1、 前言

　　瓷磚飾面具有比涂料飾面耐沾污能力強(qiáng)、色澤耐久性更好等優(yōu)點(diǎn)，在國內(nèi)用瓷磚作為外飾面的建筑比例相當(dāng)高，而在外保溫面層上進(jìn)行粘貼瓷磚與在堅實(shí)的混凝土基層上粘貼瓷磚使用條件是不同的，在外保溫面層粘貼瓷磚必須考慮高層建筑的防火性能，保溫材料面層的荷載能力、瓷磚膠粘劑的粘結(jié)能力以及在地震作用下的抵抗劇烈運(yùn)動的柔性變形能力。所以，根據(jù)國內(nèi)目前推廣的幾種外墻外保溫系統(tǒng)上粘貼瓷磚飾面層的應(yīng)用效果，我們進(jìn)行了防火性能和抗震性能的綜合比較，具體結(jié)果如下：

 

　　2、 防火性能的對比：

　　2．1背景和前提

　　發(fā)達(dá)國家外墻外保溫相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中均對保溫材料和保溫體系的防火性能分級都作了要求。例如：《有抹面層的外墻外保溫復(fù)合系統(tǒng)歐洲技術(shù)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)》（ETAG004）中5.1.2.1防火性規(guī)定：保溫體系和保溫材料需分別進(jìn)行防火等級測定和相關(guān)的測試。（試驗(yàn)應(yīng)根據(jù)prEN13501－1的劃分為A1－F級，再根據(jù)法律、法規(guī)和適用于建筑物最終使用的管理?xiàng)l例而定。）對重要建筑、高層或超高層建筑外墻保溫也均有嚴(yán)格的防火要求，規(guī)定不同防火等級的體系和材料應(yīng)適用于不同建筑防火要求范圍。例如：在美國紐約州的建筑指令中明確規(guī)定耐火極限低于兩個小時的EIFS系統(tǒng)是不允許用在高于75英尺即22.86米的住宅建筑中。

　　在目前國內(nèi)外墻外保溫防火技術(shù)的研究方面，其重視程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，在現(xiàn)行的《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》中尚無具體的針對外墻保溫的防火設(shè)計規(guī)范，對外墻保溫系統(tǒng)也缺乏分級標(biāo)準(zhǔn)和使用范圍限定，外墻保溫防火技術(shù)也沒有國家或行業(yè)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)技術(shù)規(guī)范，生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)品說明書中一般也缺少耐火性指標(biāo)。在此能不提的是，國外著名外墻外保溫企業(yè)在其本土都有與火有關(guān)的試驗(yàn)，但到中國后都回避了外墻外保溫防火問題，因?yàn)闆]有形成成熟的試驗(yàn)方法和評價標(biāo)準(zhǔn)，我國的一些高層建筑外墻保溫的火災(zāi)問題也時有發(fā)生，已引起社會各界的廣泛關(guān)注。因此，選擇既能滿足保溫體系達(dá)到節(jié)能50％（夏熱冬冷地區(qū)）設(shè)計要求，同時具有防火、抗裂、防水、抗震、耐侯性等性能，是高層建筑的首選材料。

　　2．2 不同保溫材料的防火性能對比

　　● 以聚苯乙烯為原料合成的保溫板材（EPS和XPS保溫板材）：

　　　防火性能等級為阻燃型，未經(jīng)過特殊處理的該類材料遇高溫50℃時會產(chǎn)生變形收縮，80℃時會產(chǎn)生粉化現(xiàn)象，100℃以上時會散發(fā)出苯類揮發(fā)性氣體，直接危害人體的呼吸系統(tǒng)，150℃以上已全部燒盡。

　　● 膠粉聚苯顆粒保溫砂漿：

　　　防火性能等級為B1型，因?yàn)榘凑諊乙螅苛⒎侥z粉聚苯顆粒保溫砂漿中的聚苯顆粒摻合量在80%，因此，同樣也會產(chǎn)生高溫狀態(tài)下易收縮變形并散發(fā)出苯類揮發(fā)性氣體的現(xiàn)象，遇燃燒性能級別在300℃以上全部燒盡。

　　● 膨脹?；⒅楸馗苫焐皾{：

　　　防火性能等級為A級，1000℃以上才會燃燒。因?yàn)樵摬牧系呐浞街幸詿o機(jī)巖石類絕熱材料為主要原料，不存在遇高溫收縮變形，穩(wěn)定性能最高，無放射性元素，因此，即使高溫燃燒也不會散發(fā)出揮發(fā)性氣體的現(xiàn)象，是外墻保溫中防火性能最佳最高級的材料。

　　

　　3、抗震性能的對比：

　　3．1背景和前提

　　目前，市場上流行的瓷磚尺寸多樣，我們對外墻飾面上應(yīng)用比較廣泛的幾種類型瓷磚的質(zhì)量進(jìn)行了統(tǒng)計，結(jié)果如下：145mm× 45mm瓷磚的質(zhì)量為88g／塊，每平方米用量為130塊共11．44kg；200mm×60mm瓷磚的質(zhì)量為，172g／塊，每平方米用量為75塊共12．9kg；255mm×ll2mm瓷磚質(zhì)量為420g／塊，每平方米用量為28塊共11．76kg；400mm×250mm瓷磚質(zhì)量為1．650g／塊，每平方米用量為10塊共16．5kgo每平方米所用瓷磚膠粘劑為16～23kg。因此，每平方米瓷磚加瓷磚膠粘劑總質(zhì)量為28～40kg。

　　根據(jù)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(GB 50011—2001)對非結(jié)構(gòu)構(gòu)件采用等效側(cè)力法計算水平地震作用值，在高層建筑l00m高度處粘貼瓷磚時8級地震作用力為1．27～1．81kN／m2。

3．2 不同保溫材料的抗震性能對比

　　● 以聚苯乙烯為原料合成的保溫板材（EPS和XPS保溫板材）

　　采用單片鋼絲網(wǎng)架聚苯板外貼瓷磚后，其面層荷載最小也要達(dá)到40kg／m2，在高層建筑中，當(dāng)結(jié)構(gòu)墻體誤差達(dá)到2cm時，在單片鋼絲網(wǎng)架聚苯板上粘貼瓷磚后的重量荷載將達(dá)到90kg／m2。已有的資料表明，苯板外飾面磚的抗震試驗(yàn)中，不論是采用水泥砂漿進(jìn)行找平處理還是用專用抹面膠漿進(jìn)行找平處理，粘貼瓷磚后進(jìn)行抗震試驗(yàn)過程中，聚苯板都會被鋼絲破壞，用水泥砂漿找平的面層還會出現(xiàn)開裂現(xiàn)象。同時，由于聚苯板的柔性作用，面層荷載受力后上下左右各個方向的運(yùn)動狀態(tài)與基層墻體不一致，不能產(chǎn)生同步運(yùn)動，從而造成聚苯板中的鋼絲切割聚苯板使聚苯板保溫層被破壞。這一結(jié)果表明，在單片鋼絲網(wǎng)架聚苯板表面粘貼瓷磚存在隱患，在大震作用下保溫層首先被破壞，從而易使面層瓷磚產(chǎn)生脫落掉下現(xiàn)象。為了安全起見，已有專家建議在地震8度設(shè)防區(qū)20m以上的高層建筑中采用單片鋼絲網(wǎng)架聚苯板作為其外保溫材料時，其飾面層不宜用瓷磚作為飾面材料。

　　● 膠粉聚苯顆粒保溫砂漿：

　　　因該材料的現(xiàn)場拌合存在極大的隨意性，能真正滿足導(dǎo)熱系數(shù)0.06以下的膠粉聚苯顆粒保溫砂漿中，聚苯顆粒摻合量要達(dá)到每立方80%，造成施工時抗流掛性能極差，材料材性的不相容，又極易造成顆粒和顆粒聚集在一起，膠粉和膠分聚集在一起的分離現(xiàn)象，因此，施工單位為了提高該材料的施工性能和粘結(jié)性能，往往在實(shí)際施工操作中將聚苯顆粒的摻合量降低到20%-40%，干密度甚至接近水泥砂漿的干密度值，只講究強(qiáng)度而完全不具備保溫隔熱性能，因此，無法對其進(jìn)行客觀公正的比較。

　　● 膨脹?；⒅楸馗苫焐皾{：

　　　因?yàn)闊o機(jī)保溫生產(chǎn)的廠家在成品出廠前已將所有原材料摻合完畢，現(xiàn)場只需加水就可直接上墻施工，因此在確保保溫性能的前提下，又通過在抗裂砂漿的防護(hù)層中增加四角低碳熱鍍鋅鋼絲網(wǎng)，并用專用錨固釘將鍍鋅鋼絲網(wǎng)綁緊，提高面層、保溫層與結(jié)構(gòu)層的結(jié)合牢度，提高整個構(gòu)造的安全可靠性。（備注：錨固釘每平方米設(shè)計8個機(jī)械固定點(diǎn)后的總抗拉能力為12kN，大于高層建筑100m高度處8級地震作用力的5倍以上）。同時，由于基層墻體材料、外保溫材料、抗裂砂漿材料與飾面層粘結(jié)劑的材性基本一致，且通過保溫材料和抗裂砂漿材料的柔性連接，因而在受力時基層墻體與飾面層瓷磚可被看成一個整體，它們的受力狀態(tài)是一致，形成了一個柔性漸變的體系，根據(jù)我司已有的抗拉拔檢測報告表明，保溫材料與外飾面磚瓷磚膠粘劑的粘結(jié)強(qiáng)度為0．40～0．80MPa，壓折比小于3．0，彈性模量小于6600MPa，具有適當(dāng)?shù)娜犴g性，符合柔性漸變、逐層釋放應(yīng)力的技術(shù)要求。另外，從各構(gòu)造層看，保溫體系的抗裂防護(hù)層和瓷磚通過瓷磚膠粘劑進(jìn)行粘結(jié)，各構(gòu)造層的變形指標(biāo)為：抗裂防護(hù)層5％，瓷磚膠粘劑5‰，瓷磚0．15‰。上述各層彈性模量變化指標(biāo)相匹配，同樣滿足逐層漸變的柔性抗裂原則，瓷磚膠粘劑的可變形量小于抗裂砂漿而大于瓷磚的變形量，完全能夠通過自身的形變消除兩種質(zhì)量、硬度、熱工性能完全不同的材料的形變差異，從而進(jìn)一步確保了每塊瓷磚像魚鱗一樣獨(dú)立地釋放應(yīng)力，不會因?yàn)榈卣鹱饔冒l(fā)生變形而脫落。

 

　　4 、實(shí)際應(yīng)用情況

　　膨脹玻化微珠保溫干混砂漿外保溫材料瓷磚飾面層作法，首先在江蘇無錫嘉利華府莊園（外貼時才）進(jìn)行了應(yīng)用，后又逐步應(yīng)用在上海華東師范大學(xué)物理樓5層、安徽工程應(yīng)用技術(shù)學(xué)院8層經(jīng)過一冬一夏的實(shí)際考驗(yàn)，無任何開裂、脫落現(xiàn)象，可以初步說明此項(xiàng)技術(shù)的安全可行性。之后，我們又在中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教學(xué)樓8層、上海奧林匹克公寓8-11層、安徽濱湖春天18層公寓樓中進(jìn)行了廣泛應(yīng)用，進(jìn)一步完善此項(xiàng)技術(shù)，使該項(xiàng)技術(shù)的成熟程度得到了進(jìn)一步的提高。