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摘 要：建筑外墙以外墙瓷砖为主要建筑材料目前已经很常见，但建筑外墙瓷砖除了具有装饰效果丰富和坚固耐用等优点外，存在易脱落的缺点。对此，文章以建筑大楼外墙瓷砖年久失修易脱落的问题为研究对象，分析高空瓷砖脱落的原因，以某大学院部楼为对象，研究加固外墙瓷砖和防止外墙瓷砖的脱落的方法，加强施工的方法和提高施工管理质量的措施，以及尝试探讨是否有新型建筑材料替代外墙瓷砖。
关键词：外墙瓷砖脱落;收缩徐变;补救措施;预防措施;新型材料
中图分类号：TU767 文献标识码：A 文章编号：1674-1064（2021）08-0-02
DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.08.032
当前，在各种建筑场景都易见到以瓷砖为主要建筑装饰材料构成的建筑外墙，以其坚固耐用和色彩鲜艳的特点，受到建筑设计方和施工方的青睐，但是建筑外墙瓷砖因失修易掉落这一缺陷，也引起了各方的关注。因此，找到合适经济的预防措施和探索新型建筑外墙材料就更加迫在眉睫。
1 脱落的原因
1.1 现状分析
从2000年起，福建泉州等多个城市陆续颁布了禁止设计和使用外墙瓷砖的相关公告，但是在生活中，依然有不少建筑以瓷砖作为外墙的主要材料，包括一些老旧建筑，建筑外墙瓷砖容易脱落，甚至造成一些重大事故，也是这一建筑材料极的致命缺点。2018年，江苏如东一房主的房屋外墙瓷砖脱落砸中他人导致身亡，被判承担全责，赔偿共计110万元。2021年5月，陕西西安发生一起瓷砖脱落砸到汽车的安全事故，车内乘客险些受伤。
不少科学实验证明了大楼外墙瓷砖脱落的危险性，在排除如空气阻力、风力等影响因素的条件下，假设一块质量为100g、长度和宽度均为10cm的瓷砖从7层楼（20m）的高度砸落到地面，它的速度可以达到近20m/s，如果砸到人，相当于把200kg的重物在一瞬间施加在人身上。生活中有很多因外墙瓷砖脱落情况导致的安全事故和悲剧，因此，应该引起人们的重视，并科学地分析原因，探讨解决措施。
2 导致外墙瓷砖脱落的原因
2.1 混凝土收缩徐变和温度的影响
混凝土的收缩徐变是指仅在物理和化学因素的影响下，由于混凝土含水量的变化使混凝土体积收缩的现象。外墙瓷砖一般是由粘贴剂粘贴在混凝土墙面上的，随着时间的推移，墙面上的混凝土收缩徐变一直在进行，其带动粘结层和瓷砖一起受力且变形，粘结层与瓷砖和墙面之间的粘合面积逐步减少，这种情况对瓷砖脱落的影响不能被忽略。在四季天气的冷暖变化中，建筑物外墙混凝土与瓷砖粘接接触面的面积也会持续变化。
尹华伟[1]等用ANSYS软件模拟法证明，在极端的夏季高温、混凝土徐变收缩作用下，外墙柱纵向配筋情况若配筋率越小，外墙瓷砖与墙面之间的粘结层就越容易产生一个剪应力，瓷砖层的侧向变形就是由此造成的。配筋率每减少5%，剪应力就会增加0.25MPa，直接损害了瓷砖和粘结层，也是最终导致瓷砖脱落的直接原因之一。
2.2 砂浆粘接剂配比和瓷砖缝填缝剂的影响
砂浆配比在施工过程中极其重要，不同型号、不同强度的水泥所遵循的配比比例也有较大的差异。若配比出现差错，就极有可能是降低了砂浆的强度，导致瓷砖与墙面和粘接层粘接不牢，造成了瓷砖脱落。瓷砖缝主要是避免其受到温度影响热胀冷缩，从而避免瓷砖形变发生空鼓、开裂，填缝剂则起到了防护的作用。
2.3 瓷砖质量和施工技术的影响
瓷砖的种类和规格比较多，如果外墙瓷砖的规格和质量不符合该建筑要求，后期出现瓷砖掉落的风险会大大提高。施工时，待贴瓷砖吸水率>0.5%，但未在水中浸泡足够时间，其在投入使用中会吸收粘结剂里的水分，造成空鼓和裂纹，导致瓷砖脱落。工人施工技术不规范，造成瓷砖粘结层与墙面基层之间的结合力不均匀，会损坏瓷砖贴合位置的结合层。
3 外墙瓷砖脱落的处理办法
3.1 补救措施
对于已经建成的以及年久失修的外墙瓷砖为外墙建材的建筑物，当务之急是进行全面检查，彻底清除空鼓、松动及出现裂缝的部位，使用填充剂或者备用瓷砖，将墙面缺口补平并加固。
某大学院部楼始建于2004年，已出现多次瓷砖脱落的现象，所幸该楼下方是绿化草坪，降低了造成人身伤害的风险。该楼共6层，高约19m，在楼前方采用的是玻璃幕墙，后方和两侧均采用了瓷砖为外墙装饰材料。目前该场地已围挡待处理，禁止人员车辆接近。
由于该楼层高不低，导致其实际建筑高度略高，从地面搭建脚手架将整栋大楼包裹工期太长，且并非整面墙的瓷砖需要铲除加固，且影响楼内师生正常的工作学习，存在极大的安全隐患。因此，可采用悬挑式施工吊篮的方法，承载施工人员，做好相应的安全措施，从上往下逐一排查瓷砖的贴合情况。检查时可以使用橡胶锤试探性地轻敲，检查出空鼓、松动、破裂等情况要用醒目的喷漆标记出来，方便后续施工处理。
施工人员将风险瓷砖铲除，清扫裸露出来的混凝土墙面。该楼建成已久，同款瓷砖很难找到，并考虑到避免更多的安全隐患，因此，此次施工不考慮再贴瓷砖，而是采用外墙涂料和环保填充物填充。根据张丰智[2]的处理方法，先填补腻子，在墙面干燥后做磨平处理，再贴上玻纤布，用填充物填充且磨平，最后用外墙涂料或真石漆涂刷。施工结束，按照《建筑工程饰面砖粘结强度检验标准》验收通过后，拆除相应的施工器具和相关围挡，恢复校园正常秩序。
3.2 预防措施
对于正在施工或者即将施工且以瓷砖作为外墙主要装饰材料的建筑，可采用李渊斌[3]提出的关于外墙瓷砖的施工方案。
施工前，对瓷砖的规格、品种质量进行审核使用，加以控制，选用外观完整无裂痕、吸水率较低的瓷砖，并选择技术过硬的施工人员。施工时，瓷砖要浸润足够时间后晾干，并施加一层专用界面剂再投入使用，粘接剂要按照1∶2～1∶2.5的比例配置水泥砂浆，或选用高强度粘接能力的建筑材料，在取样检测强度和安定性试验合格以后到实际施工中使用。科学选用填缝剂，取样合格以后按照相应的技术要求去施工使用。施工结束后，按照《建筑工程饰面粘结强度检验标准》检验施工质量，若不合格，须将不合格区域铲除重新施工。在全部通过验收工程竣工之后，定期检验该墙面目前的质量，如果发现安全隐患可以采取加固补救措施。 4 探讨新型外墙装饰材料
4.1 幕墙
幕墙目前在各种建筑物中使用，支撑结构和面板构成了幕墙体系。幕墙主要起到外墙维护的作用，其完全独立于主体结构，且质量轻、设计灵活巧妙和抗震能力强。幕墙多见于玻璃幕墙，在上海中心大厦、南京紫峰大厦等高层和超高层建筑中，玻璃幕墙往往作为最主要的外墙装饰材料。在低层建筑中也会见到石板、陶瓷板、金属板等与玻璃配合用于幕墙面板。例如，正在施工中的铜陵学院信息综合楼采用石材和玻璃为面板逐行排列与隐框半隐框支承结构结合的幕墙体系，与瓷砖相比，幕墙牢固地固定在支撑体系上，降低了施工难度和掉落的风险，不影响室内采光，在一定程度上减少了玻璃产生的光污染，更有利于对生态环境的保护。
4.2 外墙涂料
外墙涂料包括乳胶漆、弹性涂料、真石漆等，其中，真石漆目前被广泛用于商业小区外墙装饰施工中。真石漆的装饰效果类似于花岗岩和大理石，也被称为液态石，适用于水泥砖墙、泡沫、石膏、玻璃等多重外墙基面，安全无毒且环保，平均70元/m2～150元/m2的施工和原料总价。外墙涂料最主要的是防水能力强、附着能力强，不会像外墙瓷砖年久失修直接脱落。
4.3 鱼尾榫瓷砖
黄振东[4]参考家具与机械之间的结合方法，探索出鱼尾榫瓷砖。这种瓷砖背部加上了鱼尾榫式的凸面结合条，加大了其与粘结层的粘接面积，降低了瓷砖脱落概率。
4.4 新型材料
目前极具代表性的新型外墙材料有EPS（泡沫板）、XPS挤塑板、加入了树脂阻燃剂的酚醛泡沫等，其均具有成本低、保温隔热效果好、质量轻等特点。现阶段限制这类材料广泛使用的主要原因是施工技术尚未达到要求的水平，随着科学技术的进步以及装配式结构的推廣，新型外墙材料有望得到迅速普及。
5 结语
外墙瓷砖脱落主要由收缩徐变、温度、粘结层配比、瓷砖缝及填缝剂质量、瓷砖质量和施工技术六方面原因引起。秉承着“安全第一”的理念，并随着科学技术的进步和人力物力的投入，越来越多绿色环保的新型材料将会出现，建筑外墙将会变得越来越安全可靠。
参考文献
[1] 尹华伟，舒佳建，黄帅，等.混凝土收缩徐变和温度对外墙瓷砖性能及安全性的影响[J].科学技术与工程，2018，18（14）：54-59.
[2] 张丰智.高层建筑外墙瓷砖立面加固施工技术[J].科技经济导刊，2016（20）：44.
[3] 李渊斌.外墙瓷砖脱落的原因与防控措施[J].居业，2020（4）：107，109.
[4] 黄振东.劫后余生有发明——鱼尾榫外墙瓷砖的发明[J].发明与革新，1996（11）：23.
关键词：外墙瓷砖脱落;收缩徐变;补救措施;预防措施;新型材料
中图分类号：TU767 文献标识码：A 文章编号：1674-1064（2021）08-0-02
DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.08.032
当前，在各种建筑场景都易见到以瓷砖为主要建筑装饰材料构成的建筑外墙，以其坚固耐用和色彩鲜艳的特点，受到建筑设计方和施工方的青睐，但是建筑外墙瓷砖因失修易掉落这一缺陷，也引起了各方的关注。因此，找到合适经济的预防措施和探索新型建筑外墙材料就更加迫在眉睫。
1 脱落的原因
1.1 现状分析
从2000年起，福建泉州等多个城市陆续颁布了禁止设计和使用外墙瓷砖的相关公告，但是在生活中，依然有不少建筑以瓷砖作为外墙的主要材料，包括一些老旧建筑，建筑外墙瓷砖容易脱落，甚至造成一些重大事故，也是这一建筑材料极的致命缺点。2018年，江苏如东一房主的房屋外墙瓷砖脱落砸中他人导致身亡，被判承担全责，赔偿共计110万元。2021年5月，陕西西安发生一起瓷砖脱落砸到汽车的安全事故，车内乘客险些受伤。
不少科学实验证明了大楼外墙瓷砖脱落的危险性，在排除如空气阻力、风力等影响因素的条件下，假设一块质量为100g、长度和宽度均为10cm的瓷砖从7层楼（20m）的高度砸落到地面，它的速度可以达到近20m/s，如果砸到人，相当于把200kg的重物在一瞬间施加在人身上。生活中有很多因外墙瓷砖脱落情况导致的安全事故和悲剧，因此，应该引起人们的重视，并科学地分析原因，探讨解决措施。
2 导致外墙瓷砖脱落的原因
2.1 混凝土收缩徐变和温度的影响
混凝土的收缩徐变是指仅在物理和化学因素的影响下，由于混凝土含水量的变化使混凝土体积收缩的现象。外墙瓷砖一般是由粘贴剂粘贴在混凝土墙面上的，随着时间的推移，墙面上的混凝土收缩徐变一直在进行，其带动粘结层和瓷砖一起受力且变形，粘结层与瓷砖和墙面之间的粘合面积逐步减少，这种情况对瓷砖脱落的影响不能被忽略。在四季天气的冷暖变化中，建筑物外墙混凝土与瓷砖粘接接触面的面积也会持续变化。
尹华伟[1]等用ANSYS软件模拟法证明，在极端的夏季高温、混凝土徐变收缩作用下，外墙柱纵向配筋情况若配筋率越小，外墙瓷砖与墙面之间的粘结层就越容易产生一个剪应力，瓷砖层的侧向变形就是由此造成的。配筋率每减少5%，剪应力就会增加0.25MPa，直接损害了瓷砖和粘结层，也是最终导致瓷砖脱落的直接原因之一。
2.2 砂浆粘接剂配比和瓷砖缝填缝剂的影响
砂浆配比在施工过程中极其重要，不同型号、不同强度的水泥所遵循的配比比例也有较大的差异。若配比出现差错，就极有可能是降低了砂浆的强度，导致瓷砖与墙面和粘接层粘接不牢，造成了瓷砖脱落。瓷砖缝主要是避免其受到温度影响热胀冷缩，从而避免瓷砖形变发生空鼓、开裂，填缝剂则起到了防护的作用。
2.3 瓷砖质量和施工技术的影响
瓷砖的种类和规格比较多，如果外墙瓷砖的规格和质量不符合该建筑要求，后期出现瓷砖掉落的风险会大大提高。施工时，待贴瓷砖吸水率>0.5%，但未在水中浸泡足够时间，其在投入使用中会吸收粘结剂里的水分，造成空鼓和裂纹，导致瓷砖脱落。工人施工技术不规范，造成瓷砖粘结层与墙面基层之间的结合力不均匀，会损坏瓷砖贴合位置的结合层。
3 外墙瓷砖脱落的处理办法
3.1 补救措施
对于已经建成的以及年久失修的外墙瓷砖为外墙建材的建筑物，当务之急是进行全面检查，彻底清除空鼓、松动及出现裂缝的部位，使用填充剂或者备用瓷砖，将墙面缺口补平并加固。
某大学院部楼始建于2004年，已出现多次瓷砖脱落的现象，所幸该楼下方是绿化草坪，降低了造成人身伤害的风险。该楼共6层，高约19m，在楼前方采用的是玻璃幕墙，后方和两侧均采用了瓷砖为外墙装饰材料。目前该场地已围挡待处理，禁止人员车辆接近。
由于该楼层高不低，导致其实际建筑高度略高，从地面搭建脚手架将整栋大楼包裹工期太长，且并非整面墙的瓷砖需要铲除加固，且影响楼内师生正常的工作学习，存在极大的安全隐患。因此，可采用悬挑式施工吊篮的方法，承载施工人员，做好相应的安全措施，从上往下逐一排查瓷砖的贴合情况。检查时可以使用橡胶锤试探性地轻敲，检查出空鼓、松动、破裂等情况要用醒目的喷漆标记出来，方便后续施工处理。
施工人员将风险瓷砖铲除，清扫裸露出来的混凝土墙面。该楼建成已久，同款瓷砖很难找到，并考虑到避免更多的安全隐患，因此，此次施工不考慮再贴瓷砖，而是采用外墙涂料和环保填充物填充。根据张丰智[2]的处理方法，先填补腻子，在墙面干燥后做磨平处理，再贴上玻纤布，用填充物填充且磨平，最后用外墙涂料或真石漆涂刷。施工结束，按照《建筑工程饰面砖粘结强度检验标准》验收通过后，拆除相应的施工器具和相关围挡，恢复校园正常秩序。
3.2 预防措施
对于正在施工或者即将施工且以瓷砖作为外墙主要装饰材料的建筑，可采用李渊斌[3]提出的关于外墙瓷砖的施工方案。
施工前，对瓷砖的规格、品种质量进行审核使用，加以控制，选用外观完整无裂痕、吸水率较低的瓷砖，并选择技术过硬的施工人员。施工时，瓷砖要浸润足够时间后晾干，并施加一层专用界面剂再投入使用，粘接剂要按照1∶2～1∶2.5的比例配置水泥砂浆，或选用高强度粘接能力的建筑材料，在取样检测强度和安定性试验合格以后到实际施工中使用。科学选用填缝剂，取样合格以后按照相应的技术要求去施工使用。施工结束后，按照《建筑工程饰面粘结强度检验标准》检验施工质量，若不合格，须将不合格区域铲除重新施工。在全部通过验收工程竣工之后，定期检验该墙面目前的质量，如果发现安全隐患可以采取加固补救措施。 4 探讨新型外墙装饰材料
4.1 幕墙
幕墙目前在各种建筑物中使用，支撑结构和面板构成了幕墙体系。幕墙主要起到外墙维护的作用，其完全独立于主体结构，且质量轻、设计灵活巧妙和抗震能力强。幕墙多见于玻璃幕墙，在上海中心大厦、南京紫峰大厦等高层和超高层建筑中，玻璃幕墙往往作为最主要的外墙装饰材料。在低层建筑中也会见到石板、陶瓷板、金属板等与玻璃配合用于幕墙面板。例如，正在施工中的铜陵学院信息综合楼采用石材和玻璃为面板逐行排列与隐框半隐框支承结构结合的幕墙体系，与瓷砖相比，幕墙牢固地固定在支撑体系上，降低了施工难度和掉落的风险，不影响室内采光，在一定程度上减少了玻璃产生的光污染，更有利于对生态环境的保护。
4.2 外墙涂料
外墙涂料包括乳胶漆、弹性涂料、真石漆等，其中，真石漆目前被广泛用于商业小区外墙装饰施工中。真石漆的装饰效果类似于花岗岩和大理石，也被称为液态石，适用于水泥砖墙、泡沫、石膏、玻璃等多重外墙基面，安全无毒且环保，平均70元/m2～150元/m2的施工和原料总价。外墙涂料最主要的是防水能力强、附着能力强，不会像外墙瓷砖年久失修直接脱落。
4.3 鱼尾榫瓷砖
黄振东[4]参考家具与机械之间的结合方法，探索出鱼尾榫瓷砖。这种瓷砖背部加上了鱼尾榫式的凸面结合条，加大了其与粘结层的粘接面积，降低了瓷砖脱落概率。
4.4 新型材料
目前极具代表性的新型外墙材料有EPS（泡沫板）、XPS挤塑板、加入了树脂阻燃剂的酚醛泡沫等，其均具有成本低、保温隔热效果好、质量轻等特点。现阶段限制这类材料广泛使用的主要原因是施工技术尚未达到要求的水平，随着科学技术的进步以及装配式结构的推廣，新型外墙材料有望得到迅速普及。
5 结语
外墙瓷砖脱落主要由收缩徐变、温度、粘结层配比、瓷砖缝及填缝剂质量、瓷砖质量和施工技术六方面原因引起。秉承着“安全第一”的理念，并随着科学技术的进步和人力物力的投入，越来越多绿色环保的新型材料将会出现，建筑外墙将会变得越来越安全可靠。
参考文献
[1] 尹华伟，舒佳建，黄帅，等.混凝土收缩徐变和温度对外墙瓷砖性能及安全性的影响[J].科学技术与工程，2018，18（14）：54-59.
[2] 张丰智.高层建筑外墙瓷砖立面加固施工技术[J].科技经济导刊，2016（20）：44.
[3] 李渊斌.外墙瓷砖脱落的原因与防控措施[J].居业，2020（4）：107，109.
[4] 黄振东.劫后余生有发明——鱼尾榫外墙瓷砖的发明[J].发明与革新，1996（11）：23.