预制外墙（共5篇）
预制外墙 篇1
该预制件制作工序及质量要求如下:
1 钢筋笼
标准:剪钢筋,弯钢筋工序要根据英标BS8666的要求.
图则:钢筋的级别,直径,数量必须符合施工图纸,钢筋的屈曲半径、屈曲角度、弯钩长度等也必须符合BS8666及开料表要求。
绑扎:钢筋笼的宽度、高度、厚度尺寸应正确,并预留足够的保护层,保护层的误差为±5mm,钢筋弯钩叠合处须错开绑扎,避免挤拥。铝窗洞口、预留洞口及预埋物料预留位置尺寸正确,而且需保证有足够的保护层厚度。窗边转角筋(后加钢筋)和预留洞口加强按施工图纸要求弯曲成形,绑扎牢固,同一面钢筋绑扎应平整,外露钢筋必须依照施工图纸,数量和位置正确。悬臂钢筋其绑扎面上下角度必须保证符合施工图纸,并且需保证有足够的保护层厚度.
存放:钢筋笼堆放正确,无变形,无污染。
2 装模
清模:不得用重锤/重物敲打模具,模具必须清洁干净。
模油:脱模油涂扫均匀,无明显油渍,模油由原装盛载桶倒出后,须于四小时内用完。
缓凝剂:缓凝剂涂扫均匀,无漏扫或涂扫过多,缓凝剂须自然风干后才可进行模具拼装,模具拼装前,注意缓凝剂未被污染。
铝窗:铝窗底座搁置铝窗位置应贴有防损和防漏胶条.铝窗定位安装尺寸符合相应工程铝窗图纸要求,误差为±2mm。铝窗磨耳根据相应工程铝窗图纸垂直稳固安装,且相邻两个磨耳之间最大间距<=300mm,转角处磨耳从转角位起计<=100mm。铝窗上,下角是否成90度,允许误差500mm以内<=1mm,500mm以外<=2mm,水线码应符合要求,并且用自攻螺纹(或加介子)稳固连接,水线码电阻值<0.5欧姆。
预埋件:预埋件的型号、规格、数量正确,依施工图纸安装。预埋线盒的线盒螺丝须加黄油,安装尺寸误差为±3mm,倾斜误差<=2mm。预埋线管弯曲半径须达4D,所有连接位须用胶水连接,并无破孔漏浆的现象,线管出口外须堵塞防止进浆,外露长度工图符合施纸要求;吊钉安装垂直,锚钢筋型号、数量、长度符合施工图纸要求。预埋螺丝套的型号、数量,、尺寸误差为±3mm;保护层深度以内墙低于混凝土面5mm,外墙低于墙面10mm为准,倾斜误差±3mm。
拼装:模具拼口有缝隙,须贴上防漏胶条或打上玻璃胶(在涂扫模油前),模具螺丝栓没有漏装,不松脱。
外露钢筋:外露钢筋型号、数量、间距、长度应符合规定要求。
3 混凝土
混凝土:混凝土级配与工程要求级配一致。
下料:混凝土塌落度试验合格后,混凝土斗出料口离模具间距不能超过1m,以防止混凝土分层、离析。卸料时,控制混凝土流量,一次浇灌厚度不能超过250mm。
振捣:选用合适的振动棒振捣。不可用振竿推动或拖动混凝土,使用振动棒应遵循“快入,慢出”的工作原理,应尽量避免振动棒触及到模具或钢筋以及预埋物料。每一振点的振捣时间为20至30秒,振棒移动距离每次不要超过300mm,振捣面<=120mm×120mm就按“一”字型振捣.振捣面积>120mm×120mm就按“品”字型振捣.振捣密实,质量标准为:(1)混凝土不再下沉;(2)表面无气泡产生;(3)混凝土表面起浆。混凝土表面形成平面,且能保证产品厚度。
收面:依照要求压光收面表层混凝土,调整外露钢筋间距,位置和外露长度.清除粘附钢筋上的混凝土浆。蒸养(如需要):产品在室温下静置3小时,盖好帆布,蒸养经过升温、恒温、降温三阶段;升温及降温,每小时不超过20度,最高温度不超过60度,每半小时须测温度一次.关掉蒸汽,让产品静置1小时后,才可掀起帆布。
湿养:混凝土浇灌6小时后,淋水或用打湿的麻布盖住。
4 拆模
混凝土强度:产品拆模混凝土强度须达到工程指定要求或才可拆模,产品起吊混凝土强度须达到工程指定要求才可起吊。
拆模:拆卸大块模板时,必须用吊车配合平衡后才可拆卸,避免刮花铝窗。拆卸下来的螺丝配件等,必须按规定放在指定地点,避免丢失造成浪费。拆卸模板时要避免产品崩角,严禁踩踏在铝窗上作业。拆模过程中,防止因重击导致模具变形,必须确保产品上所有预埋件定位装置,拉杆及螺栓等物料全部拆卸完毕后,才进行产品起吊程序。起吊时必须保证吊链与产品重心呈垂直状态,并使产品平行脱离模具,且吊车起吊速度应均匀缓慢,以免产品拉裂、扭曲等。
存放:产品临时存放时,必须有木方垫起,且平衡稳定。
5 成品及修补
尺寸平直:产品整体尺寸及细部尺寸须符合施工图纸要求。产品平整度1.2m以内不超过2mm,3m内不超过3mm。产品扭曲度必须符合标准不超过±3mm。
混凝土面:混凝土面要符合工程要求,成品外观上无过多气孔或3mm以上大气孔,无走浆、裂纹,无蜂窝,无脱皮、崩角、砂眼。
外露钢筋:外露钢筋直径、数量、长度、间距、弯曲形状、保护层符合施工图纸,外露钢筋表面无严重生锈现象。
铝窗:铝窗无变形,无花损,包装无脱落,无破损,铝窗边无走浆。铝窗水线数量、型号、规格、位置正确。
预埋件:预埋件型号、数量、位置正确,位置误差为平行移位±5mm,倾斜误差为±3mm,无损毁、变形、进浆等。
修补:修补程序、修补方法及修补材料调配符合品质要求。内墙临时吊钩位修补妥当,无裂纹,无空鼓,且产品墙面清洁干净。
6 外墙装饰
瓦仔:瓦仔的品种、规格、图案符合工程要求,成品各部位的瓦仔颜色,排瓦和贴瓦方法正确;阴阳角处瓦仔搭接方式、瓦仔粘贴牢固,无空鼓,无裂缝。瓦仔表面无裂缝,无歪斜。贴瓦前应将混凝土面清干净,窗边、飘台及冷气台位的坡度排水方向均应符合设计要求,飘台及冷气台等有排水要求的部位应按施工图纸做好滴水槽,且留设位置、深度及宽度符合图纸要求,误差为±2mm,窗边打胶缝宽度符合图纸要求。
胶砂、勾缝剂:胶砂、勾缝剂,开料品质符合工程要求。胶砂厚度符合要求,饱满度以及单块瓦仔计应在85%以上。已开好料的胶砂、勾缝剂应在规定时间内用完。
扫口:瓦仔缝需平直、整齐、光滑、饱满,且低于瓦仔面1mm,缝内颜色一致,无色差;瓦仔缝无未勾缝现象,无断缝,不能过界,表面干净,缝面无裂痕脱皮。
包装:清洗瓦仔表面后才进行包装保护,包装需完好,包装材料粘贴牢固,材料符合工程要求。
7 结束语
通过工程实践,运用外墙预制件技术增加了工程的混凝土及钢筋的用量,但能省去现场外装修工作量及砖墙湿作业工作量,质量稳定可靠且提高了进度,综合比较,采用外墙预制件技术对增加工程的投资影响不大,效益好,可以广泛运用。●
预制外墙 篇2
随着中国城镇化进程的加快,对能源需求更加迫切。在国家“十一五”规划中,建筑节能成为我国能源战略的重要组成部分。为了响应国家节能住宅建设方针,节约建筑能耗量,上海建工集团以上海浦东康桥镇6号地块为科研项目试点楼,对预制装配式复合保温外墙结构展开了研究。
该试点楼采用预制装配式混凝土结构,结构外墙板采用预制复合保温外墙板,结构楼板、楼梯均采用现浇混凝土。
复合保温外墙板由70 mm厚外板+150 mm厚EPS保温板+50 mm厚内板组成(见图1),具有高强、保温、隔热以及工业化装配等诸多优点。但是,预制装配式混凝土结构由于外墙拼缝多,因此更容易发生拼缝渗漏水;而复合保温外墙板的不宜修复性又增加了渗漏水治理的难度。因此在外墙防水节点的处理上,需要突破传统,通过两种或几种防水构造的组合达到更好的防水效果。
2 常见预制外墙板防水做法
相比传统的现浇结构,预制装配式混凝土结构整体现浇的外板,一方面彻底杜绝了砖墙与混凝土接缝处开裂导致的渗水现象(接缝处开裂因材料热膨胀系数不同而引起),但另一方面,数量众多的板块拼接,也势必产生纵横交错的板块拼缝,这对外立面防渗漏是相当不利的。因此,一般情况下,预制装配式混凝土结构外墙防渗,主要体现在预制板块拼缝的防渗漏方面。
预制板块拼缝一般采用空腔构造防水和材料密封防水两种做法。
2.1 空腔构造防水做法(物理防水)
在外墙板侧边缘接缝处设置适当形状的线型构造,如滴水线、挡水台、披水、防飘板、集流槽、导流槽(管)等,形成压力平衡空腔,利用与大气联通的垂直或水平减压空腔作用,截断外墙板面拼缝处室外环境水气向室内渗透的毛细管通路,并通过导流槽(管)将渗入墙体内的凝结水排出。但根据以往的施工经验,单纯采用这种构造做法的建筑物由于构造失效引起的渗漏比较普遍,究其主要原因是预制墙体精度有偏差,或在使用过程中空腔堵塞导致空腔构造失效等。
2.2 材料密封防水做法
材料密封防水较之空腔构造防水简单,其做法为在两块墙板板缝之间内衬聚乙烯塑料棒材,并填充弹塑性和耐老化性良好的高分子密封胶,最后勾缝保护处理。常规采用机械式连接方式,墙板之间、墙板与主体结构之间均存在连接缝,当密封胶损坏失效时,极易造成渗水现象。
3 本试点楼工程保温外墙防水设计
3.1 空腔构造防水与材料密封防水相结合
本工程采用空腔构造防水与材料密封防水两者相结合的方式,以提高外墙结构防水防渗的可靠性。此种复合做法的主要防水节点处理见图2、图3。
1)复合做法有两道防水线。
第一道防水:最外层高分子密封胶直接阻止水气进入接缝;第二道防水:当由于外墙板变形及密封材料老化开裂,第一道防水线失效时,水气进入墙板拼缝内,则作为第二道防水线的构造空腔系统发挥其防渗作用,有效阻止外墙雨水渗入室内。此外,外墙板通过预留筋与主体承重墙、柱的整浇连为一体,也会增强外墙整体防水性能。
2)改进常规的机械式连接方式。
预制外墙板时在板的上边和左、右两侧均预留接驳器,在现场拼装过程中,通过钢筋与主体结构连接,并利用现场浇注法将预制外墙板与主体结构完全连接成一体,增强结构的整体性,避免发生过大的变形;同时,在相邻外墙板安装就位后以2厚200宽钢板与外墙板预埋铁件焊牢,以自粘胶带密封缝隙,确保浇筑主体结构时水泥浆不致阻塞空腔,保证空腔的完整有效。同时在板面拼缝处采用高分子防水密封胶嵌填,预防水气进入墙体内部,而将空腔或膨胀止水条作为第二道防水线,以提高外墙板接缝防水构造的可靠性。
3)外墙板接缝采用如下空腔构造方法:
预制外墙板时通过不同形状的钢筋混凝土外板与内板相互组合,以及在外板四个侧面预留特殊形状的企口,在内板的左右两侧及板的顶端、在外板与现浇钢筋混凝土承重构件叠合处预留钢筋,板安装就位后通过浇注工艺将钢筋混凝土复合自保温墙板与现制钢筋混凝土承重构件连结为一个整体,同时墙板边缘企口相互咬合形成构造空腔。空腔通过塑料片小水簸箕或导流小管与大气联通,在风压作用下使空腔内外压力基本平衡;空腔各部位尺寸能保证进入空腔内的水气在一定的迎风压力下无法越过空腔进入靠室内一侧的外墙板拼缝中;空腔外侧以防水砂浆塞缝并以高分子密封胶嵌封,有效抵御风雨作用下墙面雨水沿外墙板接缝处向室内渗透的问题(图4)。
3.2 板拼缝、窗框等细部防水处理
由于本项目是普通住宅,其外墙洞口类型繁多,由此带来的就是外墙板类型众多,存在大量的小板在非标准开间处拼接(如外墙上开门洞处)。考虑到此类拼缝上部均有阳台等现浇混凝土挡雨构件,对此类拼缝的防水构造设计较为简单,缝口两侧板体均不预留特殊开头企口,仅以聚合物砂浆填缝,再以合成高分子密封胶嵌缝(图5)。
窗侧边渗水现象一直以来都是令人头疼的问题,本工程预制外墙板在工厂预制阶段就对窗四周进行了处理。首先在窗上侧做了5 mm的滴水线,在窗下口做了7 mm泛水,并在窗框处打密封胶,起到第一道防水线作用;其次在窗四周预制外墙板面上做10mm高低口,防止水沿着直线流入室内,起到第二道防水线作用。具体做法见图6。
4 工程效果和总结
本试点楼工程完毕后,对其外墙面进行了全面仔细的喷淋试验,检查发现预制板与现浇剪力墙接缝处、窗框四周均无渗水点。在后期又进行了更为精密的红外线成像仪检测,结果无一处存在明显热反应差,说明防水效果良好。
上海浦东康桥镇6号地块科研项目试点楼工程实践说明,预制装配式复合保温外墙结构在合理布置节点、采用组合防水形式的情况下,可以达到很好的防水效果。
预制外墙 篇3
1 三明治墙板的制作工艺
根据DG/T J008—2158—2015, J13019—2015预制混凝土夹心保温外墙板应用技术规程的定义:由内、外叶混凝土墙板、夹心保温层和连接件组成的预制混凝土外墙板, 简称预制夹心外墙板。
以在平台模上制作三明治墙板 (见图1, 图2) 为例:
需要先制作外叶钢筋混凝土墙板, 然后设置夹心保温层, 最后浇筑内叶钢筋混凝土墙板成型 (见图3~图5) 。
在进行三明治墙板设计时需要考虑:由于三层材料之间没有相容性, 必须使用拉结件穿透保温层并锚入两层混凝土之中, 才能使三层不同材料可靠地连结在一起, 在受力荷载作用下整体受力协调变形, 同时又满足节能保温的要求, 还能使保温材料避免出现老化问题。
三明治墙板的拉结件经过几代的发展, 从金属拉结件、非金属拉结件发展到目前的高强复核材料拉结件。最初采用单片的钢筋焊架作为拉结件, 具有一定的导热性, 又形成冷热桥而造成热损失, 进而改用不锈钢制作的拉结件, 其导热系数远低于普通碳钢, 减少了拉结件的热损失, 同时提高了拉结件的耐久性。为了更有效地减少拉结件产生的热损失, 又升级为用非金属材料来制作拉结件, 如高强尼龙、高强塑料等, 但这类拉结件一般存在易老化和塑性疲劳的问题, 甚至出现过严重的质量安全问题, 已经逐渐被市场淘汰。随着高强复合材料技术开始兴起, 如GFRP (玻璃纤维复合) 、BFRP (玄武岩纤维复合) 、CFRP (碳纤维复合) 等材料, 由于复合材料强度高、导热系数低、弹性和韧性好, 目前被认为是制造保温拉结件的理想材料。《预制混凝土夹心保温外墙板应用技术规程》认可的连结件是FRP和不锈钢连结件, 当有可靠依据时也可以采用其他类型连结件 (见图6, 图7) 。
2 三明治外墙板与传统材料墙体的性能对比
三明治墙板的混凝土等级一般不低于C30, 与建筑物主体结构现浇连接部分的混凝土强度等级不低于预制部分设计混凝土强度等级。钢筋的选用及性能指标和要求应符合现行国家标准GB 50010混凝土结构设计规范的规定。夹心保温层材料可采用有机类保温板和无机类保温板, 有机类保温板燃烧性能不低于B1级, 无机类保温板燃烧性能不应低于A级。三明治墙板是集墙体制造、铝合金窗口安装、墙体节能保温、管线预埋、外围防护和外墙装饰等多道工艺于一体的复合型综合性技术墙体, 与传统墙体比较, 具有得天独厚的性能优势。
2.1 三明治外墙板与传统砌筑墙体的性能对比
传统砌筑墙体全部采用人工湿作业砌筑而成, 主要起外墙围护、隔音和防火等作用, 由于人工操作水平的差异和质量不稳定等因素的影响, 容易出现错缝、透光、漏风、渗水等质量缺陷, 为满足保温要求, 需要在砌筑墙体的内侧或外侧另外施作保温层。尤其是墙体外侧, 由于是高空作业, 往往施工质量控制难度较大, 很难做到质量可靠均衡。
相比之下, 三明治外墙板具有以下性能优势:1) 墙身为工厂预制混凝土构件内部配置钢筋桁架, 强度等级不低于C30, 成型规整, 质量稳定, 精准度高, 平整度好, 墙身无砌筑墙体通缝等缺陷, 尺寸精度可控制在±2 mm以内;2) 内叶墙、保温层及外叶墙通过可靠的连结件一次成型, 无需另做外墙保温, 保温层采用50 mm耐火等级B1级的挤塑板, 外饰面层采用60 mm厚钢筋混凝土包裹, 墙板整体防火性能可达到A级防火性能效果好, 墙身保温层和结构同寿命安全可靠, 兼具保温和防火功能于一身;3) 墙身平整度好, 基本无需采用抹灰找平来封闭砌筑缝隙以及顶砖塞砌, 预埋线盒、线管均在工厂预制于墙体中, 无需现场开槽和修补, 无工艺时间等待要求, 施工周期大幅缩短, 三明治外墙板采用焊接钢丝网片整体成型工艺质量高度可控, 抗弯抗裂性能优异且无外墙开裂和脱落风险;4) 预制夹心外墙板现场只需拼装、连接即可, 吊装过程中设置有效的临时防护工装可实现无外架施工, 高效省时省力又节材;5) 预留铝合金窗洞在工厂定型制作完成, 成型精度高质量好, 省去现场砌筑留设洞口工艺, 且无需二次修补洞口, 铝合金门窗工程可以严格按图纸提前下单排产, 适当考虑穿插施工可以大幅缩短铝合金门窗工程施工周期, 且安装完成后的防水性能优越, 大幅降低客户的门窗漏水维权风险。
2.2 三明治外墙板与传统保温材料的性能对比
传统的墙体保温是额外在已完成的墙体内侧或外侧施作保温层以达到墙体节能保温性能要求的。常用的外墙保温材料按材质分为有机、无机和复合材料三类, 按材料形态分为浆体和板材两类, 常见的有膨胀珍珠岩、玻化微珠、聚苯颗粒等。浆体保温材料多数为松散性材料、价格较贵, 存在受潮后保温性能下降等缺陷, 而且易燃或者可燃, 火灾隐患较大。目前在长沙已被淘汰, 详见CSCR—2014—06012长沙市住房和城乡建设委员会关于民用建筑保温工程禁止使用建筑保温浆体材料的通知。常用的板材保温材料为聚苯板、EPS (模塑聚苯板) 、XPS (挤塑聚苯板) 、岩棉板等, 其具有保温隔热性能好、整体性好、不易吸水、价格便宜等优点, 但同时具有可燃、易老化等缺点, 直接应用于墙体外皮容易老化, 不能与建筑同寿命, 由于安装方式的问题使用期间容易发生外墙面脱落, 现有的有机保温材料的设计寿命通常为20年~25年, 而建筑的设计寿命通常可达50年~100年, 建筑寿命期限内需要多次翻修, 工程量大, 翻修成本高。
与传统保温材料相比, 三明治外墙板具有以下特点:
1) 三明治外墙板保温层能在结构接缝密封混凝土的保护下同时承受高低温度变化、阳光照射、冻融、酸碱雨水腐蚀、外力摩擦穿刺等各类条件交互作用下, 仍能保持保温层与结构同寿命。2) 保温层与结构层在工厂预制完成, 在平台模制作过程中, 质量可控性远远高于高空竖向采用人工施作, 且保温层夹在内外叶混凝土墙板之间不会发生受热不均而起壳开裂, 永不脱落。3) 以60 mm+50 mm+50 mm三明治外墙板的耐火极限检测结果显示, 三明治外墙板的耐火极限超3 h, 且当火灾发生时, 夹心保温层处于厌氧燃烧状态, 每层墙板有防火隔离带, 燃烧不蔓延。4) 采用热工性能、力学性能、耐久性能优异的非金属复合纤维筋连结内外叶钢筋混凝土墙板, 中间采用保温性能优异的闭孔保温材料。墙体整体热工性能指标优异, 是全断桥夹心保温墙体, 不会产生热桥问题。5) 室外气候变化引起墙体较大温差时, 主要发生在墙体夹心保温层内, 由于混凝土的热惰性, 内层混凝土成为一个蓄能体, 中间的保温层成为一个热的绝缘层, 延缓热量通过墙板在内外层之间的传递, 从而使得室内温度变化较为缓慢, 热应力减小, 墙体温度应力产生的裂缝减少, 避免雨、雪、冻融、干湿循环造成的主体结构破坏, 故不易产生结露现象。6) 根据稳态传湿理论进行冷凝分析, 采用闭孔的不透气保温材料作为三明治外墙体保温层, 由于内侧的实体热容量大, 当室内受到不稳定的热作用, 内叶墙体和中间的保温层能够吸收或释放部分能量, 非常有利于室温保持稳定, 因此三明治外墙板内部不会发生冷凝现象。
根据对160 mm (60 mm+50 mm+50 mm) , 200 mm (60 mm+60 mm+80 mm) , 320 mm (60 mm+80 mm+180 mm) 三种不同厚度的三明治外墙板进行实体墙体保温性能检测, 经检测, 墙体传导热系数分别为K=0.534 W/ (m2·K) , K=0.486 W/ (m2·K) , K=0.368 W/ (m2·K) 。
2.3 三明治外墙板其他性能特点
1) 墙体外饰面采用带色彩外墙漆或瓷砖反打工艺的, 由于外饰面已经在工厂一次成型, 无需采用外脚手架进行外饰面处理, 工厂内平台模制作质量高度可靠, 外饰面成型质量远胜于现场采用外架人工操作水平, 施工周期大幅缩短, 且无高空施工作业风险, 施工安全文明形象大幅提高;外墙有造型要求的项目还可安装GRC线条或直接将外饰面做成凹凸、条纹或各种花纹样式, 使外饰面造型更加丰富多样。
2) 对于预制夹心外墙板有政策支持的地区, 由于外墙板不计入容积率, 预制夹心外墙板最薄可以做到160 mm, 而传统砌筑外墙含抹灰层最薄为240 mm, 相比之下沿着外墙长度范围内可以增加小业主的户内净使用面积80 mm/m, 而无剪力墙位置的外墙, 最大可以向外平移200 mm, 小业主实际获得的户内净使用面积增加160 mm/m, 实际得房率大幅度提高, 非常有助于开发商的对外销售, 且不需额外缴纳建设报建费用及土地成本, 效益相当可观。
3 结语
预制夹心保温外墙板的产品质量性能具有明显优越性, 综合造价与传统砌筑保温墙体相差不大, 且综合人工消耗约为传统砌筑保温墙体的1/3, 可以大幅度缩短围护墙体的施工周期, 而且绿色环保节能节材, 建筑综合成本大为降低, 社会经济效益明显。
摘要：介绍了预制混凝土夹心保温外墙板的制作工艺, 从性能和造价两方面, 对预制混凝土夹心保温外墙板与传统砌筑墙体进行了对比, 从而体现出预制混凝土夹心保温外墙板具有良好的社会经济效益。
预制外墙 篇4
PC建筑具有施工速度快、劳动力需求少、湿作业少、提高建筑施工质量、减少建筑施工扬尘等优势。因此, 具有更高技术含量的新一代PC建筑, 成了人力成本逐渐走高、环境问题日益突出、建筑质量提高遇到瓶颈背景下工业化建筑的一种选择。
与传统的现浇建筑不同, PC建筑是由预制构件组成, 预制构件之间必然存在接缝, 接缝的防水就成了PC建筑质量控制的关键因素之一。
PC建筑的防水主要包括外墙防水与屋面防水两大部分。PC建筑的屋面防水与传统建筑的屋面防水设计相似, 主要的不同点是外墙防水设计。本文主要介绍PC建筑外墙防水的设计与选材。
1 PC建筑的外墙防水设计
PC建筑的外墙接缝防水, 宜采用多道防水的做法。在一道防水的情况下, 一旦防水构造破坏, 水将直接渗入室内, 造成漏水。
1.1 垂直接缝防水设计
外墙垂直接缝的防水宜采用两道密封, 在中间设置空腔, 并每隔3~4层设计排水口 (图1) 。
即在墙的室内侧与室外侧均设计密封材料作防水。外侧防水是耐候性密封, 主要作用是防止紫外线、雨雪等气候因素的影响。内侧防水是二道防水, 阻隔突破一道密封的外界水汽与内侧发生交换, 同时也可防止室内由于装修等原因造成的水流入接缝, 造成漏水。内侧防水由于不直接暴露, 受到保护, 其耐久性更好。
空腔与排水口相组合, 是基于压力平衡原理。产生漏水需要三个要素:水、空隙与压差, 破坏任何一个要素, 就可以阻止水的渗入。空腔与排水管使室内外的压力平衡, 即使外侧防水遭到破坏, 水也可以排走而不进入室内。内外温差形成的冷凝水也可以通过空腔从排水口排出。漏水被限制在两个排水口之间, 易于排查与修理。排水可以由密封材料直接形成开口, 也可以在开口处插入排水管。
由两道材料防水、空腔排水口组成的防水系统已经在国外推行了50年, 证明防水效果良好 (图2) 。
1.2 水平接缝防水设计
外墙水平接缝的防水, 宜在内外侧设置两道材料防水, 并加一道结构防水。外墙板内高外低的企口构造, 可防止外侧的防水材料遭到破坏时水进入室内;由此形成的空腔, 也有利于渗入的水流向垂直处的排水口 (图3) 。
1.3 接缝宽度与深度设计
1.3.1 接缝宽度设计[2]
接缝宽度设计中, 必须考虑以下因素:热位移、施工季节因素、施工公差。
1) 热位移
预制构件之间的接缝都会承受热位移, 这是由构件内发生的温度变化引起的。可以使用下式计算这种热位移:
式中:ΔL—温度位移量, 即热位移造成的构件长度的变化 (以m为单位) ;α—混凝土热膨胀系数;L0—测得的PC构件长度 (或测得的两个自由接缝之间的距离, 以m为单位) ;ΔT—测得的构件温度变化 (预计在构件内发生的最高和最低温度之间的差值) 。
确定温度值时, 还应考虑地理位置, 以及环境温度不一定与构件内部的实际温度相同。例如, 深颜色的构件可能会承受相当高的温度。
可使用式 (1) 计算一个自由接缝中预期发生的总热位移。但这样的计算并未给可能发生的长期干缩留出任何余量。例如:使用1年以上的混凝土构件, 2个接缝间的距离为3 m, 则L0=3 m;α混凝土=10×10- (6近似值) ;若ΔT=80℃, 则:
ΔL=10×10-6×3×80=0.0024 m=2.4 mm
对于总位移为25%的密封胶, 接缝宽度 (B) 可以计算如下:
2) 密封胶施工季节因素
接缝宽度的计算, 是假定接缝在最低和最高使用温度之间的正中间温度下进行密封施工的, 这在实际操作中是很少发生的, 特别是在大项目上, 接缝的密封施工是连续进行的, 要经过不同的季节。虑及这一情形的一种保守的方法, 是给计算的接缝宽度 (如上) 加上计算得到的总热位移 (即2.4 mm, 使用上一示例) , 因此:
保守的最小接缝宽度=9.6+2.4=11.8 mm
3) 施工公差
由于在实际装配中, 存在较大的公差, 所以必须考虑施工公差。国内通常采用的施工公差为10 mm。因此, 在上例中, 加上施工公差, 接缝最小宽度为21.8mm。
4) 混凝土的长期干缩
PC构件的接缝, 将产生长期干缩。普遍接受的混凝土构件的长期干缩率大约为600×10- (6此数值在非常干燥的条件下可能会高得多) 。因此, 接缝间距为3 m的构件潜在的长期干缩将是:
收缩量=3×600×10-6=0.0018 m=1.8 mm
1.3.2 密封胶接缝宽深比
在密封胶接缝设计中, 若宽度和深度的比例 (即形状系数) 不合适, 则其适应位移的能力就会大打折扣。对于宽度10 mm及以下的接缝, 密封胶以1∶1的宽深比填充为宜;宽度在10 mm以上的接缝, 以采用2∶1的接缝宽深比为宜。
图4为因胶宽深比不当而造成的接缝密封失效的案例。
2 PC建筑外墙密封材料选择的考虑因素
PC外墙的防水, 主要靠密封胶。决定PC外墙密封质量的主要因素, 有密封胶的位移能力与模量、与混凝土的粘结性以及耐候性。
2.1 密封胶的位移能力与模量
密封胶位移能力的划分, 目前有两种方法, 一种是按ASTM C920, 可分为+100/-50, +/-50, +/-35, +/-25, +/-12.5;另一种是按ISO 11600, 可以分为25LM, 25HM, 20LM, 20HM, 12.5E, 12.5P以及7.5。我国现行的密封胶标准位移能力是按ISO 11600进行划分的。在ISO 11600中, 还对密封胶按模量作了高模量与低模量的划分。混凝土材料的表面拉拔强度约为1MPa, 低模量的胶可带来更多的安全性。
所需密封胶的位移能力应当与PC外墙的位移相匹配。JCJ 1—2014《装配式混凝土结构技术规程》中提出, 接缝宽度约为20 mm, 根据前述计算, 上述示例中的外墙接缝应当使用25LM胶。
在德国, PC外墙密封胶标准DIN 18540《Design and sealing of joints in external wall of buildings》中提出, 密封胶应当采用25LM级别。
2.2 与混凝土的粘结性
与混凝土的粘结性, 是衡量PC密封胶质量的重要因素。在现有的密封胶中, 聚氨酯胶与混凝土无需底涂即可与混凝土实现良好的粘结;MS以及硅酮胶需要选择合适的底涂, 应当根据密封胶制造商的推荐选择底涂。在工程开始前, 应当在现场作粘结性测试, 以验证密封胶与混凝土的粘结性,
2.3 密封胶的耐候性
密封胶的耐候性关系到密封防水体系的使用寿命。密封胶的耐候性主要取决于某类胶本身的质量, 与胶的品种没有关系。对不同的密封胶进行紫外循环老化试验, 实验条件如下:
1) 紫外灯管:8支UVA-340灯管, 共320 W (8×40 W) ;
2) 循环:6 h照射+2 h喷淋;
3) 老化箱温度:50℃ (喷淋) ;
4) 相对湿度:100% (喷淋) ;
5) 黑板温度:60℃ (照射) , 50℃ (喷淋) ;
6) 辐照能:0.89 W (/m2·nm) (340 nm) 。
实验结果表明, 无论是聚氨酯还是MS胶, 耐候性主要由胶的配方决定。国内还没有专门的密封胶耐候性的测试方法, 可按ISO/DIS 19862《Building and civil engineer works—Sealants—Durability to extension compression cycling under accelerating weathering》进行测试, 结果见表1。
2.4 其他因素
外墙不仅具有防水功能, 也具有装饰功能, 这就要求接缝处理必须确保美观。为此, 接缝必须可以涂覆涂料, 以修饰由于装配精度引起的接缝大小的变化;此外, 接缝密封胶不能污染外墙。
聚氨酯胶与MS胶可以满足涂覆涂料以及不污染的要求。
2.5 耐候型聚氨酯胶可以满足PC外墙接缝防水要求
将相关的因素放入图5所示的蛛网图中, 耐候型聚氨酯胶可以满足所有的要求。MS胶需要底涂才能与混凝土粘结好, 拉伸强度不足, 其他可以满足要求。而传统的硅酮密封胶由于在粘结性、涂料可涂覆性、抗污染性方面的欠缺, 一般不用于PC外墙的防水。
3 结语
与国外相比, 我国的PC还处于发展初期阶段, PC外墙防水做法在相关的规范与图集中没有作出详细规定, 而相应的材料标准也缺失。可以在参照国外相关设计规范的基础上, 针对国内PC建筑与施工工人的水平现状, 作出相关的设计与规定, 保证PC外墙防水的效果。
由于没有PC外墙密封胶的规范和相应的耐候性测试方法, 目前国内PC外墙密封材料的选择存在一定的混乱, 这为外墙渗水埋下了隐患。耐候型聚氨酯密封胶在性能上可满足PC外墙接缝的要求, 并且施工简单, 但是现在此类胶的研发与生产还不能满足市场的需求, 因此其发展潜力较大。
参考文献
[1]栗新.工业化预制装配式 (PC) 住宅建筑的设计研究与应用[J].建筑施工, 2008, 30 (3) :201-202.
预制外墙 篇5
上海市于2010年要求居住建筑达到65%节能要求。在提倡节能减排的背景下,“节能省地型住宅”成为住宅建设的指导方针,发展装配式住宅是重要的实施手段。“十二五”期间,上海市将大力推进装配式住宅体系的应用。作为装配式住宅体系的一个重要组成部分,预制夹芯保温复合外墙不仅能满足65%保温节能要求,而且由于墙体、窗框、外墙瓷砖和保温材料可以一体式生产,传统建筑常有的窗框漏水、保温性能不佳等弊病也能迎刃而解。同时,由于工业化生产将大量高噪声、高污染的"湿作业"都搬进了工厂,施工现场的建筑垃圾、污水、噪音、有害气体及粉尘则大大减少,从而有利于实现节能环保,最大限度地减少建筑施工对周边环境的影响。
在研究预制夹芯保温复合墙体节能、环保的同时,必须考虑墙体内部的冷凝问题。围护结构内外两侧空气都含有一定量的水蒸气,空气中含水蒸气的量,可用水蒸气分压力来表示。当围护结构的两侧存在水蒸气分压力差时,水蒸气就会从分压力高的一侧向分压力低的一侧渗透扩散。若围护结构内部某处温度较低时,水蒸气的饱和水蒸气分压力也较低,当该部位的实际水蒸气分压力较高时,水蒸气就会在该部位冷凝。如果墙体内部出现冷凝,不但会使保温材料含水率增加,导致保温效果急剧下降,而且冷凝水如受冻产生的体积膨胀会造成保温层材料强度和结构的破坏,严重影响墙体结构的耐久性。因此,当进行围护结构设计时,应避免围护结构内部可能产生的冷凝现象或控制其影响的程度。本文将选用泡沫混凝土保温板和改性酚醛保温板分别作为装配式住宅预制夹芯保温复合墙体中的夹芯保温层,对其进行内部冷凝验算,以便为结构设计提供理论依据。
1 围护结构内部冷凝的分析判断方法及验算依据
1.1 围护结构内部冷凝的分析判断方法
在进行围护结构内部冷凝验算时,首先计算各个材料界面处的饱和水蒸气分压力值Ps和实际水蒸气分压力值Pm,然后绘制Ps和Pm曲线进行判断。当Ps曲线处于Pm曲线上方时,表示该区域饱和水蒸气分压力大于实际水蒸气分压力,则该区域不会出现冷凝;当Ps曲线与Pm曲线相交,表示该部位开始出现冷凝。当Ps曲线位于Pm曲线下方时,表示该区域实际水蒸气分压力大于饱和水蒸气分压力,则该区域存在冷凝现象。当围护结构内部存在冷凝现象时,应继续再验算内部冷凝水造成保温材料重量湿度的增量是否在允许范围内。如果保温材料的重量湿度超出了允许范围,则要在保温层内设置隔气层或采取其他措施避免保温材料层中冷凝水的产生;如果保温材料的重量湿度在允许范围内,说明保温材料内部所产生的冷凝水数量不会对结构造成损害,可以不采取其他措施。
1.2 围护结构内部冷凝验算依据
根据GB 50176—93《民用建筑热工设计规范》对围护结构内部冷凝受潮验算的规定,对围护结构进行冷凝验算。通过计算结构内部各处的饱和水蒸气分压力值和实际水蒸气分压力值,从而对是否会产生冷凝进行判断。由于传湿过程比传热过程复杂,而目前对通过围护结构的传湿过程的分析研究也比较粗略,在围护结构内部冷凝验算时,只考虑稳定条件下单纯的水蒸气渗透过程,将室内外空气的水蒸气分压力取为定值,而不考虑围护结构内部液态水分的转移,不考虑热湿交换过程之间的相互影响。冷凝验算时取上海地区冬季的室内设计温度为18℃,平均相对湿度为60%;采暖期室外平均温度为3.7℃,平均相对湿度为76%。
2 预制夹芯保温复合外墙内部冷凝验算
泡沫混凝土保温板夹芯复合墙体构造为:C35钢筋混凝土60mm+泡沫混凝土保温板70mm+C35钢筋混凝土60mm,总厚度190mm;改性酚醛保温板夹芯复合墙体构造为:C35钢筋混凝土60mm+改性酚醛保温板40mm+C35钢筋混凝土60mm,总厚度160mm。这两种保温夹芯复合外墙的传热系数理论计算值(见表1)均达到建筑65%节能对墙体传热系数的要求。
2.1 泡沫混凝土保温板夹芯复合墙体内部冷凝验算
计算泡沫混凝土保温板夹芯复合墙体的各界面处温度和水蒸气分压力值时,可将界面情况由内到外划分为4个界面:室内和内层钢筋混凝土界面(界面1)、内层钢筋混凝土和泡沫混凝土保温板界面(界面2)、泡沫混凝土保温板和外层钢筋混凝土界面(界面3)、外层钢筋混凝土界面和外部空气界面(界面4)。部分冷凝计算参数见表2。
泡沫混凝土保温板夹芯复合墙体的各界面处饱和水蒸气分压力值Ps和实际水蒸气分压力值Pm计算结果见表3。
利用表3中数据绘制Ps和Pm曲线,见图1。分析Ps和Pm曲线可知,由室内向室外方向,在界面2和界面3之间的某处,即在泡沫混凝土内部,Ps和Pm曲线相交,表明该部位开始出现冷凝现象;Ps和Pm曲线相交之后,Pm曲线位于Ps曲线上方,并一直延续到外层钢筋混凝土内部某个位置时再一次与Ps曲线相交,该区域范围内Pm大于Ps,表明该区域存在冷凝现象;在Pm与Ps曲线第二次相交之后,Pm曲线位于Ps曲线下方,冷凝现象消失。
由于界面3处Ps和Pm值相差很小,说明泡沫混凝土与外层钢筋混凝土内部存在冷凝现象的区域较小,需根据GB 50176—93第6.1.3条进行内部冷凝受潮验算,判断泡沫混凝土保温层因内部冷凝受潮而增加的重量湿度增量是否在允许范围之内。
查GB 50176—93表6.1.2,采暖期间泡沫混凝土重量湿度的允许增量[△w]为4%。根据公式H0,i=(Pi-Psc)/[10ρ0δi(△w)/24Z+(Psc-Pe)/H0,e],计算得到冷凝计算界面内侧所需的蒸汽渗透阻H0,i为712.80m2·h·Pa/g。经验算,本外墙冷凝计算界面内侧实际蒸汽渗透阻为44281.0m2·h·Pa/g。实际蒸汽渗透阻已远大于计算所需的蒸汽渗透阻,这表明在整个采暖期内,泡沫混凝土保温板的湿度增量不会超过允许增量4%。从墙体内部冷凝的角度上讲,尽管泡沫混凝土保温板夹芯复合墙体内部存在冷凝现象,但所形成冷凝水的数量在允许范围之内,因此泡沫混凝土保温板夹芯复合外墙在上海地区使用是安全的。
2.2 改性酚醛保温板夹芯复合墙体内部冷凝验算
计算改性酚醛保温板夹芯复合墙体的各界面处温度和水蒸气分压力值时,可将界面情况由内到外划分为4个界面:室内和内层钢筋混凝土界面(界面1)、内层钢筋混凝土和改性酚醛保温板界面(界面2)、改性酚醛保温板和外层钢筋混凝土界面(界面3)、外层钢筋混凝土界面和外部空气界面(界面4)。部分冷凝计算参数见表4。
改性酚醛保温板夹芯复合墙体的各界面处饱和水蒸气分压力值Ps和实际水蒸气分压力值Pm计算结果见表5。
利用表5中数据绘制Ps和Pm曲线,见图2。分析Ps和Pm曲线可知,Ps分布曲线和Pm分布曲线不相交,在改性酚醛保温板夹芯复合墙体内各个部位,Ps值均大于Pm值,因此改性酚醛保温板夹芯复合墙体内部不会产生冷凝现象。
3 结语
根据GB 50176—93《民用建筑热工设计规范》和上海地区气候环境,对装配式住宅预制夹芯保温复合外墙内部进行冷凝受潮验算。当采用改性酚醛保温板作为夹芯保温外墙体的保温层时,墙体系统内部不会出现冷凝问题;当采用泡沫混凝土保温板作为夹芯保温外墙体的保温层时,夹芯复合墙体内部存在冷凝现象,但所形成冷凝水的数量在允许范围之内,因此,泡沫混凝土保温板夹芯复合外墙在上海地区使用也是安全的。这些对于保持夹芯保温墙体热工性能和延长其使用寿命,保证装配式住宅预制夹芯保温复合墙体系统使用安全具有十分重要的作用。
参考文献
[1]李宗明、王三智、曹保平.装配式住宅与住宅工业化[J].山西建筑,2011(4):10-11.