外墙接缝防水密封胶材料的选用

外墙接缝防水密封胶材料的选用外墙接缝防水密封胶材料的选用装配式PC建筑外墙挂板或外墙构件拼接后会产生数量众多的接缝，这些接缝很容易成为水流渗透的通道，不可避免的会遇到接缝防水处理的难题。同时，复合保温外墙板的不易修复性，大大增加了PC建筑渗漏治理的难度，因此，PC建筑防水的关键是PC外墙接缝的密封防水。由于PC外墙拼接缝分为水平缝和垂直缝，常用的防水密封方法有三种：结构防水、材料防水和构造防水。结构防水是在拼接缝的背水面，根据墙板的构造、功能的不同，采用的密封条或现浇混凝土形成二次密封，两道密封之间形成空腔，起到防水的作用；材料防水是在接缝的迎水面，填充密封材料进行防水密封；构造防水是在墙板接缝处设置企口缝防水。在JGJ 1-2014装配式混凝土结构技术规程中第5.3.4条规定：“预制外墙板的接缝及门窗洞口等防水薄弱部位宜采用材料防水和构造防水相结合的做法”。在某些地方标准中还有垂直缝“材料防水+结构防水”的做法，但无论是哪种设计做法，密封胶都是第一道防水措施，所以必须重视密封胶的科学选用。一、PC建筑外墙用防水密封胶目前市场上常用的建筑密封胶包括聚氨酯密封胶（PU）、改性硅烷密封胶（MS）、硅酮密封胶（SR）等。由于国内产业链不完善，缺乏专业技能配套，存在各种不合理选择和使用密封胶现象，一方面认为硅酮密封胶（SR）建筑密封胶耐候性好，常被直接用于PC外墙密封，但其表面不可涂饰性，且污染基材，影响工程美观度；另一方面施工单位知道聚氨酯密封胶（PU）适用于混凝土接缝防水，却忽视其耐候性差，不适用于外墙接缝的特点，错误使用PU建筑密封胶，后期出现粉化、龟裂现象，导致接缝部分漏水。下面将以这三种密封胶材料对主要存在六个技术难点进行对比分析：1. 混凝土的粘结性密封胶对于PC建筑的主要作用就是密封防水，其与基材的粘接直接决定了防水效果的好坏。混凝土属于碱性材料，普通密封胶很难粘结；且混凝土表面疏松多孔，导致有效粘结面积减小，并且有脱模剂的存在，所以要求密封胶与混凝土要有足够强的粘结力，市场上普通密封胶与混凝土都很难粘接，因此必须使用PC建筑专用的密封胶；此外，多雨季节，还可能出现混凝土的反碱现象，会对密封胶的粘结界面造成严重破坏。所以，混凝土的粘结性是选择装配式建筑用胶要考虑的第一要素。目前市面上的各类型密封胶中，单组分改性硅烷密封胶和聚氨酯密封胶对混凝土的粘结性较好，双组分改性硅烷密封胶必须使用配套底涂液才能形成粘结，而传统硅酮胶对混凝土的粘结性较差，也有加入特殊界面增强剂的PC建筑专用SR密封胶，但成本较高。2. 耐候性装配式建筑外墙接缝常用作装饰面的分割缝，即胶缝作明缝处理，此时密封胶需要长期经受紫外线照射、冷热循环、风雨、细菌等外界环境的影响，所以密封胶需要良好的耐候性，以保证其长期使用的效果。这三类材料中，硅酮胶的耐候性最佳，其次是改性硅烷胶，而聚氨酯胶最次，在户外使用易出现龟裂、粉化。PC在国外已有成熟的发展经验，在日本，80%以上的PC外墙密封均采用MS建筑密封胶，例如：1986年竣工的日本大阪HILTON大酒店和位于东京的日本钟化大楼，用于PC外墙密封历时约30年，密封部位MS建筑密封胶整体性能，无明显粉化、龟裂等老化特征。实践证明，MS建筑密封胶综合性能优异，非常适用于PC外墙施工缝。3. 可涂装性锦绣花园项目预制外墙的接缝设计为20mm，但因为不可避免的吊装误差，会导致局部的接缝较大，就出现局部的超出20mm缝隙的密封胶会被外墙涂料覆盖。此时，密封胶与涂料的相容性就尤为重要。硅酮胶由于其表面疏水疏油，致使涂料在其表面很难润湿，不能形成漆膜或造成涂料干燥后开裂、剥落。而改性硅烷胶和聚氨酯胶与涂料具有良好的相容性，可直接在其表面涂漆。4. 耐污性混凝土属于多孔性材料，普通密封胶中的增塑剂很容易渗透进入混凝土中，从而对混凝土板材接缝两侧造成污染，影响整个建筑的外观，选择密封胶时也要注重耐污性。普通硅酮胶因为增塑剂迁移渗透到材料孔隙中，会造成永久性渗透污染（无法清洗）；同时，硅酮胶表面带有电荷，容易吸附空气中的灰尘，经雨水冲刷后会在胶缝下侧形成垂流污染（可清洗）。密封胶的污染不仅影响建筑的美观，并且极难清洗，同时也会大大增加建筑的维护成本。而改性硅烷胶不含硅油及小分子增塑剂，在耐污性方面表现较好。5. 抗位移能力装配式建筑由于存在强风地震引起的层间位移、热胀冷缩引起的伸缩位移、干燥收缩引起的干缩位移和地基沉降引起的沉降位移等，对密封胶的受力要求非常高，所以密封胶必须具备良好的位移能力和弹性恢复率。目前，国内的装配式建筑接缝宽度一般设计为20mm，而接缝处的变形主要来自于构件的热胀冷缩，因此可根据接缝宽度来计算选择合适位移级别的密封胶。普通PC外墙板缝隙宽度计算的简化公式：W/100%+WeW设计接缝宽度（一般取20mm）；构件温差变形量/mm=LT；L构件的长度（形变方向）=混凝土线膨胀系数，常规取（1010-6）m/ T混凝土界面的极限温差，一般取值为 80；=密封胶位移量%；We=接缝施工误差（一般取5mm）锦绣花园项目采用的预制外墙构件长度基本小于3000mm，局部外墙构件（如9#楼梯公共部位9-YWQ6R号墙板）可达到4500mm。计算示例：1、已构件长度3000mm为例，密封胶位移量L T/（W- We ）100%=3000 1010-680/（20-5）100%=16%。已构件长度4500mm为例，密封胶位移量L T/（W- We ）100%=4500 1010-680/（20-5）100%=24%。按照JC/T 881混凝土建筑接缝用密封胶标准的规定，密封胶的位移级别可分为7.5级、12.5级、20级和25级，故装配式建筑接缝处的密封胶至少选择20级及以上级别。此外，还需注意密封胶的次级别，分为低模量和高模量两种。由于混凝土表面较为疏松、强度低，如果密封胶模量高、内聚强度大，在接缝变形时，密封胶就很容易在混凝土界面出现粘结破坏。而低模量密封胶胶体较为柔软，内聚力强度小于界面粘结强度，再被拉伸的情况下可以更好地适应变形而不易出现破坏，故装配式建筑接缝用密封胶的位移级别应为20级和25级。建议在密封胶采购前根据构件墙板长度验算密封胶变形量，若项目外墙预制构件长度普遍较大（4000mm），需要选择位移级别25级的密封胶较为稳妥。并且在大批量采购前可以先样板现行，检验不同标准的密封胶适应程度，选择合适的密封胶材料。当建筑接缝因地震或材料干燥收缩出现永久变形时，会对密封胶产生持续性的应力，而改性硅烷密封胶既具有优异的弹性，又具有应力缓和能力，在受到永久变形时，可最大限度地释放预应力，保证密封胶不被破坏。6. 单、双组分密封胶性能对比密封胶可分为单组分和双组分两种，以改性硅烷胶为例，单、双组分密封胶的施工性能对比如下表：施工性能（改性硅烷密封胶）优点缺点单组分密封胶（湿气固化） 施工操作简单损耗少工厂调色，无色差固化速度较慢双组分密封胶（反应固化） 固化速度快需要专用搅拌设备及胶枪，施工要求高 需用有机溶剂（易燃）清洗工具粘结严重依赖底涂液调色在现场进行，可能存在色差双组分MS建筑密封胶耐老化性能好，广泛用于PC外墙施工缝的密封防水，但双组分MS建筑密封胶与混凝土基材粘结性极差，必须采用MS建筑底涂强化粘接基面，且施胶前需要预先混合，再用胶枪抽取后施工，操作不便。单组分MS建筑密封胶其主要性能不但可与双组分MS建筑密封胶媲美，而且可直接施工，对设备要求较低，操作方便。 目前国内在装配式建筑密封胶的施工这方面还缺少专业的打胶工人，并且现场的施工环境也非常复杂，如何让普通工人迅速掌握打胶操作并保证施工质量也是非常值得考虑的。从现实情况来看，单组分密封胶更适合现场施工。针对装配式建筑用密封胶的选用要求，目前市场上常见的各类型密封胶详细性能对比可参见下表：项目改性硅烷聚氨酯硅酮混凝土粘结性优良差可涂刷性优优差耐污性优优差耐热性良差优耐候性良差优储存稳定性良差优应用基材混凝土、金属混凝土、金属玻璃、金属装配式PC建筑接缝用密封胶的技术性能应符合现行行业标准混凝土建筑接缝用密封胶JC/T881的规定；密封胶的注胶厚度应在胶宽的一半到胶宽之间，即宽度w厚度d宽度w，且厚度不小于8mm；密封胶的施工要求参照JGJ 1-2014装配式混凝土结构技术规程中第12.3.12条规定：“外墙板接缝防水施工应符合下列规定：1防水施工前，应将板缝空腔清理干净；2应按设计要求填塞背衬材料；3密封材料嵌填应饱满、密实、均匀、顺直、表面平滑，其厚度应满足设计要求。”具体的施工操作应按生产厂家提供的施工方案进行。综上所述，防水、粘接及密封对于PC建筑来说非常重要，直接影响人们生产、生活的舒适性和安全性，也直接关系到整栋建筑的使用寿命，因此，在选择密封胶的时候非常关键。上述密封胶，均有各自的优势与不足，而装配式建筑外墙接缝密封胶应选择改性硅烷密封胶，且单分组的改性硅烷密封胶更适合现场操作。