無機保溫裝飾復合板的連接方法要這樣做
無機保溫裝飾復合板,具有優(yōu)良防火性能,保溫和裝飾一體化構造有利于材料的工業(yè)化、標準化,適用于新建建筑和建筑改造。目前,無機保溫裝飾復合板保溫材料主要有巖棉板和膨脹珍珠巖板。巖棉復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、憎水劑經壓制成型后微波干燥而成。材料連接問題關系到基本安全,也是無機保溫裝飾復合板技術普及過程中,大家較為關注的一個問題。
01復合板內部構件連接
膨脹珍珠巖復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,保溫層內部與聚合物水泥漿料保護層材料粘結強度高,根據工程實踐,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。
巖棉復合板和膨脹珍珠巖復合板構造如圖1,2所示。
圖1所示巖棉復合板構造如下。
(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)粘結層:粘結劑;(5)保溫裝飾層:巖棉保溫裝飾復合板;(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所示膨脹珍珠巖復合板構造如下。
(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)粘結層:粘結劑;(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。
為解決巖棉復合板內部連接可能出現(xiàn)的問題,應采取方法如下。
首先,選用的粘結劑和操作工藝應保證巖棉與面板在使用期限內的有效結合。
其次,考慮到縱向纖維巖棉條保溫材料的自身性能和力學特點,當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有所限制。
最后,為了提高巖棉保溫裝飾復合板的整體力學性能,可以在硅酸鈣板面板與底板間按一定間距設置硅酸鈣板加強肋,加強肋分別與面板,底板粘結牢固。
另外,構造上也可進行改良,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復合板之間的連接
外墻外保溫系統(tǒng)應具有一定的變形能力,以適應主體結構的位移。無機保溫裝飾復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,避免外墻位移產生的破壞。每塊復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,復合板類似變形縫的構造能較好的適應各種變形。
03復合板與墻體的連接
無機保溫裝飾復合板系統(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,目前國內外無安全系數(shù)計算與設計規(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。
風荷載問題是建筑外墻外保溫系統(tǒng)構造設計要考慮的另一個主要問題。關于風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知。JGJ144—2008《外墻外保溫工程技術規(guī)程》規(guī)定了建筑外墻外保溫系統(tǒng)抗風荷載性能試驗方法。風荷載作用通常隨著建筑物的高度增加而增加,高層建筑要重視風荷載對無機保溫裝飾復合板系統(tǒng)安全的影響。正負風壓力對有空腔構造的外保溫系統(tǒng)會有破壞作用(按建筑設計防火規(guī)范解釋,無機復合板基層墻體、裝飾層之間屬無空腔構造,實際基層墻體與復合板粘結砂漿之間存在5mm厚局部空腔)。正風壓力作用于外保溫系統(tǒng)上會使復合板彎曲變形,擠壓復合板與粘結砂漿的粘結點。負風壓力對外保溫系統(tǒng)有由空腔向外保溫系統(tǒng)的推力,當負風壓大于粘結砂漿與基層、粘結砂漿與復合板粘結力時,粘結砂漿就會出現(xiàn)粘結失效問題。
外墻外保溫系統(tǒng)的風壓計算公式根據GB50009—2012《建筑結構荷載規(guī)范》圍護結構的風壓為:
ωk=βgz?μsl?μzω0
式中:βgz為高度Z處的陣風系數(shù);μsl為風荷載局部體型系數(shù);μz 為風壓高度變化系數(shù);ω0為基本風壓。
局部風壓體型系數(shù)的具體取值涉及比較復雜,具體準確確定需由風洞試驗測定,一般依據GB 50009—2012《建筑結構荷載規(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,陣風系數(shù)為βgz=1.46,風荷載局部體型系數(shù)μsl=–2.0(檐口、變棱處等),風壓高度變化系數(shù)μz=2.23,百年一遇的基本風壓值ω0=2.3?kN/m²(國內最大值),代入式得到負風壓為:ωk=14.977?kN/m²。復合板粘結有效面積如提高到80%,按JG/T?287—2013《保溫裝飾外墻外保溫系統(tǒng)材料》粘結砂漿拉伸粘結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)的抗負風壓力的安全系數(shù)為:S1=F/ωk=5.34。
計算可知,滿足材料標準和施工要求的無機復合板,在極端不利條件下,通過增加粘貼面積,其抗風壓安全性可以滿足安全系數(shù)大于5的要求??梢哉J為,無機保溫裝飾復合板由于采用粘錨構造,安全性已大幅加強。
巖棉保溫裝飾復合板為了增強硅酸鈣板底板與基層的粘結強度,構造上,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)抗風荷載性能更好。DBJ50/T—162—2013《巖棉保溫裝飾復合板外墻外保溫系統(tǒng)應用技術規(guī)程》規(guī)定系統(tǒng)抗風荷載力應僅考慮錨固件的抗拉拔承載力,不考慮巖棉保溫裝飾復合板與基層墻體的粘結力。這種復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量和施工質量的無奈,可以認為,絕大部分風荷載作用所引起的質量問題都來自于施工因素,如現(xiàn)場攪拌的材料質量不符合要求、配比不恰當、基層墻面不找平、粘結砂漿的上漿率不夠等。
無機保溫裝飾復合板構造特點決定了連接的重要性,現(xiàn)有構造通過不斷改進,從設計角度已有足夠安全儲備。為了避免施工不利因素影響,建議設計、生產和施工管理參照幕墻系統(tǒng),作為統(tǒng)一責任主體考慮,供應商對整套產品負責,這是保溫裝飾復合板施工質量得到保障的可行措施。
(胡向磊:同濟大學建筑與城市規(guī)劃學院;李勝才:揚州大學建筑科學與工程學院)