陳明玲,吳紅波,孟珊
(中國建筑第二工程局有限公司華南分公司,廣東 深圳 518000)
高層建筑外墻磚是高層建筑外部裝飾的重要組成部分,但在施工工藝不合理、材料選擇存在問題等因素的作用下,容易出現面磚脫落問題。為了避免出現安全隱患,需要在施工中做好控制工作,有效解決目前施工中的質量控制問題。
多數高層建筑外墻面磚脫落都發(fā)生在建筑物西面,在建筑物東面極少發(fā)生,這是由于每天陽光最強的時段在下午13∶00~15∶00,此時,陽光照射在建筑物西面,導致建筑物西面外墻大量吸收陽光能量從而溫度較高,砂漿和空心磚也因此受熱膨脹[1]。砂漿和空心磚的膨脹系數不同,而且砂漿的膨脹系數相比混凝土的膨脹系數要低,根據相關數據表明,砂漿的線膨脹是混凝土空心磚的2倍,因此,受熱之后會出現明顯的外形變化不一致情況,之后溫度降低,二者也有不同的收縮系數,最終會有裂縫產生。另一方面,風載荷也會影響面磚的穩(wěn)定性,如果風載荷在西部集中,將會加快開裂速度,在溫度和風載荷的雙重作用下,面磚就會出現脫落情況。對于高層建筑物,由于體積較大,使外飾比面面積也較大,下午13∶00~15∶00的陽光輻射將會導致表面溫度升高,面磚也會因此出現微小膨脹,微小膨脹無縫調整,大面積面磚會無縫伸展,最后,面磚就會在高層建筑表面隆起,產生較大裂縫。雨水會滲入裂縫中,并且很難徹底排出,進入冬季后由于低溫會導致雨水膨脹。在春夏秋冬季節(jié)的反復溫度作用下,裂縫會出逐漸擴展,再經過3~5 a的長期凍融循環(huán),面磚就會分離脫落。
空氣中含有大量的水蒸氣,形成空氣和水混合而成的濕空氣,不同溫度下空氣中含有的水分會有一定的限度,達到過飽和狀態(tài)后,水蒸氣會在濕空氣中凝結,從而產生冷凝水。由于水蒸氣會朝著壓力降低的方向運動,因此,在室內外溫度不同的情況下,水蒸氣會通過維護結構向室內或室外運動,直到達到平衡狀態(tài)。而不同施工材料都墻體所具有的水蒸氣滲透系數會有所不同,比如,混凝土的滲透系數為1.58×10-5,而黏土磚墻的水蒸氣滲透系數為1.05×10-4。進入冬季后,水蒸氣的運動方向為從室內向室外運動,而夏季則有室外向室內運動的趨勢[2]。由于空心磚具有更強的水蒸氣滲透性能,因此,水蒸氣在墻體內部并沒有阻力,運動過程中如果和低露點的砌體相遇,就會在交界位置聚集,并凝結為水,溫度降低后體積膨脹,最終導致外墻磚由于凍脹而脫落。
外墻面磚的結構中包括了透明釉和胚體,面磚使用二次燒結獲得,胚體和釉面之間可能會存在結合不牢固情況,還會由于熱脹、濕脹、吸水等問題導致面磚不協(xié)調,最終出現脫落現象[3]。一些面磚的抗凍性可能也比較差,很容易因為低溫而出現形變,在內應力較大情況下,最終導致裂開。
由于高層建筑物垂直跨度較大,而且為了確保墻面整體能保持垂直度和平整度,可能會出現找平層局部過厚情況,一些位置厚度甚至會超過5 cm。這種情況下,由于溫度變化會導致收縮膨脹增大,并且造成開裂和脫落的可能性增加。而且找平層過厚也會導致找平層和基體之間產生過大剪應力,如果局部剪應力超過局部灰漿黏結力,就會導致結構損壞,并在自重影響下墜落。
如果出現面漿縫隙灰漿勾壓不嚴、不密實、不光滑情況,會導致灰縫處進水通過不密實灰縫的毛細作用不斷吸入雨水。如果灰縫砂漿配比不準確,在水泥用量過多的情況下,會導致灰漿強度過高,造成灰縫出現干縮、干裂等情況,導致進水。如果灰漿中水泥使用量過少,灰漿強度太低,則很難抵抗雨水沖刷,也會因灰縫經過長期滲水之后受到破壞最終導致出現進水隱患問題。某些位置面磚還可能有相互借向錯誤的問題,也會導致面磚縫隙出現滲水情況,比如,在窗口、腰墻等位置的朝天縫,滴水線等也容易出現這種情況。在上述原因所導致的裂縫的影響下,縫隙中的進水量會不斷增加,并在冬季凍融的作用下膨脹,最終會導致面磚翹曲分離,造成面磚脫落問題。
3.1.1 設置鋼絲網
通過設置鋼絲網能夠限制形變,控制脫落問題。沿著外墻縱橫方向,每隔1 000 mm設置鋼筋埋件,出墻長度需要控制在10 mm,混凝土應事先甩出。對于門窗洞口位置,應在洞口邊緣專門設置外沿框增設埋件,對所使用的鍍鋅網片埋件必須進行牢固綁扎,控制網片搭接距離100 mm,并綁扎牢固。進行抹灰操作前,用石子將鋼絲網墊起,使鋼絲網構和砂漿可以形成一個整體,有效限制砂漿因溫度等因素導致的變形,并避免鋼絲網被拉裂。
3.1.2 設置變形縫、避免外墻面磚密縫鑲貼
變形縫是目前防止外墻面磚出現開裂和脫落的重要方法??梢栽趬γ娴臋M向或豎向4~6 m位置留變形縫,縫的深度應正好達到找平層面位置,寬度控制在約30 mm,利用變形縫能夠充分調節(jié)溫度變化,并且控制裂縫產生。如果外墻面磚之間鑲貼過于緊密,溫度變化后的膨脹會缺少空間,進而會導致墻面磚開裂,所以,墻面磚之間需要有6~10 mm的縫隙,并根據工程的情況調整具體數值,比如,根據面磚規(guī)格進行調整,在面磚寬度超過200 mm以上時,縫隙寬度應控制在8~10 mm。
3.1.3 外墻面磚質量控制
必須選擇高質量外墻面磚,尤其要保障面磚的抗凍性,確保其在20次凍融循環(huán)之后不會出現破裂、剝落或者裂紋現象。應該保證外墻面磚抗凍循環(huán)次數達到要求,以及含水率控制在10%以內。
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3.1.4 做好對基層的處理工作
在粘貼面磚之前,需要檢查墻體的垂直度和平整度,保證基層墻體能夠具備合理的厚度,如果發(fā)現墻體存在突出超限部分,應將超限部分及時鑿除,然后使用1∶3的水泥砂漿進行補平,控制黏結層的厚度在10~15 mm,而且要對抹灰表面使用水抹進行粗糙處理,使黏結層和面磚之間能夠有效結合。
3.1.5 縫隙和交接處的處理
必須保證面磚嵌縫的密實度,對于勾縫的沙子,要過篩后才能使用,比例為:水泥∶砂=1∶1.5??p內砂漿必須飽滿,而且要保證表面光潔度,避免有雨雪浸入情況發(fā)生。施工中,需要重視特殊部位面磚搭接的合理性,保證所有臨邊部位的搭接效果,包括雨篷、腰線、窗臺、女兒墻和壓頂等位置,必須做好流水坡控制工作,對于其下方滴水區(qū)也要使用立磚擋平磚的方法,并做好滴水口的處理工作。
3.1.6 保證砂漿的強度
為了保證面磚黏結效果,必須做到一次成活,黏結之后應盡量減少移動,尤其在砂漿收水之后,需要減少糾偏移動操作,避免空氣進入導致貼合不嚴密造成空鼓問題。粘貼操作中,需要保證砂漿配比精確,在砂漿使用過程中,不能隨便摻水加灰,需要合理控制砂漿比例,保證砂漿強度。
3.2.1 優(yōu)選方案和樣板施工
確保施工方案的合理性,能夠降低外墻脫落概率,所以,在開展外墻裝飾施工前,應由技術負責人員、施工人員、質量監(jiān)測人員、安全人員分析審核外墻保溫體系,分析裝飾做法,以及對施工圖進行深入研究,加強深化設計和面磚排版工作。經過專項施工方案技術總工程師、監(jiān)理工程師審批之后,確定合理施工流程,以及開展相應樣板施工,明確工程施工標準。
3.2.2 做好施工交底工作
開展外墻施工前,必須做好施工交底工作,由項目技術負責人組織項目管理人員、作業(yè)班組操作人員進行詳細的技術交底工作,以及做好全體人員在施工之前的安全培訓工作。班組長需要為施工人員講解施工中的技術要求和質量控制標準,確保質量標準交底工作順利完成。
3.2.3 強化施工質量管理工作
施工過程中,班組長、專項質檢人員需要根據操作要點、質量驗收標準做好基層甩漿、找平層、保溫層、抗裂層、粘貼面的檢查工作。尤其要對特殊部位進行檢查,比如,上下層的接縫情況以及墻面的空鼓情況等。如果發(fā)現存在缺陷,應及時組織人員進行糾偏,直到合格之后才能通過施工質量驗收。如果發(fā)現存在嚴重的質量問題,則不能進行后續(xù)施工作業(yè)。
3.2.4 強化材料進場質量控制
選擇外墻面磚時,應結合吸水率、耐凍性等相關規(guī)范和設計要求進行選擇。黏貼操作中應該使用水泥基作為黏結材料,并保證材料的性能標準能夠滿足規(guī)定要求,不能使用有機物作為黏結材料。在選擇黏合劑和勾縫劑時,需要保證廠家資質能夠滿足要求,并且根據標準配打樣板。
3.2.5 加強成品保護工作
墻面的防雨止水施工結束后,要用水進行沖刷,并禁止施工人員碰撞外墻面磚,防止墻面出現損壞,以及避免已貼完墻面因人為觸碰而出現污染,保證成品保護效果。
3.2.6 做好質量檢測工作
首先需要對面磚進行復檢取樣,對于同一個廠家生產的同規(guī)格產品,應抽取10個試件,如果單塊面磚的質量在50 g以下,就需要選取足夠數量的面磚構成5組試件,將每組試件的總質量控制在50~100 g。面磚復檢工作中,要求干壓磚的吸水率超過0.5%,擠壓磚應該控制在3%以下。所使用的面磚斷裂模數需要控制在35 MPa。施工現場需要對裝飾面磚的黏結強度進行檢驗,每500 m2龍類墻體面磚作為一個檢驗批,如果不滿足500 m2的批次,按照500 m2計。每個批次取3個試件,對連續(xù)3個樓層進行拉拔試驗,確保黏結強度滿足設計規(guī)范要求。
高層建筑如果出現面磚脫落問題,將會產生極為嚴重的安全事故,因此,必須做好對高層建筑面磚脫落的隱患控制工作。施工中應做好材料的選擇,強化施工工藝控制管理工作,加強對施工成果檢測,最終保證面磚的粘貼效果,控制面磚脫落安全隱患。