GRC材料在新建工程及改造工程中的應(yīng)用及其施工工藝

王引芳(太原理工大學(xué)后勤保障處，山西 太原 030024)

GRC材料在新建工程及改造工程中的應(yīng)用及其施工工藝

王引芳(太原理工大學(xué)后勤保障處，山西 太原 030024)

通過(guò)對(duì)GRC材料在新建工程及改造工程中的應(yīng)用及施工工藝進(jìn)行分析，并通過(guò)具體工程案例對(duì)其施工過(guò)程進(jìn)行分析，得到使用GRC材料的施工效果較好，且具有良好的社會(huì)效益及經(jīng)濟(jì)效益。

GRC；工程；裝飾件；抗堿玻璃纖維

GRC(Glass fiber Reinforced Cement)是一種新型的無(wú)機(jī)復(fù)合材料，其主要組成成分為水泥、水及耐堿玻璃纖維。這種新型材料的制作原理是將耐堿玻璃纖維加入到水泥砂漿中，以此提高水泥砂漿的抗拉強(qiáng)度、抗沖擊性和抗彎性能等力學(xué)性能。由于耐堿玻璃纖維具有良好的抗拉強(qiáng)度、柔韌性等，因此將其添加至水泥砂漿中配制而成的GRC材料可制作成各種不同形狀的薄壁產(chǎn)品。通過(guò)對(duì)GRC的制作工藝進(jìn)行改進(jìn)，可使GRC構(gòu)件具備良好的保溫隔熱性能、質(zhì)輕、防火、可加工性強(qiáng)、制作成本低等優(yōu)點(diǎn)。由于GRC材料的優(yōu)點(diǎn)及應(yīng)用范圍極廣，因此得到各國(guó)工程界人士的認(rèn)可。在我國(guó)的新建建筑、既有建筑及其他工程領(lǐng)域中已經(jīng)大范圍使用GRC材料，目前已經(jīng)取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。目前常用的GRC復(fù)合材料的制作方法有：噴射法、預(yù)混法和布網(wǎng)法，噴射法為最常用的一種制作方法[1-4]。

1 GRC的國(guó)內(nèi)外發(fā)展情況

1.1 國(guó)外發(fā)展情況

GRC材料產(chǎn)生于西方等發(fā)達(dá)國(guó)家，目前在國(guó)外已經(jīng)發(fā)展三十余年，截至目前GRC材料的研發(fā)已經(jīng)具備較高的水平，且應(yīng)用范圍也從建筑工程領(lǐng)域發(fā)展至隧道等工程中。GRC材料在國(guó)外已向低成本、改進(jìn)制作工藝、提高材料或構(gòu)件的性能及更廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域方向發(fā)展。亞洲國(guó)家中，日本已經(jīng)成為GRC材料使用量及研發(fā)排名第一的國(guó)家。

1.2 國(guó)內(nèi)的發(fā)展情況

我國(guó)在1977年左右研制出抗堿玻璃纖維和低堿度水泥，在之后的發(fā)展中才將抗堿玻璃纖維與低堿度水泥砂漿融合進(jìn)行使用，但該混合材料的發(fā)展速度及起步均落后于西方等發(fā)達(dá)國(guó)家及日本等國(guó)。2000年前后，我國(guó)才開始對(duì)GRC材料進(jìn)行大量的力學(xué)性能、耐久性、成型工藝、噴射工藝等試驗(yàn)，逐步將試驗(yàn)室中的GRC材料推廣至生產(chǎn)線中，將其應(yīng)用至多層及超高層等實(shí)際工程中。我國(guó)在研制及應(yīng)用GRC材料時(shí)，始終堅(jiān)持“雙保險(xiǎn)”的發(fā)展模式，即將抗堿玻璃纖維與低堿度水泥進(jìn)行復(fù)合使用，并未將抗堿玻璃纖維與普通水泥進(jìn)行混合使用，以增強(qiáng)GRC材料的抗堿性能，因此使得我國(guó)GRC材料的發(fā)展始終處于穩(wěn)定和健康的發(fā)展?fàn)顟B(tài)中。盡管GRC材料在我國(guó)的研發(fā)及大面積應(yīng)用已有將近20年的歷史，但與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家相比還存在一定差距，主要表現(xiàn)為：

1) 原材料中的抗堿玻璃纖維品種較少，且產(chǎn)量較少，制作成本較高，導(dǎo)致在推廣應(yīng)用時(shí)受到一定的限制；

2) GRC材料的生產(chǎn)工藝及生產(chǎn)設(shè)備的科技水平較低，生產(chǎn)出的GRC材料多數(shù)不能滿足設(shè)計(jì)要求；

3) GRC材料在我國(guó)的推廣應(yīng)用中，所應(yīng)用的工程領(lǐng)域較少，且在應(yīng)用時(shí)僅為局部使用，并未進(jìn)行大面積使用；

4) 對(duì)GRC的科研投入不足，導(dǎo)致研究深度不夠，使得最終的研究成果多數(shù)不能滿足設(shè)計(jì)及產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)等強(qiáng)制性要求，不能滿足社會(huì)發(fā)展的需要。

3 GRC裝飾材料的型號(hào)、安裝工藝流程

3.1 型號(hào)

GRC裝飾件品種包括柱頭（ZT）、柱身（ZS）、柱腳（ZJ）、窗套（CT）、門套（MT）、線角（XJ）、山花（SH）、欄桿（LG）、蘑菇石（MGS）等。

3.2 堆放及運(yùn)輸

GRC裝飾件的貯存應(yīng)根據(jù)材料的規(guī)格及型號(hào)進(jìn)行分類堆放，且堆放時(shí)需裝飾面朝上。堆放的地點(diǎn)應(yīng)位于通風(fēng)、干燥及平整的場(chǎng)地中，對(duì)方高度不得高于2m，堆放層數(shù)不得多于四層。GRC裝飾件運(yùn)輸時(shí)，嚴(yán)禁拋扔，輕拿輕放，固定結(jié)實(shí)，避免因晃動(dòng)而互相碰撞，從而導(dǎo)致裝飾件受損。

3.3 安裝工藝流程

GRC裝飾件材料在安裝前，首先對(duì)混凝土基層的污垢及其他附著物進(jìn)行清除，若混凝土面存在坑洼的部位，應(yīng)對(duì)該部位進(jìn)行磨平或找平，之后再進(jìn)行彈線、試排、鉆孔、刮板、校正、固定孔洞修補(bǔ)、接縫填漿、清理、密封、上涂料施工。彈線時(shí)，所彈的線必須具備橫平豎直，每個(gè)飾件的間隙應(yīng)均勻，其誤差不得大于5mm。

安裝GRC裝飾件時(shí)的固定方法有膨脹螺栓固定和電弧固定兩種方法，其中膨脹螺栓固定是提前在GRC裝飾件上進(jìn)行預(yù)留孔施工，預(yù)留孔作為螺栓固定孔位進(jìn)行使用，預(yù)留孔的間距按照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行施工，一般預(yù)留孔間距不得大于400mm，使用膨脹螺栓將GRC材料固定于混凝土基層上，最后使用水泥砂漿丙烯酸膠對(duì)預(yù)留孔及接縫處進(jìn)行修補(bǔ)、抹平；電弧固定是直接將GRC材料內(nèi)的預(yù)埋鋼筋或鐵件與混凝土基層中的預(yù)埋鋼筋或鐵件進(jìn)行焊接固定，必要時(shí)可增加預(yù)埋件的數(shù)量，以增加焊接的強(qiáng)度。

4 GRC構(gòu)件的防開裂、防滲漏及防脫落的處理

4.1 防開裂

GRC構(gòu)件安裝結(jié)束后，由于熱脹冷縮、自身重力等因素會(huì)導(dǎo)致兩構(gòu)件拼接處發(fā)生開裂現(xiàn)象，應(yīng)該采取以下兩種防范措施。一是增加線條延長(zhǎng)米，減少線條拼接縫，碰到陰陽(yáng)角等必須拼接的部位直接用模具做出陰陽(yáng)角，一次成型。二是在兩線條拼接端預(yù)留“V”型槽，拼接后采用GRC專用修補(bǔ)材料填補(bǔ)，并在接縫處貼8㎝寬網(wǎng)格布。

4.2 防滲漏

在GRC與結(jié)構(gòu)體接觸點(diǎn)和GRC與GRC之間拼接縫處，一旦處理不慎，將導(dǎo)致滲水隱患。針對(duì)GRC與結(jié)構(gòu)體接觸點(diǎn)的滲水隱患，先用抗裂砂漿填平GRC與機(jī)構(gòu)體之間的縫隙，再用8㎝寬的網(wǎng)格布沿GRC構(gòu)件與結(jié)構(gòu)體接觸點(diǎn)鋪設(shè)，形成一個(gè)圓角，可以明顯消除滲水隱患。

4.3 防脫落

由于本工程高層建筑比較多，所以要求GRC安裝后絕對(duì)不能脫落，故對(duì)一些挑出墻面比較多，自身重量比較重的GRC構(gòu)件采用膨脹螺栓于增加焊點(diǎn)的雙重錨固方法，對(duì)特別大的腰線更要使用鍍鋅鋼架固定，確保100%的安全。

5 工程案例

所使用的工程案例為某大學(xué)圖書館改造項(xiàng)目上所用到的GRC工程中的施工過(guò)程。該工程所涉及到的GRC構(gòu)件包括：獨(dú)立柱、靠墻柱、窗套、線條、平板以及圓弧結(jié)構(gòu)。就各個(gè)構(gòu)件的施工過(guò)程如下：

5.1 獨(dú)立柱

先放出GRC的具體位置線。獨(dú)立柱與GRC的連接是用鋼結(jié)構(gòu)連接具體做法是，用10CM長(zhǎng)￠10的膨脹螺栓將角鋼固定在獨(dú)立柱上，每一個(gè)角鋼不得少于2個(gè)膨脹螺栓，鋼結(jié)構(gòu)與GRC盡量靠近，以便連接。然后用鍍鋅扁鐵將鋼結(jié)構(gòu)與GRC上的預(yù)埋鐵件焊接成線，確保焊縫牢固，鋼結(jié)構(gòu)與扁鐵以及焊縫都要刷防銹漆兩遍。要隨裝隨刷，防止漏刷。

5.2 靠墻柱

由于靠墻柱有支撐點(diǎn)，在原有墻面GRC預(yù)埋件的位置上打10cm長(zhǎng)￠10膨脹螺栓，然后將GRC預(yù)埋鐵件與膨脹螺栓焊接即可?？繅χ⒁獾囊稽c(diǎn)是，在兩個(gè)構(gòu)件的交接處，下邊的構(gòu)件必須要與墻體連接鎖住，連接方式還是墻上打上10CM長(zhǎng)￠10膨脹螺栓，與構(gòu)件的預(yù)埋鎖焊接。

5.3 窗套

窗套的連接比較簡(jiǎn)單，在GRC窗套線上鉆出孔，用緊固螺栓穿透構(gòu)件固定在墻上，但要注意，緊固螺栓外露頭部必須低于GRC外表面2-3㎜,絕不允許高于其外表面。

5.4 線條

線條主要是在建筑檐口上，必須依靠鋼結(jié)構(gòu)才能固定。鋼結(jié)構(gòu)是用角鋼焊接成的三角架，然后將三角架用10cm長(zhǎng)￠10的膨脹螺栓固定在檐口的墻上，檐口上有混凝土結(jié)構(gòu)的要固定在混凝土結(jié)構(gòu)上。螺栓的橫向間距不得大于500㎜,且要將螺栓個(gè)桿與螺帽點(diǎn)焊，以防脫落。然后再將GRC構(gòu)件用鍍鋅扁鐵與鋼結(jié)構(gòu)焊接成縫，刷防銹漆兩遍。

5.5 平板

平板的安裝主要是在書庫(kù)上安裝。平板安裝也要依靠鋼結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)采用5㎝×5㎝的方鋼。鋼結(jié)構(gòu)連接時(shí)先將鐵板固定在墻上，再將方鋼焊接在鋼板上，形成一個(gè)方鋼網(wǎng)，將窗戶的位置預(yù)留，平板沿窗邊開始安裝，將平板上的預(yù)埋鐵件與方鋼焊接成縫，再刷防銹漆兩遍即可。平板安裝時(shí)要注意的是平板的垂直度和平整度，不要超過(guò)技術(shù)規(guī)范的要求。

5.6 圓弧結(jié)構(gòu)

圓弧結(jié)構(gòu)上安裝GRC最為復(fù)雜，也得依靠鋼結(jié)構(gòu)來(lái)固定GRC。由于圓弧結(jié)構(gòu)上涉及到圓的問(wèn)題，鋼結(jié)構(gòu)在制作上有了一定的難度。必須保證做出的鋼結(jié)構(gòu)造型是圓形，所以提前要將角鋼每10㎝切開一邊，將其彎成圓形，然后用鋼筋將切開的縫隙焊住，使其不會(huì)變形，將所有角鋼焊成圖紙上的造型。圓弧鋼結(jié)構(gòu)的連接也要依靠鋼板，用4個(gè)19cm長(zhǎng)￠14的膨脹螺栓將鋼板固定在墻上或混凝土結(jié)構(gòu)上（最好在混凝土結(jié)構(gòu)上），將焊成型的鋼結(jié)構(gòu)按照放好的線焊接在鋼板上，焊接必須牢固，鋼板數(shù)量按實(shí)際情況定，能多不少。然后將GRC構(gòu)件的預(yù)埋鐵件與鋼結(jié)構(gòu)焊接，并刷防銹漆兩遍。

[1]劉維翰,王潤(rùn)生．GRPGRC材料在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J]．山西建筑,2014,(22):117-118．

[2]馮竟竟,閻培渝．基于性能的GRC材料配合比優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]．新型建筑材料,2010,(07):1-3+10．

[3]陳奇,田孝勝,宋鸝,王以群,李會(huì)平,陸劍英．耐堿涂層對(duì)GRC材料顯微結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能的影響[J]．建筑材料學(xué)報(bào),2008,(02):127-131．

[4]楊瑞珊．GRC材料和構(gòu)件設(shè)計(jì)規(guī)則述評(píng)[J]．中國(guó)建材科技,1993,(01):36-41．

Application and construction technology of GRC material in new construction and renovation project

Based on the application and construction technology of GRC material in the new construction and renovation project analysis,and the construction process was analyzed through a practical engineering case,get the construction effect of the use of GRC material is good, and has good economic and social benefits．

GRC；engineering；decoration；alkali resistant glass fiber

TU502

B文章標(biāo)號(hào)：1003-8965（2017）03-0044-02