【振利科研】贴砌增强竖丝岩棉复合板外保温系统在钢结构体系中的应用研究-北京振利
【振利科研】贴砌增强竖丝岩棉复合板外保温系统在钢结构体系中的应用研究-北京振利
关键字：钢结构；增强竖丝岩棉复合板；胶粉聚苯颗粒；外保温
Keywords:steelstructure; Rock wool; powder polystyrene particles; external thermal insulation
摘 要
钢结构防火防腐问题突出，且自身温度形变大，传统的外保温系统很难与之匹配。本文分析了胶粉聚苯颗粒贴砌增强竖丝岩棉复合板做法，利用该系统在抗变形能力以及抗风荷载上的优势，取消了结构部位的锚固件设置，实现了以粘为主的钢结构外保温作业方案，解决了钢结构与外保温系统在温度、火、水、风、地震力等各方面的匹配问题。
The steel structure was difficult tomatch with conventional external thermal insulation system because of theproblems with anticorrosion, fire-protection and the large temperaturedistortion. The authors analyzed thesystem of strengthenedvertical silk rock wool board bondedbyadhesivepolystyrenegranule, and found its advantagesin anti-distortion and anti-wind, andanchorages were cancelled in this system. This system was safe for steel structure, and it solvedthe problems on external thermal insulation system.应用研究
钢结构建筑具有单位体积承载力高、生产安装方便、施工周期短、抗震性能好、改建和拆迁容易、材料的回收和再利用率高、节能、节水、节地、节材等特点，易于实现标准化和部品化鹿胎胶囊，是人与自然和谐可持续发展的“绿色产业”，在欧、美、日等发达国家得到了广泛的应用，因此是绿色建筑的发展方向新化房产网。
但是钢结构自身具有防火和防腐能力差、变形量大、表面不易粘结等问题，因此，其保温做法与传统混凝土结构的保温做法要求不同，需要专门针对钢结构自身特点提供特殊的解决方案。
1构造设计
1.1保温材料的选择
钢结构防火性能差，因此外保温材料尽量选用不燃保温材料，岩棉是不二之选，但是岩棉自身强度低，需要大量锚栓锚固才能实现抗风荷载安全性，锚栓形成的热桥会导致结露，引起钢材腐蚀等一系列问题，因此，需要对岩棉进行加强处理，采用粘结方式将岩棉材料与钢结构实现牢固连接，避免使用锚栓。
增强竖丝岩棉复合板，是以岩棉纤维垂直于墙面的岩棉带（条）为芯材，板材长度方向四个面具有玻纤网无机保温浆料防护层的预制保温板材，板材构造如图1所示。
图1 增强竖丝岩棉复合板示意图
增强竖丝岩棉复合板具有拉拔强度高（大于80kPa），防水防沉降性能 好，可任意裁切，劳动保护性好等特点，从根本上解决了普通岩棉板粘贴上墙的安全问题，锚栓数量少甚至可以不用锚栓即可满足抗风荷载的安全性，避免了锚栓锚固带来的一系列问题。因此，增强竖丝岩棉复合板是钢结构的最佳选择。
采用砂浆进行增强竖丝岩棉复合板粘贴时，钢材的变形量容易形成粘结砂浆层的空鼓，导致粘结失效。而胶粉聚苯颗粒本身具有非常低的弹性模量（约100MPa），能够大量吸收变形，具有极强的抗变形能力，可满足钢结构变形而不产生粘结失效的问题。因此，采用胶粉聚苯颗粒浆料进行增强竖丝岩棉复合板的粘贴，能够确保粘结力的安全性。
1.2施工工艺流程
贴砌增强竖丝岩棉板系统的施工工序应符合图2的要求。
图2贴砌增强竖丝岩棉板系统施工工序
2施工操作要点
2.1基层处理
基层表面应均匀满涂一薄层界面砂浆；吸水率比较大的填充墙要先淋湿墙面，阴干后方可喷刷界面砂浆。
钢结构表面光滑且吸水率过低，不易粘结，因此需要涂刷高乳液含量的界面砂浆进行拉毛处理，确保胶粉聚苯颗粒与基层的粘结力的浸润性。
而钢结构的填充墙部位一般为轻体填充墙，吸水率过高，因此，同样需要涂刷高乳液含量的界面砂浆进行处理，降低墙体的吸水率。
2.2弹控制线、拉基准线、安装托架
2.2.1根据建筑物立面设计和外墙外保温技术要求，在墙面弹出外门窗口水平、垂直控制线。
2.2.2在保温板粘贴的起始位置，沿建筑物周边弹出水平线；保温板施工前在阳角预贴标准块并沿标准块上沿挂水平控制线，在同一墙面的两道垂直通线间拉横向厚度控制线。
2.2.3增强竖丝岩棉复合板的干表观密度是EPS板的5～7倍，粘贴过程中容易出现滑坠的现象，因此需要安装托架进行辅助，起到临时固定的作用。
每一建筑层增强竖丝岩棉复合板底部应安装经防腐处理的“L”型金属托架，钢结构基础的“L”型金属托架宜采用结构胶粘结固定，砌体基础的“L”型托架宜采用锚固方式固定。托架宜安装在两块竖丝岩棉板接缝部位。
钢结构上面无法进行锚固作业，而托架的作用是临时固定，因此采用结构胶进行托架安装可以避免钢结构的破坏，同时又保证了施工质量。
2.3贴砌增强竖丝岩棉复合板
贴砌增强竖丝岩棉复合板做法的抗风荷载性能优越，结构部位可避免锚栓的设置，一方面避免了钢结构在锚固过程中的破坏，姜柔伊另一方面避免了构造的结构性热桥，从而避免了结露风险，提高了结构寿命巴黎拜金女 。
2.3.1在钢结构基层与增强竖丝岩棉板的粘贴面均抹5mm～10mm厚的胶粉聚苯颗粒贴砌浆料，随即将增强竖丝岩棉板粘贴于墙面上；粘贴增强竖丝岩棉板时应挤出碰头灰，增强竖丝岩棉板间灰缝宽为10mm，灰缝不饱满处用胶粉聚苯颗粒贴砌浆料填平。
2.3.2增强竖丝岩棉板自下而上从起始位置开始沿水平粘贴，由边角处向中间粘贴，增强竖丝岩棉板在角部应交错咬合，墙面部位增强竖丝岩棉板上下错缝粘贴，及时用靠尺检查其平整度。
2.3.3增强竖丝岩棉板贴砌遇到非标准尺寸时，可进行现场裁切，裁切时应注意边口尺寸整齐，切口应与增强竖丝岩棉板面垂直。
2.4工字梁H型钢柱的处理
当大面墙体部位的保温板粘贴完毕后，再开始工字梁和H型钢柱部位需要进行增强竖丝岩棉复合板的施工工作。
在工字梁和H型钢凹槽处与增强竖丝岩棉板的粘贴面均抹5mm～10mm厚的胶粉聚苯颗粒贴砌浆料，随即将增强竖丝岩棉板粘贴于钢结构上；钢结构与增强竖丝岩棉板中间留10mm灰缝，用胶粉聚苯颗粒贴砌浆料填满玉素利。
胶粉聚苯颗粒本身具有较强的施工性，可以用于填塞板与结构之间的缝隙以及找平螺栓凸起的位置撒尿虾，保证工字梁和H型钢柱与板材的粘贴密实，同时胶粉聚苯颗粒的具有良好的柔性，形成了钢材与板材之间的柔性连接，避免了结构与保温之间接缝处的开裂问题。
2.5门窗洞口处理
外窗（门）洞口室外部分的侧墙面应抹不低于20mm的胶粉聚苯颗粒保温浆料，外窗（门）框与胶粉聚苯颗粒保温浆料之间预留20mm宽的缝隙用柔性止水条填塞，并用JS防水涂料进行防水处理。
2.6抹胶粉聚苯颗粒保温浆料找平
增强竖丝岩棉复合板表面有一层砂浆硬壳，因此无法打磨，当结构有一定偏差的情况下，板材的平整度很难达到抗裂层施工的要求，必须进行找平作业铁血大旗门 ，而砂浆厚度过大容易引起开裂，可以采用胶粉聚苯颗粒保温浆料进行找平，起到过渡作用。
胶粉聚苯颗粒保温浆料中含有大量聚苯颗粒，可以吸收应变、释放应力，本身有较强的抗变形能力，对面层抗裂有着较大的功能提升，另外，胶粉聚苯颗粒的找平层还能够有很好的保温隔热能力，将外界环境的温度变化隔绝在外，稳定了保温层温度，降低了保温层的形变总量，提高了抗裂性，降低了面层开裂风险。其具体施工做法如下：
2.6.1在找平施工前，应弹出找平层的厚度控制线，用胶粉聚苯颗粒保温浆料或EPS板块做标准厚度灰饼。
2.6.2胶粉聚苯颗粒保温浆料找平应按照从上至下、从左至右的顺序施工。
2.6.3胶粉聚苯颗粒保温浆料抹灰可分两遍完成，第一遍抹灰应使平整度达到±5mm，第二遍抹灰厚度可略高于灰饼厚度，然后用杠尺刮平并修补墙面以达到平整度要求。
2.7抗裂层和饰面层施工
2.7.1 在胶粉聚苯颗粒浆料层施工完成(3～7)d且施工质量验收合格以后，即可抹抗裂砂浆压入玻纤网。
2.7.2 抹抗裂砂浆前应根据设计要求做好滴水线。
2.7.3 大面积铺贴玻纤网前，在门窗洞口四角沿45o方向铺贴一层不小于300mm×200mm玻纤网家在南三条。
2.7.4 玻纤网应自上而下沿外墙铺设，搭接宽度不宜小于100mm；抹好抗裂砂浆后，立即铺设玻纤网，铺贴要平整，无褶皱美优网，砂浆饱满度达到100%，并用抹子将其压入抗裂砂浆内，以玻纤网均被抗裂砂浆覆裹为宜。
2.7.5 首层墙面应铺贴双层玻纤网，第一层玻纤网应对接，对接点不得在阴阳角处且偏离阴阳角不低于200mm；两层玻纤网之间抗裂砂浆应饱满，禁止干贴。
2.7.6 抗裂砂浆施工完后，应检查平整度、垂直度及阴阳角方正，不符合要求的应用抗裂砂浆进行修补；严禁在抗裂砂浆面层上抹普通水泥砂浆腰线、窗口套线等。
2.7.7 抗裂砂浆施工完初凝后即可涂刷弹性底涂，涂刷应均匀，不得有漏底现象。
2.7.8 按《建筑涂饰工程施工及验收规程》JGJ/T 29的规定涂刷饰面涂料。
钢结构虽然有很多优点，但是从防火、变形量、抗腐蚀、施工性等方面，与传统的钢筋混凝土结构有大量不同之处，需要特别关注，区别对待。而胶粉聚苯颗粒贴砌增强竖丝岩棉复合板从下列几方面解决了钢结构的外保温问题。
（1）钢结构受温度、风、地震力等外界环境影响下，结构变形量较钢筋混凝土大，胶粉聚苯颗粒中含有大量的聚苯颗粒，能够吸收应变、释放应力，适应钢结构的破坏，通过各层材料的逐层柔性渐变，能够与钢结构形成较强的匹配性。
（2）通过界面砂浆的高粘结力，解决了钢材基层界面吸水率低、光滑不易粘结问题，使系统能够实现以粘为主的施工方式，避免了锚栓的设置问题，从而也解决了锚栓位置贯通热桥和结露的问题，避免了结露水对钢材的腐蚀问题。
（3）胶粉聚苯颗粒贴砌增强竖丝岩棉复合板外保温系统将整个钢结构包裹在内，通过防火和隔热的形式，提高了钢结构的整体防火能力。
胶粉聚苯颗粒贴砌增强竖丝岩棉复合板外保温系统解决了钢结构在长期的温度、火、水、风、地震力等五个自然破坏力作用下的耐久性问题，可以提升结构的耐久性和安全性，具有非常良好的推广应用前景。
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关键字：钢结构；增强竖丝岩棉复合板；胶粉聚苯颗粒；外保温
Keywords:steelstructure; Rock wool; powder polystyrene particles; external thermal insulation
摘 要
钢结构防火防腐问题突出，且自身温度形变大，传统的外保温系统很难与之匹配。本文分析了胶粉聚苯颗粒贴砌增强竖丝岩棉复合板做法，利用该系统在抗变形能力以及抗风荷载上的优势，取消了结构部位的锚固件设置，实现了以粘为主的钢结构外保温作业方案，解决了钢结构与外保温系统在温度、火、水、风、地震力等各方面的匹配问题。
The steel structure was difficult tomatch with conventional external thermal insulation system because of theproblems with anticorrosion, fire-protection and the large temperaturedistortion. The authors analyzed thesystem of strengthenedvertical silk rock wool board bondedbyadhesivepolystyrenegranule, and found its advantagesin anti-distortion and anti-wind, andanchorages were cancelled in this system. This system was safe for steel structure, and it solvedthe problems on external thermal insulation system.应用研究
钢结构建筑具有单位体积承载力高、生产安装方便、施工周期短、抗震性能好、改建和拆迁容易、材料的回收和再利用率高、节能、节水、节地、节材等特点，易于实现标准化和部品化鹿胎胶囊，是人与自然和谐可持续发展的“绿色产业”，在欧、美、日等发达国家得到了广泛的应用，因此是绿色建筑的发展方向新化房产网。
但是钢结构自身具有防火和防腐能力差、变形量大、表面不易粘结等问题，因此，其保温做法与传统混凝土结构的保温做法要求不同，需要专门针对钢结构自身特点提供特殊的解决方案。
1构造设计
1.1保温材料的选择
钢结构防火性能差，因此外保温材料尽量选用不燃保温材料，岩棉是不二之选，但是岩棉自身强度低，需要大量锚栓锚固才能实现抗风荷载安全性，锚栓形成的热桥会导致结露，引起钢材腐蚀等一系列问题，因此，需要对岩棉进行加强处理，采用粘结方式将岩棉材料与钢结构实现牢固连接，避免使用锚栓。
增强竖丝岩棉复合板，是以岩棉纤维垂直于墙面的岩棉带（条）为芯材，板材长度方向四个面具有玻纤网无机保温浆料防护层的预制保温板材，板材构造如图1所示。
图1 增强竖丝岩棉复合板示意图
增强竖丝岩棉复合板具有拉拔强度高（大于80kPa），防水防沉降性能 好，可任意裁切，劳动保护性好等特点，从根本上解决了普通岩棉板粘贴上墙的安全问题，锚栓数量少甚至可以不用锚栓即可满足抗风荷载的安全性，避免了锚栓锚固带来的一系列问题。因此，增强竖丝岩棉复合板是钢结构的最佳选择。
采用砂浆进行增强竖丝岩棉复合板粘贴时，钢材的变形量容易形成粘结砂浆层的空鼓，导致粘结失效。而胶粉聚苯颗粒本身具有非常低的弹性模量（约100MPa），能够大量吸收变形，具有极强的抗变形能力，可满足钢结构变形而不产生粘结失效的问题。因此，采用胶粉聚苯颗粒浆料进行增强竖丝岩棉复合板的粘贴，能够确保粘结力的安全性。
1.2施工工艺流程
贴砌增强竖丝岩棉板系统的施工工序应符合图2的要求。
图2贴砌增强竖丝岩棉板系统施工工序
2施工操作要点
2.1基层处理
基层表面应均匀满涂一薄层界面砂浆；吸水率比较大的填充墙要先淋湿墙面，阴干后方可喷刷界面砂浆。
钢结构表面光滑且吸水率过低，不易粘结，因此需要涂刷高乳液含量的界面砂浆进行拉毛处理，确保胶粉聚苯颗粒与基层的粘结力的浸润性。
而钢结构的填充墙部位一般为轻体填充墙，吸水率过高，因此，同样需要涂刷高乳液含量的界面砂浆进行处理，降低墙体的吸水率。
2.2弹控制线、拉基准线、安装托架
2.2.1根据建筑物立面设计和外墙外保温技术要求，在墙面弹出外门窗口水平、垂直控制线。
2.2.2在保温板粘贴的起始位置，沿建筑物周边弹出水平线；保温板施工前在阳角预贴标准块并沿标准块上沿挂水平控制线，在同一墙面的两道垂直通线间拉横向厚度控制线。
2.2.3增强竖丝岩棉复合板的干表观密度是EPS板的5～7倍，粘贴过程中容易出现滑坠的现象，因此需要安装托架进行辅助，起到临时固定的作用。
每一建筑层增强竖丝岩棉复合板底部应安装经防腐处理的“L”型金属托架，钢结构基础的“L”型金属托架宜采用结构胶粘结固定，砌体基础的“L”型托架宜采用锚固方式固定。托架宜安装在两块竖丝岩棉板接缝部位。
钢结构上面无法进行锚固作业，而托架的作用是临时固定，因此采用结构胶进行托架安装可以避免钢结构的破坏，同时又保证了施工质量。
2.3贴砌增强竖丝岩棉复合板
贴砌增强竖丝岩棉复合板做法的抗风荷载性能优越，结构部位可避免锚栓的设置，一方面避免了钢结构在锚固过程中的破坏，姜柔伊另一方面避免了构造的结构性热桥，从而避免了结露风险，提高了结构寿命巴黎拜金女 。
2.3.1在钢结构基层与增强竖丝岩棉板的粘贴面均抹5mm～10mm厚的胶粉聚苯颗粒贴砌浆料，随即将增强竖丝岩棉板粘贴于墙面上；粘贴增强竖丝岩棉板时应挤出碰头灰，增强竖丝岩棉板间灰缝宽为10mm，灰缝不饱满处用胶粉聚苯颗粒贴砌浆料填平。
2.3.2增强竖丝岩棉板自下而上从起始位置开始沿水平粘贴，由边角处向中间粘贴，增强竖丝岩棉板在角部应交错咬合，墙面部位增强竖丝岩棉板上下错缝粘贴，及时用靠尺检查其平整度。
2.3.3增强竖丝岩棉板贴砌遇到非标准尺寸时，可进行现场裁切，裁切时应注意边口尺寸整齐，切口应与增强竖丝岩棉板面垂直。
2.4工字梁H型钢柱的处理
当大面墙体部位的保温板粘贴完毕后，再开始工字梁和H型钢柱部位需要进行增强竖丝岩棉复合板的施工工作。
在工字梁和H型钢凹槽处与增强竖丝岩棉板的粘贴面均抹5mm～10mm厚的胶粉聚苯颗粒贴砌浆料，随即将增强竖丝岩棉板粘贴于钢结构上；钢结构与增强竖丝岩棉板中间留10mm灰缝，用胶粉聚苯颗粒贴砌浆料填满玉素利。
胶粉聚苯颗粒本身具有较强的施工性，可以用于填塞板与结构之间的缝隙以及找平螺栓凸起的位置撒尿虾，保证工字梁和H型钢柱与板材的粘贴密实，同时胶粉聚苯颗粒的具有良好的柔性，形成了钢材与板材之间的柔性连接，避免了结构与保温之间接缝处的开裂问题。
2.5门窗洞口处理
外窗（门）洞口室外部分的侧墙面应抹不低于20mm的胶粉聚苯颗粒保温浆料，外窗（门）框与胶粉聚苯颗粒保温浆料之间预留20mm宽的缝隙用柔性止水条填塞，并用JS防水涂料进行防水处理。
2.6抹胶粉聚苯颗粒保温浆料找平
增强竖丝岩棉复合板表面有一层砂浆硬壳，因此无法打磨，当结构有一定偏差的情况下，板材的平整度很难达到抗裂层施工的要求，必须进行找平作业铁血大旗门 ，而砂浆厚度过大容易引起开裂，可以采用胶粉聚苯颗粒保温浆料进行找平，起到过渡作用。
胶粉聚苯颗粒保温浆料中含有大量聚苯颗粒，可以吸收应变、释放应力，本身有较强的抗变形能力，对面层抗裂有着较大的功能提升，另外，胶粉聚苯颗粒的找平层还能够有很好的保温隔热能力，将外界环境的温度变化隔绝在外，稳定了保温层温度，降低了保温层的形变总量，提高了抗裂性，降低了面层开裂风险。其具体施工做法如下：
2.6.1在找平施工前，应弹出找平层的厚度控制线，用胶粉聚苯颗粒保温浆料或EPS板块做标准厚度灰饼。
2.6.2胶粉聚苯颗粒保温浆料找平应按照从上至下、从左至右的顺序施工。
2.6.3胶粉聚苯颗粒保温浆料抹灰可分两遍完成，第一遍抹灰应使平整度达到±5mm，第二遍抹灰厚度可略高于灰饼厚度，然后用杠尺刮平并修补墙面以达到平整度要求。
2.7抗裂层和饰面层施工
2.7.1 在胶粉聚苯颗粒浆料层施工完成(3～7)d且施工质量验收合格以后，即可抹抗裂砂浆压入玻纤网。
2.7.2 抹抗裂砂浆前应根据设计要求做好滴水线。
2.7.3 大面积铺贴玻纤网前，在门窗洞口四角沿45o方向铺贴一层不小于300mm×200mm玻纤网家在南三条。
2.7.4 玻纤网应自上而下沿外墙铺设，搭接宽度不宜小于100mm；抹好抗裂砂浆后，立即铺设玻纤网，铺贴要平整，无褶皱美优网，砂浆饱满度达到100%，并用抹子将其压入抗裂砂浆内，以玻纤网均被抗裂砂浆覆裹为宜。
2.7.5 首层墙面应铺贴双层玻纤网，第一层玻纤网应对接，对接点不得在阴阳角处且偏离阴阳角不低于200mm；两层玻纤网之间抗裂砂浆应饱满，禁止干贴。
2.7.6 抗裂砂浆施工完后，应检查平整度、垂直度及阴阳角方正，不符合要求的应用抗裂砂浆进行修补；严禁在抗裂砂浆面层上抹普通水泥砂浆腰线、窗口套线等。
2.7.7 抗裂砂浆施工完初凝后即可涂刷弹性底涂，涂刷应均匀，不得有漏底现象。
2.7.8 按《建筑涂饰工程施工及验收规程》JGJ/T 29的规定涂刷饰面涂料。
钢结构虽然有很多优点，但是从防火、变形量、抗腐蚀、施工性等方面，与传统的钢筋混凝土结构有大量不同之处，需要特别关注，区别对待。而胶粉聚苯颗粒贴砌增强竖丝岩棉复合板从下列几方面解决了钢结构的外保温问题。
（1）钢结构受温度、风、地震力等外界环境影响下，结构变形量较钢筋混凝土大，胶粉聚苯颗粒中含有大量的聚苯颗粒，能够吸收应变、释放应力，适应钢结构的破坏，通过各层材料的逐层柔性渐变，能够与钢结构形成较强的匹配性。
（2）通过界面砂浆的高粘结力，解决了钢材基层界面吸水率低、光滑不易粘结问题，使系统能够实现以粘为主的施工方式，避免了锚栓的设置问题，从而也解决了锚栓位置贯通热桥和结露的问题，避免了结露水对钢材的腐蚀问题。
（3）胶粉聚苯颗粒贴砌增强竖丝岩棉复合板外保温系统将整个钢结构包裹在内，通过防火和隔热的形式，提高了钢结构的整体防火能力。
胶粉聚苯颗粒贴砌增强竖丝岩棉复合板外保温系统解决了钢结构在长期的温度、火、水、风、地震力等五个自然破坏力作用下的耐久性问题，可以提升结构的耐久性和安全性，具有非常良好的推广应用前景。
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