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裝配式建筑對密封膠及施工操作性要求的研究

來源:2018-2019分析報告  作者:竇錦兵 劉延林  日期:2019-8-23
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  裝配式建筑是一個系統工程,是將預制構件、部品部件通過系統集成的方法,在工地裝配并實現主體結構、圍護結構、設備管線、裝飾裝修一體化的建筑。裝配式建筑是指傳統生產方式向現代工業化生產方式轉變的過程。其基本內涵是綠色發展為理念,以技術進步為支撐,以信息化管理為手段,以實現裝配式建筑為目標,運用工業化的生產方式,將房屋建造的設計、開發、生產、施工、管理的全過程形成完整的一體化產業鏈,從而提高建筑工程的效率、效益和質量。

  1、引言

  裝配式建筑是一個系統工程,是將預制(詞條“預制”由行業大百科提供)構件、部品部件通過系統集成的方法,在工地裝配并實現主體結構圍護結構設備(詞條“設備”由行業大百科提供)管線、裝飾裝修一體化的建筑。裝配式建筑是指傳統生產方式向現代工業化生產方式轉變的過程。其基本內涵是綠色發展為理念,以技術進步為支撐,以信息化管理為手段,以實現裝配式建筑為目標,運用工業化的生產方式,將房屋建造的設計、開發、生產、施工、管理的全過程形成完整的一體化產業鏈,從而提高建筑工程的效率、效益和質量。

  隨著國家住宅產業化的要求越來越明確以及住建部新政策出臺,國內許多城市已認識到這是發展現代經濟的一個新起點,爭先整合資源、出臺政策,大力扶持。 基于目前裝配式分為混凝土結構鋼材結構、木材結構,傳統的防水密封膠無法滿足裝配式建筑的要求,因此裝配式建筑對密封膠提出了新的要求及施工操作性能。

  2、裝配式建筑對密封膠的要求

  2.1良好的粘接性,特別是對混凝土粘接良好(包括浸水粘接)

  首先混凝土板塊(PC板塊)是一種多孔、吸水、堿性、界面不規則的材料,不易于粘接,PC板片在預制生產時,會使用脫模劑脫模劑殘存與PC板片的表面,不利于密封膠的粘接。所以密封膠的粘接需要滿足JC/T881-2001《混凝土建筑接縫接縫用密封膠》 的性能要求(表1)。而傳統的硅酮膠粘接相對較差(圖1),因此我們需要選用硅烷改性密封膠(圖2),此類密封膠對混凝土的粘接良好。

表1 JC/T881-2001《混凝土建筑接縫接縫用密封膠》性能要求

圖1硅酮膠界面破壞 圖2硅烷改性膠內聚破壞

  混凝土板塊接縫密封膠長期受雨水沖刷和浸泡,密封膠對于基材必須要保持良好的浸水粘接性。選用產品是需要查看浸水粘接實驗結果,才能確認產品使用安全性。永安產品和市面產品對比實驗(圖3)及結果(表2)。

表2浸水粘接破壞情況對比

圖3永安產品VS普通產品

  2.2較高的位移能力和較低的拉伸模量

  裝配式建筑外墻,因震動、風壓熱脹冷縮,板片發生位移,接縫尺寸將發生形變,密封膠必須具備高彈性,能夠承受板片間高位移。密封膠位移等級需滿足GB/T22083(ISO 11600 MOD)的要求以及低模量。(圖4)

  

圖4位移能力及模量體驗

  2.3優異的耐老化性

  防水密封材料(詞條“密封材料”由行業大百科提供)的使用壽命直接影響建筑的使用壽命。如果裝配式建筑外墻密封膠耐候性達不到,出現性能下降影響使用,甚至出現開裂漏水的情況造成財產損失。硅酮膠能夠大面積適用于建筑行業,由于主鏈由Si—O—Si鍵組成,Si-O鍵(444kJ/mol)鍵能大于紫外光照的鍵能(陽光中強紫外線398 kJ/mol)因此硅烷改性產品利用硅酮膠的特性用硅氧烷封端滿足裝配式建筑對耐候性的要求(圖5)

圖5 硅烷改性產品分子鏈

  我們在實驗條件下及自然老化下對比發現硅烷改性的產品耐候性可以達到硅酮膠的能力,聚氨酯類產品經過一段時間后出現細小龜裂紋耐候性能較差。(圖6、7).

圖6 UV照射實驗

圖7 自然情況下使用五年狀況

  2.4無污染性

  隨著城市化進程加快,城市對建筑美觀度要求越來越高,使用的防水密封膠不允許污染基材,否則密封膠污染基材會降低建筑美觀度(圖8)

圖8 因密封膠污染造成建筑物美觀度下降

  首先我們需要找出污染建筑物的原因,在實驗中我們會發現污染基材的原因是密封膠中的油性物質會滲透在基材表面,在外界的水和表面張力的作用下, 使得油性物質在幕墻載體上擴散。(圖9)

圖9 密封膠污染機理

  因為傳統的硅酮密封膠內含有硅油,長時間會造成滲透污染。硅烷改性密封膠不使用硅油作為增塑劑,不存在滲透基材的問題,也就不會造成污染基材的情況。(圖10)

圖10 硅酮膠與硅烷改性膠污染性對比

  2.5可涂飾性

  現代裝配式建筑外墻需要各種噴涂裝飾,這就需要外墻密封材料具有好的涂飾性,保持建筑的美觀性,滿足建筑對二次涂刷的要求。然而硅酮膠表面是不能附著漆類的。(圖11)

圖11 硅烷改性膠和硅酮膠可涂飾性對比

  3、施工操作性要求

  3.1擠出性

  為降低工人勞動強度(詞條“強度”由行業大百科提供)打膠時的擠出性要良好,這就要求產品的粘度在不同溫度時要十分穩定,其擠出性在氣溫較低的場所亦十分出眾。圖12是硅酮膠、聚氨酯膠、硅烷改性膠在不同溫度擠出性對比,我們發現聚氨酯膠在低溫時擠出性相對較差,硅烷改性膠和硅酮膠在不同溫度擠出性表現優異。

圖12 MS、SR、PU 擠出性對比

  3.2固化

  裝配式建筑在工期上要求更精細,對密封膠的固化養護也有一定的要求,因此對使用的硅烷改性膠固化速度提出了要求,若是特別趕工期的話也可選用雙組份硅烷改性密封膠進行施工。圖13可以看到硅烷改性膠在5℃低溫情況固化速度優異。

圖13 MS膠在低溫下固化速率

  3.3高溫施工性

  上邊講述了硅烷改性密封膠在低溫的擠出性及低溫固化速率,下面我們介紹下夏季高溫施工與聚氨酯膠的對比情況,固化后經切割我們發現聚氨酯在高溫固化時會產生氣泡(詞條“氣泡”由行業大百科提供),這將會大大降低密封膠的性能,甚至造成開裂漏水情況的發生,而硅烷改性膠在高溫固化過程中不會產生氣泡。(表3)

表3 聚氨酯和硅烷改性膠在高溫施工性能對比

  4.結語

  綜上所述,我們發現裝配式建筑對密封膠的需求較傳統建筑有了大幅改變,這個時候我們不能再將傳統密封膠直接應用到裝配式建筑上,這就需要我們了解裝配式建筑對密封膠及施工操作性要求,這樣我們才會正確的選用硅烷改性密封膠產品,避免出現一系列的施工及性能問題,造成不必要的損失。

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原文地址:http://www.52mqw.com/info/2019-8-23/46323-1.htm
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