墙板接缝密封（精选六篇）
墙板接缝密封 篇1
轻质砂加气混凝土外墙面的接缝(伸缩变形缝、墙板的拼缝、墙板与门窗等其它材料的接缝)是外墙防水的薄弱点,其原因是在外墙温差环境下材料自身的热胀冷缩、框架结构在外力作用下(台风、地震等)的位移变形造成墙板的位移变形以及轻质砂加气混凝土与其它材料(铝合金、塑钢等)的收缩值不同而造成墙板之间接缝的收缩变形等。为此这些接缝必需采用合适的密封胶进行填充,密封胶既要考虑位移性能、与基材的粘结性能、耐候性能等,还需要考虑与面层外墙涂料的粘结性和无污染性。
PU-986聚氨酯密封胶为单组分密封胶,固化原理为湿气固化(与空气中的湿气进行反应固化),弹性恢复好、延伸率大、弹性模量低、与轻质加气混凝土粘结性好,与外墙涂料粘结牢靠且无污染,用于轻质加气混凝土墙板接缝密封,避免了密封胶与墙板的脱胶开裂和胶体延伸时把基材墙板拉坏而造成的渗水问题。
1 对轻质加气混凝土墙板接缝材料的要求
1.1 填缝材料
轻质砂加气混凝土以磨细石英砂、水泥、石灰膏为主要材料,以铝粉为发泡剂,经过高温蒸压而成为密集细小多孔的加气混凝土材料(简称ALC),密度小于525 kg/m3,抗压强度(A3.5)为3.5 MPa,抗拉强度为0.22 MPa,弹性模量为2300MPa,线膨胀系数8×10-6/℃。在墙板上当密封胶施工完成后还需要整体涂刷外墙涂料,为此在加气混凝土上使用的密封胶材料要求拉伸模量低,抗老化性能好(基材为碱性材料对密封胶有一定的腐蚀性),与基材和涂料面层的粘结性能好,冷拉-热压后粘结无破坏,定伸粘结性、浸水粘结性无破坏,能够适用墙板在接缝处的变形收缩。
1.2 低弹性模量
由于ALC材料的抗拉强度为0.22 MPa,墙板采用变形拉伸密封胶时,密封胶在拉伸时的模量必需不大于0.20 MPa,但目前国内市场上采用的符合低模量要求的密封胶,其拉伸模量23℃时不大于0.4 MPa;-20℃时不大于0.6 MPa,为此,当密封胶拉伸模量大于ALC的抗拉强度时,密封胶会把ALC基材拉坏,经过与厂家技术部门沟通后,厂家根据要求对密封胶配方进行了调整,把密封胶的弹性模量降到了不大于0.2MPa。PU-986密封胶的主要性能如表1所示。
1.3 密封胶底涂
由于ALC材料呈碱性,而聚氨酯密封胶为高分子聚合物材料,如果ALC基材与密封胶之间直接接触会腐蚀密封胶,从而降低密封胶的抗老化性能,同时ALC中有细密的小孔,当材料中有水汽从小孔中挥发出来后会在表面结露,从而降低密封胶与基材的粘结性,为了解决这些问题,必需在ALC与密封胶之间涂刷1层底涂剂后再打胶,涂刷底涂剂具有以下作用:
(1)提高ALC基材与密封胶接触面层的强度,从而提高密封胶与基材的粘结强度。
(2)可以覆盖ALC基材表面的细密气孔,防止基材内部的水汽挥发,降低与密封胶的粘结性和基材的碱性及对密封胶的腐蚀性,提高密封胶的抗老化性。
(3)防止密封胶中的增塑剂向基材渗出而造成对基材的污染。
2 对面层涂料的粘结性和无污染要求
由于ALC墙面完成密封胶填缝施工后,还要进行外墙涂料的整体施工,为此外墙涂料与密封胶必需经过粘结强度的测试,测试方法如下:
(1)在1块长150 mm、宽120 mm、厚5 mm的水泥板上划线分成2块。
(2)在水泥板上均匀涂刷底涂剂。
(3)按照水泥板上的线贴上填充材并填充密封胶。密封胶的厚度在10 mm左右,底涂涂布后0.5～5 h内填充密封胶。
(4)密封胶养护,一般20℃环境下为7 d左右。
(5)将外墙涂料涂刷在密封胶面层上,涂刷时根据外墙涂料的施工工艺要求(混合比例、涂刷间隔时间),先涂刷涂料底涂再涂刷面层涂料。
(6)涂料涂刷完成后3 d,经过手指触摸没有出现粘手污染的情况后,将把测试样块放入60℃的恒温箱中烘14 d(或7 d),然后对样块进行涂料的粘结性能和污染性能测试。
(7)根据JISK 5600《涂料一般试验方法》在试件上使用标尺板纵横分别划6根间隔4 mm的平行线(见图1),刻刀深度达到密封胶,用间隔4 mm的25格作评价。
(8)在格子上贴透明胶带,用手指压实,向上提胶带的一端进行2次剥离试验(见图2),格子试验的分类见表2。
(9)在经画格试验的涂料面层上喷洒火山灰,根据火山灰在涂料上的附着面积来评判污染程度(见表3)。
(10)PU-986聚氨酯密封胶与丙烯酸树脂类涂料、聚氨酯树脂类涂料、丙烯硅树脂类涂料、氟树脂类涂料等水性外墙涂料的附着性良好、无污染。
3 接缝设计
由于ALC墙板在外墙环境下随着温差的变化和同时随着结构的变形位移,接缝处密封胶在不断地挤压和拉伸,因此接缝宽度的设计需要考虑这2种情况。
3.1 温差收缩变形
加气混凝土材料的线膨胀系数为8×10-6/℃,根据外墙涂料颜色深浅、墙板的设计长度等条件可以依据式(1)计算。
式中:δt——温差变形,mm;
α——ALC墙板的线膨胀系数,/℃;
L——ALC墙板的设计长度,mm;
△T——ALC墙板实效温度差,明色40℃,暗色45℃;
Kt——温度变化减低率,取0.1。
计算实例:某工程为钢结构框架,层间位移角R设计为1/300,外墙采用ALC墙板,线膨胀系数α=8×10-6/℃,墙板设计长度为3000 mm,外墙涂料为浅灰色,实效温度差△T为40℃,温度变化减低率Kt=0.1,计算温差接缝设计宽度。
3.2 层间位移变形
为了适应结构位移变形而使ALC墙板不造成破坏,为此ALC墙板安装工法分为滑动工法和转动工法2种,这2种工法在接缝处的变形如图3所示。
对于采用转动工法的墙板主要发生在竖向接缝变形,采用滑动工法的墙板主要发生在横向接缝的变形,某些幕墙工法有转动工法和滑动工法并用方式,则以上2种接缝变形都会发生。
滑动工法:δH=R×hP(1-Kr)=△(1-Kr)(2)
转动工法:δV=R×WP(1-Kr)=△(WP/hP)(1-Kr)(3)式中:δH、δV———横接缝、竖接缝的变形,mm;
R——层间位移角,(°);
△——层间变位,mm;
hP、WP——墙板的长度和宽度,mm;
Kr——层间变位变形的减低率(参照表4)。
根据计算实例条件,如ALC墙板采用滑动工法,墙板宽度采用600 mm,层间变位变形的减低率Kr=0.1,计算横接缝的变形δH值。
3.3 接缝宽度的设计
根据以上计算出温差变形量和层间位移变形量后,结合墙板接缝的安装误差允许值,分别计算温差变形影响和位移变形影响后板缝的宽度W,二者计算值取大者为准。
式中:δ——层间位移变形量,mm;
ε——密封材料的设计伸缩率和设计剪断变形率(参照表5),%;
We——接缝宽度施工允许误差(参照表6),mm。
注:A为温差变形的场合;B为由于台风、地震等造成层间位移的场合。
根据计算实例条件,ALC墙板温差变形δt=0.864 mm,层间位移变形量δH=9 mm,密封材料的设计伸缩率εA=10%,层间位移下的设计剪断率εB=40%,接缝宽度施工允许误差We=±5 mm。计算墙板接缝的宽度值W。
(1)温差伸缩接缝设计宽度
(2)位移变形接缝设计宽度
通过以上计算,当采用滑动工法后墙板横缝接缝处最小宽度应为28 mm。
3.4 接缝最大宽度和最大深度的设计
根据密封胶接缝的宽度,为了保证必要的粘结面积,因此必需根据接缝的宽度来设定密封胶的接缝深度,在变形接缝场合密封胶的接缝深度如图4所示。
4 密封胶施工工艺
4.1 施工工艺流程
墙面板缝质量检查验收→板缝清洁→填装泡沫垫材→板缝打胶的两侧粘贴美纹纸→板缝涂刷密封胶底涂→板缝打胶→压光、压平胶缝平面→撕去美纹纸→密封胶养护→墙面涂刷涂料。
4.2 施工方案
(1)先对墙板板缝允许安装偏差进行检查验收,验收合格后才能进行打胶施工的相关工作。
(2)用蘸有二甲苯溶剂的漆刷将密封胶接触面清洁干净,以提高底涂涂刷的粘接效果。
(3)按接缝打胶的深度要求把PE棒填充在板缝内,PE棒的平面距离板面的深度为设计要求的深度。
(4)根据打胶的宽度要求在板缝两侧粘贴15 mm宽的美纹纸带,粘贴时需要用手拉直美纹纸,保证接缝两侧美纹纸带的打胶宽度一致和直线度,粘贴时要粘贴牢固和平整,不要让美纹纸带卷边,防止由于美纹纸的卷边造成胶缝打胶不直和污染两侧胶缝平面。在美纹纸的选用上,必须选择美纹纸胶带的胶水不会因为底涂溶剂或者太阳照射等因素影响而软化,以防止剥离胶带时胶水有残留。
(5)为了使密封胶与基层材料粘接更牢固,必须在打胶前先进行密封胶底涂的涂刷。涂刷时用白色漆刷蘸底涂进行涂刷,涂刷必须涂得均匀无斑纹。原则上,涂好底涂到打胶开始,保持30 min以上的干燥时间,打胶要当天完成。底涂涂刷后,如果有垃圾或灰尘附着时,将其去除后再涂,如果底涂涂刷后延迟到第2天打胶,那么必须重新涂刷底涂。
(6)打胶时要以均匀速度进行,将密封胶充分压注到胶缝的底部(到达泡绵垫材)。
(7)十字交叉和丁字交叉的板缝打胶时必须注意不要有气泡。此部位的打胶顺序如图5所示。
(8)用胶枪打胶完成后,用橡胶刮刀或小刀用力赶压,用刮刀平整密封胶表面。赶压胶缝时先与打胶方向相反的方向用刮刀用力加压将密封胶压平,再返回平整密封胶表面。若要重新利用已挤出的密封胶,注意其必须未超出可用时间,并且没有灰尘等杂质。
(9)赶压密封胶施工完成后立刻剥离美纹纸。剥离美纹纸时,要稍微倾向接缝内侧,边拉边卷于棒上,注意不要污染到打好的密封胶平面上。如果有部分密封胶污染到板面周围,应在其还未固化时用二甲苯溶剂去除,如果已经固化了,用挂刀仔细将密封胶刮除。
(10)密封胶施工完成约5 d后可以进行整个墙面涂料的涂刷,外墙应选择弹性防水涂料涂刷。
5 结语
建筑接缝的粘接密封分析 篇2
为取得功能优、外观美、耐久性好的密封接缝, 必须有一个正确的设计方法和程序, 接缝密封设计的程序可分三个大的阶段, 即研究方案、调查分析和出设计图阶段。
第一阶段主要研究结构对接缝变形的约束及对防水性、耐火性、隔声性和耐久性的要求, 提出设计方案;第二阶段, 要对移动的跟踪性和误差的吸收性进行调查分析;最后, 对视觉上是否能满足美观要求加以研讨, 最终完成接缝设计图。随着工程技术水平的提高和密封材料品种功能的完善, 有条件实现成功的接缝设计。值得注意的是在考虑接缝时一些必要的因素可能被忽略, 在实际工程中容易出现意外和误差, 这时经验和判断在接缝设计中起着重要的作用。建议设计人员应在这方面多进行调查分析, 总结和积累经验, 做出最佳的接缝接缝密封设计首先确定接缝的构造、位置和接缝宽度, 计算出接缝的位移量, 然后根据接缝密封材料具有的位移能力进行修正, 设计出安全的接缝宽度。如果设定的接缝位移量超出现有密封材料的位移能力, 接缝宽度不能满足移位量要求, 就必须重新安排整个结构的接缝的布置, 以减小各个接缝的位移量。现在接缝构造设计可适应的位移量为38cm, 适应更大位移量的设计还在研究之中。
2 接缝位移量的确定
2.1 影响接缝位移的因素
确定接缝位移量, 设计必须首先给定构件的长度 (或体积) , 确定在接缝部位可能发生的位移变化, 即接缝的位移量。造成接缝移动的原因有较多因素, 除材料自身收缩而产生的固有变形外, 还有温度、湿度 (长期位移) 和风荷载、地震 (短期位移) 等。引起接缝移动的原因和特点, 不论长期的还是短期的, 都必须给予充分考虑, 由此提出计算位移量的原则和值得重视的注意事项, 如果考虑不充分, 将可能导致接缝设计失当。必须考虑的因素包括以下几个:
2.1.1 热位移。大气温度变化、太阳光照射及雨水浸入或蒸发等, 会引起建筑物构件的温度变化, 引起构件长度方向的尺寸伸缩变化, 表现为构件接缝的扩张-闭合产生热位移作用。热位移是引起材料尺寸变化的主要影响因素。限制或约束构件尺寸的这种变化是危险的, 必然产生极大的热应力甚至导致材料断裂, 所以, 必须正确估计建筑使用期的不同阶段温度变化导致的热位移, 预留尺寸足够的接缝以保证构件的自由伸缩。为保证构件的自由伸缩, 避免接缝被异物填塞或避免接缝成为渗漏通道, 粘接密封接缝的弹性密封胶必须能承受构件伸缩时产生的拉——压位移。
建筑物温度变化应考虑的过程包括:施工中的温度变化;未使用和未装配时的温度变化;使用和装配后的温度变化。在这些过程中, 不同的建筑有不同的环境条件, 应根据不同的建筑材料和建筑体系, 考虑这些过程中产生热位移的最大值。根据建筑过程和材料及构件系统种类, 确定所要求的接缝位置和接缝尺寸。
2.1.2 潮湿溶胀。有些材料的性能会随着内部水分或水蒸气含量的多少发生变化, 有的材料吸水后尺寸会增长, 干燥后尺寸又会缩短。有些伸缩变化可能是可逆的, 有些可能是不可逆的。由这些材料组成的构件必然湿涨-干缩, 导致接缝扩张-闭合运动。
2.1.3 荷载运动。包括活动荷载和固定荷载运动、风荷载运动和地震运动产生的动荷载等, 均会引起建筑构件变形运动, 导致接缝扩张-闭合变化产生位移。
2.1.4 密封胶固化期间的运动。密封胶固化期间所发生的位移运动可能改变密封胶的性能, 包括密封胶的拉伸强度、压缩强度、模量及与基材的粘接性, 也包括外观的变化, 如密封胶表面或内部产生裂缝、内部产生的气泡等, 都会对密封胶最终承受位移的能力产生不利影响。接缝计算和设计是建立在已固化密封胶的基础上。如果施工时不能避免密封胶固化期间发生位移, 那么应该进行适当的补偿工作, 包括施工时施加保护措施, 使密封胶尽可能在不发生位移的期间固化, 或测试密封胶在固化期间发生位移导致的性能变化, 在接缝设计中采取必要的措施进行必要的补偿。
2.1.5 框架弹性形变。多层混凝土结构和钢结构承受荷载后, 会发生不同程度的弹性变形, 产生层间变位并导致接缝尺寸变化。
2.1.6 蠕变。材料在施加荷载后随着时间的延长而发生形变。
2.1.7 收缩。建筑结构或构件浇筑成型后几个月内会产生不同程度的收缩。
2.1.8 建筑公差。包括各种构件各自的公差以及制造、装配时形成的累积公差。工地现场施工和车间制作的构件、组合件及子系统的结合体, 多是复杂排列下的组合。现行的建筑标准给出的公差范围有些很宽, 有些不适用于接缝密封设计, 应给予仔细斟酌。对某些材料或系统来说, 可能还没有认可的公差, 或者其公差不适合直接应用于接缝密封设计, 密封接缝专业设计应依据接缝施工及条件建立适用的公差范围。如果密封接缝设计时忽视建筑公差的影响, 经常会造成接缝粘接密封失败, 或者由于接缝过于狭窄导致相邻材料或系统之间接触不良、粘接失败。此外, 不同的建筑公差要求不同的施工精度, 直接影响到接缝施工的价位, 所以设计应具体标明待密封的接缝的尺寸公差。
2.2 接缝位移量的评估
2.2.1 影响接缝位移量主要因素的分析。a.端部位移量取决于构件有效长度, 即该构件在相继方向上自由移动长度。b.除设计中设有足够的锚固者外, 必须假定结构接缝要承担两单元的全部位移量, 这样考虑较为安全。c.计算接缝温差位移量必须用构件实际温度, 不能简单采用环境气温计算。d当被连接的两个构件使用不同类型材料时, 计算它们对接缝位移量的影响应分别使用不同材料相应的计算系数。此外, 按照接缝的形状不同还应考虑不同材料发生的位移量差异可能引起接缝构造的次生变形。e.参照类似结构中类似接缝实际位移量资料。f.确定尺寸公差必须考虑间隙构成及浇灌或安装构件所产生的实际误差。g.在对接缝中密封材料主要考虑适应垂直于接缝面的位移量的能力, 即伸缩位移能力。
2.2.2 接缝密封胶变形位移基本类型当接缝发生相对错动产生相对位移时, 接缝密封胶的变形位移类型基本有四种:压缩 (C) , 拉伸 (E) , 竖向切变 (EL) 和水平切变 (ET) 。a.在拉伸或压缩应力作用下接缝两面发生相对位移时, 密封胶被拉伸或压缩承受拉伸——压缩位移。b.接缝两个面发生竖向或水平切变时, 密封胶承受剪切位移。c.接缝拉伸——压缩的同时产生水平切变时, 密封胶产生的交叉变形组合位移。d.接缝拉伸——压缩的同时产生竖向切变时, 密封胶产生的交叉变形组合位移。
密封胶在接缝中要适应上述位移或其中几种组合位移, 包括拉伸——压缩位移, 拉伸——压缩同竖向切变组合位移, 或者拉伸-压缩同水平切变的组合位移。设计的接缝应对密封胶可能遇到的各种类型位移进行充分的分析评估, 考虑这些位移对接缝密封胶的作用, 保证选用密
2.2.3 湿胀-干缩位移量计算。干湿交变条件下吸湿性建筑材料线性尺寸变化量ALR同材料的有效长度 (L) 及吸湿变化率 (R) 有关, 即:
有些材料吸湿后尺寸变化是不可逆的, 有些是可逆的。砖、混凝土吸湿尺寸变化是可逆的, 变化率 (R) 为0.02%~0.06%;石材线性尺寸变化是不可逆的, 一般石灰石的变化率 (R) 为0.01%, 砂岩为0.07%。
墙板接缝密封 篇3
本文内容所论及的液体现浇柔性防水膜 (简称现浇柔性膜, 或现浇膜、厚质膜) , 是指液体材料在施工现场涂布后固化所形成的一层厚质的具有防水功能的柔性膜, 通常指一遍成膜较厚的防水膜, 一般以mm为单位, 而薄涂 (以μm为单位) 的油漆层和薄层的涂料层通常不称之为厚质防水膜。而桥接技术则是指在建筑接缝的上方覆盖一层柔性防水层, 该柔性防水层在接缝两侧边缘基层上形成搭桥式的粘结, 以阻隔接缝外面的液体水进入缝隙内, 从而达到防水的目的。
1 常见接缝密封胶防水密封及其失效
1.1 建筑接缝密封
各类普通室外建筑接缝通常采用密封胶来密封, 以达到防水的目的。此时所用建筑密封胶, 通常为硅酮 (SR) 、硅烷改性 (MS) 、聚氨酯 (PU) 、聚硫 (PS) 、丙烯酸 (ACR) 、异丁烯 (IB) 以及它们的各类改性产品等。采用合理的接缝设计以及选择正确等级的密封胶[1], 确认密封胶对基材粘结相容性良好, 并严格按照相关施工规程施工作业, 是确保建筑接缝密封防水效果的关键。
1.2 建筑接缝密封失效
1) 粘结部位破坏
在多年 (10~20年) 的实际使用过程中, 发现由于自然环境、基材、密封胶品质等的原因, 密封胶对接缝的密封防水性能失效的很常见, 且最易发生破坏的地方就在密封胶对基材的粘结部位。粘结部位一旦失效, 就会造成渗漏水。据欧美地区一些未公开披露的室外试验资料, 密封胶暴露10年后的力学性能发生了劣变:粘结破坏、延伸率降低、模量增加、开胶等;日本相关机构也做了约10年后的户外 (南部宫古岛, 中部铫子, 北部旭川) 试验, 结果发现建筑接缝粘结失效比户外紫外线造成的胶层表面龟裂失效更为严重, 且接缝两侧粘结破坏是防水失效的致命原因[2]。我国一些地区的一些户外密封胶在使用一段时间后, 直接开胶、粘结脱层, 这就等于失去了防水功能。
2) 密封失效常与基层材料有关
在选用的密封胶完全正确以及接缝设计合理的情况下, 基层材料的差异性, 对于密封防水就有较大的影响。对于混凝土基层, 表面为较弱的界面, 即使采用底涂剂强化界面后, 界面粘结失效亦往往伴有界面混凝土的破坏;而对于金属和玻璃等基层界面来说, 密封失效的部位大多发生在界面部位。但有些密封胶可能因为增塑剂 (或油品) 所含的一些组分迁移, 也可造成密封胶本体破坏, 从中间开胶。
在一些混凝土的户外施工中, 经常在其表面出现裂缝。通常的做法是:对裂缝开V形或U形槽处理, 打入密封胶。对于裂缝不再进一步生长的缝隙, 采用此法密封有一定的效果;但裂缝往往会进一步发展, 并产生新的缝隙, 此法就不能阻止渗漏水再次发生。
3) 密封胶中增塑剂和其他非交联油品的危害
目前评价密封胶对接缝防水耐久性的重点, 在于其初始 (7~30 d) 力学性能、抗紫外线、抗氧化性、耐水性、粘结性等, 但没有公开的文献和技术指标来披露增塑剂和其他非交联性油品在使用后会发生哪些变化。欧美部分公司做过一些跟踪测试, 可能出于商业竞争的目的, 没有披露详情。事实上, 密封胶 (包括一些涂膜) 在实际使用过程中, 增塑剂和其他非交联油品中一些组分会发生不同程度的迁移, 导致高分子材料 (密封胶和涂膜) 的柔性降低、脆性增大、粘结性减弱或丢失、污染基材等病变。许多密封胶在户外耐久时间短, 人们有时会错误地把原因归结为密封胶不耐紫外线、不耐氧化、不耐水。目前, 可能还没有测试过密封胶和防水膜层户外使用10年后力学性能的变化, 是否还能达到出厂时或施工时的标准。话说回来, 若不加入非交联性油品, 产品标准中的延伸率就无法达标。无论是密封胶还是液体涂料, 其配方中都有一个预聚体和粉料对油品的相对比例, 高品质防水材料是不会加入粉料的, 即使加入也极少, 当然这样做在产品成本上也会有些变化。
2 密封胶和暴露型液体现浇涂层桥接技术系统
2.1 密封胶和暴露型液体现浇涂层桥接技术
该技术能大大改善建筑接缝的防水性能。一般的普通桥接形式, 见图1。
这种做法是在接缝内填入密封胶, 然后在密封胶的上面涂布暴露型厚质涂层 (含胎基布) 。但上部的现浇涂膜不仅要具有耐候性, 并且要求与密封胶具有良好的相容性。这种结构不仅厚质涂膜本身具有良好的耐候性和长久的防水性能, 又由于其覆盖了密封胶, 阳光紫外线和水不直接与密封胶接触, 因而密封胶性能的衰减在实际使用中大为延缓。这种密封胶和暴露型涂膜的桥接技术系统也大大延长了其户外防水的耐久性。
对于高位移形变的接缝, 也可采用如图2所示的密封胶和U形防水涂膜桥接形式[3]处理。
采用的预制U形暴露型厚质涂膜置于接缝内, 上部侧壁用弹性胶粘结住, 下部可以不粘, 接缝内填充密封胶。该厚质弹性涂膜和密封胶密封, 可适用于大的位移形变接缝, 如变形缝等大位移形变接缝等的处理。
对于变形量较大且在接缝内侧难以作出涂膜施工的接缝, 也可采用如图3所示之桥接技术处理。
施工时, 密封胶填充在接缝内, 表层设泡沫棒, 上面再现浇厚质涂膜。
2.2 厚质涂膜 (现浇膜) 中胎基布的作用
涂膜中设置胎基布, 通常的说法称为设置加强层。对于低强度材料如沥青、丙烯酸、聚氨酯来说, 在加入胎基布后, 它们的强度确实会有较大地增强。作业人员也通常在细部节点铺设胎基布, 即使对高强度的弹性体材料, 如拉伸强度高于6 MPa以上或者更高强度如20 MPa以上的涂膜, 也是如此处理。其实, 在厚质涂膜材料中胎基布的另一重要功能是消除应力集中, 并且指示涂层的有效厚度。施工中, 液体涂料固化后成为厚质涂膜, 如果基层混凝土在未来开裂, 即使弹性涂膜的延伸率再高 (如1 000%) 、厚度再厚 (如2.0 mm以上) , 弹性涂膜也有开裂的可能;但如在涂膜中植入胎基布, 它就改变了基层裂纹的传递方向, 在胎基布的整体拉动下由垂直开裂转化为水平拉伸, 涂膜中间胎基布以下的膜层会开裂, 但胎基布以上的弹性涂膜就不会有裂纹, 这样可确保涂膜的防水有效性和耐久性。另外, 胎基布是识别涂层厚度最简易的方法。液体材料涂布于基层上, 其厚度是不均匀的, 即使采用有定位高度的齿形刮板, 并按用量和面积准确计量, 如果没有胎基布, 涂层仍可能是有的地方厚、有的地方薄。如果用刀切割涂层约1~2 m2, 去除背面的混凝土砂粒, 在暗处用灯光照射, 可以看到其上有透光点——说明有穿孔点, 同时也可测到涂层有的地方很薄。这是因为即使是平整的混凝土, 其表面的粗糙度也在1~2 mm之间所致。但如果在液体涂料施工时, 全面植入胎基布, 并且涂布到看不见胎基布, 涂层在薄的地方也有1~2 mm厚。
这种整体植入胎基布的弹性涂膜, 由于具有没有接缝和高柔性、优良的耐候性, 欧美地区的实际使用情况表明, 涂膜有超长的耐久性, 明显优于有接缝的防水卷材;在日本, 屋面暴露防水涂膜的市场份额也非常高。
2.3 混凝土裂缝和未来裂纹的防水
混凝土的开裂是不可避免的, 首先是在施工现场或施工不久可看到裂缝和裂纹;另外, 有无法预知的在实际使用过程中的未来裂纹, 容易造成混凝土的防水失效。对于这类工程, 应该采用密封胶和暴露弹性涂膜满铺胎基布技术系统来维修。现有裂缝和裂纹开槽后, 先用聚氨酯密封胶密封, 然后整体对混凝土基层面涂覆 (一布两涂) 暴露型防水涂膜;胎基布要求满铺, 上层液体材料涂盖到肉眼看不见胎基布为止。未来混凝土若出现裂纹, 即使裂纹达到2.0 mm或者更宽, 只要整体铺设了胎基布, 并且涂层也彻底盖住了胎基布, 涂膜厚度即可达到2.0 mm, 就能达到好的防水效果, 其耐久性至少在10年以上;胎基布下面可以开裂, 胎基布上面的涂膜不会开裂。当然, 胎基布和弹性厚质涂膜的力学性能, 要求品质优秀, 并且相容性良好, 固化后整体复合柔性材料的综合性能良好。
3 密封胶产品标准及其市场竞争一瞥
我国所有标准是有法律地位的, 但没有建筑质量年限担保制度的立法;北美和欧洲、日本等地区的各类标准没有法律地位, 只是行业的一个很权威的参照, 但建筑质量年限担保制度在国外却是法律。就防水工程的质量年限而言, 欧洲和日本要求有10年以上的担保期, 而美国要求有15年以上的担保期, 特殊工程可以高于最低担保年限, 如20年或25年以上。世界某著名的密封胶生产制造商, 上世纪90年代中后期在我国拿地立项建厂, 起初也按照其北美地区的质量要求生产密封胶, 对于当时的中国市场来说, 这类产品既新、又是高科技的, 可这家公司的产品就是难以打开中国市场;2000年后, 该公司在中国的管理机构改为本土化管理, 新的管理层推出了大量的新的简易密封胶产品:加入大量的粉料和矿物油, 成本大大 (比原有产品) 降低, 价格当然也大幅度降低, 并迅速以高的增长率占据了中国市场, 同时也销售到周边不发达国家, 公司因此获取了高额利润。这种加了白油和大量粉料的产品, 当然无法进入北美和欧洲、日本, 因为担保公司不会为这类产品质保期担保10年或15年以上。这些管理人士看准了中国市场没有质量担保制度的立法, 只需符合当地标准的中国式交易模式, 借助该公司产品为全球知名品牌的优势, 这类产品自然在中国获得了推广应用。
技术和创新从属于市场商业交易的条件, 有何种交易条件, 就会产生相对应的产品和服务。我国新的一轮改革确定以市场作为决定的因素, 这应该是我国密封胶及其相关技术创新和高品质产品生产者的福音。
参考文献
[1]余建平, 建筑密封膏的正确选用与常见建筑接缝的处理[J].中国建筑防水, 2000 (6) :28-29.
[2]Akihiko Ito, Yoshioki Takemoto and Kyoji Tanaka.Weatherability evaluation of construction sealants by measurement of the depth damage[C]//第四届中日韩防水技术研讨会论文集.东京:中日韩防水技术研讨会组委会, 2013.
采光顶与接缝密封胶应用研究 篇4
关键词：采光顶,接缝密封胶,形状,施工
0 引言
随着技术的发展和对建筑品质要求的提升, 以人居舒适性为核心的建筑更加关注建筑与自然的关系, 不但使建筑更加美观, 而且促进建筑节能。采光顶充分利用自然光, 将室内外环境融于一体, 受到建筑师的青睐, 面材日趋多样化为建筑师提供了更多选择。用于采光顶面材之间接缝、防水密封的密封胶必须根据面材的特点按照设定变位来选择相应模量, 并确定接缝宽度、深度、形状, 通过规范化施工达到良好的接缝密封效果。
1 采光顶的简介
1.1 玻璃采光顶
采光顶一般采用玻璃作为采光材料, 称为玻璃采光顶。根据JGT 231—2007建筑玻璃采光顶将“面板为玻璃的屋盖”定义为玻璃采光顶, 屋盖是“由屋面板与支承体所组成的与水平面夹角小于75°的围护结构和装饰性结构的总称”[1]。玻璃采光顶是应用最多的采光顶, 它除了具有采光功能外, 可在采光顶平面内设置开启天窗来满足通风需要。玻璃采光顶施工工艺较为复杂, 玻璃容易自爆给安全带来隐患, 且维护成本较高。聚碳酸酯、膜结构等采光材料为轻型高通透屋面的设计开创了新思路, 克服玻璃自爆的缺陷, 在部分工程项目中得到应用。
1.2 聚碳酸酯采光顶
聚碳酸酯板作为新型的建筑材料, 和玻璃有相似的透光性能, 它是以聚碳酸酯为原料, 挤压成型的塑料板材。聚碳酸酯采光顶与玻璃采光顶相比, 具有自重轻, 耐高低温、隔热、阻燃、隔音, 抗冲击、安全性能、成型加工性能好等优点, 不存在玻璃的自爆缺陷, 应用起来更加安全, 维护费用也相对少。
1.3 膜结构采光顶
膜结构采光顶在太阳光的照射下由于漫散射的作用, 使建筑物内部呈现明亮效果, 采光性也较好, 在日照充分的条件下通常室内不需要照明, 特别适用于体育馆、展览厅和天井等对采光要求较高的建筑物。与玻璃采光顶相比, 具有自重轻, 抗震性、耐候性好, 使用寿命长;造型优美, 实现结构与造型、技术与艺术完美结合;施工方便快捷, 日常维护费用少;阻燃, 防火性优等优点。
2 采光顶的接缝密封
2.1 采光顶接缝密封特点
缝隙是采光顶渗漏的主要通道。玻璃采光顶与聚碳酸酯采光顶面板间存在板块间的缝隙、板块与周边其他构件间的缝隙, 这些接缝通常必须采用密封胶密封。采光顶由于空间角度的转换, 接缝密封受自身重量荷载, 采光顶屋面材料和支撑材料的热胀冷缩引起的变位, 雪荷载、风荷载、不对称荷载等外界因素影响, 不但有水平的位移, 还有剪切位移, 变位大而且复杂, 胶缝开裂发生渗漏较为常见[2]。造成采光顶密封失效最主要的原因是密封胶的位移能力及其在大变位反复作用下对基材的粘结能力达不到要求。为确保防水, 采光顶接缝应根据结构、面材的不同特点选择合适的密封胶。
2.2 密封胶的分级
密封胶选用时必须标明产品级别和模量, 根据JC/T 882—2001幕墙玻璃接缝用密封胶产品标准, 按试验的冷拉伸、热压缩幅度分为25LM, 25HM, 20LM, 20HM四个级别。其中包含20级和25级两个位移能力级别, 同一位移能力级别又有高模量 (标记H) 和低模量 (标记L) 产品。密密封封胶胶选选用用时时必必须须标标明明产产品品级级别别和和模模量, 接缝用密封胶的级别越高, 抗位移能力越高, 生产成本也越高, 所以应根据变形要求合理选用。
2.3 采光顶接缝密封胶的选用
采光顶面板之间接缝需要采用密封胶进行接缝密封, 密封胶要求具有抗紫外线、酸雨、雪等极端天气能力的耐久性和一定的力学强度;具有优异的粘结性, 对基材无污染, 与相接触的材料相容, 并可根据建筑整体效果选用需要的颜色。密封胶需承受由面材随温度变化热胀冷缩、外载荷作用等产生的变形而引起的位移, 除应有一定的力学强度外, 更重要的是需具有低模量、高位移能力, 即处于拉伸或压缩情况下具有高变位能力、保持粘结性不破坏, 对整体结构不产生影响, 当位移消失后能够恢复到原状。采光顶接缝应通过变形量计算选用与变形量相匹配的密封胶。
聚碳酸酯板线膨胀系数是玻璃的8倍, 铝型材的3倍, 在采光顶应用中除节点需要适应变形要求外, 在相同接缝宽度下对密封胶的位移能力提出更高要求[3]。聚碳酸酯板耐腐蚀性能一般, 遇到有机溶剂易引起开裂, 遇强碱容易分解;界面惰性, 粘结性能较差。聚碳酸酯板的接缝密封必须选用粘结性能好, 中性固化, 不对聚碳酸酯采光板基材产生侵蚀作用的密封胶。
3 采光顶密封胶接缝的设计
3.1 密封胶接缝宽度的设定
在一些工程面板接缝处出现的密封胶被拉裂, 很可能是面板产生的位移超出密封胶所能承受的极限造成的。接缝宽度设定的基础是接缝位移量和可供选择密封胶的位移能力, 接缝宽度必须通过计算位移量具体进行设定。通常条件下接缝宽度不小于6 mm可保证现场密封施工可挤注的操作性[4], 胶缝过大很难进行胶面修整。通常考虑接缝形状和变形产生的应力集中, 对接缝宽度加大, 通常宽度取不小于10 mm。缝宽对密封胶使用效果有很大影响, 必须计算出总的接缝位移后才能确定最佳的接缝施胶宽度, 施工中不能随意增加或减小接缝宽度。
3.2 密封胶接缝深度的设定
密封胶接缝深度过大, 接缝变形增加, 密封胶位移时表面易出现凹凸现象, 导致压力变形过大而引起粘结失败。如果胶缝深度过小, 胶量偏少, 会因应力集中或气泡等的形成而引起开裂, 甚至导致粘结失败。采光顶面板通常较薄, 按常规施工方法是在接缝内填塞泡沫棒, 但泡沫棒使接缝密封胶的胶层变得更薄, 通常情况下接缝深度是小于宽度, 一旦涂胶施工稍有缺陷或者意外遭受损伤, 均可能导致渗漏。为保证接缝的耐久密封性, 胶层厚度取宽度的一半, 厚度应保证不能小于6 mm, 不大于10 mm。
3.3 密封胶接缝的形状
密封胶接缝密封是在现场进行的, 受条件所限难免潜在瑕疵、气泡、夹杂等隐患, 且接缝形状通常修整为凹面, 容易积尘积水。采光顶密封胶接缝最好的施工方式是建议分两次完成, 表面修整为圆凸面, 第二道密封修宽, 扩大粘结宽度和密封面积, 即可减缓局部应力, 也可覆盖第一道密封存在的缺陷, 消除渗漏隐患。两道密封的施工方式可减少固化过程中遭受意外损伤或破坏的几率, 提高接缝密封表面的耐久性。从经济角度考虑, 第一道密封采用低模量产品, 第二道采用高模量产品。
4 接缝密封胶施工注意事项
密封胶是现场成型材料, 在施工现场完成注胶工作, 施工现场的环境、作业条件较差, 密封胶固化所需要的外部条件不容易满足, 气候、环境、作业条件等因素对固化质量的影响很大。密封胶必须保存在温度为5℃~30℃之间的室内环境, 不能保存在太阳直射或太过潮湿的地方。密封胶除了必须在规定有效期内使用外, 环境条件的保证、接缝表面的清洁方式、使用清洁溶剂的类型选择是密封胶施工质量的基础。
4.1 施工温度
受条件的限制, 只有单组分密封胶适用于现场施工。单组分密封胶的固化是吸收空气中的水蒸气后进行水解交联反应, 由外至内缓慢固化, 固化速度主要取决于温度、湿度和水蒸气的渗透速度。按GB 16776建筑用硅酮结构密封胶单组分密封胶需要养护21 d才能达到最大粘结强度, 密封胶在未完全固化时, 弹性恢复率、定伸粘结性均未达到标准要求的范围。因此, 密封胶施工时要求表面干燥、清洁, 环境温度适中, 防止外界环境因素变化太大, 引起表面外观不平整, 甚至引起粘结破坏现象。
密封胶施工温度要求在5℃~40℃范围内。基材表面温度过高可能造成固化反应速度过快, 产生的水分子物质来不及迁移出胶体表面在内部聚集形成气泡, 破坏胶缝表面的美观;温度过低固化过程显著延长, 受温差影响热胀冷缩造成外观走形。温度太高与太低均不宜进行密封胶的施工, 容易造成密封胶在固化过程一直处于拉伸或压缩状态, 固化后内部应力超过设计的位移能力造成内聚或粘结破坏, 导致密封失效产生渗漏。
4.2 泡沫棒的衬垫
接缝密封必须使用闭孔型聚乙烯类或开孔型聚氨酯类泡沫棒作衬垫, 避免密封胶造成三面粘结并有效地控制接缝中密封胶嵌入深度和形状, 使密封胶完全润湿两侧基材表面, 让密封胶发挥最佳的位移能力。泡沫棒衬垫未按规范施工可能破坏胶缝表面的美观, 泡沫棒填塞应平直, 并按设计要求预留打胶厚度。泡沫棒太大容易被拉得太紧时, 密封后回缩拖动密封胶, 使不规则的长条状向外凸出, 影响观感。
4.3 表面清洁
获得良好粘结性的关键就是要有一个表面干净的材料。无论何种材料表面, 在现场施工时都会粘染不清洁的物质, 在施打密封胶前应根据不同的季节选择清洗溶剂进行清洗干净[5]。IPA和MEK等清洗溶剂可溶解在水中, 适合冬天使用, 能有效去除基材表面的冷凝水及结霜;甲苯、二甲苯等清洗溶剂不能溶解于水, 适合于夏天使用。注胶完成后胶缝顺直饱满, 与基材粘结应牢固无孔隙, 面材表面清洁无污染。
5 结语
接缝密封胶选择和胶缝形状设定是保证采光顶密封、防水的基础。为使密封有效、美观, 需要根据面材特性、设定变位来选择相应模量的密封胶与接缝宽度、深度、形状;施工过程中注意泡沫棒的安装、基材表面清洁以及温度环境是否符合要求, 通过规范化施工达到良好的接缝密封效果。
参考文献
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[2]高树鹏.金属屋面与玻璃采光顶防水技术在工程中的应用[J].中国建筑防水, 2014 (11) :13-16, 23.
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[4]高树鹏.玻璃采光顶应用与防水技术[J].中国建筑防水, 2014 (23) :38-41.
墙板接缝密封 篇5
1 “起鼓”现象简述
建筑接缝密封胶应用过程中, 施胶当天或施胶数天内, 胶缝表面出现的变形突起现象, 可能是“起鼓”, 也可能是“起泡”, 二者的外观表现极为相似, 导致两种现象的根本原因却并不相同, 相应的解决措施也不相同。以下先对“起鼓”和“起泡”这两种易混淆的现象进行简单对比分析。
1) “起鼓”现象
当密封胶固化速度较慢、固化至足够深度需要的时间较长时, 会出现密封胶表面已经固化, 内部还没有完全固化。此时, 如果胶缝发生较大的宽窄变化 (通常是由面板的热胀冷缩引起) , 胶缝的表面就会受到影响, 出现不平整现象。由于密封胶的固化速度、位移能力以及胶缝宽窄变化幅度等因素的不同, 胶缝不平整的表现也会不同, 有时是整条胶缝中间隆起, 有时是连续的鼓包, 有时是扭曲的变形, 统称为“起鼓” (图1) 。
2) “起泡”现象
密封胶裹入了气体, 在其表面或内部形成空腔, 统称为“起泡” (图2) 。“起泡”现象产生的原因可能是:1) 注胶时裹入了空气;2) 接口或附件材料潮湿, 潮气侵入胶缝;3) 泡沫棒选用不当;4) 泡沫棒在填塞过程中表面被戳破, 受挤压后从破孔处放气;5) 基材表面温度过高;6) 某些基材 (如混凝土、水泥等) 养护时间不够或配方成分容易与密封胶发生化学反应, 导致密封胶内部出现气泡、不粘接、不固化等现象。
3) “起鼓”与“起泡”的区别
如前所述, “起鼓”或“起泡”的外观表现极为类似, 常常容易混淆, 但实际二者内在的表现、产生的机理及危害则有明显的差异 (表1) , “起泡”现象突起的胶体为空心, 不仅影响建筑美观, 还会影响胶的密封及力学性能;“起鼓”现象突起的胶体为实心, 虽会影响建筑美观, 但不会影响胶的密封及力学性能。
2 “起鼓”现象产生的原因
“起鼓”现象产生的根本原因是胶在固化过程中承受较大位移形变, 是密封胶固化速度、胶缝尺寸、面板材质及尺寸、施工环境、施工质量等因素综合作用的结果。上述几种因素都处于不利的情况下, 胶缝“起鼓”现象出现的几率就会高。
1) 密封胶固化速度
建筑接缝密封胶按位移能力不同可分为7.5 级、12.5 级、20 级、25 级、35 级、50 级、100/50 级。级别越高, 则密封胶的弹性越好, 其承受接缝位移形变的能力越强。然而, 密封胶必须充分固化后, 才能具有上述的位移能力。研究发现[1], 密封胶固化过程中承受接缝变形的能力仅为固化后其位移能力的20%~30%。也就是说, 即使是位移能力高达50 级的密封胶, 在固化过程中也仅能承受10%~15%的接缝变形。密封胶固化过程中承受接缝变形的能力远低于其固化后能达到的位移能力。
密封胶固化过程中承受接缝变形的能力与其固化速度密切相关:固化速度越快, 密封胶固化期间承受接缝变形的能力越强;密封胶固化速度缓慢, 同时接缝发生较大的位移变形, 则容易出现胶缝“起鼓”。固化速度除与环境因素有关外, 主要由密封胶本身的配方特性决定。根据密封胶种类、催化体系活性可以大致判断、选择固化速度相对较快的密封胶。
2) 胶缝尺寸
接缝位移与胶缝宽度对接缝变化的影响如表2所示。相同位移量条件下, 胶缝越窄, 接缝变化率越大, 胶缝承受的变位也越大。如前所述, 在密封胶固化过程中, 其变位承受能力较差, 变位越大, 越容易出现胶缝“起鼓”。
3) 面板材料
热位移是导致接缝尺寸发生变化的主要因素, 其计算公式为:热位移=热膨胀系数×温度变化×材料尺寸。可见, 热膨胀系数越高、温差越大、材料尺寸越大, 则热位移作用越显著, 引起的接缝变位越大, 出现胶缝“起鼓”的几率也越高。
表3 列出了几种常见面板材料的热膨胀系数。可以发现, 铝合金等金属类面板材料的热膨胀系数明显高于其他材料, 聚碳酸酯板等塑料类面板材料的热膨胀系数则远高于其他材料。这也是工程应用中铝板接缝、聚碳酸酯板接缝更容易出现“起鼓”的原因。实际工程中, 如选用这些材料, 板块尺寸不宜过大, 面板材料的颜色也尽量选用浅色。
4) 施工环境
目前, 建筑接缝多采用单组分、室温湿气固化体系的密封胶, 环境温度和湿度对其固化速度均有一定影响。一般来讲, 温度、湿度越高, 固化反应速度越快;温度、湿度较低时, 固化反应速度较慢, 容易出现胶缝“起鼓”现象。
良好的施工条件为:环境温度15~40 ℃, 相对湿度大于50%。环境温度低于15 ℃时, 密封胶的固化速度会明显变慢;环境温度在4~10 ℃时, 固化速度会变得很慢;环境温度低于4 ℃时, 固化速度变得极慢, 甚至可能会不固化。而且, 温度太低还会影响密封胶与基材界面的粘接反应, 导致粘接不良。环境温度高于40 ℃时, 由于固化速度太快, 可用于对胶缝进行修整的时间过短, 影响胶缝的施工效果。而且, 环境温度过高还可能导致基材温度超过50 ℃, 影响密封胶对基材的粘接。环境相对湿度低于50%时, 密封胶固化速度变慢, 在相对湿度非常低的情况下 (<30%) , 面板线胀系数较小的玻璃幕墙或面板尺寸不大的铝板幕墙极易出现胶缝“起鼓”现象。
施工环境的温、湿度与工程所在地域的气候变化密切相关。根据经验, “起鼓”现象一般比较容易发生在我国北方地区的春季和秋季, 这是因为:1) 我国北方地区 (如西北、河南、山东、北京、河北、东北、内蒙等地) 的春季和秋季, 空气相对湿度较低, 有时甚至长期徘徊在30%左右;2) 上述地区在春秋季节早晚温差大, 白天温度可能在20 ℃左右 (这时如果天气晴好, 被太阳照射的铝板温度可达60~70 ℃) , 而夜晚的温度却只有几摄氏度。
5) 其他因素
施工不规范、施工质量管控不到位、板块安装偏差大、胶缝过窄或板块松动 (施胶后板块易受外力引发较大位移运动) 、使用的泡沫棒过宽 (施工时泡沫棒压入变形) 等也会导致胶缝“起鼓”。
3 “起鼓”现象的解决措施
要解决胶缝“起鼓”现象, 就必须消除上述造成“起鼓”的不利因素。对于某一确定的工程, 环境温、湿度一般很难人为调控, 面板材质和尺寸等也均已确定, 只能从胶缝设计、密封胶的类型 (胶的固化速度) 、环境温差变化方面进行控制。
3.1 胶缝设计
严格按照相关规范要求进行胶缝设计, 是保证建筑接缝密封安全可靠的根本, 也是探讨如何避免胶缝“起鼓”现象的前提。
典型的对接接缝形式如图3 所示[2]。胶缝宽度的设计按JGJ 102—2003《玻璃幕墙工程技术规范》标准条文说明中的公式进行计算[3]:
式中, ωs为胶缝宽度, mm;α 为面板材料的线膨胀系数, 1/℃;△T为幕墙年温度变化, ℃ (可取80 ℃) ;δ 为密封胶的位移能力;b为计算方向面板边长, mm;dc为施工偏差, mm (可取3 mm) ;dE为考虑地震作用等其他因素影响的预留量, mm (可取2 mm) 。
对于某一特定的幕墙工程, 由于板块尺寸、面板材料的线胀系数、幕墙年温度变化等都是固定的值, 可根据所选密封胶的位移能力计算出最小胶缝宽度。也可根据初步设定的胶缝宽度推算密封胶所需的最小位移能力。选用的密封胶位移能力不高时, 可能需要较大的接缝宽度;而接缝较窄时, 则需要选择位移能力较高的密封胶来满足接缝变形的要求。理论上讲, 只要胶缝设计得当, 并不一定要选择位移能力高的密封胶。但是, 由于幕墙制作和安装过程中可能存在较大的偏差, 导致局部胶缝过窄, 这些部位的密封胶若无法满足接缝的变形, 一段时间后就会发生开裂、漏水等问题。因此, 实际工程中选用位移能力较高的密封胶, 可以降低幕墙日后出现渗漏的概率。
胶缝深度与胶缝宽度有关, 其设计遵循以下原则:1) 密封胶的最小宽度和深度均为6.0 mm, 且密封胶的宽度必须大于深度。2) 嵌填混凝土、砌体或石材等多孔材料时, 缝宽13 mm以下时, 密封胶的深度取缝宽同样尺寸;缝宽13~25 mm时, 密封胶的深度取缝宽一半。3) 嵌填金属、玻璃等无孔材料时, 缝宽为6.0~13.0 mm时, 密封胶的深度不少于6.0 mm;缝宽大于13.0 mm时, 密封胶的深度为6.0~13.0 mm;密封胶的深度不能大于13.0 mm。
3.2 密封胶的选择
选用固化速度相对较快的密封胶。目前, 国内建筑接缝用密封胶多为中性硅酮胶, 按固化类别可分为脱肟型和脱醇型。脱肟型硅酮胶的固化速度比脱醇型硅酮胶要快。在温度偏低 (4~10 ℃) 、温差较大 (≥15℃) 和相对湿度较低 (<50%) 的施工环境下, 选用脱肟型硅酮胶能解决大部分“起鼓”问题。
3.3 施工时间
施胶后 (固化前) 的建筑面板经太阳直射后, 数小时内 (有时是第二天) 极有可能出现胶缝“起鼓”现象。选择合适的施胶时间 (面板被阳光曝晒或即将被阳光曝晒时先不施工, 等阳光移走后再施工) 、采用适当的遮阳措施、多云天气施工 (没有阳光直射, 建筑面板温差较小) 等, 能够有效降低胶缝“起鼓”出现的几率。
此外, 不同方位的建筑立面因受到太阳直射的时间不同, 适宜的施工时间也不同:1) 东立面宜待阳光转移到南面时再施工, 如中午12 点以后;2) 南立面宜待阳光转移到西面时再施工, 如下午15:30 以后;3) 西立面宜在太阳快要下山时施工, 如下午16:30 以后;4) 北立面一般不会被阳光照射到, 出现起鼓现象的概率很小, 施工时间不受限制。
3.4 其他措施
以下措施可在一定程度上降低或缓解胶缝“起鼓”问题:1) 采用开孔式背衬材料, 加速固化速度;2) 对“起鼓”胶缝进行二次打胶。
4 结语
综上分析, 在建筑接缝密封胶的应用过程中, 出现胶缝“起鼓”的根本原因是密封胶固化过程中接缝位移变化较大。但引起接缝位移变化的因素是多方面的, 想要完全避免几乎不可能。但通过业主、设计人员、密封胶供应商及施工方等相关方的理解配合, 充分考虑接缝设计、材料品质、施工质量、气候环境等因素, 做好预防及保障措施, 可以有效降低胶缝“起鼓”现象发生的概率, 从而保证胶缝外观光滑平整, 实现建筑美学效应。在“起鼓”现象多发的地区和季节, 施工人员更应特别注意观察已施工胶缝的固化情况, 发现“起鼓”问题立即停止施工, 现场分析问题原因并采取相应的解决方案, 方可避免工期延误、减少材料及人工的损失。
参考文献
[1]Margeson J.The effect of movement during cure on sealant strength development[J].Science and Technology of Building Seals, Sealants, Glazing, and Waterproofing, STP1168, 1992:22-29.
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墙板接缝密封 篇6
关键词：轻质砂加气混凝土墙板,接缝密封设计,聚氨酯密胶,低拉伸模量
轻质砂加气混凝土(简称ALC)是以磨细石英砂、水泥、石灰膏为主要材料,以铝粉为发泡剂经过高温蒸压后形成的细密多孔的材料。以ALC为外墙板,其接缝(伸缩变形缝、墙板的拼缝、墙板与门窗等其他材料的接缝)是外墙防水的薄弱点。其原因是:外墙板因温差变化会产生热胀冷缩,框架结构因外力作用(台风、地震等)会造成墙板的位移变形,ALC与其他材料(铝合金、塑钢等)收缩值不同也会造成墙板之间的接缝收缩变形等,这些因素都会对接缝产生影响。密封胶的选择必须考虑位移性能、与基材的粘结性能和耐候性能等综合指标。同时,接缝设计应根据ALC墙板接缝的位移变化来计算确定,施工工艺也应根据ALC墙板接缝以及密封胶的特点来制订。
1 ALC墙板接缝对密封材料的要求
1.1 基本要求
在ALC墙板上采用的密封胶要求拉伸模量低、抗老化性能好(因基材ALC为碱性材料,对密封胶有一定的腐蚀性)、与基材的粘结性能好,同时还要满足冷拉-热压后粘结性无破坏、定伸粘结性无破坏、浸水粘结性无破坏等要求,能够适应墙板在接缝处的变形收缩。
PU-986聚氨酯密封胶为单组分密封胶,固化原理为湿气固化(与空气中的湿气进行反应固化),弹性回复好、延伸率高、弹性模量低、与轻质加气混凝土粘结性好以及与外墙涂料粘结牢靠且无污染,用在ALC墙板上既可以满足墙板变形位移的要求,又能避免胶体延伸时把基材墙板拉坏而造成渗水的问题。
1.2 对拉伸模量的要求
由于ALC材料的抗拉强度为0.22 MPa,与之粘接的密封胶的模量必须小于或等于0.22 MPa;如果大于这个值,会导致ALC基材在应力作用下被拉坏。经过配方调整,PU-986聚氨酯密封胶的弹性模量降到了0.22 MPa以下。该密封胶的主要技术性能指标如表1所示。
1.3 对配套底涂材料的要求
ALC材料为细密多孔的碱性材料,所含的水汽会通过气孔挥发,并在其基面结露,而结露中含有的的碱性物质会逐渐腐蚀密封胶,降低密封胶的抗老化性能。为解决该问题,必须在ALC墙板与密封胶之间涂刷一层专用密封胶底涂剂后再打胶,此底涂剂还有以下两方面作用:
1)提高ALC基材与密封胶接触面的质量,从而提高密封胶与基材的粘结强度。
2)防止密封胶中渗出的增塑剂成分对基材造成污染。
2 ALC墙板接缝设计
ALC墙板在使用环境下随着温差的变化和结构的变形位移,其接缝处密封胶被不断地挤压和拉伸,因此接缝宽度的设计需要考虑以上2种情况。
2.1 温差收缩变形
ALC的温差收缩变形可按下式计算:
式中:δt———ALC墙板的温差收缩变形,mm;α———ALC墙板的线膨胀系数,℃-1,取8×10-6℃-1;L———ALC墙板的设计长度,mm;△T———ALC墙板的实效温度差,℃(根据外墙涂料的颜色深浅取不同的值,如明色取40℃,暗色取45℃);Kt———温度变化减低率,外墙取0.1。
例:某工程A为钢结构框架,层间位移角设计R为1/300,外墙采用ALC墙板,墙板设计长度为3 000mm,外墙涂料为浅灰色。其温差收缩变形利用式(1)计算如下:
2.2 层间位移变形设计
为了适应结构的位移变形,避免ALC墙板造成破坏,ALC墙板安装工法分为滑动工法和转动工法2种,这2种工法在接缝处的变形如图1所示。
采用转动工法的墙板主要发生竖向接缝变形,而采用滑动工法的墙板主要发生横向接缝变形。某些幕墙转动工法和滑动工法并用,那么以上2种接缝变形都发生。
滑动工法的横向接缝变形按下式计算:
转动工法的横向接缝变形按下式计算:
式(2)、(3)中:δH———横向接缝变形,mm;δV———竖向接缝变形,mm;R———层间位移角,rad;△———层间变位,mm;hP———墙板的长度,mm;WP——墙板的宽度,mm;Kr———层间变位变形的减低率(按表2数值取值)。
根据前例某工程A,如ALC墙板采用滑动工法,墙板宽度为600 mm,则hP/Wp=5,计算横向接缝变形δH时Kr取0.1,因此
2.3 接缝宽度的设计
ALC墙板密封胶接缝宽度计算时,先根据式(1)、(2)或(3)计算出温差变形量和层间位移变形量,再结合墙板接缝的安装误差允许值,分别根据下式计算温差变形影响和位移变形影响后板缝的设计宽度W,二者计算值取大者为准。
式中:δ———层间位移变形量,mm;ε———密封材料的设计伸缩率和设计剪断变形率,%(表3为PU-986聚氨酯密封胶的设计伸缩率和设计剪断变形率);We———接缝宽度施工允许的误差,mm(ALC墙板安装接缝宽度施工允许误差值一般取±5 mm)。
在前述某工程A中,ALC墙板温差变形δt=0.864mm,层间位移变形量δH=9 mm,密封材料的设计伸缩率εA=10%,层间位移下的设计剪断率εB=40%,接缝宽度施工允许误差We=±5 mm,根据式(4)可计算温差伸缩接缝设计宽度:
位移变形接缝设计宽度:
通过以上计算,得出当采用滑动工法后,墙板横向接缝最小宽度应为28 mm。
2.4 接缝最大宽度和最大深度的设计
为保证必要的粘结面积,必须根据密封胶的接缝宽度来设定其接缝深度(h)。在变形接缝场合,密封胶的接缝深度(W)如图2所示。
3 ALC墙板接缝密封胶施工工艺
3.1 施工流程
墙面板缝质量检查验收—板缝清洁—填装泡沫垫材—板缝打胶的两侧粘贴美纹纸—板缝涂刷密封胶底涂—板缝打胶—压光、压平胶缝平面—撕去美纹纸—密封胶养护—墙面涂刷涂料。
3.2 施工要点
1)先对墙板板缝允许安装偏差进行检查验收,验收合格后才能进行打胶施工的相关工作。
2)用蘸有二甲苯溶剂的漆刷清洁密封胶接触面,以提高底涂涂刷的粘结效果。
3)根据接缝打胶的深度要求把PE棒填充在板缝内,PE棒的平面距离板面的深度取决于设计要求的深度。
4)根据打胶的宽度要求在板缝两侧粘贴15 mm宽的美纹纸带,粘贴时需要用手拉直美纹纸,保证接缝两侧美纹纸带的打胶宽度一致和直线度,粘贴牢靠和平整,不要让美纹纸带卷边,防止打胶不直和污染两侧胶缝平面。
5)为了使密封胶与基层材料粘结更牢靠,必须在打胶前先进行密封胶底涂的涂刷。涂刷时用白色漆刷蘸底涂进行涂刷,涂刷必须均匀。原则上,底涂完成到打胶开始,要有30 min以上的干燥时间,打胶要当天完成。底涂后,如果有垃圾或灰尘附着,应将其去除后再涂,如果底涂后延迟到第2天打胶,则必须重新涂刷底涂。
6)打胶速度要均匀,要将密封胶充分压注到胶缝的底部(到达泡绵垫材)。
7)十字交叉和丁字交叉的板缝打胶时必须注意不要有气泡。此部位的打胶顺序如图3所示。
8)打胶完成后,用橡胶刮刀或小刀用力赶压,使密封胶表面平整。赶压胶缝时先向与打胶相反的方向用刮刀用力加压将密封胶压平,再返回平整密封胶表面。若要重新利用已挤出的密封胶,注意其必须是未超出可用时间的,并且是没有灰尘等杂质的。
9)赶压密封胶工序完成后立刻剥离美纹纸。剥离时,要倾向接缝内侧,边拉边卷于棒上,注意不要污染到打好的密封胶。如果有部分密封胶污染到板面周围,应在其还未固化时用二甲苯溶剂去除;如果已经固化,用刮刀仔细将密封胶刮除。
10)密封胶施工完成约5 d后可以进行整个ALC墙板外墙涂料的涂刷;外墙涂料应选择弹性防水涂料。
4 结语
