壁體膨拱之誰是誰非?

 "膨拱" 是工地頭痛的問題之一,
樂土建築醫院將常見的發生原因整理出來給大家
參考。只要將整個邏輯了解, 施工時注意這些細
節,預防勝於治療, 才能把問題發生機率降到最低。



首先,
第一個觀念就是建築工程如同大型的勞作,
做勞作時, 紙與紙間的黏結使用漿糊或白膠
就像建築工程, 不同材料間的黏結,
必須使用黏著劑一樣.

建築界的漿糊, 常見的有:
1. 水泥土膏
   = 水泥+ 海菜粉
其中水泥提供黏著性;海菜粉是保濕劑 避免水被
底材吸走,可增加土膏的黏稠度, 但並不會增加黏
著性。通常是泥作師傅自行調製用於水泥砂漿的
黏著,品質良莠不齊。現在也有專業廠商出預拌好
的水泥土膏,品質就很穩定。

 2. 樹脂水泥黏著劑(俗稱益膠泥)
     = 樹脂+水泥+海菜
其中水泥與樹脂提供黏著性, 海菜是保濕劑,
多了樹脂黏著性提高, 並提供了一些柔性,
此類材料是在工廠內精準配比預拌並包裝好,
所以品質均一, 隨著樹脂含量提高, 黏著強度越高,
價格也越高, 一般使用在貼磁磚或是石材的場合,
要求品質的廠商會請泥作工班水泥砂漿的黏著使
用益膠泥。

CNS國家標準針對黏著劑有黏著強度的要求,
例如: CNS 12611 陶質面磚接著劑
根據不同的狀況, 黏著強度至少要 6 kg/cm^2以上
黏著強度試驗中, 需要紀錄拉拔後破壞的位置:
其中有五種可能:
1. 面磚
2. 面磚與接著劑界面
3. 接著劑
4. 底材與接著劑界面

5. 底材

因此, 黏著劑決定底材與面材的黏著,
也是膨拱與否的關鍵。
黏著劑於實驗室按照標準水量施作,
以及理想的底材與面材狀況,
要通過CNS標準其實不難,
通過CNS標準每平方公尺就可以承受
60000kg的拉力,
理應不可能產生膨拱問題!
然而, 工地現場並非理想的環境, 所以狀況百出。

一般牆面剖面結構分為
結構層(沒有黏著性) , 黏著層(提供主要黏著) ,水泥砂漿層(少許黏著性)
        

常見的膨拱通常發生在結構層為混凝土時,
因為混凝土較磚牆吸水率低, 且表面較平滑,
不像磚牆有磚縫, 可以讓後續黏著的材料可
以崁入。膨拱的型態極少發生在結構層本身
以及厚度2.5m以內的水泥砂漿層本身,大都發
生在黏著層與結構層以及水泥砂漿層的界面,
或是黏著層自己破壞。


一. 黏著層與結構層脫層膨拱
   

發生原因:
1.結構層表面有粉屑或是脫模的油漬未清潔乾淨
2.結構層本身吸水率極低或是塗布防水塗料時,
未提高黏著劑等級

       
事先預防:
 1. 結構層表面基本必須做清潔, 更仔細一點可上
界面接著底漆
 2. 當混凝土抗壓強度大於4000psi或是表面塗佈
防水材料時,此時結構層吸水率低, 應儘量避免
使用泥作師傅自行調配的土膏,不然會因為土膏
性能良莠不齊, 提高膨拱的風險;使用益膠泥也必
須按照使用說明的添加水量來攪拌,不然攪拌過
多的水, 無法被結構層吸收, 而產生黏著性下降,
造成膨拱的風險。


二. 黏著層本身破壞膨拱

 

發生原因:
黏著層品質不佳, 多半發生在自製的水泥土膏,
以及缺乏水灰比觀念, 對黏著劑恣意加水的情況。
           
事先預防:
水泥土膏並非不可使用, 但必須了解自己調配的
土膏配比能達到多少的黏著強度, 或是採用專業
廠商調配的水泥土膏,現場必須按照配比以及加
水量來製作,才能避免黏著強度不穩定, 提高膨
拱的風險。




三. 黏著層與水泥砂漿層脫層膨拱

發生原因:
對於黏著劑黏著水泥砂漿層,
要發生膨拱的機會較低
因為水泥砂漿層本身有黏著性,
比起乾固沒黏性的混凝土或是磁磚,
水泥砂漿與土膏或是益膠泥的
結合能力好太多了。
發生膨拱常常是因為黏著劑乾掉,
造成黏著力不足。
         
事先預防:
水泥砂漿一次施作面積不宜過大,
不然黏著劑一次塗布太大面積,
當水泥砂漿層做到最後,
黏著劑快乾了, 就不易黏住,
尤其是水泥砂漿施作厚度較大時, 更需要注意。
                                     


關於結構層為吸水率低材質時,
黏著劑加水配比對黏著性的影響
可以參考以下的實驗影片:

   

 四種狀態的實驗結果:

1. 正常土膏比例:
拉拔力211kg(黏著強度10.76kg/cm^2),
破壞在砂漿
 2. 添加過多水的土膏:
拉拔力138kg(黏著強度7.03kg/cm^2),
破壞在底材面
 3. 正常益膠泥比例:
拉拔力184kg(黏著強度9.36kg/cm^2),
破壞在砂漿
 4. 添加過多水的益膠泥:
拉拔力134kg(黏著強度6.83kg/cm^2),
破壞在底材面

添加過多的水在不吸水的底材上,
因為水無法往下滲透,
接著強度下降近3成, 所以容易造成膨空
這是施工要特別注意的問題
接著劑一定要按照標示水量來做,
不能靠經驗, 不然就會容易發生問題!

在施工實務上, 如同上面影片實驗的結果,
提醒會在結構體全面塗布防水材料,
再來施作水泥砂漿粗批
這樣的設計, 在施工上稍有不慎,
發生膨拱的機率較高,
<數據概念>
每平方公尺厚度1cm水泥砂漿可用20kg乾重計算,
若施作厚度為2.5cm,重量等於一包50kg水泥，
底下材料若不吸水, 黏着劑背不住，砂漿容易因為重力造成向下滑移。

若是習慣用噴漿方式來施作水泥砂漿層的朋友
更要注意,缺乏手抹壓實的力道, 膨拱的現象
更容易發生。
這樣的設計, 除了黏著層與防水層表面脫層外,
也曾見過防水層與結構層脫層的狀況,
每多一個界面, 其實就是多一種風險,
防水層與結構層若接著不好,
外部背負的砂漿層及外飾材重量很大,
就容易脫層膨空了。

     

   
相較之下, 於水泥砂漿層外部全面塗布防水層,
因為水泥砂漿層外部大部分貼磚,
貼磚都會使用益膠泥,黏著劑使用不會太差, 且
外部貼磚負重比水泥砂漿重量輕很多,
發生問題的機率較低。

樂土建築醫院提醒您,
~工程沒有完美,  了解問題關鍵, 預防勝於治療!!~





延伸閱讀:

CNS 382 普通磚規範造成公共工程買不到磚的窘境

http://sanchien.blogspot.com/2018/11/cns-382.html