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昆明水泥製品廠,纖維水泥板幕牆設計中的問題探討

來源:http://www.tzdongtian.com/news/86.html       發布時間:2018-09-19

纖維水泥板作為一種新型的建築和工業用板材,因其具有低密度、高強度、低導熱係數、優良的耐候性等性能,尤其是具有質樸的清水混凝土的外觀效果,在建築外立麵中的應用越來越受到業主和設計師的關注。纖維水泥板屬於A級不燃材料,常規幅麵尺寸有兩種:1200mm×2400mm,1220mm×2440mm,厚度4mm~30mm。

1 幕牆用纖維水泥板材

根據建材行業標準JC/T 412.1—2006,無石棉纖維水泥平板是以非石棉類纖維作為增強材料,以水泥或水泥中添加矽質、鈣質材料代替部分水泥為膠凝材料,經成型、蒸汽或高壓、蒸汽養護製成。其主要物理性能指標——濕漲率,蒸汽養護製品是≤0.50%,壓蒸養護製品是≤0.25%;吸水率中密度板≤40%,高密度板≤28%[3]。

建築產品選用技術(建築裝修)(2009版)進一步指出,壓蒸養護的高密度板吸水率低,強度高,抗滲性及抗凍性好,濕漲率、幹縮率低,可用於外牆麵板,但吸水率應≤20%,且做六麵封邊防水處理。蒸汽養護製品幹縮值、濕漲率均大,不宜用於牆體[4]。如選用則必須用聚合物水泥嵌縫材料,且隻能作壁布(紙)或彈性塗料飾麵,即作為基板使用。

建工行業標準《外牆用非承重纖維增強水泥板》JG/T 396 -2012規定用於外牆的纖維水泥板表觀密度D>1.2(g/cm3)、吸水率<22 %,強度等級按飽水狀態抗折強度分為I~IV級(7、23、18、24MPa)[2]。

考慮到幕牆的安全性,JGJ 336-2016《人造板材幕牆工程技術規範》規定幕牆用纖維水泥板應采用符合現行行業標準《外牆用非承重纖維增強水泥板》JG/T396規定的外牆用塗裝板,在未經表麵防水處理和塗裝處理狀態下,板材的表觀密度D不宜小於1.5g/cm3, 吸水率不應大於20%,強度等級不宜低於Ⅲ級(飽水狀態抗折強度不宜小於18MPa)。其塗層的質量要求應符合《外牆用非承重纖維增強水泥板》JG/T 396-2012附錄A的規定[1]。

1.1 濕脹率和吸水率

牆體板材濕脹率高,板材受潮會吸濕膨脹,幹燥收縮顯著,會引起牆體變形,更有甚者會導致整個牆麵開裂。而吸水率高,材料將更容易受到潮氣的侵蝕,在接縫處理時,接縫材料中的水分被板材迅速吸收,從而影響最終接縫強度,潮濕時節極易開裂。

由於沒有經防水處理的板材吸水率較高,所以不能簡單像JC/T 396-2012的規定“當相對濕度從30%~90%變化時,試件長度的變化率”(即濕度變形),需考慮吸飽和水的極端狀態的板材變化率(即濕脹率)。[6]

壓蒸養護製品濕脹率≤0.25%,在板材應用長度2440mm時的濕脹長度最大是6.1mm;而在實際工程中,非透明幕牆的板縫寬度一般為8mm~16mm。考慮施工誤差、地震預留和溫度變形的作用,很難滿足幕牆工程要求。因此設計中需對幕牆用纖維水泥板分格大小及濕脹率進行限製。

纖維水泥板吸水率較高,板吸水後背麵的水分長期存在,並且由於冷凝水的出現,使封閉式幕牆係統對基牆以及幕牆龍骨等零配件的抗腐蝕要求大大提高,而国产在线视频的板材即使做過防水塗層,也很難做到像玻璃、金屬板材、石材那樣保持長期表麵防水效果,所以應優先考慮采用開放式,如環境適合並對板材做好防護處理也可采用封閉式。

嚴寒地區和寒冷地區,秋冬兩季溫差大,如有積存的雨雪水汽,則存在白天融化,晚上結冰的現象,為了防止板縫中的積水結冰體積膨脹致使脆性材料麵板破損,宜采用封閉式板縫,並宜優先采用注膠封閉式板縫。如采用開放式人造板材幕牆,應充分考慮防止積水、積冰的凍脹對幕牆的損壞[1]。

1.2 防水處理

纖維水泥板屬於容易吸收水分的多孔材料,在低溫下,基體內吸收的水分會結冰降低材料的性能,應根據工程所在地的氣候條件對建築的影響,按照相應的現行產品標準,進行抗凍性試驗或抗氣候激變試驗,使用前需做好六麵防水處理。

考慮到環保的要求,六麵防水處理應盡量采用耐久性好的無機防水材料,並且盡量采取浸泡的工藝方式進行處理,而且必須根據所選的防水材料實際效果來決定浸泡的時間;如果在配方中加入憎水劑,那就必須解決憎水劑給板材生產中帶來的生產工藝的影響。但是,防水處理無論采用哪種防水材料,其耐久性都不高,因此在建築使用過程中必須進行定期維護,重新做防水處理,這在工程中往往不現實。

2 耐候密封膠的選擇

對於打膠密封的纖維水泥板幕牆,應選用符合國家標準《石材用建築密封膠》GB/T 23261-2009性能要求的密封膠,該標準的規範性附錄A“石材用建築密封膠與接觸材料的汙染性試驗方法”適用於所有彈性密封膠和任何多孔性基材,使用中應根據不同的麵板材料選用合適的密封膠材料,並應通過密封膠與接觸材料的汙染性試驗。[1]

纖維水泥板既可選用矽酮密封膠,也可采用聚氨酯類密封膠。矽酮密封膠固化時不起泡,能與混凝土牢固黏結,主要是其耐候性、耐酸堿性好,耐濕熱、耐老化,變形能力強,且當膠層厚時完全固化很困難,易產生油狀滲析物;聚氨酯粘接強度高,耐酸堿,耐候性一般,其固化產生氣泡甚至裂紋,另外,其固化速度較慢,表麵容易發黏,不能長期耐濕熱和耐老化。在設計過程中,應根據具體工程所處位置及環境綜合考慮,合理選用。

石材幕牆分格一般較小,因此石材幕牆用矽酮耐候密封膠位移能力25級一般能滿足要求,而打膠密封的纖維水泥板幕牆往往分格較大,需選用位移能力等級較高的纖維水泥板專用耐候密封膠。

3 支承連接

纖維水泥板的強度較低並具有一定的脆性,宜采用穿透支承連接或背栓支承連接,也可采用通長掛件連接。穿透連接的基板厚度不應小於8mm,背栓連接的基板厚度不應小於12mm,通長掛件連接的基板厚度不應小於15mm。對於背栓連接的纖維水泥板幕牆,背栓選用316材質不鏽鋼。[1]

按照其安裝的方式,可將背栓分為敲擊式背栓,旋進式背栓,防鬆背栓。防鬆背栓、旋進式背栓為電動式安裝,敲擊背栓為手動敲擊安裝方式。敲擊式背栓主要弊端為板材破損率高,旋進式背栓主要弊端為對開孔要求高,施工難度較大,防鬆背栓目前運用極少,有待驗證。三者各有優劣,均能滿足設計要求,可根據工程特點選擇適合具體工程情況的背栓。

4 結構

按照在國家標準《建築抗震設計規範》GB 50011中的規定,當地震作用與風荷載同時考慮時,風的組合值係數取為0.2。JGJ336與抗規保持一直,與目前使用的JGJ133和JGJ102有所不同。

5 防火

纖維水泥板為A級不燃材料

纖維水泥板主要應用在非專業防火領域,因此對熱收縮率未作要求。當用於防火時,可以選擇符合JC/T 564.1-2008無石棉矽酸鈣板標準的產品。

結語

由於纖維水泥板材料本身的特點,筆者目前不推薦在後方不設基層牆體的幕牆工程使用,可用於防水和對變形要求低的建築中。當然,隨著產品工藝及配方的改進、防水材料及建築密封膠的發展、建築設計水平的提高,筆者相信將會看到越來越多的纖維水泥板幕牆作品。

纖維水泥板幕牆設計中的問題探討

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