王 欣，張宗軍，段國軍，李 觀，范立成，楊 超

(1.中國建筑國際集團有限公司，香港 999077； 2.廣東海龍建筑科技有限公司，廣東 珠海 519170；3.中國建筑股份有限公司，北京 100029； 4.哈爾濱工業(yè)大學(深圳)土木與環(huán)境工程學院，廣東 深圳 518055)

0 引言

琉璃瓦具有強度高、耐久性好、造型多樣、不褪色等優(yōu)點，深受建筑師推崇。傳統(tǒng)后貼琉璃瓦裝飾層施工難度較大，且裝飾層易脫落，易成為工程進度、質(zhì)量控制難點。將琉璃瓦與混凝土外墻在工廠內(nèi)一體化生產(chǎn)，可減少現(xiàn)場貼合作業(yè)量，且工廠規(guī)范化、標準化生產(chǎn)加工有利于構(gòu)件質(zhì)量控制。

琉璃瓦復合預制外掛墻板為新型裝飾、承重一體化預制混凝土墻體，基于外掛墻板生產(chǎn)工藝流程及與主體結(jié)構(gòu)的連接，總結(jié)外掛墻板生產(chǎn)工藝與安裝技術(shù)。

1 生產(chǎn)工藝

1.1 琉璃瓦復合預制外掛墻板生產(chǎn)制作

異形曲面琉璃瓦由于面積與質(zhì)量較大，與混凝土構(gòu)件的嵌入連接與固定均具有較大難度，對生產(chǎn)工藝提出更高要求。為此，提出琉璃瓦復合預制外掛墻板生產(chǎn)工藝，并研發(fā)適用于異形不規(guī)則薄壁預制構(gòu)件的精密組合模具，不僅解決了傳統(tǒng)后貼琉璃瓦裝飾層易脫落、安裝困難等問題，還提高了琉璃瓦復合預制外掛墻板質(zhì)量、接縫平整度和美觀度。外掛墻板可與玻璃幕墻結(jié)合，融合玻璃幕墻光學美感與節(jié)能功效，形成帶玻璃幕墻的琉璃瓦復合預制外掛墻板體系，如圖1所示。

圖1 帶玻璃幕墻的琉璃瓦復合預制外掛墻板

帶玻璃幕墻的琉璃瓦復合預制外掛墻板裝飾橫梁設(shè)置在混凝土邊框間的空腔中，琉璃瓦采用“反打工藝”與混凝土邊框共同成型，通過橫梁預埋加固件強化連接。待混凝土達到設(shè)計強度后，通過預埋在混凝土邊框上的連接件，將玻璃幕墻安裝至琉璃瓦復合預制外掛墻板上?！胺创蚬に嚒敝笇⒘鹆?、面磚等飾面材料預先鋪設(shè)在混凝土澆筑模板內(nèi)，也可在底?？讨苹y、圖案，拆模后裝飾面或裝飾層與混凝土共同成型的生產(chǎn)工藝。

琉璃瓦復合預制外掛墻板生產(chǎn)工藝為：①將琉璃瓦固定在模具中，為保證琉璃瓦在模具中固定整齊，避免琉璃瓦在混凝土澆筑過程中位置發(fā)生偏移，在上下側(cè)相互平行琉璃瓦間設(shè)置預埋式拉馬；②吊裝鋼筋籠，并澆筑混凝土；③混凝土凝固后拆模，得到琉璃瓦復合預制外掛墻板。

琉璃瓦與混凝土內(nèi)接觸面進行特殊設(shè)計，在內(nèi)接觸面每隔60mm設(shè)置梯形連接鍵，連接鍵與琉璃瓦共同燒制成型，混凝土澆筑完成后，琉璃瓦通過連接鍵加強與混凝土的固結(jié)。拉馬兩端設(shè)置與連接鍵形狀相配的梯形連接槽，梯形連接槽間設(shè)置2根套接拉桿，通過栓接、銷接等方式調(diào)節(jié)拉桿間距，以固定不同間距琉璃瓦，如圖2所示。

圖2 琉璃瓦與混凝土內(nèi)接觸面連接形式

1.2 琉璃瓦瓦縫處理

琉璃瓦瓦縫平整度影響琉璃瓦復合預制外掛墻板外觀質(zhì)量，瓦縫傳統(tǒng)處理工藝為采用手工裁剪的膠皮進行填塞，由于膠皮裁剪面粗糙不平，使瓦縫出現(xiàn)氣泡，且膠皮易脫落，進而導致漏漿，需進行漏漿清理，降低施工效率。為保證瓦縫平整、美觀，采用柔性高分子塑膠墊片填充瓦縫，并采用玻璃膠密封塑膠墊片與瓦縫間隙(見圖3)，待混凝土固化、脫模后，將塑膠墊片取下，即可得到平整無氣泡的瓦縫。根據(jù)瓦縫形狀，采用數(shù)控技術(shù)精密加工塑膠墊片。設(shè)置塑膠墊片后，有效避免了瓦縫產(chǎn)生漏漿，提高了琉璃瓦復合預制外掛墻板美觀度。同時塑膠墊片韌性高，可經(jīng)受多次拉扯，可周轉(zhuǎn)利用15次以上，節(jié)約生產(chǎn)成本。

圖3 塑膠墊片填充示意

1.3 異形不規(guī)則薄壁預制構(gòu)件精密組合模具生產(chǎn)制作

琉璃瓦復合預制外掛墻板采用鋼木組合模具，即內(nèi)模板采用塑木模板，底模板和邊模板采用鋼模板，綜合了塑木模板免脫模劑、強度高、不易變形及鋼模板剛度大、不變形、精度可控、周轉(zhuǎn)率高等優(yōu)點。采用數(shù)控技術(shù)對組合模具進行精密切割加工制作，確保模具弧面尺寸滿足要求。塑木模板由高分子材料與木纖維(秸稈、鋸末、枝材等)聚合而成，不與水泥親和，易脫模，易于加工裁剪。為方便模具裝拆、加速周轉(zhuǎn)，對模具進行共模標準化分析，設(shè)計開合及定位裝置。在模具上附加膠質(zhì)層，避免琉璃瓦直接與鋼模板接觸。為方便拆模清理瓦縫，在塑膠墊片上涂刷無色透明蠟油。

異形不規(guī)則薄壁預制構(gòu)件精密組合模具適用于曲面半徑<50mm、壁厚<20mm且長(寬)厚比>80的超薄弧面構(gòu)件，使用該模具制成的構(gòu)件成品尺寸偏差為±2mm，預埋配件定位偏差為±1mm。成套模具吸水率0.5%，周轉(zhuǎn)高達150次，無須使用脫模劑，不變形，材料損耗率<1%，性價比較高。

2 外掛墻板干式連接節(jié)點

琉璃瓦復合預制外掛墻板與主體結(jié)構(gòu)采用干式連接方式，通常采用點支承形式，即將墻板所受荷載通過墻板預埋件和節(jié)點連接件傳至主體結(jié)構(gòu)。點支承包括2個承重節(jié)點和2個非承重節(jié)點，墻板全部自重荷載由承重節(jié)點傳至主體結(jié)構(gòu)，非承重節(jié)點起限制墻板平面外位移作用，并承受風荷載、地震作用等引起的節(jié)點內(nèi)力。

根據(jù)JGJ/T 458—2018《預制混凝土外掛墻板應用技術(shù)標準》的規(guī)定，外掛墻板與主體結(jié)構(gòu)連接節(jié)點應牢固可靠、受力明確、構(gòu)造合理，具有足夠的承載力和適應主體結(jié)構(gòu)變形的能力，可避免主體結(jié)構(gòu)施工誤差對安裝精度的影響。通過合理設(shè)計節(jié)點位移能力，可適應外墻與主體結(jié)構(gòu)相對變形。在節(jié)點連接件和預埋件間設(shè)置帶長圓孔或大圓孔滑移墊片，使節(jié)點成為平面內(nèi)可滑移支座。當外掛墻板相對主體結(jié)構(gòu)可能產(chǎn)生轉(zhuǎn)動時，長圓孔宜按豎直方向設(shè)置，當外掛墻板相對主體結(jié)構(gòu)可能產(chǎn)生滑動時，長圓孔宜按水平方向設(shè)置。

為滿足外掛墻板與主體結(jié)構(gòu)連接要求，采用三維可調(diào)節(jié)干式滑動型連接節(jié)點，如圖4所示。

圖4 三維可調(diào)節(jié)干式滑動型連接節(jié)點

承重節(jié)點設(shè)置在外墻頂部，由帶卡槽掛件、滑軌及螺栓組成，帶卡槽掛件置于滑軌中，可沿滑軌上下移動，通過頂接螺栓固定，調(diào)節(jié)頂接螺栓長度可實現(xiàn)掛件豎向位置調(diào)整。卡槽前后均設(shè)置加強板，保證掛件與連接件充分接觸、傳力。整個承重節(jié)點與預埋在外墻中的錨筋外露端進行栓接固定。

連接件上開設(shè)長圓孔，通過預埋在主體結(jié)構(gòu)上的螺栓與主體結(jié)構(gòu)栓接固定，長圓孔可實現(xiàn)外掛墻板面外水平方向位置調(diào)節(jié)。承重節(jié)點掛件通過卡槽掛接在連接件上，將外荷載通過連接件傳至主體結(jié)構(gòu)。

非承重節(jié)點由2個相互配合的U形限位配件組成，上部限位配件通過墊片、螺帽與預埋在上層外掛墻板底部的錨栓緊固，下部限位配件以相同方式連接至下層墻板頂部。U形限位配件與墊片均設(shè)置滑移齒槽，通過齒槽改變外掛墻板位置，使上下U形限位配件卡槽對準，并卡緊固定，以實現(xiàn)非承重節(jié)點限位作用。

外掛墻板干式連接節(jié)點適用于不同截面形式鋼結(jié)構(gòu)主體及不同連接部位，可連接H型鋼柱、箱形鋼柱、主體結(jié)構(gòu)頂部、主體結(jié)構(gòu)底部等，如圖5所示。

圖5 節(jié)點連接方案

3 生產(chǎn)質(zhì)量控制

琉璃瓦復合預制外掛墻板生產(chǎn)工藝要求較高，需對各工序質(zhì)量進行控制。

3.1 模具組裝與處理

模具表面殘渣和異物可能導致琉璃瓦損壞，生產(chǎn)前應使用泥鏟、毛刷等清潔工具對模具表面進行清理。模具組裝完成后，采用風管清除模具中細小雜物和垃圾。慢干劑需涂刷均勻，模具拼縫處不發(fā)生漏漿，模具組裝尺寸誤差控制在2mm以內(nèi)，定位管需安裝穩(wěn)固。

3.2 琉璃瓦安裝固定與瓦縫處理

核對琉璃瓦尺寸、數(shù)量，檢查琉璃瓦質(zhì)量與外觀顏色，選用質(zhì)量合格、尺寸偏差符合要求的琉璃瓦泡水浸透。琉璃瓦浸水時間宜≥2h，避免琉璃瓦吸收混凝土水分造成混凝土粘結(jié)強度降低。琉璃瓦放置前應在其光面均勻涂刷防護油，按照圖紙要求依次放置。琉璃瓦瓦縫寬度取為5mm，采用塑膠墊片填充密實。在琉璃瓦與鋼板間隙打玻璃膠，從而達到固定琉璃瓦的目的。

3.3 鋼筋籠吊裝與混凝土澆筑

鋼筋籠吊裝時需注意不能損傷琉璃瓦?；炷翝仓案鶕?jù)圖紙檢查鋼筋與預埋件規(guī)格、數(shù)量、位置，并通過灑水等方式保持琉璃瓦濕潤?；炷敛捎梅謱訚仓?，使用φ25mm振搗棒均勻振搗，以排凈混凝土中氣泡。

混凝土振搗前，應記錄振搗棒插入混凝土的最大深度，避免振搗棒損壞琉璃瓦或使琉璃瓦發(fā)生位移，振搗過程中嚴格控制振搗棒插入深度。

振搗完成后，應及時使用鋁方通對構(gòu)件表面進行初平，并鏟除多余混凝土。待混凝土凝固至一定程度后，使用鐵板抹平混凝土表面?；炷脸跄?，反復碾壓3～4次混凝土表面，直至表面平整、光滑。

3.4 構(gòu)件養(yǎng)護與拆模

在模具內(nèi)進行構(gòu)件初期養(yǎng)護，不能移動模具，防止對琉璃瓦造成破壞。自然養(yǎng)護時需及時采取保濕措施，采用塑料薄膜覆蓋，避免陽光直射，養(yǎng)護時間為2～6h。試件強度達15MPa時脫模，對于造型復雜的構(gòu)件，脫模時可先適當?shù)跗饦?gòu)件，使用橡膠錘小心敲打模具邊緣，并通過氣槍吹氣，確保構(gòu)件平穩(wěn)緩慢脫模。

3.5 構(gòu)件吊運與成品保護

構(gòu)件吊運時，需保證均勻、垂直受力，吊扣連接牢固。對于易變形構(gòu)件，吊運前應固定。構(gòu)件成品需使用0.3mm厚塑料薄膜進行全方位包裹保護，對于邊緣、陽角等部位，應使用中空板進行保護。

4 結(jié)語

1)琉璃瓦復合預制外掛墻板解決了傳統(tǒng)外貼琉璃瓦操作難度大、貼合質(zhì)量難控制等技術(shù)難題，采用“反打工藝”使琉璃瓦與混凝土共同成型，不僅保證了構(gòu)件質(zhì)量可控，且提高了構(gòu)件生產(chǎn)效率。

2)采用柔性塑膠墊片填充琉璃瓦瓦縫，使瓦縫平整無氣泡，避免漏漿，提高外掛墻板美觀度。

3)異形不規(guī)則薄壁預制構(gòu)件精密組合模具可減小外掛墻板生產(chǎn)誤差，使材料損耗<1%，達到降低成本、提高效率的目的。面對日益復雜的不規(guī)則造型預制裝飾立面構(gòu)件需求，可采用一體化成型生產(chǎn)工藝與組合精密模具施工。

4)外掛墻板干式連接節(jié)點可減少現(xiàn)場濕作業(yè)或焊接作業(yè)量，加快施工速度。由于連接節(jié)點具有三維可調(diào)節(jié)功能，可適應主體結(jié)構(gòu)建造誤差。在風荷載或地震作用下，節(jié)點相對主體結(jié)構(gòu)可發(fā)生滑動變形，釋放應力，減小對墻板的損壞。節(jié)點配件可更換，有利于后期維護。