無機保溫裝飾復(fù)合板的連接方法要這樣做
無機保溫裝飾復(fù)合板,具有優(yōu)良防火性能,保溫和裝飾一體化構(gòu)造有利于材料的工業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化,適用于新建建筑和建筑改造。目前,無機保溫裝飾復(fù)合板保溫材料主要有巖棉板和膨脹珍珠巖板。巖棉復(fù)合板以垂直纖維巖棉板為保溫芯材,與帶飾面層的硅酸鈣板面板及硅酸鈣板底板復(fù)合而成。膨脹珍珠巖保溫板采用膨脹珍珠巖、硅灰,拌和耐候耐水高強膠粘劑、憎水劑經(jīng)壓制成型后微波干燥而成。材料連接問題關(guān)系到基本安全,也是無機保溫裝飾復(fù)合板技術(shù)普及過程中,大家較為關(guān)注的一個問題。
01復(fù)合板內(nèi)部構(gòu)件連接
膨脹珍珠巖復(fù)合板在保溫層上澆筑6~8?mm厚的聚合物水泥漿料,中間夾玻纖網(wǎng),保溫層內(nèi)部與聚合物水泥漿料保護層材料粘結(jié)強度高,根據(jù)工程實踐,尚未發(fā)現(xiàn)保護層與保溫層連接問題。巖棉保溫裝飾復(fù)合板中巖棉相對其他保溫材料存在吸水率較高的問題,如外墻出現(xiàn)滲漏,經(jīng)過凍融會出現(xiàn)與裝飾面板和底襯板脫離的現(xiàn)象。
巖棉復(fù)合板和膨脹珍珠巖復(fù)合板構(gòu)造如圖1,2所示。
圖1所示巖棉復(fù)合板構(gòu)造如下。
(1)基層:混凝土墻與砌體墻;(2)找平層:1∶3水泥砂漿找平層;(3)托件;(4)粘結(jié)層:粘結(jié)劑;(5)保溫裝飾層:巖棉保溫裝飾復(fù)合板;(6)錨固件:扣件、螺釘;(7)板縫:彈性背襯材料填充+硅酮密封膠。
圖2所示膨脹珍珠巖復(fù)合板構(gòu)造如下。
(1)基層:混凝土墻與砌體墻;(2)找平層:1∶3水泥砂漿找平層;(3)托件;
(4)粘結(jié)層:粘結(jié)劑;(5)保溫裝飾層:膨脹珍珠巖保溫裝飾板;(6)錨固件:固定件;(7)板縫:彈性背襯材料填充+硅酮密封膠。
為解決巖棉復(fù)合板內(nèi)部連接可能出現(xiàn)的問題,應(yīng)采取方法如下。
首先,選用的粘結(jié)劑和操作工藝應(yīng)保證巖棉與面板在使用期限內(nèi)的有效結(jié)合。
其次,考慮到縱向纖維巖棉條保溫材料的自身性能和力學(xué)特點,當(dāng)保溫層超過一定的厚度時,不同密度的纖維棉條最大厚度應(yīng)有所限制。
最后,為了提高巖棉保溫裝飾復(fù)合板的整體力學(xué)性能,可以在硅酸鈣板面板與底板間按一定間距設(shè)置硅酸鈣板加強肋,加強肋分別與面板,底板粘結(jié)牢固。
另外,構(gòu)造上也可進行改良,如加強裝飾面板和底襯板聯(lián)系,將裝飾面板和底襯板通過機械連接方式形成穩(wěn)固的夾層,并在夾層內(nèi)植入巖棉板材料。這種做法能較好地解決極端條件下,巖棉板與板材連接問題(圖3)。
02復(fù)合板之間的連接
外墻外保溫系統(tǒng)應(yīng)具有一定的變形能力,以適應(yīng)主體結(jié)構(gòu)的位移。無機保溫裝飾復(fù)合板連接部位通常由彈性背襯材料填充和硅酮密封膠嵌縫,柔韌性接縫具有適應(yīng)位移的能力,與薄抹灰系統(tǒng)相比,可通過自身的形變消除板之間形變差異,避免外墻位移產(chǎn)生的破壞。每塊復(fù)合板像魚鱗一樣獨立地釋放作用力,不致由于地震作用或熱脹冷縮現(xiàn)象發(fā)生變形而脫落,復(fù)合板類似變形縫的構(gòu)造能較好的適應(yīng)各種變形。
03復(fù)合板與墻體的連接
無機保溫裝飾復(fù)合板系統(tǒng)與基層之間的連接方式主要有兩種粘錨系統(tǒng)。
(1)普通型
由錨栓和托件組成,錨板采用鋁合金或熱鍍鋅薄鋼板。
(2)加強型
由金屬方管龍骨、螺釘、錨板組成。復(fù)合板粘錨系統(tǒng)以粘為主,以錨為輔。粘貼方式主要有滿粘法、點粘法、條粘法、點框粘法。
自重引起的剪切安全性是連接安全的一部分,目前國內(nèi)外無安全系數(shù)計算與設(shè)計規(guī)定。德國規(guī)定自重大于10?kg/m²的體系必須采用粘錨系統(tǒng),無機保溫裝飾復(fù)合板自重一般控制在20~30?kg/m²,均采用附加錨栓,保證剪切安全性。
風(fēng)荷載問題是建筑外墻外保溫系統(tǒng)構(gòu)造設(shè)計要考慮的另一個主要問題。關(guān)于風(fēng)荷載對建筑外墻外保溫系統(tǒng)的影響,是在實踐過程中逐漸地被認(rèn)知。JGJ144—2008《外墻外保溫工程技術(shù)規(guī)程》規(guī)定了建筑外墻外保溫系統(tǒng)抗風(fēng)荷載性能試驗方法。風(fēng)荷載作用通常隨著建筑物的高度增加而增加,高層建筑要重視風(fēng)荷載對無機保溫裝飾復(fù)合板系統(tǒng)安全的影響。正負(fù)風(fēng)壓力對有空腔構(gòu)造的外保溫系統(tǒng)會有破壞作用(按建筑設(shè)計防火規(guī)范解釋,無機復(fù)合板基層墻體、裝飾層之間屬無空腔構(gòu)造,實際基層墻體與復(fù)合板粘結(jié)砂漿之間存在5mm厚局部空腔)。正風(fēng)壓力作用于外保溫系統(tǒng)上會使復(fù)合板彎曲變形,擠壓復(fù)合板與粘結(jié)砂漿的粘結(jié)點。負(fù)風(fēng)壓力對外保溫系統(tǒng)有由空腔向外保溫系統(tǒng)的推力,當(dāng)負(fù)風(fēng)壓大于粘結(jié)砂漿與基層、粘結(jié)砂漿與復(fù)合板粘結(jié)力時,粘結(jié)砂漿就會出現(xiàn)粘結(jié)失效問題。
外墻外保溫系統(tǒng)的風(fēng)壓計算公式根據(jù)GB50009—2012《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》圍護結(jié)構(gòu)的風(fēng)壓為:
ωk=βgz?μsl?μzω0
式中:βgz為高度Z處的陣風(fēng)系數(shù);μsl為風(fēng)荷載局部體型系數(shù);μz 為風(fēng)壓高度變化系數(shù);ω0為基本風(fēng)壓。
局部風(fēng)壓體型系數(shù)的具體取值涉及比較復(fù)雜,具體準(zhǔn)確確定需由風(fēng)洞試驗測定,一般依據(jù)GB 50009—2012《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》取值。以我國南方近海面一棟高度100?m建筑為例估算,地面粗糙度為A類,陣風(fēng)系數(shù)為βgz=1.46,風(fēng)荷載局部體型系數(shù)μsl=–2.0(檐口、變棱處等),風(fēng)壓高度變化系數(shù)μz=2.23,百年一遇的基本風(fēng)壓值ω0=2.3?kN/m²(國內(nèi)最大值),代入式得到負(fù)風(fēng)壓為:ωk=14.977?kN/m²。復(fù)合板粘結(jié)有效面積如提高到80%,按JG/T?287—2013《保溫裝飾外墻外保溫系統(tǒng)材料》粘結(jié)砂漿拉伸粘結(jié)強度與保溫裝飾板大于0.1?MPa計算,單位面積上所需破壞力為F=80kN/m²,此系統(tǒng)的抗負(fù)風(fēng)壓力的安全系數(shù)為:S1=F/ωk=5.34。
計算可知,滿足材料標(biāo)準(zhǔn)和施工要求的無機復(fù)合板,在極端不利條件下,通過增加粘貼面積,其抗風(fēng)壓安全性可以滿足安全系數(shù)大于5的要求??梢哉J(rèn)為,無機保溫裝飾復(fù)合板由于采用粘錨構(gòu)造,安全性已大幅加強。
巖棉保溫裝飾復(fù)合板為了增強硅酸鈣板底板與基層的粘結(jié)強度,構(gòu)造上,在硅酸鈣板底板上均勻分布總面積約為底板面積的3%的8小圓孔,并采用U形卡件與膨脹螺栓組合的錨固件,系統(tǒng)抗風(fēng)荷載性能更好。DBJ50/T—162—2013《巖棉保溫裝飾復(fù)合板外墻外保溫系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》規(guī)定系統(tǒng)抗風(fēng)荷載力應(yīng)僅考慮錨固件的抗拉拔承載力,不考慮巖棉保溫裝飾復(fù)合板與基層墻體的粘結(jié)力。這種復(fù)合板與墻體之間的連接安全系數(shù)的放大,實際反映的是對材料質(zhì)量和施工質(zhì)量的無奈,可以認(rèn)為,絕大部分風(fēng)荷載作用所引起的質(zhì)量問題都來自于施工因素,如現(xiàn)場攪拌的材料質(zhì)量不符合要求、配比不恰當(dāng)、基層墻面不找平、粘結(jié)砂漿的上漿率不夠等。
無機保溫裝飾復(fù)合板構(gòu)造特點決定了連接的重要性,現(xiàn)有構(gòu)造通過不斷改進,從設(shè)計角度已有足夠安全儲備。為了避免施工不利因素影響,建議設(shè)計、生產(chǎn)和施工管理參照幕墻系統(tǒng),作為統(tǒng)一責(zé)任主體考慮,供應(yīng)商對整套產(chǎn)品負(fù)責(zé),這是保溫裝飾復(fù)合板施工質(zhì)量得到保障的可行措施。
(胡向磊:同濟大學(xué)建筑與城市規(guī)劃學(xué)院;李勝才:揚州大學(xué)建筑科學(xué)與工程學(xué)院)