤其是在连续强降雨或台风等特殊天气及重大节假日前期。对于新增损坏，应立即汇报管理人员，做好损坏情况记录，视情采取相关安全措施，并由专业技术人员进场进一步界定。

3.2 定期巡查，及时排除安全隐患

相关管理部门应组织力量对辖区内既有建筑外墙无机保温系统进行一次全面的安全隐患排查工作，对于外墙存在质量问题的房屋定期开展巡查，加强动态监管，并记入台账。根据安全隐患排查情况，由使用方对外墙无机保温系统损坏程度进行分类分级管理，落实相应的措施。一旦发现外墙损坏较严重、有脱落隐患的情况，立即启动应急预案，做好安全隔离，采取局部凿除等方法排除险情，并落实修缮相关准备工作。

3.3 开展检测，为后续修缮提供建议

对于大范围的保温系统质量问题或其他有检测需要的情况，可委托有相关资质的检测单位进行外墙无机保温系统专项检测。检测单位在对外墙无机保温系统检测前，应调阅工程设计及施工文件，明确系统基本构造及无机保温砂浆的规格型号、干表观密度、导热系数、抗压强度等性能指标要求是否存在节能设计修改等情况。现场检测过程应规范，关键指标不得漏检、缺检，检测结果应客观公正，反映实际问题。检测单位根据现场检测结果，分析损坏产生原因，提出后续修缮处理建议。

3.4 严格管理，保证修缮工程质量

外墙无机保温系统的修缮和日常维修保养工程等，应由相关单位提出修缮方案，明确外墙分层做法，合理选材，同时一并解决渗漏等病症。修缮方案应报相应管理部门审批同意，对于重要建筑、人员密集的公共建筑或者安全隐患严重的工程，应对方案组织专家评审。

修缮工程必须按批准过的设计文件施工，如变更设计，应征得原设计单位同意。限额以上的工程应按规定办理相应的建设程序。建设、施工、监理、设计单位等相关各方应严格履行各自职责，保证修缮工程的质量和施工安全。修缮工程结束后，建设单位或实施单位组织施工、设计、监理及相关管理部门进行竣工验收，明确验收结论，并做好竣工图纸和有关资料归档工作。