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昆明水泥制品厂,纤维水泥板幕墙设计中的问题探讨

来源:/news/86.html       发布时间:2018-09-19

纤维水泥板作为一种新型的建筑和工业用板材,因其具有低密度、高强度、低导热系数、优良的耐候性等性能,尤其是具有质朴的清水混凝土的外观效果,在建筑外立面中的应用越来越受到业主和设计师的关注。纤维水泥板属于A级不燃材料,常规幅面尺寸有两种:1200mm×2400mm,1220mm×2440mm,厚度4mm~30mm。

1 幕墙用纤维水泥板材

根据建材行业标准JC/T 412.1—2006,无石棉纤维水泥平板是以非石棉类纤维作为增强材料,以水泥或水泥中添加硅质、钙质材料代替部分水泥为胶凝材料,经成型、蒸汽或高压、蒸汽养护制成。其主要物理性能指标——湿涨率,蒸汽养护制品是≤0.50%,压蒸养护制品是≤0.25%;吸水率中密度板≤40%,高密度板≤28%[3]。

建筑产品选用技术(建筑装修)(2009版)进一步指出,压蒸养护的高密度板吸水率低,强度高,抗渗性及抗冻性好,湿涨率、干缩率低,可用于外墙面板,但吸水率应≤20%,且做六面封边防水处理。蒸汽养护制品干缩值、湿涨率均大,不宜用于墙体[4]。如选用则必须用聚合物水泥嵌缝材料,且只能作壁布(纸)或弹性涂料饰面,即作为基板使用。

建工行业标准《外墙用非承重纤维增强水泥板》JG/T 396 -2012规定用于外墙的纤维水泥板表观密度D>1.2(g/cm3)、吸水率<22 %,强度等级按饱水状态抗折强度分为I~IV级(7、23、18、24MPa)[2]。

考虑到幕墙的安全性,JGJ 336-2016《人造板材幕墙工程技术规范》规定幕墙用纤维水泥板应采用符合现行行业标准《外墙用非承重纤维增强水泥板》JG/T396规定的外墙用涂装板,在未经表面防水处理和涂装处理状态下,板材的表观密度D不宜小于1.5g/cm3, 吸水率不应大于20%,强度等级不宜低于Ⅲ级(饱水状态抗折强度不宜小于18MPa)。其涂层的质量要求应符合《外墙用非承重纤维增强水泥板》JG/T 396-2012附录A的规定[1]。

1.1 湿胀率和吸水率

墙体板材湿胀率高,板材受潮会吸湿膨胀,干燥收缩显著,会引起墙体变形,更有甚者会导致整个墙面开裂。而吸水率高,材料将更容易受到潮气的侵蚀,在接缝处理时,接缝材料中的水分被板材迅速吸收,从而影响最终接缝强度,潮湿时节极易开裂。

由于没有经防水处理的板材吸水率较高,所以不能简单像JC/T 396-2012的规定“当相对湿度从30%~90%变化时,试件长度的变化率”(即湿度变形),需考虑吸饱和水的极端状态的板材变化率(即湿胀率)。[6]

压蒸养护制品湿胀率≤0.25%,在板材应用长度2440mm时的湿胀长度最大是6.1mm;而在实际工程中,非透明幕墙的板缝宽度一般为8mm~16mm。考虑施工误差、地震预留和温度变形的作用,很难满足幕墙工程要求。因此设计中需对幕墙用纤维水泥板分格大小及湿胀率进行限制。

纤维水泥板吸水率较高,板吸水后背面的水分长期存在,并且由于冷凝水的出现,使封闭式幕墙系统对基墙以及幕墙龙骨等零配件的抗腐蚀要求大大提高,而我们的板材即使做过防水涂层,也很难做到像玻璃、金属板材、石材那样保持长期表面防水效果,所以应优先考虑采用开放式,如环境适合并对板材做好防护处理也可采用封闭式。

严寒地区和寒冷地区,秋冬两季温差大,如有积存的雨雪水汽,则存在白天融化,晚上结冰的现象,为了防止板缝中的积水结冰体积膨胀致使脆性材料面板破损,宜采用封闭式板缝,并宜优先采用注胶封闭式板缝。如采用开放式人造板材幕墙,应充分考虑防止积水、积冰的冻胀对幕墙的损坏[1]。

1.2 防水处理

纤维水泥板属于容易吸收水分的多孔材料,在低温下,基体内吸收的水分会结冰降低材料的性能,应根据工程所在地的气候条件对建筑的影响,按照相应的现行产品标准,进行抗冻性试验或抗气候激变试验,使用前需做好六面防水处理。

考虑到环保的要求,六面防水处理应尽量采用耐久性好的无机防水材料,并且尽量采取浸泡的工艺方式进行处理,而且必须根据所选的防水材料实际效果来决定浸泡的时间;如果在配方中加入憎水剂,那就必须解决憎水剂给板材生产中带来的生产工艺的影响。但是,防水处理无论采用哪种防水材料,其耐久性都不高,因此在建筑使用过程中必须进行定期维护,重新做防水处理,这在工程中往往不现实。

2 耐候密封胶的选择

对于打胶密封的纤维水泥板幕墙,应选用符合国家标准《石材用建筑密封胶》GB/T 23261-2009性能要求的密封胶,该标准的规范性附录A“石材用建筑密封胶与接触材料的污染性试验方法”适用于所有弹性密封胶和任何多孔性基材,使用中应根据不同的面板材料选用合适的密封胶材料,并应通过密封胶与接触材料的污染性试验。[1]

纤维水泥板既可选用硅酮密封胶,也可采用聚氨酯类密封胶。硅酮密封胶固化时不起泡,能与混凝土牢固黏结,主要是其耐候性、耐酸碱性好,耐湿热、耐老化,变形能力强,且当胶层厚时完全固化很困难,易产生油状渗析物;聚氨酯粘接强度高,耐酸碱,耐候性一般,其固化产生气泡甚至裂纹,另外,其固化速度较慢,表面容易发黏,不能长期耐湿热和耐老化。在设计过程中,应根据具体工程所处位置及环境综合考虑,合理选用。

石材幕墙分格一般较小,因此石材幕墙用硅酮耐候密封胶位移能力25级一般能满足要求,而打胶密封的纤维水泥板幕墙往往分格较大,需选用位移能力等级较高的纤维水泥板专用耐候密封胶。

3 支承连接

纤维水泥板的强度较低并具有一定的脆性,宜采用穿透支承连接或背栓支承连接,也可采用通长挂件连接。穿透连接的基板厚度不应小于8mm,背栓连接的基板厚度不应小于12mm,通长挂件连接的基板厚度不应小于15mm。对于背栓连接的纤维水泥板幕墙,背栓选用316材质不锈钢。[1]

按照其安装的方式,可将背栓分为敲击式背栓,旋进式背栓,防松背栓。防松背栓、旋进式背栓为电动式安装,敲击背栓为手动敲击安装方式。敲击式背栓主要弊端为板材破损率高,旋进式背栓主要弊端为对开孔要求高,施工难度较大,防松背栓目前运用极少,有待验证。三者各有优劣,均能满足设计要求,可根据工程特点选择适合具体工程情况的背栓。

4 结构

按照在国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011中的规定,当地震作用与风荷载同时考虑时,风的组合值系数取为0.2。JGJ336与抗规保持一直,与目前使用的JGJ133和JGJ102有所不同。

5 防火

纤维水泥板为A级不燃材料

纤维水泥板主要应用在非专业防火领域,因此对热收缩率未作要求。当用于防火时,可以选择符合JC/T 564.1-2008无石棉硅酸钙板标准的产品。

结语

由于纤维水泥板材料本身的特点,笔者目前不推荐在后方不设基层墙体的幕墙工程使用,可用于防水和对变形要求低的建筑中。当然,随着产品工艺及配方的改进、防水材料及建筑密封胶的发展、建筑设计水平的提高,笔者相信将会看到越来越多的纤维水泥板幕墙作品。

纤维水泥板幕墙设计中的问题探讨

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