2.3 耐候性
2.3.1 耐候性表征意义
置于大气环境的外墙外保温系统要受到室外环境的作用，耐候性试验是模拟夏季气候、冬夏交替气候对保温系统影响的试验。它包括模拟夏季气候的热雨循环和冬夏交替气候特征的热冷循环两个过程。
耐候性的意义是，保温系统抵抗热雨循环和热冷循环的作用而不发生有害的系统损伤和保温材料强度损失的能力。所谓有害的系统损伤是指经过耐候性试验后，外观上无可见裂缝，无粉化、空鼓、剥落等现象，更不允许系统有坍陷、开裂和掉落等破坏形式。所谓保温材料强度损失是指经过耐候性试验后保温材料的拉伸强度仍能保持在允许的强度范围内。
2.3.2 耐候性试验方法
图2-5显示了耐候性试验模拟环境的加载过程［7］。热雨循环开始时，在1h内将试样表面温度升至70℃，然后维持在（70±5）℃恒温2h，试验箱的空气相对湿度保持在10%～20%范围内；再连续喷淋水1h，水温控制在（15±5）℃，喷水量1.0～1.5L/（m2·min）；静置干燥2h后进行下一次循环。一个循环周期为6h，进行80次循环，总计需要20d。
图2-5 耐候性试验模拟气候的加载示意图
热雨循环后，试件在空气温度10～30℃、相对湿度不低于50%条件下放置2d，然后进行热冷循环。
热冷循环试验时，1h内将试样表面温度升至50℃，然后维持在（50±5）℃恒温7h，试验箱内空气相对湿度控制在10%～20%范围内；然后在置于温度为（-20±5）℃冷冻箱中保持14h（其中进入冷冻箱中的2h为降温时间）；完成冷冻试验后进入下一次循环。一个冷热循环共进行24h，进行5次循环。
完成热冷循环后，试样在空气温度10～30℃、相对湿度不低于50%条件下放置7d，然后进行外观检查与拉伸粘结强度测定。
耐候性试验考察整个保温性能的系统状况，因此在试验中应尽可能包括实际工程的典型构造。GB/T 29906中试样（图2-6）设置了一个模拟的洞口，可以同时进行三种不同饰面形式和不带饰面的抹面层的多种构造的试验，大大提高了这种高成本试验的效率。
图2-6 耐候性试验的试样示意图［8］
1—饰面一；2—饰面二；3—饰面三；4—抹面层
《建筑外墙外保温防火隔离带技术规程》JGJ 289中规定了系统中带有防火隔离带构造的耐候性试样要求（图2-7），防火隔离带处于洞口的上口。耐候性试验除了对系统进行外观和拉伸粘结强度测定外，还要检查防火隔离带部位及防火隔离带与外墙外保温系统接缝处的外观。
图2-7 带有防火隔离带的耐候性试验试样示意图［9］
1—防火隔离带；2—外墙外保温系统；3—洞口
耐候性试验最终依据外观和拉伸粘结强度测定的结果判定其指标的符合性。GB/T 29906的指标符合要求为：外观无可见裂缝，无粉化、空鼓、剥落现象；拉伸粘结强度≥0.10MPa。JGJ 289的指标符合要求为：外观无可见裂缝，无粉化、空鼓、剥落现象；防护层与保温层拉伸粘结强度≥80kPa。
耐候性试验中的拉伸粘结强度表征的是防护层与保温层之间的粘结力，测试时在试验墙的表面按照拉拔块的尺寸切割至保温层表面，如图2-8所示。这样才能测试得到所需的强度值。GB 50411中的现场测试也要采用这种方式。切割时应尽量减少切割对防护层与保温层扰动，特别注意对防护层中增强玻璃纤维网格布的扰动。图2-9显示了耐候性试验时试样及其切割试验的情形。
图2-8 墙面进行拉伸粘结强度测试试样切割［10］
图2-9 耐候性试验后的试样及其拉伸粘结强度测试
2.3.3 耐候性试验与系统材料性能的关系
耐候性试验是对保温系统进行性能测试，而不直接对保温材料进行性能表征。但是，从耐候性试验中可以看出耐候性对保温材料的要求。
（1）拉伸粘结强度
拉伸粘结强度的测试是将饰面层和防护层切开，切口至保温材料的表层，然后安装拉拔头进行拉拔试验。测试结果的意义是：在一定保温构造系统中，经过耐候性循环后系统的某个构造层或者构造层之间所具有的强度。它包括以下三种情形。
第一，破坏在保温材料内部，测试结果表示保温材料的抗拉强度。但这个抗拉强度并不能完全等同于保温材料产品标准中的垂直于板面方向的抗拉强度。垂直于板面方向的抗拉强度是在保温材料不涉及构造、不涉及与其它材料（胶粘剂、抹面砂浆、锚栓等）连接作用条件下进行的，且在没有耐候性试验循环作用下和试样水平放置的情况下，获得的测试结果。对于一些保温材料，垂直于板面方向的抗拉强度与耐候性测试的拉伸粘结强度可以是相同的。对于一些脆性保温材料，耐候性测试的拉伸粘结强度可能会低于该材料的垂直于板面方向的抗拉强度。
第二，破坏如果发生在饰面层内部，或者抹面砂浆内部，或者粘结砂浆内部，则测试结果表示这些材料的抗拉强度；说明这些构造层材料的强度低于保温材料的强度。这种结果表明这些材料存在一定的问题，因为抹面砂浆和粘结砂浆的拉伸粘结强度要求高于保温材料的垂直于板面方向的抗拉强度。
第三，破坏发生在构造层的界面，包括饰面材料与腻子层的界面、腻子层与防护层的界面、防护层与保温材料的界面、保温材料与粘结材料的界面等。发生在这些界面的破坏意味着界面结合存在问题。界面问题与形成界面的两个材料有关，尤其是两个材料的相容性。相容性问题通常由于两种材料润湿性引起，如亲水材料与憎水材料之间。
（2）裂缝与空鼓
空鼓可能与保温材料的膨胀或者收缩性能有关，即与尺寸稳定性相关。在耐候性这种小尺寸试验的条件下，尺寸稳定性一般不会表现出来，除非尺寸稳定性存在很大问题。在大尺寸的建筑表面，累积性尺寸稳定性可能诱发空鼓。当尺寸收缩时，原来紧密拼接的保温材料之间可能形成缝隙。当尺寸膨胀时，原来紧密拼接的保温材料形成累计的膨胀，当这种膨胀得不到消耗时，会在薄弱的部位凸出，内部则表现为空鼓。对保温系统的裂缝调查发现，防护层诱发开裂的可能性较大。干挂网（网格布紧贴保温材料，而不是置于抹面砂浆的内表面之下）、网格布搭接不到位、网格布强度不足、抹面砂浆质量差等都容易诱发开裂。
（3）粉化
粉化是保温系统最外侧的表现，涂料中的聚合物含量不足，或者组成设计不合理均可以诱发粉化。抹面砂浆在大风天气施工失水太快，造成砂浆养护不足；或者天气过冷，水泥不能充分水化等因素可引起抹面层的粉化。