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EIFS and Stucco

Les systèmes D’isolation et de finition extérieurs (EIFS) sont un système de revêtement relativement nouveau qui combine une finition avec une couche d’isolation extérieure. La finition est composée d’agrégat polymère (organique) collé et de ciment renforcé avec une maille de verre. Le stuc est un revêtement en ciment inorganique (ciment Portland et/ou chaux) lié au sable ou à la terre utilisé depuis des milliers d’années. Bien que ces deux revêtements puissent se ressembler, ils fonctionnent très différemment.,

problèmes

Les FEI sont devenus très populaires dans les années 1980 et ont connu un nombre important de défaillances graves, presque toutes liées à la pénétration de la pluie. Les premiers FEI utilisaient une approche scellée au visage (définie plus tard). Les systèmes d’isolation et de finition extérieurs scellés à la Face sont intrinsèquement défectueux et impropres à l’utilisation comme système de revêtement extérieur lorsque des composants sensibles à l’humidité sont utilisés sans disposition de drainage ou dans des endroits et des assemblages sans séchage adéquat. La plupart des FEI du passé étaient des systèmes scellés par face qui, par définition, n’avaient aucune disposition pour le drainage., Le système typique contient également des matériaux sensibles à l’humidité. Plus précisément, les composants sensibles à l’humidité suivants sont utilisés: panneaux de gypse extérieurs, Panneaux à brins orientés (OSB) ou revêtements en contreplaqué, goujons en métal ou en bois, isolation des cavités en fibre de verre et revêtements intérieurs de panneaux de gypse (Figure 2).
Les EIF drainés sont très différents des systèmes scellés par face en ce que, par définition, ils ont une disposition pour le drainage (Figure 3). Contrairement aux systèmes de barrière parfaite scellés au visage, de tels systèmes peuvent être utilisés avec succès comme système de revêtement extérieur dans pratiquement tous les climats et expositions., Les FEI drainables ne sont pas soumis aux mêmes limitations d’utilisation que les systèmes scellés ou barrières. En fait, les FEI drainables sont parmi les ensembles de contrôle d’humidité les plus robustes et les plus avancés disponibles.,

figure 2: assemblage EIFS scellé par face

effet du climat

dans de nombreuses régions de l’Amérique du Nord, les climats extérieurs et intérieurs offrent un potentiel de séchage limité en raison des humidités relatives élevées tout au long de l’année., C’est particulièrement un problème dans les climats chauds-humides et mixtes-humides. Ce potentiel de séchage limité fournit un séchage inadéquat pour les FEI où des composants sensibles à l’humidité sont utilisés sans disposition pour le drainage. Le séchage vers l’intérieur est essentiellement éliminé par l’installation de pare-vapeur intérieurs ou de finitions intérieures imperméables telles que les revêtements muraux en vinyle.

Les dommages causés par L’humidité sont essentiellement une question de taux. Lorsque le taux de mouillage est supérieur au taux de séchage, une accumulation se produit., Lorsque la quantité d’humidité accumulée dépasse la capacité de stockage d’humidité sûre ou tolérable d’un matériau, une détérioration se produit. Les dommages typiques causés par l’humidité dans un assemblage EIFS sont la détérioration due à la moisissure, aux champignons de décomposition du bois et à la corrosion entraînant une pourriture, une perte de résistance et une décoloration. Les composants principalement touchés sont le revêtement intérieur et extérieur en gypse, les goujons en métal ou en bois et l’isolation de la cavité en fibre de verre. Les lamines EIFS et les produits d’étanchéité sont moins touchés.,

le taux de mouillage d’un ensemble de bâtiment est fonction de l’exposition, de la conception, de la construction et de l’exploitation/entretien. Le taux de séchage d’un bâtiment est fonction des mêmes paramètres.

le principal mécanisme de mouillage des assemblages EIFS est la pluie. Comme tous les systèmes de revêtement, les FEI sont sensibles à la fréquence et à la gravité de la pluie. La quantité de pluie déposée sur une surface détermine le type d’approche nécessaire pour contrôler la pluie. La Figure 4 est une carte des précipitations annuelles pour L’Amérique du Nord., Cette carte définit quatre régions d’exposition aux pluies en fonction des précipitations annuelles sur une surface horizontale: extrême, élevée, modérée et faible. La pluie qui doit être contrôlée par les murs est la pluie sur une surface verticale. La quantité de pluie effectivement déposée sur un mur peut varier considérablement (d’un facteur dix) dans une zone climatique donnée en fonction de la hauteur, de l’exposition, des surplombs et des détails de surface. En bref, le climat et l’architecture définissent la quantité d’exposition à la pluie. Pour toutes les expositions sauf les plus faibles (p. ex.,, le mur d’un bâtiment d’un étage avec un porche enveloppant) face-scellé approché ne peut pas être recommandé.

Photographie 1: les détails architecturaux tels que les surplombs, les balcons et les connexions de garde-corps contribuent à la quantité de pluie déposée dans ou sur un mur.

Figure 4: Carte pluviométrique de L’Amérique du Nord

stratégies de lutte contre la pluie

trois grands types de stratégies de lutte contre la pluie sont disponibles pour les enceintes de bâtiments (Voir aussi BSD-013: lutte contre la pluie dans les bâtiments).,

• Gestion de L’eau:
  • stockage ou réservoir
  • drainé
• barrière parfaite

l’approche du réservoir ou du stockage est traditionnellement utilisée avec des assemblages lourds, massifs et solides de matériaux non sensibles à l’eau tels que la pierre, la brique, la maçonnerie et les structures en béton. L’approche drainée est traditionnellement utilisée avec des constructions légères, creuses et sensibles à l’eau telles que des structures en bois, des murs rideaux et des structures en acier. L’approche de barrière parfaite a été appliquée aux unités construites en usine, aux murs-rideaux et à certains FEI.,

L’approche de stockage suppose qu’une partie de l’eau de pluie passera à travers le système de revêtement dans l’Ensemble mural. En général, cette eau de pluie est stockée dans la masse de l’Ensemble mural jusqu’à séchage par diffusion, capillarité et circulation d’air vers l’extérieur ou l’intérieur. L’approche barrière repose sur des matériaux résistants à l’eau, une capacité de réservoir ou de stockage importante et un équilibre entre les potentiels de mouillage et les potentiels de séchage. Historiquement parlant, il s’agit de la technologie la plus ancienne utilisée pour le contrôle de la pluie.,

L’approche drainée suppose également qu’une partie de l’eau de pluie traversera le revêtement ou la face du mur. Cependant, la majorité de cette eau de pluie est drainé vers l’extérieur. Un plan de drainage est installé derrière le revêtement extérieur pour faciliter ce drainage. Ce plan de drainage nécessite un espace de drainage (entrefer), des solins et des ouvertures de pleurage pour fonctionner. Le drainage de l’espace, qui peut être aussi petit que l’espace entre deux feuilles de papier de construction, permet de pluie l’eau de s’écouler entre le plan de drainage et le revêtement extérieur., Le solin recueille l’eau de vidange et la dirige vers l’extérieur à travers les ouvertures de pleurage. La petite quantité d’eau de pluie qui ne s’écoule pas vers l’extérieur, sèche par diffusion, capillarité et flux d’air vers l’extérieur ou l’intérieur comme dans l’approche de stockage.

l’approche de la barrière parfaite suppose qu’une seule couche contrôlera toute la pénétration de la pluie. Si cette couche est la couche la plus extérieure, l’approche est souvent étiquetée « face scellée. »Si la barrière est placée à l’intérieur de l’ensemble, elle est appelée « barrière dissimulée., »

stuc traditionnel

Les revêtements traditionnels en stuc ont utilisé avec succès les approches de gestion de l’eau, à la fois de stockage et de drainage. Le stuc traditionnel rendu à l’extérieur avec un stuc à base de ciment Portland est un exemple classique et réussi d’approche de stockage pour contrôler la pluie. Une peinture perméable à la vapeur est souvent utilisée sur le rendu du stuc pour réduire l’absorption d’eau de pluie tout en permettant le séchage à l’extérieur. Les finitions intérieures sont généralement perméables à la vapeur et maintenues à l’écart de la surface de maçonnerie intérieure pour favoriser le séchage à l’intérieur., L’eau de pluie qui pénètre par la face en stuc est stockée sans danger dans le mur de maçonnerie jusqu’à ce qu’elle puisse sécher à l’intérieur ou à l’extérieur.

le stuc traditionnel utilisant l’approche drainée (Figure 5) est commun aux murs à ossature de bois ou à montants en acier gainés de contreplaqué ou de plaques de plâtre. Deux couches de papier de construction et de lattes métalliques sont installées de manière bardeau sur le revêtement extérieur. Un stuc à base de ciment Portland est ensuite rendu sur la latte métallique et les papiers de construction. Les papiers de construction absorbent l’eau, gonflent et se froissent., Après l’application, les papiers de construction sèchent, rétrécissent et le stuc rendant des debonds des papiers de construction créant un espace de drainage. L’espace de drainage est relié à des chapes ou des solins pour compléter le système. L’eau qui pénètre par la face en stuc est évacuée vers l’extérieur par le plan de drainage et les chapes ou Solin.

les systèmes traditionnels en stuc reconnaissent les fissures évidentes du stuc. En outre, étant donné que le stuc traditionnel se fissure, les systèmes de stuc traditionnels fuient. Étant donné que les systèmes en stuc traditionnels fuient, les fuites d’eau de pluie doivent être traitées., Cela se fait soit en construisant des assemblages à partir de matériaux résistants à l’eau tels que la maçonnerie et en s’appuyant sur des potentiels de séchage élevés, soit en utilisant des plans de gestion de l’eau, des espaces de drainage et des systèmes de solins.

Figure 5: assemblage de stuc drainé traditionnel

de nombreux autres systèmes de revêtement traditionnels reconnaissent également la fuite évidente des systèmes de revêtement., Fuites de briques, fuites de bardage de bois, fuites de bardage de vinyle, fuites de Pierre, fuites de granit, fuites de stuc, fuites de bardage de panneaux durs, fuites de béton préfabriqué, fuites d’assemblages de murs rideaux – tout fuit. Puisque tout fuit, les assemblages sont construits à partir de matériaux résistants à l’eau ou ils sont drainés. C’est une règle fondamentale de conception et de construction.

Les bâtiments de faible hauteur avec une faible exposition (surplombs, formes simples) construits dans des climats avec peu de pluie (par exemple moins de 20” par an), et beaucoup de capacité de séchage (air sec et soleil) ont longtemps été construits avec peu de souci pour le contrôle de la pluie., Presque tout peut être construit en utilisant n’importe quel type de matériau. Dans ces sites, les murs ne sont pas très mouillés et ils se dessèchent rapidement. Le taux de mouillage est faible tandis que le taux de séchage est élevé – l’accumulation se produit rarement et même les matériaux sensibles à l’humidité peuvent être utilisés dans une approche de stockage, et les murs avec des barrières parfaites défaillantes présentent rarement des problèmes.

la construction traditionnelle reconnaît autre chose qui est également évidente – il n’est pas possible de compter sur une finition parfaite et des matériaux parfaits. Les gens sont imparfaits et les matériaux sont imparfaits., Il y a des limites à ce que l’on peut attendre des individus sur le terrain et il y a des variations dans la qualité des matériaux – des mastics à la qualité du bois, de la densité du revêtement en mousse à la perméabilité de la peinture.

FEI et Joints D’étanchéité scellés à la Face

s’appuyer sur un travail parfait et des matériaux parfaits pour empêcher la pluie, dans un endroit où il pleut, est un défaut fondamental de la logique. C’est contraire à l’expérience historique et à la nature humaine., C’est pourquoi les FEI sont intrinsèquement défectueux et impropres à l’utilisation en tant que systèmes de revêtement extérieur où des composants sensibles à l’humidité sont utilisés sans disposition de drainage ou dans des endroits sans séchage adéquat. Un séchage adéquat se produira dans des endroits à fort potentiel de séchage-des endroits où, essentiellement, il ne pleut pas beaucoup.,

la pénétration de L’eau de pluie se produit principalement au niveau des joints et des pénétrations: entre la lame EIFS et les fenêtres, à travers les éléments de balcon, à travers les garde-corps, à travers les fenêtres, à travers les portes coulissantes, à travers les pénétrations de service, à travers les interfaces avec d’autres revêtements, et à travers L’eau peut même pénétrer à travers de grandes fissures dans la lame elle-même. Que l’eau de pluie pénètre ne devrait pas être une surprise car, à toutes fins pratiques, la pénétration de l’eau de pluie au-delà du visage est impossible à empêcher de manière fiable partout à travers le revêtement.,

les systèmes perfect barrier EIFS scellés à la Face sont fondamentalement défectueux car ils reposent sur un matériau d’étanchéité parfait installé de manière parfaite sur des substrats parfaitement préparés. Il peut être possible d’installer le mastic dans un joint parfaitement-si les surfaces sont propres, sèches, sans poussière et que le mastic, la tige de support et l’espace appropriés sont fournis. Supposons également le beau temps, pas trop froid, pas trop chaud, ne pleut pas et l’installateur est bien formé et motivé par la qualité et non la vitesse. Mais que diriez-vous d’installer le mastic parfaitement dans 10 joints?,

est-il possible pour un technicien d’installer parfaitement le mastic dans 10 joints d’affilée? Supposons des articulations parfaitement préparées: des articulations qui sont « backwrapped” correctement, avec l’écart correct. C’est probablement possible – un technicien consciencieux, correctement formé et supervisé pourrait faire 10 articulations parfaites d’affilée.

maintenant, Que diriez – vous de 100 joints? Rappelons que les joints doivent être parfaitement préparés et que cette préparation dépend d’autres corps de métier et techniciens: l’entrepreneur en installation de fenêtres et le technicien en application de mousse et de Lamine., Je pense que la plupart des gens rationnels auraient un problème avec 100 articulations parfaites. Mais l’exigence de 100 joints parfaits n’est rien – une goutte dans le seau pour ce qui est nécessaire. Que diriez – vous de 1 000 joints parfaits? Ou 10 000 joints parfaits? Maintenant, nous devenons juste un peu scandaleux. Pourtant, c’est ce qui est exigé des FEI construits avec des composants sensibles à l’humidité sans prévoir de drainage ou de séchage adéquat.

Mais sur le sujet des articulations, nous ne faisons que commencer. Comment avez-vous sélectionné le produit d’étanchéité?, Eh bien, le matériau doit adhérer à la lame, doit être résistant à la lumière ultraviolette; la force de liaison de la couche de base à l’isolation rigide (EPS) doit être supérieure à la liaison du mastic; et le matériau doit également être abordable. Est ce que ce genre de produit d’étanchéité existent? Certains sont proches de répondre à ces exigences, mais ils ne sont pas souvent utilisés. Oh, au fait, toutes les fenêtres fuient. Ainsi, même si l’on réalise l’impossible, l’eau pénétrera derrière le scellant parfait lors des pénétrations, et sera donc emprisonnée dans l’assemblage.

combien de temps cette articulation devrait-elle durer?, Comment pouvez-vous dire lorsque le mastic dans le joint doit être remplacé ou comment pouvez-vous dire lorsque le joint doit être réhabilitée? Comment remplacez-vous le mastic dans les joints? Comment préparez-vous les surfaces à prendre un nouveau mastic? Si vous essayez de broyer les surfaces propres, vous risquez d’endommager le renfort. Vous pensez que l’installation du mastic parfaitement la première fois a été difficile-que diriez-vous après que le bâtiment a vieilli une décennie? Maintenant ce qui? Ce qui est en effet.,

c’est le nouveau millénaire et les arguments autour de ces questions continuent de faire rage – aucun consensus n’existe au sein de l’industrie des Fei – le consensus n’existe certainement pas parmi les consultants engagés dans la réhabilitation des bâtiments revêtus de Fei.

tout système qui repose sur des joints parfaits, scellés parfaitement, avec des fenêtres parfaites est fondamentalement, intrinsèquement défectueux. Le système, s’il est construit avec des matériaux sensibles à l’humidité dans un climat où il pleut et a une forte humidité, est destiné à des problèmes.,

fissuration

fissures traditionnelles du stuc dues au retrait du séchage ou aux contraintes hygriques, à la fragilisation due au vieillissement et au mouvement du bâtiment. EIFS laminas font la même chose pour essentiellement les mêmes raisons. Il n’est pas possible d’empêcher le stuc traditionnel de se fissurer. Il en va de même pour les EIFS laminas. Dans les deux cas, la taille des fissures est contrôlée à des niveaux gérables.

Si le retrait par séchage ou les contraintes hygriques et thermiques n’étaient pas un problème dans les lamines EIFS, le renforcement des mailles ne serait pas nécessaire., La fonction du renforcement des mailles est de répartir les contraintes hygriques dans toute la lame plutôt que de permettre un soulagement des contraintes à un seul endroit, comme une grande fissure. Dans le sens le plus fondamental, une fissure est un soulagement du stress. Lorsque la fissuration commence à se produire, une fonction supplémentaire du renforcement des mailles est de favoriser la micro-fissuration – de nombreuses fissures minuscules plutôt que moins de fissures plus grandes, et de limiter la propagation des fissures – des fissures courtes plutôt que longues., Plus de renforcement de maille fournit une distribution plus efficace des contraintes hygriques, favorise efficacement la micro-fissuration et limite la propagation des fissures.

malheureusement, l’utilisation de treillis en fibre de verre dans un environnement alcalin entraîne la détérioration du treillis en fibre de verre. Pour compenser cela, la maille est enduite de plastique et l’environnement alcalin est tamponné chimiquement. Cependant, une exposition prolongée de la lame à l’humidité entraîne éventuellement une perte de résistance du treillis en fibre de verre. Ce mécanisme de détérioration ne peut être que ralenti, pas arrêté ou empêché., Il n’y a pas de solution connue à ce problème. Pour compenser davantage ce problème, un renforcement plus important et un renforcement plus épais sont utilisés. La logique étant: si ça va s’affaiblir, rendez-le plus fort que ce dont vous avez besoin initialement, de sorte que plus tard, il sera toujours assez fort. Le défaut de cette logique est la définition de  » plus tard.” Ne plus tard 1 an, 3 ans, 5 ans, 10 ans, 25 ans ou 50 ans? « Plus tard » dépend également de l’exposition. Dix ans à Las Vegas est très différent de 10 ans à Columbia, SC.,

malheureusement, plus de renforcement de maille conduit à une lame plus épaisse, ce qui diminue l’élasticité du système. Pour compenser ce problème, l’élasticité du système est augmentée en augmentant la teneur en acrylique. Cependant, à mesure que la teneur en acrylique augmente, la perméabilité de la lame diminue tandis que la sensibilité de la lame à la lumière ultraviolette (rayonnement solaire) augmente. Une diminution de la perméabilité, bien sûr, conduit à une réduction de séchage à l’extérieur.,

l’exposition à la lumière ultraviolette entraîne une fragilisation et une diminution de l’élasticité du système. La teneur en acrylique interfère également avec l’hydratation et rend la lame plus sensible à la carbonatation – une réaction avec le dioxyde de carbone atmosphérique – qui entraîne une fragilisation et une diminution de l’élasticité.

en bref, à mesure que le système vieillit, la lame devient plus fragile et sujette à la fissuration. Certaines lamines EIFS craquent plus tôt que d’autres, mais elles finissent toutes par craquer. Les fissures sont dues aux contraintes hygriques et thermiques, à la fragilisation due au vieillissement et au mouvement du bâtiment., Les fissures dans les lamines EIFS sont souvent trouvées initialement au niveau des révélations et des ouvertures de fenêtre. Les contraintes hygriques et les contraintes de mouvement du bâtiment se concentrent généralement à des endroits où il y a un changement d’Épaisseur, un changement de direction ou à une terminaison telle qu’une ouverture.

mouvements

La prise en compte des contraintes hygriques et de la fragilisation due au vieillissement est une chose., Construire le mouvement est une question tout à fait différente – et plus grave. Tous les bâtiments bougent. Les bâtiments grands et grands se déplacent plus que les bâtiments courts et petits. Puisque tous les bâtiments bougent, des joints de contrôle sont nécessaires. Si les joints de contrôle ne sont pas fournis, le bâtiment fournit le sien sous forme de fissures.

la charpente en bois se rétrécit dans le sens du grain croisé pendant le séchage de l’humidité initiale de la construction, et continue de se dilater et de se contracter en réponse aux changements de l’humidité relative locale., Le grain croisé est souvent concentré aux solives de jante, aux plats supérieurs et inférieurs, et autour de la charpente lourde aux ouvertures. Si le FEI est adhéré à un bâtiment à ossature de bois, ces mouvements doivent être anticipés et pris en compte. Le retrait typique est de l’ordre de 1/2″ à 3/4” par étage près de la solive de jante.

Les bâtiments à ossature D’acier connaissent la plupart des mouvements sur les poutres à longue portée., De nombreux ingénieurs conçoivent des poutres qui permettent une déviation de 1 / 360e de portée: c’est-à-dire qu’une poutre en acier de 30 pieds devrait dévier jusqu’à 1” à mi-envergure.

Les bâtiments à ossature de béton de grande hauteur sont soumis à un raccourcissement de la charpente en raison du mécanisme de fluage du béton, une caractéristique fondamentale du béton soumis à une charge prolongée. Le poids d’un grand bâtiment en béton entraîne le raccourcissement des colonnes par gonflement. Afin de prendre cela en compte, des joints de contrôle sont généralement fournis par le système de revêtement à chaque étage.,

résumé

Les FEI peuvent fournir un revêtement attrayant léger et économe en énergie pour un bâtiment. Cependant, l’expérience a clairement montré que l’eau de pluie doit être gérée, et les approches de barrière parfaite scellée au visage (dépendance aux produits d’étanchéité exposés) ne peuvent pas fournir un contrôle ou une durabilité acceptable de la pluie. Pour permettre le séchage de l’humidité accidentelle, de tels assemblages ne doivent pas non plus contenir de pare-vapeur intérieurs ou de finitions intérieures imperméables., Une exception importante à cette dernière exigence est lorsque le plan de drainage est également une membrane pare-air imperméable à la vapeur et que les cavités d’encadrement intérieur ne sont pas isolées (Figure 6).

Figure 6: Vidangeable SIFE de l’assemblée de la membrane