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装配式PC建筑接缝用密封胶的科学选用

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浏览:- 发布日期:2018-04-22 19:46:48【

装配式PC建筑外墙挂板或外墙构件拼接后会产生数量众多的接缝,不可避免的会遇到接缝防水处理的难题。在JGJ 1-2014《装配式混凝土结构技术规程》中第5.3.4条规定:“预制外墙板的接缝及门窗洞口等防水薄弱部位宜采用材料防水和构造防水相结合的做法”。在某些地方标准中还有垂直缝“材料防水+结构防水”的做法,但无论是哪种设计做法,密封胶都是第一道防水措施,所以必须重视密封胶的科学选用。

对于装配式PC建筑的接缝用胶来说,主要存在六个技术难点:

(1)混凝土的粘结性

混凝土属于碱性材料,普通密封胶很难粘结;且混凝土表面疏松多孔,导致有效粘结面积减小,所以要求密封胶与混凝土要有足够强的粘结力;此外,在南方多雨的地区,还可能出现混凝土的反碱现象,会对密封胶的粘结界面造成严重破坏。所以,混凝土的粘结性是选择装配式建筑用胶要考虑的第一要素。目前市面上的各类型密封胶中,单组分改性硅烷密封胶和聚氨酯密封胶对混凝土的粘结性较好,双组分改性硅烷密封胶必须使用配套底涂液才能形成粘结,而传统硅酮胶对混凝土的粘结性较差。

密封胶的内聚破坏和粘结破坏

图1.密封胶的内聚破坏和粘结破坏

(2)耐候性

装配式建筑外墙接缝常用作装饰面的分割缝,即胶缝作明缝处理,此时密封胶需要长期经受阳光照射和雨水冲刷,所以密封胶需要良好的耐候性。密封胶的耐候性是由其分子结构决定的,主链键能越大则耐候性越好,所以硅酮胶的耐候性最佳,其次是改性硅烷胶,而聚氨酯胶最次,在户外使用易出现龟裂、粉化。

各类型密封胶的主链结构及键能和紫外线能量对比如下表:

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聚氨酯密封胶紫外线照射后的破坏情况

图2.聚氨酯密封胶紫外线照射后的破坏情况

(3)可涂装性

当接缝因吊装安装误差大,密封胶需要涂料覆盖时,密封胶与涂料的相容性就尤为重要。硅酮胶由于其表面疏水疏油,致使涂料在其表面很难润湿,不能形成漆膜或造成涂料干燥后开裂、剥落。而改性硅烷胶和聚氨酯胶与涂料具有良好的相容性,可直接在其表面涂漆。

硅酮胶导致的涂料开裂、剥落

图3.硅酮胶导致的涂料开裂、剥落

(4)耐污性

混凝土属于多孔性材料,容易被污染,故选择密封胶时也要注重耐污性。普通硅酮胶因为增塑剂迁移渗透到材料孔隙中,会造成永久性渗透污染(无法清洗);同时,硅酮胶表面带有电荷,容易吸附空气中的灰尘,经雨水冲刷后会在胶缝下侧形成垂流污染(可清洗)。密封胶的污染不仅影响建筑的美观,并且极难清洗,同时也会大大增加建筑的维护成本。而改性硅烷胶不含硅油及小分子增塑剂,在耐污性方面表现较好。

硅酮胶导致的污染

图4.硅酮胶导致的污染

(5)抗位移能力

装配式建筑由于存在强风地震引起的层间位移、热胀冷缩引起的伸缩位移、干燥收缩引起的干缩位移和地基沉降引起的沉降位移等,对密封胶的受力要求非常高,所以密封胶必须具备良好的位移能力和弹性恢复率。目前,国内的装配式建筑接缝宽度一般设计为20mm,而接缝处的变形主要来自于构件的热胀冷缩,因此可根据接缝宽度来计算选择合适位移级别的密封胶。

普通PC外墙板缝隙宽度计算的简化公式:

W>δ/ε×100%+|We|

W=设计接缝宽度(国内标准宽度一般取20mm);

δ=构件温差变形量/mm=L·α·△T;

L=构件的长度(形变方向)

α=混凝土线膨胀系数,常规取(10×10-6)m/ ℃

△T=混凝土界面的极限温差,一般取值为 80℃;

ε=密封胶位移量%;

|We|=接缝施工误差(一般取5mm)

计算示例:当混凝土构件板块长度为L=3000mm 时,

密封胶位移量ε>L·α· △T/(W- | We | )·100%=3000× 10×10-6 ×80/(20-5)×100%=16%

按照JC/T 881《混凝土建筑接缝用密封胶》标准的规定,密封胶的位移级别可分为7.5级、12.5级、20级和25级,故装配式建筑接缝处的密封胶至少选择20级及以上级别。此外,还需注意密封胶的次级别,分为低模量和高模量两种。由于混凝土表面较为疏松、强度低,如果密封胶模量高、内聚强度大,在接缝变形时,密封胶就很容易在混凝土界面出现粘结破坏。而低模量密封胶胶体较为柔软,内聚力强度小于界面粘结强度,再被拉伸的情况下可以更好地适应变形而不易出现破坏,故装配式建筑接缝用密封胶的位移级别应为20LM和25LM。

当建筑接缝因地震或材料干燥收缩出现永久变形时,会对密封胶产生持续性的应力,而改性硅烷密封胶既具有优异的弹性,又具有应力缓和能力,在受到永久变形时,可最大限度地释放预应力,保证密封胶不被破坏。

(6)施工性能

密封胶可分为单组分和双组分两种,以改性硅烷胶为例,单、双组分密封胶的施工性能对比如下表:

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目前国内在装配式建筑密封胶的施工这方面还缺少专业的打胶工人,并且现场的施工环境也非常复杂,如何让普通工人迅速掌握打胶操作并保证施工质量也是非常值得考虑的。从现实情况来看,单组分密封胶更适合现场施工。

双组分密封胶使用的搅拌机及专用胶枪

图5.双组分密封胶使用的搅拌机及专用胶枪

此外,底涂液的使用也必须给予足够的重视。由于构件表面可能粘有脱模剂,且施工时难免存在灰尘清理不干净的情况,而底涂液在增强粘结力、封闭灰尘和提高耐水性方面有非常重要的作用,在现场施工时,应把涂刷底涂液作为必要步骤。

针对装配式建筑用密封胶的选用要求,目前市场上常见的各类型密封胶详细性能对比可参见下表:

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综上所述,装配式建筑外墙接缝密封胶应选择改性硅烷密封胶,内墙接缝密封胶可选择改性硅烷密封胶或聚氨酯密封胶。

装配式PC建筑接缝用密封胶的技术性能应符合现行行业标准《混凝土建筑接缝用密封胶》JC/T881的规定;密封胶的注胶厚度应在胶宽的一半到胶宽之间,即½宽度w ≤厚度d≤宽度w,且厚度不小于8mm;密封胶的施工要求参照JGJ 1-2014《装配式混凝土结构技术规程》中第12.3.12条规定:“外墙板接缝防水施工应符合下列规定:

1 防水施工前,应将板缝空腔清理干净;

2 应按设计要求填塞背衬材料;

3 密封材料嵌填应饱满、密实、均匀、顺直、表面平滑,其厚度应满足设计要求。”

具体的施工操作应按生产厂家提供的施工方案进行。