裝配式PC建筑外墻掛板或外墻構件拼接后會(huì )產(chǎn)生數量眾多的接縫,不可避免的會(huì )遇到接縫防水處理的難題。在JGJ 1-2014《裝配式混凝土結構技術(shù)規程》中第5.3.4條規定:“預制外墻板的接縫及門(mén)窗洞口等防水薄弱部位宜采用材料防水和構造防水相結合的做法”。在某些地方標準中還有垂直縫“材料防水+結構防水”的做法,但無(wú)論是哪種設計做法,密封膠都是第一道防水措施,所以必須重視密封膠的科學(xué)選用。
對于裝配式PC建筑的接縫用膠來(lái)說(shuō),主要存在六個(gè)技術(shù)難點(diǎn):
1. 混凝土的粘結性
混凝土屬于堿性材料,普通密封膠很難粘結;且混凝土表面疏松多孔,導致有效粘結面積減小,所以要求密封膠與混凝土要有足夠強的粘結力;此外,在南方多雨的地區,還可能出現混凝土的反堿現象,會(huì )對密封膠的粘結界面造成嚴重破壞。所以,混凝土的粘結性是選擇裝配式建筑用膠要考慮的第一要素。目前市面上的各類(lèi)型密封膠中,單組分改性硅烷密封膠和聚氨酯密封膠對混凝土的粘結性較好,雙組分改性硅烷密封膠必須使用配套底涂液才能形成粘結,而傳統硅酮膠對混凝土的粘結性較差。
2. 耐候性
裝配式建筑外墻接縫常用作裝飾面的分割縫,即膠縫作明縫處理,此時(shí)密封膠需要長(cháng)期經(jīng)受陽(yáng)光照射和雨水沖刷,所以密封膠需要良好的耐候性。密封膠的耐候性是由其分子結構決定的,主鏈鍵能越大則耐候性越好,所以硅酮膠的耐候性最佳,其次是改性硅烷膠,而聚氨酯膠最次,在戶(hù)外使用易出現龜裂、粉化。
3. 可涂裝性
當接縫因吊裝安裝誤差大,密封膠需要涂料覆蓋時(shí),密封膠與涂料的相容性就尤為重要。硅酮膠由于其表面疏水疏油,致使涂料在其表面很難潤濕,不能形成漆膜或造成涂料干燥后開(kāi)裂、剝落。而改性硅烷膠和聚氨酯膠與涂料具有良好的相容性,可直接在其表面涂漆。
4. 耐污性
混凝土屬于多孔性材料,容易被污染,故選擇密封膠時(shí)也要注重耐污性。普通硅酮膠因為增塑劑遷移滲透到材料孔隙中,會(huì )造成永久性滲透污染(無(wú)法清洗);同時(shí),硅酮膠表面帶有電荷,容易吸附空氣中的灰塵,經(jīng)雨水沖刷后會(huì )在膠縫下側形成垂流污染(可清洗)。密封膠的污染不僅影響建筑的美觀(guān),并且極難清洗,同時(shí)也會(huì )大大增加建筑的維護成本。而改性硅烷膠不含硅油及小分子增塑劑,在耐污性方面表現較好。
5. 抗位移能力
裝配式建筑由于存在強風(fēng)地震引起的層間位移、熱脹冷縮引起的伸縮位移、干燥收縮引起的干縮位移和地基沉降引起的沉降位移等,對密封膠的受力要求非常高,所以密封膠必須具備良好的位移能力和彈性恢復率。目前,國內的裝配式建筑接縫寬度一般設計為20mm,而接縫處的變形主要來(lái)自于構件的熱脹冷縮,因此可根據接縫寬度來(lái)計算選擇合適位移級別的密封膠。
普通PC外墻板縫隙寬度計算的簡(jiǎn)化公式:
W>δ/ε×100%+|We|
W=設計接縫寬度(國內標準寬度一般取20mm);
δ=構件溫差變形量/mm=L·α·△T;
L=構件的長(cháng)度(形變方向)
α=混凝土線(xiàn)膨脹系數,常規。10×10-6)m/ ℃
△T=混凝土界面的極限溫差,一般取值為 80℃;
ε=密封膠位移量%;
|We|=接縫施工誤差(一般取5mm)
計算示例:當混凝土構件板塊長(cháng)度為L(cháng)=3000mm 時(shí),
密封膠位移量ε>L·α· △T/(W- | We| )·100%=3000× 10×10-6×80/(20-5)×100%=16%
按照JC/T 881《混凝土建筑接縫用密封膠》標準的規定,密封膠的位移級別可分為7.5級、12.5級、20級和25級,故裝配式建筑接縫處的密封膠至少選擇20級及以上級別。此外,還需注意密封膠的次級別,分為低模量和高模量?jì)煞N。由于混凝土表面較為疏松、強度低,如果密封膠模量高、內聚強度大,在接縫變形時(shí),密封膠就很容易在混凝土界面出現粘結破壞。而低模量密封膠膠體較為柔軟,內聚力強度小于界面粘結強度,再被拉伸的情況下可以更好地適應變形而不易出現破壞,故裝配式建筑接縫用密封膠的位移級別應為20LM和25LM。
當建筑接縫因地震或材料干燥收縮出現永久變形時(shí),會(huì )對密封膠產(chǎn)生持續性的應力,而改性硅烷密封膠既具有優(yōu)異的彈性,又具有應力緩和能力,在受到永久變形時(shí),可最大限度地釋放預應力,保證密封膠不被破壞。
6. 施工性能
密封膠可分為單組分和雙組分兩種,以改性硅烷膠為例,單、雙組分密封膠的施工性能對比如下表:
施工性能
(改性硅烷密封膠)
優(yōu)點(diǎn)
缺點(diǎn)
單組分密封膠
(濕氣固化)
• 施工操作簡(jiǎn)單
•損耗少
•工廠(chǎng)調色,無(wú)色差
•固化速度較慢
雙組分密封膠
(反應固化)
• 固化速度快
•需要專(zhuān)用攪拌設備及膠槍?zhuān)┕ひ蟾?/p>
• 需用有機溶劑(易燃)清洗工具
•粘結嚴重依賴(lài)底涂液
•調色在現場(chǎng)進(jìn)行,可能存在色差
目前國內在裝配式建筑密封膠的施工這方面還缺少專(zhuān)業(yè)的打膠工人,并且現場(chǎng)的施工環(huán)境也非常復雜,如何讓普通工人迅速掌握打膠操作并保證施工質(zhì)量也是非常值得考慮的。從現實(shí)情況來(lái)看,單組分密封膠更適合現場(chǎng)施工。
此外,底涂液的使用也必須給予足夠的重視。由于構件表面可能粘有脫模劑,且施工時(shí)難免存在灰塵清理不干凈的情況,而底涂液在增強粘結力、封閉灰塵和提高耐水性方面有非常重要的作用,在現場(chǎng)施工時(shí),應把涂刷底涂液作為必要步驟。
綜上所述,裝配式建筑外墻接縫密封膠應選擇改性硅烷密封膠,內墻接縫密封膠可選擇改性硅烷密封膠或聚氨酯密封膠。
裝配式PC建筑接縫用密封膠的技術(shù)性能應符合現行行業(yè)標準《混凝土建筑接縫用密封膠》JC/T881的規定;密封膠的注膠厚度應在膠寬的一半到膠寬之間,即½寬度w≤厚度d≤寬度w,且厚度不小于8mm;密封膠的施工要求參照JGJ 1-2014《裝配式混凝土結構技術(shù)規程》中第12.3.12條規定:“外墻板接縫防水施工應符合下列規定:
1防水施工前,應將板縫空腔清理干凈;
2應按設計要求填塞背襯材料;
3密封材料嵌填應飽滿(mǎn)、密實(shí)、均勻、順直、表面平滑,其厚度應滿(mǎn)足設計要求!
具體的施工操作應按生產(chǎn)廠(chǎng)家提供的施工方案進(jìn)行。