□文/郭彥龍 王光高 于 超 張學鵬 張愛龍
頁巖裝飾磚清水復合墻綜合施工技術(shù)
□文/郭彥龍 王光高 于 超 張學鵬 張愛龍
結(jié)合新建天津鐵道職業(yè)技術(shù)學院工程房屋建筑施工二標段的工程特點,以頁巖裝飾磚清水復合墻為研究對象,以開發(fā)、提煉、完善關(guān)鍵技術(shù)為原則,研究、集成、創(chuàng)新頁巖裝飾磚清水復合墻關(guān)鍵技術(shù)。
清水復合墻;組合砌筑;拉結(jié)咬砌;排磚技術(shù);磚砌線腳;泛堿;勾縫;頁巖裝飾磚
隨著國民經(jīng)濟和科學技術(shù)的迅速發(fā)展,人們對建筑物的藝術(shù)審美要求越來越高,建筑物功能更日趨完善。近年來,我國建筑市場中清水墻有明顯增長的趨勢,作為一種現(xiàn)代化的工程結(jié)構(gòu),清水復合墻充分與自然環(huán)境融于一體,充分顯示了當今建筑技術(shù)與科學的發(fā)展水平,也蘊藏著巨大的發(fā)展?jié)摿?,它是目前綠色環(huán)保節(jié)能建筑體系的寵兒。隨著建筑行業(yè)的發(fā)展,帶有裝飾功能的頁巖裝飾磚與具有保溫功能的非承重頁巖燒結(jié)保溫磚組砌而成的雙層復合外墻必將普及于國內(nèi)外。
目前國內(nèi)建筑工程極少應用頁巖裝飾磚及非承重頁巖燒結(jié)保溫空心磚這兩種不同砌筑材料組合砌筑而形成的頁巖裝飾磚清水復合墻體。
新建天津鐵道職業(yè)技術(shù)學院工程房屋建筑施工二標段位于天津海河教育園區(qū)和惠北路以西,包括教學樓、培訓樓、圖書館、電子信息實訓樓、軌道運輸實訓樓、通信信號實訓樓、土木工程實訓樓、行政樓。基礎(chǔ)為承臺地梁基礎(chǔ),主體為框架剪力墻結(jié)構(gòu),屋面為30°斜屋面,地上3~5層,無地下室,單體建筑最高超過30 m,總建筑面積85 430 m2。外圍護墻砌筑頁巖裝飾磚清水復合墻,建筑面積達76 814 m2。
2.1 頁巖裝飾磚與非承重頁巖燒結(jié)保溫空心磚組砌施工技術(shù)
2.1.1 原材料的選擇
清水復合墻外葉墻選用頁巖裝飾磚,規(guī)格為192 mm×92 mm×58 mm,根據(jù)顏色分為磚紅色和淡黃色兩種,根據(jù)開孔要求分十孔磚、三孔磚及無孔磚,根據(jù)不同的施工部位選用不同顏色、不同規(guī)格的頁巖裝飾磚,見圖1和表1。
圖1 頁巖裝飾磚規(guī)格尺寸
表1 頁巖裝飾磚主要材料性能
清水復合墻內(nèi)葉墻選用非承重燒結(jié)頁巖保溫空心磚,規(guī)格為240 mm×260 mm×90 mm,是在空心磚中填塞保溫材料,從而達到保溫效果,見圖2和表2-表3。
圖2 非承重燒結(jié)頁巖保溫空心磚規(guī)格尺寸
表2 空心磚主要性能指標
表3 保溫空心磚主要性能指標
2.1.2 組砌原理
頁巖裝飾磚有眠砌、斗砌、立砌三種砌筑方法,保溫磚采用全眠砌筑法,在標準墻面砌筑時,頁巖裝飾磚為梅花丁眠砌的方法進行砌筑,灰縫設計為8 mm,保溫磚亦為眠砌,灰縫設計為10 mm,三皮裝飾磚的高度正好等于兩皮保溫磚的高度,即58×3+8×2=90×2+10=190(mm)。標準墻面厚度372 mm,即92 mm厚頁巖裝飾磚+20 mm厚1∶2水泥砂漿+260 mm厚非承重燒結(jié)頁巖保溫空心磚=372(mm)。
由此可得出頁巖裝飾磚與非承重燒結(jié)頁巖保溫空心磚組砌原理,即三皮頁巖裝飾磚與兩皮保溫磚組砌而成的部分可視為一個砌體單元,組砌后二者頂面標高一致。在組砌后的裝飾磚上的頁巖裝飾磚以丁磚砌筑,使之咬砌于保溫磚中,上面接著砌筑下一個砌體單元,兩個單元之間內(nèi)葉墻的空間可采用保溫模數(shù)磚來填充。對于其他厚度尺寸的墻體可調(diào)節(jié)水泥砂漿厚度來進行微調(diào),對于厚度變化較大的墻體可以更換保溫磚的寬度來進行調(diào)節(jié)。
綜上可知,裝飾磚采用梅花丁砌筑,每四皮丁磚咬砌于保溫磚,可使兩種材料有效的結(jié)合成為整體,見圖3。
圖3 頁巖裝飾磚與非承重燒結(jié)頁巖保溫空心磚組砌原理
2.1.3 拉結(jié)原理
為保證裝飾磚與保溫磚的整體性,避免墻體兩層皮的現(xiàn)象出現(xiàn),同樣按照外墻磚模數(shù)每八皮裝飾磚(8×58+8×8=528 mm高)設一層3 mmφ6 mm鋼筋拉結(jié)筋,拉結(jié)筋兩端必須與結(jié)構(gòu)有效連接,見圖4。
圖4 裝飾磚與保溫磚組砌及拉結(jié)
按照外墻磚模數(shù)每八皮裝飾磚設一層φ4 mm@100 mm熱鍍鋅鋼筋網(wǎng)片作為裝飾磚與保溫磚的拉接網(wǎng)片,鋼筋網(wǎng)片與鋼筋拉結(jié)筋交錯布置,使得外墻整體穩(wěn)定性結(jié)構(gòu)性能大大提高,見圖5。
圖5 熱鍍鋅鋼筋網(wǎng)片
2.2 頁巖裝飾磚排磚設計規(guī)律
頁巖裝飾磚砌筑之前首先要結(jié)合圖紙及現(xiàn)場實際工況進行排磚設計,按照經(jīng)過審核的設計施工圖彈水平基準線和豎向基準線進行分塊,水平基準線在室外散水標高、每層窗臺、窗眉及樓層線腳標高處必須彈通。豎向基準線按照建筑平面圖的轉(zhuǎn)角位置及伸縮縫位置確定。彈線后水平基準線和豎向基準線把整個墻體立面大面分隔成若干個方塊,水平基準線及豎向基準線即為分塊控制線。
測量分塊可根據(jù)施工進度分樓層逐步進行,每層分塊完成后應在豎直方向按照外墻砌筑大樣核實每皮砌塊的排布。在建筑外墻大角(陽角、陰角)及其他必要處掛垂直基準線,按照樓層每層窗臺、窗眉及線腳位置掛水平通線,以控制清水墻垂直度、排磚及裝飾磚標高。
按照外墻分塊,結(jié)合圖紙墻長尺寸進行排磚,大面墻墻長方向按以下3種情況排磚。
1)若墻長滿足式(1),則墻長與磚模數(shù)相符。
式中:L為墻體長度,mm;N取1、2、3……。
2)若墻長滿足式(2),則應在墻體兩端位置各設置一處雙條磚修正模數(shù)。
式中:N取3、4、5……。
3)若墻長滿足式(3),則應在墻體兩端位置各設置一處雙丁磚,以修正模數(shù)。
式中:N取2、3、4……。
4)其他有碎數(shù)的墻長,根據(jù)以上3種排磚方式適當調(diào)整豎向灰縫,以達到排磚的要求。
根據(jù)軸線和外墻分塊在找平層上放出外墻裝飾磚邊線并在零層結(jié)構(gòu)面上放出外墻保溫磚內(nèi)邊線和門窗洞口邊線。
2.3 頁巖裝飾磚清水復合墻磚砌線腳技術(shù)
為體現(xiàn)清水復合墻外立面色澤鮮艷、線腳分明、凹凸有致的造型,外立面設計有淡黃色窗套,同時凹進墻體大面20 mm。清水墻線腳采用頁巖裝飾磚挑砌,沿著建筑物立面在每層樓層部位挑砌造型迥異的線腳,以增加建筑物的立體感,同時賦予建筑物豐富的精神內(nèi)涵。
2.3.1 磚砌線腳
樓層線腳部位通過頁巖裝飾磚的挑砌而形成線腳,每皮頁巖裝飾磚進退均為30 mm,砌筑時應控制日砌筑高度,結(jié)構(gòu)凸檐上皮一層裝飾磚中的丁磚整層與保溫磚咬砌,頂面臨時采用砌塊干碼壓頂,待砂漿強度足夠后隔天再砌,避免出現(xiàn)磚傾斜或傾倒現(xiàn)象。考慮到外墻面的防水效果,避免線腳部位進退磚存水或露明孔,線腳部位采用無孔磚砌筑,見圖6。
圖6 磚砌線腳
2.3.2 外檐窗掛磚
外檐窗上口采用在預留的結(jié)構(gòu)挑板上掛磚的方式進行砌筑,即把頁巖裝飾磚切割成“倒L”形,然后掛砌于窗上口結(jié)構(gòu)挑板上,見圖7和圖8。
圖7 外檐窗掛磚
圖8 外檐窗掛磚切割
2.4 頁巖裝飾磚清水復合墻拱券施工技術(shù)
1)砌筑拱券兩側(cè)的清水墻門垛,直至砌至拱券起拱點。
2)搭設腳手架,進行模板支撐體系的安裝,主龍骨采用φ48.3 mm×3.6 mm雙鋼管,次龍骨選用50 mm×100 mm木枋,面板選用12 mm厚黑鏡面板,拱板考慮到彎曲性能的要求,選用九層板,支設腳手架前,根據(jù)拱券半徑在木工房把模板加工好。
3)在支撐好的拱券上面用墨線彈排磚線,嚴格控制砌磚灰縫,拱券裝飾磚全部采用斗砌,灰縫中間設φ4 mm@100 mm熱鍍鋅鋼筋網(wǎng)片,使之高出裝飾磚上表面120 mm。
4)裝飾磚砌完后,開始施工混凝土拱板,配筋φ6 mm@200 mm雙層雙向,預留的φ4 mm@100 mm熱鍍鋅鋼筋網(wǎng)片伸入φ6 mm@200 mm雙層雙向鋼筋網(wǎng)片并將其彎折135°使之與φ6 mm鋼筋能夠穩(wěn)固連接,靠近室內(nèi)一側(cè)做混凝土拱梁,主筋4 12 mm,箍筋 8 mm@200 mm,拱梁端部兩側(cè)與構(gòu)造柱連接,節(jié)點處混凝土必須澆筑密實?;炷吝x用C20細石混凝土進行澆筑,拱板混凝土澆筑時要振搗密實,混凝土澆筑完后覆蓋塑料薄膜澆水進行養(yǎng)護,避免收縮裂縫的出現(xiàn),見圖9-圖11。
圖9 拱券剖面
圖10 拱券立面
圖11 拱券支模
2.5 頁巖裝飾磚清水復合墻清水混凝土過水孔施工技術(shù)
2.5.1 清水墻過水孔設計
屋面排水設計為內(nèi)排水,但在一層0.300 m處雨水管排出室外。如果在清水墻上進行開孔、切割或剔鑿,不僅對工程質(zhì)量產(chǎn)生惡劣的影響,而且觀感很差。因頁巖裝飾磚規(guī)格為192 mm×92 mm×58 mm,考慮到排磚模數(shù)要求,預制高×寬×厚=294 mm×262 mm×372 mm的清水混凝土過水孔。混凝土中設2φ6 mm鋼筋加強,混凝土選用C30清水混凝土,在預制時預埋內(nèi)徑150 mm、壁厚10 mmPVC套管,過水孔清水一側(cè)必須選用15 mm厚全新鏡面模板,以保證混凝土清水效果。所有清水混凝土過水孔集中一次性預制。在外墻砌筑時安裝至相應的墻體位置,待到后期雨水管安裝時,將雨水管直接從清水混凝土過水孔中引出并做好孔隙封堵,見圖12。
圖12 清水墻過水洞施工
2.5.2 清水混凝土過水孔施工要求
清水混凝土要求色澤均勻無明顯色差,表面平整光潔,無明顯質(zhì)量通??;構(gòu)件尺寸準確,標高一致,陰陽角的棱角整齊平直;表面無明顯氣泡,無砂帶和黑斑,無蜂窩、麻面、裂紋和漏筋現(xiàn)象;預留PVC管位置準確,尺寸誤差在規(guī)范允許范圍之內(nèi);模板接縫處無掛漿、漏漿現(xiàn)象,必須平整光滑。
清水混凝土澆筑后要及時進行養(yǎng)護,以減少混凝土表面出現(xiàn)色差、收縮裂縫等現(xiàn)象;清水混凝土養(yǎng)護采取澆水覆蓋塑料薄膜進行養(yǎng)護,拆模前和養(yǎng)護過程中應灑水保持濕潤,養(yǎng)護時間不少于14 d。
2.6 清水墻泛堿處理技術(shù)研究
清水復合墻施工中所用材料主要有頁巖裝飾磚、非承重頁巖燒結(jié)保溫空心磚、水泥、砂子、水、勾縫劑、外墻噴涂保護劑等。為避免清水墻泛堿,所有材料必須控制其酸堿性。
2.6.1 對水泥、砂等的要求
水泥、砂除滿足產(chǎn)品常規(guī)檢測要求外,為防止外墻泛堿,砌筑用水泥宜選用低堿性水泥,砌筑用砂選用河砂,要求堿含量盡可能低。
2.6.2 清水墻勾縫劑
勾縫劑是清水墻的重要裝飾層,勾縫一定要采用吸水率低的彩色干粉砂漿等專用勾縫劑,灰縫應橫平豎直、飽滿密實,這樣才能提高建筑物的視覺效果,確保墻體防水耐久。
1)勾縫劑材料要求。低堿性,顏色宜為深灰色,不同批量不能有色差??箟?、抗折強度高,抗凍融循環(huán)能力強。吸水率低,具有非常強的抗磨能力。低收縮,從而避免出現(xiàn)裂紋。
2)勾縫劑施工方法。勾縫應待粘結(jié)砂漿或膠粘劑充分硬化后進行,清理裝飾磚灰縫使其清潔干凈;在攪拌中將勾縫劑緩慢倒入盛有準確比例拌和水的無銹干凈容器中,最好使用慢速機械攪拌器,直至將勾縫劑攪拌成均勻無結(jié)塊糊狀。靜至2~3 min待其熟化后再稍攪拌方可使用;用平橡膠抹子將攪拌好的勾縫劑擠入并填滿灰縫。勾縫劑接近初凝,或者勾縫劑開始失去光澤的時候,清理墻面;為使勾縫劑能夠正常水化、養(yǎng)護,在炎熱多風天氣中應用清水淋灑已干燥的磚縫;勾縫劑貯存運輸時注意防濕、防潮、防暴曬。
2.6.3 外墻噴涂萬可涂憎水劑
外墻噴涂選用萬可涂憎水劑,使用時將產(chǎn)品和水按1∶(10~12)的比例攪拌均勻,用清潔的農(nóng)用噴霧器噴刷在干燥的墻面上,縱橫連續(xù)兩遍,可噴涂墻面40~50 kg/m2(按不同基底)。稀釋液隨配隨用,當天用完。
2.7 頁巖裝飾磚窗套組砌施工技術(shù)
由于頁巖裝飾磚窗套厚度為92 mm厚,設計窗套與大面墻錯開平面20 mm,窗套外立面顯示為通縫,砌筑時采用每兩皮磚丁磚咬砌于保溫磚內(nèi)。窗套內(nèi)側(cè)的實心磚抱框(或構(gòu)造柱)應比裝飾磚面層縮進20 mm作為裝飾層,見圖13。
圖13 清水墻窗套組砌
3.1 施工工藝流程
清水復合墻是在主體結(jié)構(gòu)施工完成后進行施工的,施工前首先進行清水墻基礎(chǔ)施工,即處理好每個部位清水墻的生根問題,其生根的基層面必須平整堅固、標高一致、無雜物;然后根據(jù)施工圖、現(xiàn)場實際尺寸、裝飾磚規(guī)格、灰縫要求等進行清水磚排磚的深化設計;墻柱陰陽角、門窗洞口、樓層線腳、拱券等每個部位都出具詳細的排磚圖,根據(jù)排磚圖及清水墻砌筑的相關(guān)要求進行現(xiàn)場排底層磚,低層磚排完后,局部進行微調(diào),直到排磚符合設計及規(guī)范要求方能進行砌筑施工。
外墻砌筑施工,總體上按照從下往上、整層交圈的方式進行施工,杜絕裝飾磚不交圈,同層磚標高不一致的現(xiàn)象??傮w施工流程見圖14。
圖14 總體施工流程
3.2 基層處理
因清水復合墻生根于清水混凝土勒腳,因此砌筑施工前先對墻體生根基層面進行平整度處理并清理干凈。基層面處理嚴格按施工工藝標準及規(guī)范要求進行處理,必須保證基層表面平整、潔凈、密實。若基層面太干燥,吸水性太強時,為避免砌筑砂漿失水過多,影響砂漿強度,應先對基層頂面做灑水濕潤處理。
3.3 測量放線、掛基準線
3.3.1 彈控制線,測量分塊
按照經(jīng)過審核的設計施工圖彈水平基準線和豎向基準線進行分塊,水平基準線在室外散水標高、每層窗臺、窗眉及樓層線腳標高處必須彈通。豎向基準線按照建筑平面圖的轉(zhuǎn)角位置及伸縮縫位置確定。彈線后水平基準線和豎向基準線把整個墻體立面大面分隔成若干個方塊,水平基準線及豎向基準線即為分塊控制線。
測量分塊可根據(jù)施工進度分樓層逐步進行,每層分塊完成后應在豎直方向按照外墻砌筑大樣核實每皮砌塊的排布。
3.3.2 掛基準線
在建筑外墻大角(陽角、陰角)及其他必要處掛垂直基準線,按照樓層每層窗臺、窗眉及線腳位置掛水平通線,以控制清水墻垂直度、排磚及裝飾磚標高。
3.4 撂底皮磚
裝飾磚排底根據(jù)排磚圖結(jié)合現(xiàn)場實際墻長排磚打底,外墻水平方向應根據(jù)墻長計算出條磚、丁磚、七分磚數(shù)量及灰縫尺寸,按照排磚圖先預排干擺裝飾磚,確認無誤后用鉛筆在找平層上劃出每塊磚的位置線后開始正式施工排底磚。
3.5 標準墻面砌筑
頁巖裝飾磚砌筑前,應按事先彈好的每兩個水平基準線之間的高度制作皮數(shù)桿,皮數(shù)桿原則上應嚴格按照3皮磚190 mm高制作,以保證裝飾磚與內(nèi)側(cè)保溫磚模數(shù)相吻合,見圖15。
圖15 皮數(shù)桿制作原理
在外立面轉(zhuǎn)角處、門窗洞口、伸縮縫及其他必要處設皮數(shù)桿且要隨時檢查標高的準確性。豎向應在轉(zhuǎn)角處、門窗洞口等位置吊垂直線。砌筑時外墻裝飾磚外立面必須同時設置水平線和垂直線,帶線砌筑,保證每塊頁巖裝飾磚在砌筑時做到橫平豎直、表面平整、標高一致。上層磚與下層轉(zhuǎn)必須保證錯縫居中對齊,每兩皮磚必須對縫。
3.6 清理勾縫
1)拉縫清理,即用φ6 mm鋼筋棍把磚縫中的砂漿拉出,用掃把清掃干凈,拉縫約10 mm深。
2)用毛刷把清水墻表面的砂漿擦干凈,用清水沖洗干凈。
3)采用專用勾縫劑進行勾縫,勾縫劑顏色宜為深灰色,深度為5 mm,凹平縫。
4)用清水進行沖洗。
5)噴涂清水墻保護劑。
3.7 其他細部處理
1)窗間墻砌筑應保證兩側(cè)排磚對稱,每一種規(guī)格的窗間墻都要先進行圖紙排磚,然后進行砌筑。
2)外墻在窗臺處、女兒墻頂部等部位做泛水處理。窗口采用頁巖裝飾磚斗砌找坡(外底里高),女兒墻頂部采用細石混凝土壓頂找坡(外高里底)。
3)外墻面在線腳位置被立磚分隔的上下兩皮磚排磚不得相同,必須為錯縫居中對齊。
4)為避免存水隱患,窗框、線腳等退磚、窗上口掛磚及其他有存水隱患的施工部位均采用無孔裝飾磚砌筑。
5)清水墻大面勾縫統(tǒng)一為深灰色、5 mm深凹平縫,水平縫與立縫相交處勾縫必須平直光滑,外檐窗洞口四周及伸縮縫兩側(cè)為平縫,以便確保打膠密實,避免漏水。
6)裝飾磚與保溫磚之間的灰縫必須隨砌隨灌,砂漿飽滿,填塞密實且按照施工方案要求控制每日砌筑高度。
7)外墻伸縮縫兩側(cè)裝飾磚必須斷開,保證變形縫有足夠的伸縮量。
8)裝飾磚的咬砌、拉結(jié)筋、鋼筋網(wǎng)片的設置必須滿足設計圖紙、規(guī)范及施工方案要求并做好過程質(zhì)量控制。
9)標準凸窗外墻面第一皮裝飾磚起頭統(tǒng)一采用七分頭起頭,第二皮裝飾磚以丁磚起頭,窗臺斗砌裝飾磚下面的第一皮裝飾磚統(tǒng)一為丁磚(或七分頭),墻體立面沿中心線兩側(cè)對稱排磚。
3.8 成品保護
在清水墻施工過程中應做好成品保護,隨砌隨掛塑料布,防止清水墻被砂漿等污染。各專業(yè)工種應緊密配合,合理安排工序,嚴禁顛倒工序作業(yè)。對砌筑完成后的清水墻不得隨意開鑿孔洞,如確實需要應經(jīng)過業(yè)主、設計、監(jiān)理及施工單位協(xié)商確認后方可進行。在外檐窗安裝等施工時禁止重物撞擊墻面,如果對清水墻確有損壞者,應把損壞的裝飾磚小心剔除后更換。
1)清水墻較傳統(tǒng)做法少了因外墻保溫、裝飾而產(chǎn)生的反復搭拆腳手架、腳手板及其他機械費用,同時也減少了因外墻保溫及裝飾而產(chǎn)生的材料費、人工費及相應的措施費。
2)由于省掉了保溫與裝飾的施工工序,縮短了工期,使得整個工程工期提前,為后續(xù)施工贏得更多的時間。
3)清水復合墻自身為不燃燒體,它將易燃的保溫材料夾在中間,能確保不被點燃,消除了火災隱患,對建筑結(jié)構(gòu)及消防安全做出了很大貢獻。
4)清水墻放射性揮發(fā)性低,保溫透氣、綠色環(huán)保、宜居性好,其特有的調(diào)節(jié)墻體濕度、呼吸功能特別適合人類生活居住,在國內(nèi)外具有極其廣闊的發(fā)展前景。
5)清水復合墻施工技術(shù)展示了現(xiàn)代建筑行業(yè)科學技術(shù)的飛躍式發(fā)展,其簡約化的施工技術(shù)極具社會推廣價值及效仿價值。
6)清水復合墻具有優(yōu)異的綜合性能,不僅保溫裝飾效果好,復合墻體合理的構(gòu)造措施大大提高了墻體的整體穩(wěn)定性,為安全提供了有力的保障。
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□王光高、于 超、張學鵬、張愛龍/中建三局第三建設工程有限責任公司。
TU754.1
C
1008-3197(2015)06-14-07
10.3969/j.issn.1008-3197.2015.06.005
2015-07-27
郭彥龍/男,1986年出生,工程師,中建三局第三建設工程有限責任公司,從事工程技術(shù)管理工作。