淺談陶土磚幕墻的安裝質(zhì)量控制

王小勇

（上海建科工程咨詢有限公司， 上海 200032）

0 引 言

陶土磚屬于一種黏土磚，采用高溫燒制成型，色調(diào)特殊，是一種綠色環(huán)保材料，主要應用于建筑墻地部位。陶土磚幕墻則主要利用陶土磚材料特殊的外觀效果，通過陶土磚緊密排列組合達到建筑幕墻設計效果，使整個建筑的外立面在陶土磚特殊的色調(diào)下，達到一種強烈的藝術(shù)效果，使傳統(tǒng)材料與具有現(xiàn)代藝術(shù)氣息要求的建筑完美地結(jié)合起來。

現(xiàn)有建筑市場上以陶土磚作為建筑幕墻且在整個單體上大面積使用尚不多見。為此，本文以使用陶土磚作為建筑幕墻的上海交響樂團遷建工程為例，對陶土磚幕墻建筑外立面現(xiàn)場施工過程中的技術(shù)難點、特點和主要安裝方式進行了探討?？蔀槿蘸蟛捎锰胀链u幕墻的工程施工過程的技術(shù)質(zhì)量控制提供參考。

1 工程概況

上海交響樂團遷建工程位于上海市徐匯區(qū)復興中路1380 號，東鄰汾陽路 200 m，南鄰復興中路，西到寶慶路150 m；建筑面積約 19 950 m2，建筑結(jié)構(gòu)形式為鋼筋混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu)，建筑結(jié)構(gòu)安全等級為一級。地上建筑為 2 層，總建筑面積約 5 270 m2，其中排演廳 A 最大高度為 18.03 m；地下為 4 層，建筑面積約 14 680 m2。

本工程排演廳 A 及排演廳 B 兩個單體建筑外立面均采用陶土磚幕墻，安裝結(jié)構(gòu)形式為構(gòu)件式，屬開放式幕墻，設計結(jié)構(gòu)使用年限為 25 a，幕墻結(jié)構(gòu)構(gòu)件安全等級為一級(見圖 1)。

圖1 工程效果圖

2 陶土磚幕墻施工過程難點控制

由于本工程采用陶土磚幕墻，其材料規(guī)格、安裝形式特殊，需要進行針對性加工制作。在施工之前，在我國尚無一例像本工程一樣大面積使用陶土磚作為建筑外立面幕墻的先例。而這些僅在建筑室內(nèi)的裝飾裝修及室外的局部有使用的陶土磚做墻地磚，在當時的建筑市場中的采購難度較大。根據(jù)建筑設計要求，為了達到幕墻外立面的建筑效果，需要運用四種顏色進行混搭，所以，陶土磚的加工制作對本工程的施工安裝及建筑效果起到關鍵的作用。

2.1 陶土磚加工制作難點及質(zhì)量控制要求

本工程選用厚 50 mm 的陶土磚，要求質(zhì)地良好、堅硬、耐久、成色好，具有統(tǒng)一的強度、顏色和紋理；不含石坑水、缺陷、裂紋、縫隙、突變等，并要求陶磚最大含水率不大于 6%。由于陶土磚模塊較小，磚體為多孔型。建筑設計對施工過程技術(shù)質(zhì)量控制要求高，對外立面效果要求高，因此陶土磚幕墻施工的質(zhì)量控制難度較大。本工程陶土磚加工制作難度大，主要形式如圖 2 和圖 3 所示。

圖2 A型及A-1型陶土磚視圖

圖3 B型及B-1型陶土磚視圖

陶土磚為多孔磚，型號共有兩種：A 型的尺寸225.3×50；B 型的尺寸 229.8×50。其中每塊陶土磚圓孔的中距為 116.7 mm；圓孔為定位孔，內(nèi)穿直徑 12 mm 的304 不銹鋼桿連接貫通整個陶土磚幕墻。陶土磚分為劈巖面和拉毛面陶土磚兩種，給加工及制作增加了難度。對每一塊陶土磚加工制作精度要求非常高，普通磨具鑄鐵是無法滿足陶土磚的精度要求。

鑒于上述陶土磚加工制作的難度，本工程通過組織項目各參建單位多次召開關于陶土磚加工制作的專題會議，并及時把會議商定的情況反饋給加工廠。經(jīng)過多次試驗，最后定出用鋁合金模具滿足本工程陶土磚燒制的要求。根據(jù)建筑設計要求，陶土磚分為 4 種顏色。為防止施工過程中顏色搭配混亂，最后通過各方商定，要求陶土磚加工廠家在出廠包裝前，預先對 A 類、B 類、C 類、D 類 4 種顏色按 A 類 30%、B 類 30%、C 類 20%、D 類 20% 比例調(diào)配好后，再進行包裝出廠，以便現(xiàn)場安裝過程能夠滿足設計要求的自然搭配效果。

同時，為了確保陶土磚加工質(zhì)量符合設計要求，本工程設計單位結(jié)合相關經(jīng)驗及各參建方意見，明確了陶土磚的材料性能和技術(shù)安裝要求等相關依據(jù)。主要參考依據(jù)為：GB/T 4100—2006《陶瓷磚》；GB/T 3810—2006《陶瓷磚試驗方法》；JC/T 1080—2008《干掛空心陶瓷板》。

陶土磚材料性能的檢測，除了借鑒上述要求外，還要滿足彎曲強度大于 18 MPa、含水率不大于 6% 要求，且要滿足上海市工程建設規(guī)范 DGJ 08-56—2012/J 12028—2012《建筑幕墻工程技術(shù)規(guī)范》的相關要求。

2.2 陶土磚主要安裝過程質(zhì)量控制

本工程陶土磚幕墻的施工安裝過程嚴格按方案實施。同時，針對具體問題及時采取相關技術(shù)措施進行動態(tài)調(diào)整。為了達到建筑外立面的效果，在施工過程中每進行一道工序都是一次探索。施工過程中遇到如下一些主要問題。

(1)在主龍骨及橫梁施工時，沉降加上層間滑動，位移較大，對于普通材料幕墻影響不大，但陶土磚塊體小且順向縫隙 8 mm，水平向縫隙只有 5 mm。

(2)陶土磚安裝過程中圓孔內(nèi)注環(huán)氧樹脂膠，累計幾層后產(chǎn)生擠壓變形。

(3)陶土磚生產(chǎn)一定數(shù)量后，安裝過程中發(fā)現(xiàn)陶土磚出現(xiàn)彎曲變形較多(及時聯(lián)系廠家，產(chǎn)出一定數(shù)量后更換模具)。

(4)在施工過程中經(jīng)常出現(xiàn)水平及順向磚縫不齊，建筑幕墻外觀效果不佳。

(5)做到幾層后，底部出現(xiàn)平面變形嚴重。

對上述主要問題的處理方法，詳見本文 2.3 節(jié)闡述。

陶土磚幕墻主要材料、配件參數(shù)如表 1 所示。

表1 陶土磚幕墻主要材料、配件參數(shù)

根據(jù)設計要求，外墻干掛陶土磚幕墻的主要安裝流程：橫梁采用鋁合金托件、次龍骨采用不銹鋼桿支撐，桿件與陶土磚連接孔縫隙采用環(huán)氧樹脂填充灌實，背支撐結(jié)構(gòu)為鋼結(jié)構(gòu)。

2.3 陶土磚施工質(zhì)量驗收標準

本工程選用陶土磚作為建筑幕墻，但現(xiàn)今建筑行業(yè)中暫無關于陶土磚幕墻的任何施工規(guī)程及質(zhì)量驗收標準，施工過程中主要參考現(xiàn)行的 DGJ 08-56—2012/J 12028—2012《建筑幕墻工程技術(shù)規(guī)范》。為了保證后續(xù)陶土磚幕墻大面積施工的順利開展，本工程在陶土磚幕墻施工之前，組織各參建單位及兩家設計單位會商確定：先行施工240 m2樣板段，以樣板先行指導后續(xù)現(xiàn)場施工。

但在后續(xù)施工過程中仍然存在相關問題需突破規(guī)范的情況。例如：由于現(xiàn)場陶土磚對外觀建筑效果要求高，每層磚縫隙只有 5 mm，現(xiàn)場施工無法保證累計沉降和外界風壓變形導致的擠壓變形。對此，現(xiàn)場立即組織各相關參建方召開專題協(xié)調(diào)會，明確了以點焊形式解決現(xiàn)場的實際問題。

通過本工程前期樣板實施和施工過程中的積累，在參考 DGJ 08-56—2012/J 12028—2012《建筑幕墻工程技術(shù)規(guī)范》的前提下，結(jié)合本項目特殊性，總結(jié)得出以下陶土磚幕墻具體問題的驗收標準。

(1) 先進行拉鋼絲繩水平、垂直定位線，對每一道工序均進行測量復核定位放線，每一層都進行垂直度測量復核定位，定位及施工偏差不允許超過 2 mm。

(2) 主鋼龍骨下口及中間連接套管全部經(jīng)過穩(wěn)定沉降后進行點焊固定，防止擠壓變形造成水平向縫隙的不均勻。

(3) 鋁合金橫梁與主鋼龍骨連接角鋼采用點焊固定，防止順向縫隙不均勻沉降導致影響感觀質(zhì)量。

(4) 取消圖紙中的 304 不銹鋼桿內(nèi)的環(huán)氧樹脂填充，原因是由于環(huán)氧樹脂填充時的熱漲冷縮效應，會導致陶土磚的擠壓變形。

(5) 圖紙中的 304 不銹鋼桿定位 4 mm 厚尼龍墊片，更改為 4 mm、5 mm、6 mm 墊片，對累計誤差處進行更換。

(6) 下口增加 6 mm 厚彎折鋼。

在施工過程中雖然存在突破規(guī)范的情況，但總體施工質(zhì)量、技術(shù)要求和建筑外立面效果均得到了設計和建設方的一致認可，并最終通過了竣工驗收。

3 陶土磚幕墻特點及后續(xù)應用價值

3.1 陶土磚優(yōu)良的性能特點[1]

(1) 具有良好的耐凍融的特性，可適用于嚴寒地帶。

(2) 具有良好的耐光污染特性，可以吸收紫外線、長時間保持色澤。

(3) 具有良好的吸附噪聲特性，可以適用嘈雜的環(huán)境。

(4) 具有良好的透氣、透水特性。

(5) 具有良好的耐風化、耐腐蝕的特性。

(6) 具有良好的綠色環(huán)保特色，可以回收再次利用。

(7) 具有良好的自我清潔特性。

(8) 具有良好的防火特性。

(9) 外觀新穎，顏色變化多，絢麗多彩。

(10) 性能穩(wěn)定，自重輕、強度高。

(11) 方便靈活，安裝方便，無須機械輔助。

(12) 建筑外觀風格獨特，有較強的藝術(shù)感，也可以和其他材料完美結(jié)合。

3.2 陶土磚幕墻的價值與應用

陶土磚幕墻最大的應用價值后續(xù)體現(xiàn)在綠色建筑中。陶土磚屬于一種黏土磚，國家禁止使用低溫燒制黏土磚工藝以防止浪費資源，后經(jīng)過傳統(tǒng)工藝技術(shù)的革新，采用了高溫燒結(jié)制成新的陶土磚材料并且符合綠色節(jié)能環(huán)保的要求。住建部在全面推進公共建筑實施綠色建筑，并且出臺了大力發(fā)展綠色建筑的相關政策。陶土磚建筑外幕墻與綠色施工相結(jié)合，也是未來建筑外幕墻的一種發(fā)展方向。

陶土磚的原材料性能特點優(yōu)良，有降低噪聲、提高環(huán)境舒適度及防火等效果。陶土磚幕墻外立面可以應用到文化多元化及藝術(shù)立體感要求較高的歌劇院、學校、會展中心、地鐵車站等大型公共建筑中。

4 結(jié) 語

我國建筑行業(yè)的高速發(fā)展、人民生活水準及舒適度的提高、綠色環(huán)保意識的增強，有利于陶土磚幕墻與綠色建筑的結(jié)合。通過本工程陶土磚外幕墻應用的成功案例，將相關經(jīng)驗總結(jié)后，為后續(xù)類似工程施工提供參考。