GRC裝飾構(gòu)件技術(shù)及應(yīng)用

  引言：建筑裝飾行業(yè)發(fā)展加快，尤其是GRC裝飾構(gòu)件的設(shè)計和施工，必須進(jìn)行更新和規(guī)范，以便解決產(chǎn)品存在的質(zhì)量和耐久性問題。

  1. GRC制品行業(yè)的發(fā)展概況

  GRC是玻璃纖維增強(qiáng)水泥的英文縮寫簡稱，是二十世紀(jì)70年代外國首先發(fā)展，緊接著后來傳遍世界其他國家，中國也是于七八十年代開始引進(jìn)研究發(fā)展的，GRC制品的范圍很廣，包括墻板、隔板、空心板、裝飾構(gòu)件等，目前生產(chǎn)GRC制品的生產(chǎn)企業(yè)比較多，比較大的企業(yè)主要傾向于生產(chǎn)板材，且研發(fā)能力和生產(chǎn)設(shè)備都比較先進(jìn)，而裝飾構(gòu)件產(chǎn)品因?yàn)槠浔旧砭窒扌院蜕a(chǎn)的難度，小企業(yè)較多，且人工生產(chǎn)較多，機(jī)械化程度低，成品質(zhì)量不穩(wěn)定特點(diǎn)。近年來GRC裝飾構(gòu)件逐漸在建筑工程中使用較多，主要是外墻裝飾工程，因?yàn)槠淠茌^好的制造出各種造型，且安裝方便，相比其他水泥產(chǎn)品輕質(zhì)、抗裂優(yōu)異特性，別墅類產(chǎn)品、仿西班牙風(fēng)格等建筑應(yīng)用較多，本文主要介紹GRC裝飾構(gòu)件在外墻裝飾工程中應(yīng)用的技術(shù)問題。

  2.GRC裝飾構(gòu)件的材料和配合比

  材料包括水泥、玻璃纖維網(wǎng)、埋件、骨架等，標(biāo)準(zhǔn)（以下均將JC/T940-2004簡稱標(biāo)準(zhǔn)）中均有說明，水泥可以使用低熱快硬硫鋁酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥，經(jīng)過研究表明，低堿度硫鋁酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥對耐堿玻纖網(wǎng)的腐蝕程度根據(jù)時間不同而差異較大，按照28天強(qiáng)度推算，腐蝕程度保留率分別為55%和21%左右；另外在生產(chǎn)過程中，由于場地和管理成本，養(yǎng)護(hù)大部分不足時間，快硬硫鋁酸鹽水泥7天基本能達(dá)到28天強(qiáng)度，且后期強(qiáng)度無衰減，故如生產(chǎn)懸掛的外墻構(gòu)件需保證質(zhì)量的前提下，宜使用低熱快硬低堿硫鋁酸鹽水泥生產(chǎn)；另外采用普通硅酸鹽水泥的時候，必須采用其他消減堿度摻料或丙烯酸乳液，且要求采用高耐堿玻璃纖維網(wǎng)。玻纖網(wǎng)和其它材料標(biāo)準(zhǔn)及合適的配合比如下：

  a）耐堿玻璃纖維網(wǎng)（氧化鋯含量≥16%），占混合料總重量比為4.0~5.0%

  b）硫鋁酸鹽水泥（強(qiáng)度≥42.5MPa），水灰比為0.35~0.4

  c）石英砂（二氧化硅含量≥96%），砂灰比為0.5~1.5

  d）外加劑（禁用含氯離子類產(chǎn)品），由試驗(yàn)確定

  e）聚合物固體含量（丙烯酸基，具有良好的抗紫外線和抗堿性能），為水泥質(zhì)量的5.0~7.0%

  3.GRC構(gòu)件的設(shè)計

  GRC裝飾構(gòu)件的設(shè)計包括外形設(shè)計、構(gòu)造設(shè)計和埋件等設(shè)計內(nèi)容，對于設(shè)計方面沒有專業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)總結(jié)如下：

  3.1外形設(shè)計

  外形方案設(shè)計一般由建筑師完成，圖紙中一般均有GRC大樣，但是不能滿足深化生產(chǎn)要求，需要由專業(yè)生產(chǎn)廠家進(jìn)行深化設(shè)計，建筑和深化設(shè)計主要內(nèi)容有：確定GRC的細(xì)部造型、厚度等，主要考慮的問題是建筑外形的匹配、設(shè)計元素的體現(xiàn)，格構(gòu)、鏤空等尺寸協(xié)調(diào)，防雨、清理、滴水、泄水孔等構(gòu)造，在建筑外墻的連接（擱置）方式，大塊構(gòu)件、線條構(gòu)件的分割方式等；特別需要注意的是構(gòu)件的重量和分割方式，這直接關(guān)系到后面的結(jié)構(gòu)計算和施工可行性問題。

  3.2構(gòu)件設(shè)計

  設(shè)計原則應(yīng)考慮自重、溫度變形、干濕變形、風(fēng)荷載、地震作用等荷載效應(yīng)組合，并結(jié)合材料強(qiáng)度隨時間衰減性能，確定裝飾板尺寸等；使用年限應(yīng)不少于30年，整個計算可以用有限元軟件電腦模擬環(huán)境，從建筑結(jié)構(gòu)整體考慮，然后得到構(gòu)件受力標(biāo)準(zhǔn)值（或設(shè)計值）后進(jìn)行構(gòu)件設(shè)計；如果是外墻整體懸掛墻板，則按照幕墻設(shè)計方式進(jìn)行設(shè)計較為合理。

  構(gòu)件設(shè)計環(huán)節(jié)應(yīng)選擇構(gòu)件按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的成品各種強(qiáng)度指標(biāo)，按照規(guī)定取其設(shè)計強(qiáng)度值進(jìn)行驗(yàn)算，包括構(gòu)件厚度、重量、尺寸等；另外構(gòu)件設(shè)計除考慮結(jié)構(gòu)設(shè)計荷載外，還須考慮施工階段運(yùn)輸起吊和安裝施工荷載。根據(jù)計算經(jīng)驗(yàn)，純玻璃纖維網(wǎng)的GRC構(gòu)件（無加強(qiáng)鋼筋骨架），寬度尺寸一般不大于0.4米，長度不大于0.6米，厚度在10-30MM之間為宜，如超過此尺寸須增加構(gòu)造鋼筋骨架，具體以計算為準(zhǔn)。

  3.3連接設(shè)計

  按照構(gòu)件安裝原則，參照石材安裝方式，可以分為干掛法和灌漿法，構(gòu)件上部有懸掛連接點(diǎn)，下部必須有重量承重支撐點(diǎn)。目前的大部分一般工程能做到提前完成預(yù)埋設(shè)計施工的比較少，大部分是采用后置埋件的方式進(jìn)行埋件處理，建筑結(jié)構(gòu)上的埋件設(shè)計一般可以按照抗拔埋件進(jìn)行設(shè)計驗(yàn)算，具體參照后補(bǔ)埋件《混凝土結(jié)構(gòu)后補(bǔ)錨固技術(shù)規(guī)程》JGJ145-2004有關(guān)規(guī)定。連接方式主要有螺栓連接和焊接兩種方式，無論是栓接或焊接目前都有比較成熟的設(shè)計計算方式來保證，但是同時必須滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的構(gòu)造要求。另外連接方式必須采用可靠的混凝土結(jié)構(gòu)做為基體，對砌體結(jié)構(gòu)需要設(shè)計連接方式的，必須強(qiáng)調(diào)連接處澆搗C20以上等級的混凝土實(shí)體塊或構(gòu)造梁等作為基體。

  3.4構(gòu)件耐久性設(shè)計

  GRC構(gòu)件目前工程實(shí)踐遇到的最大困惑就是構(gòu)件的開裂、滲水、玻璃纖維腐蝕、脫落、接縫開裂等耐久性問題，如何保證安裝后的安全和使用功能顯得非常重要，針對此問題必須采取如下構(gòu)造設(shè)計措施：

  a）構(gòu)件本身的生產(chǎn)原材料必須嚴(yán)格采用規(guī)定的產(chǎn)品。

  b）構(gòu)件預(yù)埋鋼筋必須使用鍍鋅鋼筋，因?yàn)閷儆诒”跇?gòu)件，混凝土保護(hù)層遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到耐久性要求，故須選擇鍍鋅鋼筋。

  c）構(gòu)件分塊和裂縫后補(bǔ)，構(gòu)件分塊盡量將異形、轉(zhuǎn)角等折角多的進(jìn)行整體預(yù)制，這樣可以減少拼接接縫，構(gòu)件之間的接縫采用凹槽式，安裝完成后再清理濕水、掛網(wǎng)用專用膩?zhàn)有扪a(bǔ)。構(gòu)件和墻體之間的裂縫也采用掛網(wǎng)，然后用外墻專用抗裂彈性膩?zhàn)犹幚怼?

  d）構(gòu)件連接處后置埋件必須使用化學(xué)螺栓或植筋方式，這樣能保證后置埋件孔密實(shí)不發(fā)生滲漏，嚴(yán)禁使用墻體鋼筋頭焊接方式，另外焊接處必須除渣防銹；

  e）現(xiàn)場連接方式盡量采用栓接，減少焊接，這樣可以保證連接處的質(zhì)量。

  f）構(gòu)件長度超過一定長度（經(jīng)計算確定），必須設(shè)置變形縫，用耐候硅膠填塞，避免使用階段溫度變形裂縫。

  g）空心構(gòu)件處于外墻面的，必須按照建筑要求留滴水線（槽），并做滴水孔，以便排水和防止面層污染。

  4. GRC構(gòu)件的生產(chǎn)

  GRC構(gòu)件主要分為噴射工藝（PS）、預(yù)混工藝（YH）、鋪網(wǎng)抹漿工藝（PW）、混合工藝（HH）。早期大部分使用噴射和鋪網(wǎng)工藝，改良使用進(jìn)口設(shè)備的可以直接使用預(yù)混工藝，玻璃纖維形成短纖維后直接吹入攪拌設(shè)備進(jìn)行混合，這樣纖維含量高且均勻，構(gòu)件強(qiáng)度大。另外根據(jù)構(gòu)件的形式可以選擇不同的工藝。構(gòu)件生產(chǎn)過程需要專業(yè)培訓(xùn)過的人員，可以大大提高構(gòu)件成品率及質(zhì)量。構(gòu)件的養(yǎng)護(hù)非常重要，脫模后及時保濕養(yǎng)護(hù)時間不少于7天。構(gòu)件出廠前的檢驗(yàn)關(guān)需要企業(yè)完善，按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn)和編號包裝出場。

  5.GRC構(gòu)件的施工

  施工現(xiàn)場的安裝質(zhì)量是GRC構(gòu)件質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，除基層放線、技術(shù)交底、施工深化圖審批、樣板確認(rèn)、基層驗(yàn)收等技術(shù)準(zhǔn)備外，施工單位還必須具備一定的管理能力和施工經(jīng)驗(yàn)，施工必須有專業(yè)受過培訓(xùn)的安裝人員、管理人員及檢驗(yàn)人員；施工單位必須有必要的安裝設(shè)備；施工單位必須有現(xiàn)場質(zhì)量保證體系和必要質(zhì)量保證措施，具體安裝過程中注意以下事項：特種作業(yè)焊接人員必須持證操作，現(xiàn)場焊接必須進(jìn)行防銹處理，現(xiàn)場施工必須注意工序質(zhì)量驗(yàn)收和報驗(yàn)，遵守工程質(zhì)量驗(yàn)收的原則和體系，這樣才能達(dá)到預(yù)期的效果。

  6.GRC構(gòu)件的驗(yàn)收

  目前驗(yàn)收沒有專門的規(guī)范配套，須根據(jù)設(shè)計要求及建筑外裝飾裝修涉及到的規(guī)范進(jìn)行，基層后置埋件、焊接、構(gòu)件完成觀感、尺寸等可以參照現(xiàn)有的一些規(guī)范，在此不再贅述。

  7.結(jié)語

  GRC裝飾構(gòu)件技術(shù)及應(yīng)用還需要更多的工程實(shí)踐和研究，大膽探索和應(yīng)用尤為必要，同時期望更多的工程使用者正面看行業(yè)所遇到的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，為工程技術(shù)的不斷進(jìn)步，為企業(yè)的發(fā)展做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。由于水平有限，文中不妥在所難免，請各位同行專家不吝指教。

  參考文獻(xiàn)：

  [1] 徐淳.GRC構(gòu)件在外裝飾工程中的施工和應(yīng)用,2007(03)

  [2] 建筑產(chǎn)品選用技術(shù)（建筑·裝修），2009（12）