外墙保温裂缝的产生原因

   裂缝是固体材料中的某种不连续现象，在学术上属于结构材料强度理论范畴[1]。外墙保温隔热裂缝产生的原因相当复杂，包含从构造设计、材料及施工的各个环节。
1. 构造设计 
1.1外墙内保温隔热构造设计存在的缺陷
    内保温隔热是将保温隔热体系置于外墙内侧从而使内、外墙体分处于两个温度场，建筑物结构受热应力的影响而始终处于不稳定的状态，使结构寿命缩短。在相同气候条件下做内保温隔热不仅比做外保温隔热、甚至比不做保温隔热时，外墙与内部结构墙体的温差更大，受外界各种作用力的影响更直接。外墙更易遭受温差应力的破坏。
1.2外墙外保温隔热构造设计存在的不足
    外保温隔热是将保温隔热体系置于外墙外侧从而使主体结构所受温差作用大幅度下降，温度变形减小，对结构墙体起到保护作用并可有效阻断冷（热）桥，有利于结构寿命的延长。因此从有利于结构稳定性方面来说，外保温隔热具有明显的优势，在可选择的情况下应**外保温隔热。
（1） 聚苯板薄抹灰外保温隔热构造设计产生裂缝的原因
    保温板在昼夜及季节变化发生热胀冷缩、湿胀干缩时也会在板缝处集中产生变形应力。该体系通常采用纯点粘或点框粘，体系存在贯通的空腔，正负风压对有空腔的保温隔热墙面进行挤或拉，易造成板缝处开裂。极端情况下负风压甚至会将保温板掀掉。另外一个因素是当聚苯板的温度超过70℃时, 聚苯板会产生不可逆热收缩变形造成较为严重的开裂变形。
（2） 现浇无网聚苯板外保温隔热构造设计产生裂缝的原因 
    聚苯板与混凝土基墙结合力不够。现浇施工表面平整度控制困难，工程通高垂直偏差较大，局部达到40mm~60mm。由于聚苯板表面强度低，在支护和拆卸外侧模板时，聚苯板表面不可避免受到损坏，混凝土在浇筑时难以避免出现漏浆形成热桥。 
（3）水泥砂浆厚抹灰钢丝网架保温板外保温隔热构造设计产生裂缝的原因
    普通水泥砂浆自身易产生各种收缩变形，并且存在强度增长周期短收缩周期长的矛盾，在约束条件下，当收缩形成的拉应力超过水泥砂浆的抗拉强度时，就会出现裂缝。配筋位置不合理引起裂缝。荷载过大产生挤压开裂。
（4） 存在的不足
    很多预制板在上墙后仍在收缩，将板缝拉开。预制板受温度及湿度变化会发生热胀冷缩、湿胀干缩现象，对板缝反复挤压造成板缝开裂。板缝处理难度大是产生裂缝的原因之一。 
（5）膨胀珍珠岩及海泡石保温浆料外墙外保温隔热体系设计存在的不足 
    采用以膨胀珍珠岩及海泡石为主保温隔热材料的浆料由于吸水率高、干缩变形及温湿变形大易开裂脱落，且保温性能较差。
（6） 胶粉聚苯颗粒预混合干拌保温材料外墙外保温隔热体系
    该类做法从构造设计上充分考虑了热应力、水、火、风压及地震力的影响，采用无空腔和逐层渐变柔性释放应力的技术路线有效解决了抗裂难题。但是，在严寒地区单一胶粉聚苯颗粒外墙外保温隔热体系要达到节能65％已不具有经济合理性，因此利用胶粉聚苯颗粒外墙外保温隔热体系成熟、优良的综合性能与高性能保温隔热材料复合，将是比较理想的模式。在该体系中不用柔性腻子而采用刚性腻子、不采用压折比小于3的抗裂砂浆而采用普通水泥砂浆或柔韧性不够的抹面砂浆、门窗洞口角未铺设45°耐碱玻纤网、网布干搭接等，将会引起裂缝。
（7） 存在的缺陷 
    饰面砖会受到三维方向温度应力的影响，在饰面层会产生局部应力集中，如在纵横墙体交接处；墙或屋面与墙体连接处；大面积墙中部等位置，粘结砂浆强度过高引起饰面层开裂、面砖脱落。反复冻融循环，造成面砖粘接层破坏，引起面砖脱落。组合荷载作用、地基不均匀沉降等引起结构物墙体变形、错位造成墙体严重开裂、面砖脱落。
1.3局部节点设计缺陷 
（1）保温设计中常常忽视对结构挑出部位如阳台、雨罩、博士帽、靠外墙阳台拦板、空调室外机搁板、附壁柱、凸窗、装饰线、靠外墙阳台分户隔墙、檐沟、女儿墙内外侧及压顶等部位的保温。 
（2）在保温层与其它材料的材质变换处，因为保温层与其它材料的材质的密度相差过大，这就决定了材质间的弹性模量和线性膨胀系数也不尽相同，在温度应力作用下的变形也不同，极容易在这些部位产生面层的裂缝。
（3） 老虎窗根部与坡屋面的交接处如果保温处理不好也容易出现保温断点，导致返霜结露的情况的发生。
（4） 面砖密缝粘贴，应力无处释放形成开裂。另外面砖密缝粘贴形成瞎缝，雨（雪）水浸渍及冻融破坏易引起开裂脱落。
（5） 将增强网直接铺设在保温隔热层上，没起到抗裂作用反而形成了隔离作用。
（6） 窗口周边及墙体转折处等易产生应力集中的部位未铺网格布来分散其应力，从而产生裂缝。 
2. 材料
    外保温隔热体系的设计和安装是遵照体系供应商的设计和安装说明进行的。在保证了体系构造设计合理性的情况下，体系组成材料的性能就成为关键因素。由于各类体系抗裂构造设计理念的实现是通过材料性能来提供保障的，除应考虑各层材料自身柔韧性外还应充分考虑材料的相容性及匹配性。
2.1 保温隔热材料 
    过于松软和过于高强的保温隔热板材均不利于整个体系的稳定和抗裂性能。 
（1）膨胀聚苯板 
    用于外墙保温的聚苯板主要是密度在18～22kg/m3、尺寸稳定性≤0.30%的阻燃型膨胀聚苯板。由于材料因素造成开裂的原因有：聚苯板密度过低，陈化时间不够，材料粉化，热熔缩，所用胶粘剂达不到外保温技术对产品的质量要求，直接抹在聚苯板上的抹面砂浆与聚苯板的导热系数相差过大，在温差变化大的严寒地区问题较多。 
（2）挤塑聚苯板
    除了与膨胀聚苯板薄抹灰外墙外保温体系类似的开裂原因外，还有以下原因：①整个体系材料不配套，未经大型耐候性试验验证。②挤塑聚苯板比膨胀聚苯板密度大强度高由于自身变形及温差变形而产生的变形应力也大，相对于每条板缝来说，相临两块板自身的应力变化是反向的，对板缝处进行挤或拉，造成板缝处开裂[2]；③挤塑聚苯板具有更小的导热系数，其与面层砂浆的导热系数相差越大，温度变化时，导致发生形变的量差越大，易产生裂缝。
（3） 保温隔热浆料 
    以海泡石及珍珠岩为主要原料的保温隔热浆料具有强度高、变形性差、易空鼓开裂的缺点，尤其是温湿变化会对其产生较大影响。而以聚苯颗粒为主要原料的胶粉聚苯颗粒保温隔热材料变形小、抗裂性能好并具有良好的耐候性能。
2.2 防护层 
    由抹面砂浆与增强网构成的防护层对整个体系的抗裂性能起着关键的作用。玻纤网格布则是抗裂防护层软配筋的关键增强材料。由于防护层材料而引起保温隔热墙面开裂的原因有：直接采用水泥砂浆做防护层，强度高、收缩大、柔韧变形性不够。配制的抗裂砂浆虽然也用了聚合物进行改性，但柔韧性不够也易开裂。抗裂砂浆层过厚：砂浆层收缩大易开裂。使用了不合格的玻纤网格布：由于断裂强力低、耐碱强力保留率低、断裂应变大等原因造成起不到长期有效分散应力的作用，引起防护层裂缝。 
2.3 饰面层 
    在涂料饰面层的材料中，采用刚性腻子、不耐水的腻子、不耐老化的涂料或者与腻子不匹配的涂料均是引起裂缝的原因。 
    在面砖饰面层的材料中，采用玻纤网为增强材料的抗裂防护层上粘贴面砖；水泥砂浆或聚灰比达不到要求的聚合物砂浆粘贴面砖；水泥砂浆或聚灰比达不到要求的聚合物砂浆进行面砖勾缝；以及使用吸水率大的面砖和不带槽的平板面砖均是引起开裂的原因。
3. 施工
裂缝是固体材料中的某种不连续现象，在学术上属于结构材料强度理论范畴[1]。外墙保温隔热裂缝产生的原因相当复杂，包含从构造设计、材料及施工的各个环节。
1. 构造设计 
1.1外墙内保温隔热构造设计存在的缺陷
    内保温隔热是将保温隔热体系置于外墙内侧从而使内、外墙体分处于两个温度场，建筑物结构受热应力的影响而始终处于不稳定的状态，使结构寿命缩短。在相同气候条件下做内保温隔热不仅比做外保温隔热、甚至比不做保温隔热时，外墙与内部结构墙体的温差更大，受外界各种作用力的影响更直接。外墙更易遭受温差应力的破坏。
1.2外墙外保温隔热构造设计存在的不足
    外保温隔热是将保温隔热体系置于外墙外侧从而使主体结构所受温差作用大幅度下降，温度变形减小，对结构墙体起到保护作用并可有效阻断冷（热）桥，有利于结构寿命的延长。因此从有利于结构稳定性方面来说，外保温隔热具有明显的优势，在可选择的情况下应**外保温隔热。
（1） 聚苯板薄抹灰外保温隔热构造设计产生裂缝的原因
    保温板在昼夜及季节变化发生热胀冷缩、湿胀干缩时也会在板缝处集中产生变形应力。该体系通常采用纯点粘或点框粘，体系存在贯通的空腔，正负风压对有空腔的保温隔热墙面进行挤或拉，易造成板缝处开裂。极端情况下负风压甚至会将保温板掀掉。另外一个因素是当聚苯板的温度超过70℃时, 聚苯板会产生不可逆热收缩变形造成较为严重的开裂变形。
（2） 现浇无网聚苯板外保温隔热构造设计产生裂缝的原因 
    聚苯板与混凝土基墙结合力不够。现浇施工表面平整度控制困难，工程通高垂直偏差较大，局部达到40mm~60mm。由于聚苯板表面强度低，在支护和拆卸外侧模板时，聚苯板表面不可避免受到损坏，混凝土在浇筑时难以避免出现漏浆形成热桥。 
（3）水泥砂浆厚抹灰钢丝网架保温板外保温隔热构造设计产生裂缝的原因
    普通水泥砂浆自身易产生各种收缩变形，并且存在强度增长周期短收缩周期长的矛盾，在约束条件下，当收缩形成的拉应力超过水泥砂浆的抗拉强度时，就会出现裂缝。配筋位置不合理引起裂缝。荷载过大产生挤压开裂。
（4） 存在的不足
    很多预制板在上墙后仍在收缩，将板缝拉开。预制板受温度及湿度变化会发生热胀冷缩、湿胀干缩现象，对板缝反复挤压造成板缝开裂。板缝处理难度大是产生裂缝的原因之一。 
（5）膨胀珍珠岩及海泡石保温浆料外墙外保温隔热体系设计存在的不足 
    采用以膨胀珍珠岩及海泡石为主保温隔热材料的浆料由于吸水率高、干缩变形及温湿变形大易开裂脱落，且保温性能较差。
（6） 胶粉聚苯颗粒预混合干拌保温材料外墙外保温隔热体系
    该类做法从构造设计上充分考虑了热应力、水、火、风压及地震力的影响，采用无空腔和逐层渐变柔性释放应力的技术路线有效解决了抗裂难题。但是，在严寒地区单一胶粉聚苯颗粒外墙外保温隔热体系要达到节能65％已不具有经济合理性，因此利用胶粉聚苯颗粒外墙外保温隔热体系成熟、优良的综合性能与高性能保温隔热材料复合，将是比较理想的模式。在该体系中不用柔性腻子而采用刚性腻子、不采用压折比小于3的抗裂砂浆而采用普通水泥砂浆或柔韧性不够的抹面砂浆、门窗洞口角未铺设45°耐碱玻纤网、网布干搭接等，将会引起裂缝。
（7） 存在的缺陷 
    饰面砖会受到三维方向温度应力的影响，在饰面层会产生局部应力集中，如在纵横墙体交接处；墙或屋面与墙体连接处；大面积墙中部等位置，粘结砂浆强度过高引起饰面层开裂、面砖脱落。反复冻融循环，造成面砖粘接层破坏，引起面砖脱落。组合荷载作用、地基不均匀沉降等引起结构物墙体变形、错位造成墙体严重开裂、面砖脱落。
1.3局部节点设计缺陷 
（1）保温设计中常常忽视对结构挑出部位如阳台、雨罩、博士帽、靠外墙阳台拦板、空调室外机搁板、附壁柱、凸窗、装饰线、靠外墙阳台分户隔墙、檐沟、女儿墙内外侧及压顶等部位的保温。 
（2）在保温层与其它材料的材质变换处，因为保温层与其它材料的材质的密度相差过大，这就决定了材质间的弹性模量和线性膨胀系数也不尽相同，在温度应力作用下的变形也不同，极容易在这些部位产生面层的裂缝。
（3） 老虎窗根部与坡屋面的交接处如果保温处理不好也容易出现保温断点，导致返霜结露的情况的发生。
（4） 面砖密缝粘贴，应力无处释放形成开裂。另外面砖密缝粘贴形成瞎缝，雨（雪）水浸渍及冻融破坏易引起开裂脱落。
（5） 将增强网直接铺设在保温隔热层上，没起到抗裂作用反而形成了隔离作用。
（6） 窗口周边及墙体转折处等易产生应力集中的部位未铺网格布来分散其应力，从而产生裂缝。 
2. 材料
    外保温隔热体系的设计和安装是遵照体系供应商的设计和安装说明进行的。在保证了体系构造设计合理性的情况下，体系组成材料的性能就成为关键因素。由于各类体系抗裂构造设计理念的实现是通过材料性能来提供保障的，除应考虑各层材料自身柔韧性外还应充分考虑材料的相容性及匹配性。
2.1 保温隔热材料 
    过于松软和过于高强的保温隔热板材均不利于整个体系的稳定和抗裂性能。 
（1）膨胀聚苯板 
    用于外墙保温的聚苯板主要是密度在18～22kg/m3、尺寸稳定性≤0.30%的阻燃型膨胀聚苯板。由于材料因素造成开裂的原因有：聚苯板密度过低，陈化时间不够，材料粉化，热熔缩，所用胶粘剂达不到外保温技术对产品的质量要求，直接抹在聚苯板上的抹面砂浆与聚苯板的导热系数相差过大，在温差变化大的严寒地区问题较多。 
（2）挤塑聚苯板
    除了与膨胀聚苯板薄抹灰外墙外保温体系类似的开裂原因外，还有以下原因：①整个体系材料不配套，未经大型耐候性试验验证。②挤塑聚苯板比膨胀聚苯板密度大强度高由于自身变形及温差变形而产生的变形应力也大，相对于每条板缝来说，相临两块板自身的应力变化是反向的，对板缝处进行挤或拉，造成板缝处开裂[2]；③挤塑聚苯板具有更小的导热系数，其与面层砂浆的导热系数相差越大，温度变化时，导致发生形变的量差越大，易产生裂缝。
（3） 保温隔热浆料 
    以海泡石及珍珠岩为主要原料的保温隔热浆料具有强度高、变形性差、易空鼓开裂的缺点，尤其是温湿变化会对其产生较大影响。而以聚苯颗粒为主要原料的胶粉聚苯颗粒保温隔热材料变形小、抗裂性能好并具有良好的耐候性能。
2.2 防护层 
    由抹面砂浆与增强网构成的防护层对整个体系的抗裂性能起着关键的作用。玻纤网格布则是抗裂防护层软配筋的关键增强材料。由于防护层材料而引起保温隔热墙面开裂的原因有：直接采用水泥砂浆做防护层，强度高、收缩大、柔韧变形性不够。配制的抗裂砂浆虽然也用了聚合物进行改性，但柔韧性不够也易开裂。抗裂砂浆层过厚：砂浆层收缩大易开裂。使用了不合格的玻纤网格布：由于断裂强力低、耐碱强力保留率低、断裂应变大等原因造成起不到长期有效分散应力的作用，引起防护层裂缝。 
2.3 饰面层 
    在涂料饰面层的材料中，采用刚性腻子、不耐水的腻子、不耐老化的涂料或者与腻子不匹配的涂料均是引起裂缝的原因。 
    在面砖饰面层的材料中，采用玻纤网为增强材料的抗裂防护层上粘贴面砖；水泥砂浆或聚灰比达不到要求的聚合物砂浆粘贴面砖；水泥砂浆或聚灰比达不到要求的聚合物砂浆进行面砖勾缝；以及使用吸水率大的面砖和不带槽的平板面砖均是引起开裂的原因。
3. 施工
    由于外墙外保温隔热通常是在施工现场完成，施工的质量对外墙外保温隔热体系质量的保证是非常重要的。
3.1 基层处理及保温层在基层上的粘贴/固定
    基层表面平整度偏差过大或有妨碍粘贴的物质；所用胶粘剂或者锚固施工不符合设计规范要求；粘结面积过小；基层墙面过干或过湿都是造成裂缝的原因。
3.2 涂料饰面外保温隔热施工因素 
    网格布干搭接或搭接不够、网格布设置位置贴近保温隔热层、门窗洞口的四角处沿45°未加铺玻纤网格布、冬季施工、聚苯板虚贴或空鼓、墙面平整度不好并未找平均会引起开裂。另外，当面层的增强材料为钢丝网时，没有采用抗裂砂浆做面层抹灰材料，依然采用普通水泥砂浆或仅掺加纤维的水泥砂浆做为面层抹灰材料；施工面层时在太阳曝晒下进行或在高温天气下面层保水性能不足；在腻子层尚未干燥或刚淋过雨的情况下，直接在上面涂刷透汽较差的高弹性面层涂料也是开裂的原因。
3.3 面砖饰面外保温隔热施工因素
    由于施工因素造成面砖饰面层开裂脱落的原因有：基体未清理干净、表面太光滑、有脱膜剂；墙体表面垂直度、平整度偏差大；粘结前需要面砖浸水而未浸水；由于需要浸水的面砖浸水后粘结前未擦干/晾干，粘结面形成水膜；当采用密缝粘贴面砖时，由于面砖饰面层受热应力影响而产生的变形应力得不到释放，易发生空鼓开裂。