外墙石材干挂选料及施工技术.doc

外墙石材干挂选料及施工技术近年来，随着社会经济的发展及城市面貌的改善，在建筑外装饰中，石材幕墙备受广大业主及建筑师们的青睐，在现有建筑中已占有相当大的比例。而且石材幕墙应用的高度越来越高，体量越来越大；使用的石材品种越来越多，由原来单一的花岗岩发展到大理岩、石灰岩、砂岩等品种；造型越来越复杂，对安装施工工艺要求越来越严，对安全性的要求也越来越高。但国内石材幕墙材料市场混乱，施工单位生产技术缺乏技术规范，施工人员技术素质偏低，这些都给工程带来很大的安全隐患。由于各种原因，石材板、干挂胶、干挂件的选用以及预（后）埋件的制作和安装是最容易被忽视的，本文针对该四种材料应如何选用进行简要分析。石材板为外围护结构的石材幕墙，它不承受主体结构的荷载，但它处于建筑物的外表面，除承受本身自重外，还要承受风荷载以及地震作用和温度变化作用的影响，因此要求石材必须安全可靠。对石材的性能、质量要求包括：抗压强度、抗折强度、抗弯强度、硬度、耐磨性、抗冻性、耐火性、可加工性等。石材幕墙选用的石材是自然形成的，天然石头由山上开采下来，它的重要性能取决于矿物成份和结构，但取样测试出的上述一系列性能，每块试样均有差别，不如工业品那样差别小。由于取材面的不同，所测性能也不会完全一致。基于以上情况，当建筑师确定石材品种后，在石材板的使用上必须慎重，要切实做好以下几个方面的工作：1.做好基本材性试验：其抗压强度、抗折强度、抗弯强度、硬度、耐磨性、抗冻性、耐火性、可加工性等必须满足规范和设计要求，同时用于幕墙的石板，每批都应进行抗弯强度试验。对用于可能出现负温度的地区，还需做冻融试验。只有当各性能指标都满足设计和规范要求后方可使用。2.控制石材的加工精度，避免在施工现场二次切割。受安装工艺的影响，现在普遍使用的石材干挂工艺均需在石材板截面上打孔或开槽，因此石材厚度受安装工艺所限，必须保证一个构造厚度，所以在对石材板进程验收时特别注意板材的厚度，允许偏差为2毫米，不允许负差，要逐块进行检查。3.在采矿、运输、切割及安装过程中避免产生损伤，石材已成板材一旦被碰撞，所产生的损坏尤其是内伤是很难被检查出来，但它会随时间而发展，严重的将会断裂，从而带来安全隐患。在石材的加工、运输、安装过程中应严格把关。4.做好石材表面的防护处理，确保石材内部的干燥程度，保证石材的天然性质不变。5.单块石材面积不应过大，金属与石材幕墙工程技术规范规定不能超过1.5平方米。6.石材的堆放：按照板块的规格堆放在规定的场地；严禁和具有腐蚀性的材料混放。杜绝与酸、碱物质接触；标明产品加工顺序编号，注意不得碰撞、污染等。用长透水材料在板块底部垫高100毫米，并保证其平稳。石材干挂胶石材幕墙面板所承受的荷载，是通过石材与挂件之间的胶传递到挂件，再由挂件传递到支撑结构，因此石材幕墙干挂胶必须是结构胶，同时干挂胶既要与石材有良好的粘结性，又要与挂件（挂件的材料可以是不锈钢或铝合金）有良好的粘结性，胶层本身还要有适合的强度、良好的韧性和弹性。这一点在金属与石材幕墙工程技术规范（JGJ133-2001）的中有如下规定：石板与不锈钢挂件间应采用环氧树脂型石材专用结构胶粘结。国家经贸委2001年12月发布了干挂石材幕墙用环氧胶粘剂（JC887-2001），2002年6月1日实施，根据石材幕墙特点，规定了6条强制性指标，此规定也发布了5年多，但在一些工程中没有采用结构胶，更没有采用环氧树脂型石材专用结构胶。目前普遍使用的还是大力士胶，大力士胶是石材与石材之间相互粘结用胶，将它用于石材与金属的粘结是不科学的，其韧性、弹性及粘结强度要弱于石材干挂胶很多倍，并且当金属锈蚀时容易渗透腐蚀石材。虽然有些也打着可用于石材幕墙的宣传和广告，但事实上这些胶都不能用于石材幕墙。在执行金属与石材幕墙工程技术规范（JGJ133-2001）的基础上，选用正确的石材幕墙干挂胶是当前保证石材幕墙安全的当务之急！在正确选用石材干挂胶的基础上，也需进行干挂胶的相容性和粘结性试验，在试验合格后方可在工程中使用。在施工过程中如何合理使用干挂胶也非常重要，需要注意以下几点：1.石材开挂件槽、干挂胶的调制及涂抹、干挂件的固定都应在加工车间直接进行；石材开槽必须机械加工，加强开槽工艺控制和加工检验，避免损伤石材。2.粘贴面应干爽不湿（湿度不高于15%）、无尘、干净、粗糙、无油渍。3.干挂胶的物理力学性能与胶厚有直接关系（一般为1毫米2毫米），干挂件及干挂槽的加工要严格，保证加工尺寸和精度，干挂件和干挂槽的配合要严格，保证干挂胶的厚度和深度。4.由于石材干挂胶的强度与固化时间和固化温度有关，要保证有足够固化养护时间，固化初期不能搬动、不能负重荷载。石材干挂件石材干挂件，它将一块块几十公斤重的石材高挂在墙体上，但它的质量却让人们担忧。前几年的外交部大楼、首都机场候机楼等均发生过石板从天而降砸坏汽车和其他物品的事件，在国际国内造成了一定影响，导致事件的原因是挂件质量低劣、焊接头焊缝不饱满，且经过高温退火产生氧化而断裂造成挂件脱落。现如今由于价格因素，干挂件产品市场比较混乱，市场所销售的、工程所使用的产品有国标不锈钢的，有7075铝矽镁合金的，有镀锌板的，还有一种不锈铁的，以上产品的质量良莠不齐，这一点从其抗拉强度也能反映出来，国标不锈钢530Mpa620Mpa，国标铝合金540Mpa560Mpa，不锈铁160Mpa180Mpa。显然不锈铁的抗拉强度还达不到不锈钢的1/3强度，用它做干挂件是不恰当的，其危险性的确太大了。因此，在干挂件的材质选择上一定要慎重，干挂件的各项性能指标必须符合设计及规范要求，并在施工时做好试验工作，同时要尽量选用铸造件，从而避免由于焊接质量影响安全。预（后）埋件石材幕墙的结构体系最终是通过预（后）埋件与主体结构相连，预（后）埋件的质量尤其重要。为确保预（后）埋件的质量，以下几点在石材幕墙施工中要切实注意：1.预（后）埋件必须由设计人员根据受力情况严格计算来确定锚板规格、锚筋直径、长度以及焊缝厚度等，其中锚板的最小厚度和锚筋的间距，锚筋到锚板边缘距离等还要满足规范的构造要求。2.预（后）埋件不得设在轻质隔墙上。幕墙预埋件与建筑主体结构的可靠连接点主要是在主体结构的钢筋混凝土（或钢结构）的柱梁板上。对于层高尺寸较大的楼层，设计者为解决幕墙立杆的受力问题，除了增大立杆截面尺寸或采用高强材料外，有的工程在上下楼层梁之间的墙体上增加一个支承点，这一支承点应是在钢筋混疑土（或钢结构）构造梁（柱）上才能可靠有效。实际上，在幕墙规范里已有了“轻质填充墙不应作为幕墙的支承结构”的规定。3.预埋件制作的焊接质量应予重视。预埋件的常见形式是由锚板焊接锚筋所组成的，锚板通常采用Q235优质碳素钢板，锚筋也要尽量选用焊接性能较好的一级钢筋。焊接方式最好采用坡口塞焊，这样质量才比较可靠。锚板与锚筋的焊接质量是预埋件的质量关键。要保证焊缝质量，电焊操作工须经培训持证上岗，但由于电焊工的责任心不同，对预埋铁焊缝质量也必须进行严格的检查验收。4.对于后置埋件拉拔试验必不可少。幕墙工程由于未预埋、预埋失效补救或旧建筑物改装，经常使用后置埋件来解决幕墙构件与建筑物结构的连接问题。在检验时无论其连接是否可靠，都要采用现场拉拔试验确定其承载力。目前后加锚固件施工的质量隐患一是施工操作原因，例如钻孔经常遇到钢筋，导致置筋深度不足或偏拉，还有孔洞粉屑碎渣清理不净；二是锚固基体不实不可靠，如混凝土基材强度不够，边距不够，都会导致混凝土基材崩裂造成锚固失效。因此，现场施工管理人员应认真进行技术交底，加强质量检查，对于现场拉拔试验应实地随机抽样，千万不可造假或敷衍了事。5.化学锚栓质量良莠不齐。目前，幕墙行业后加锚固使用最普遍的是化学锚栓。但是化学锚栓品牌杂多、鱼目混珠、质量不一。化学锚栓的锚固胶起着粘结混凝土基材与锚筋的作用。目前，市场上出现多种化学成分的化学粘结剂，比较常见的是改性环氧树脂、乙烯丙烯酸树脂和不饱和树脂三类。锚固胶的物理化学性能直接影响锚固效果，除了几家进口知名品牌宣传资料标有锚固胶的耐久、耐温、冻融性等测试指标，大部分厂家产品介绍只有“抗酸碱、抗老化、抗热防火，温度敏感度低”的模糊宣示。尽管现场拉拔试验大都能满足设计要求，但由于锚固胶的耐久性目前只能通过实验室试验预测，而电焊高温对锚固胶的影响程度如何，无人说得清，所以在化学锚栓的选用上不得贪图便宜，一定要选用各性能指标均符合设计及规范规定要求，同时市场信誉好的产品。综上所述，为确保干挂石材幕墙的安全性，我们一定要从最基本的材料选用上着手，不应只考虑眼前利益，而使用价格低廉的材料，给安全带来隐患。同时要加强施工过程管理，做好安装工人的交底及培训工作，增强他们的质量安全意识，避免由于工人的不规范操作或质量安全意识不强给石材幕墙带来安全隐患。总之，我们要使石材幕墙成为城市建筑的一道道靓丽风景线，而不是一枚枚定时炸弹。第 7 页 共 7 页