建筑技术丨SW–硅墨烯外墙保温系统在超低能耗绿色建筑中的应用

1 主要材料

1.1 SW–硅墨烯外墙保温板

SW–硅墨烯外墙保温板是无机材料与有机保温材料复合而成的A（A2）级不燃保温材料，可将硅质超细无机材料与聚苯乙烯颗粒挤压模塑成型后，经高温加压使聚苯乙烯颗粒相互深度交联、无极材质反向渗透，实现高韧高强、不燃、低吸水率等性能，在当前超低能耗绿色建筑的解决方案中优势突出，主要性能指标见表1。

表1 SW–硅墨烯保温板的主要性能指标

1.2 连接锚固件

硅墨烯与混凝土结构需使用特制的连接锚固件连接。本工程采用的锚固件主要由不锈钢尾盘、不锈钢锚杆、隔热套管组成。

为满足硅墨烯外墙保温系统的保温性要求和结构可靠性要求，连接锚固件的不锈钢锚杆直径应不小于6 mm（建筑高度大于60 m时，锚杆直径应不小于8 mm），杆身构造呈倒刺状态，以防止混凝土浇筑过程中漏浆或锚固件脱出、移位；不锈钢锚杆直径应不小于60 mm；不锈钢尾盘的厚度应不小于1.2 mm；尾盘应设置漏浆孔构造，且设置比例应在尾盘面积的30 %~60 %。锚固件和位置如图1所示。

图1 锚固件和设置位置示意

混凝土浇筑时，连接锚固件应有效锚固在混凝土结构中，将硅墨烯保温板与结构墙连接起来形成一个整体。锚固件在混凝土结构中的有效锚固长度应不小于7倍锚杆直径，且至少为50 mm。锚固件性能指标应满足表2的要求。

表2 连接锚固件性能指标

1.3 施工配件

在施工实践中发现，SW–硅墨烯免拆模外墙保温系统使用以下施工配件时，可有效提高系统的施工质量和效率。

（1）限位卡件。材质为工程塑料，由直径130 mm的限位盘与长200/250 mm的支撑杆组成，在硅墨烯保温板与内模板之间起支撑作用，以确保现浇墙体厚度均匀一致。

（2）限位支架。由限位挡板和限位顶杆组成，材质为经防腐处理后的金属，以起到对首层硅墨烯保温板的限位支撑作用。

（3）U形板间张紧锚固件（骑马钉）。由直径6~8 mm的金属材质锚杆和隔热套管组合而成，用于硅墨烯保温板板缝处拉紧并固定相邻保温板。U形板间张紧锚固件如图2所示。

图2 U形板间张紧锚固件示意

2 SW–硅墨烯外墙保温板施工要点

2.1 定位弹线

硅墨烯保温模板安装，应同时以内侧墙线和距墙线200 m的控制线为基准，且首层保温模板安装前弹线不应以地下室外墙为基准。

2.2 立模

（1）建议先立外模、后立内模，因为先安装外侧硅墨烯保温模板方便设置限位支架和限位卡件，也便于观察板间缝隙情况，及时进行防漏浆处理。

此外，可以通过控制保温模板外立面平整垂直度的方式，达到控制墙体平整垂直度的效果。

（2）为将上下层间保温模板控制在同一个垂直面上，浇筑混凝土时现浇面宜高出保温模板50 mm，该部位使用方木作为临时填充和固定，并在顶部设置挡板避免漏浆。浇筑完成后拆除方木临时填充。

（3）硅墨烯保温模板应在实测后裁切，应密拼安装，拼缝宽度宜不大于2 mm，防止浇筑时漏浆。拼缝过大处使用发泡剂封堵，阴阳角处采取“大板压小板”的搭接方式。

2.3 锚固件及其他配件安装

（1）竖向硅墨烯保温模板安装后，锚固件应在主、次龙骨加固前安装。为避免对后期抹面施工产生影响，锚固件尾盘需陷入保温模板，且至少与板面平齐。

（2）传统的水泥支撑条在模板加固时有陷入保温模板的风险，可能造成平整度偏差，因此在硅墨烯保温模板支撑施工中，应使用与模板接触面积更大的限位卡件代替传统的水泥支撑条。每平方米应设置2~3个限位卡件，且在保温模板水平或阴阳角拼接部位进行加密设置。

（3）安装首层保温模板时，相比常见的焊接短钢筋外伸固定方式，应采用限位支架作为安装基准线，可对首层保温模板起到良好的限位支撑作用，使安装位置更加准确。限位卡件与限位支架安装如图3所示。

图3 限位卡件与限位支架安装示意

2.4 对拉螺杆安装

应重视硅墨烯保温模板底部首排对拉螺杆设置，其到底部距离宜为200 mm，且应不大于250 mm。保温模板顶部最上排对拉螺杆距现浇面宜小于400 mm，且不得大于500 mm。中间部位对拉螺杆间距则应保持在400~600 mm，具体间距应根据保温模板计算书确定。

安装上层保温模板时，建议暂时保留下层最上排的对拉螺杆加固模板，以避免层间错台。利用下层模板最上排对拉螺杆加固如图4所示。

图4 利用下层模板最上排对拉螺杆加固示意

3 外墙保温面层施工

3.1 面层作法

当SW–硅墨烯外墙保温板施工完成且经过验收，确保表面平整洁净、内部无空鼓、表面无裂缝和脱层、含水量符合面层施工要求后，可进行外墙保温面层施工。

SW–硅墨烯保温系统为薄抹灰系统，面层由内到外依次为界面剂、抗裂砂浆、耐碱玻纤网格布、柔性耐水腻子、涂料饰面。面层作法如图5所示。

图5 面层作法示意

3.2 材料性能指标

SW–硅墨烯外墙保温系统配套面层材料包括界面剂（乳液型）、抗裂砂浆、耐碱玻纤网格布、聚合物找平修补砂浆，各材料性能指标如下。

（1）界面剂（乳液型）。用于SW–硅墨烯外墙保温系统的界面剂（乳液型）应色泽均匀、无杂质、无沉淀、不分层；经3次冻融稳定性测试后无异常；存储中不出现硬块、絮凝，不出现明显的分层或结皮现象。界面剂（乳液型）性能指标见表3。

表3 界面剂（乳液型）性能指标

（2）抗裂砂浆（即抹面胶浆）性能指标见表4。

表4 抗裂砂浆性能指标

（3）耐碱玻纤网格布性能指标见表5。

表5 耐碱玻纤网格布性能指标

（4）聚合物找平修补砂浆性能指标见表6。

表6 聚合物找平修补砂浆性能指标

3.3 面层施工要点

3.3.1 材料贮存

面层施工使用的材料必须妥善贮放。界面剂、聚合物找平修补砂浆、抗裂砂浆应贮放于阴凉处，不得暴晒、淋雨、受潮。耐碱网格布应竖放于干燥通风的室内，不可叠放，以防网布受损。

3.3.2 环境要求

施工期间，即施工后24 h内环境温度应为5~35 ℃。夏季施工应采取遮阳措施，当环境温度不满足要求时，会影响材料中聚合物组分的成膜或微观结构形成，降低材料抗开裂性能。大风天气及雨天不可施工，施工后24 h内应有防雨淋措施。

3.3.3 基层处理

施工前应对保温板拼缝处采用聚氨酯发泡胶封堵；对不平整处采用抗裂砂浆找平；对螺杆孔等开孔处应进行热桥隔断处理，并增铺耐碱玻纤网格布。

对板面进行冲洗湿润，去除表面碎屑。如有浮浆、浮灰等，应打磨去除。使用聚合物砂浆对保温板轻微缺陷处进行修补。

完成以上处理后，将乳液型界面剂均匀地涂抹于板面，直至全部涂抹到位。若平整度不满足要求，可使用聚合物找平修补砂浆找平处理，找平修补砂浆层1道，施工厚度不得超过7 mm，总厚度不得超过15 mm。

3.3.4 抗裂砂浆和网布施工

界面剂、找平砂浆层干硬后即可进行抗裂砂浆施工。抗裂需经过电动搅拌，确保浆料呈均匀膏状。第1遍抹灰完成后，应趁湿润状态压入耐碱玻纤网格布，待抗裂砂浆稍干后，再进行二次抗裂砂浆抹平，直至抹面层厚度达到设计要求。网布铺设应顺直、平整，上下左右之间都应有不小于150 mm的搭接。网布不得干搭接，且不得外露，端部需翻包搭接。

若特殊部位需要内置双层耐碱网格布，应先涂抹第1次抗裂砂浆，抹平后趁湿润立即压入耐碱网格布，待抗裂砂浆稍干硬后，涂抹第2次抹面胶浆，趁湿润立即压入第2层耐碱网格布，待抗裂砂浆稍干硬后涂抹第3次抗裂砂浆。

4 结束语

目前SW–硅墨烯外墙保温系统的施工工艺研究是建筑领域技术创新研究的重点课题，其发展和完善是超低能耗绿色建筑方向的重要一步，因此可能对未来的居住建筑格局产生深远的影响。但作为一项尚未普及的新兴技术，其施工工艺流程相对复杂，质量管控难度相对较大，施工单位普遍缺乏相关管理经验。

以面层施工作法为例，面层太薄时难以保证整体平整度，面层太厚时又会导致基层所受拉力过大而增加面层脱落风险，因此一直存在争议。本研究根据现场经验，对其施工工艺、材料等进行了阐述，希望为后续项目提供一定的参考。