輕質(zhì)復合屋面板工程檢測鑒定分析

周 垚，孫 彬，王景賢，崔 強

（中國建筑科學研究院有限公司，北京 100013）

0 引言

目前，越來越多的鋼筋混凝土結(jié)構的工業(yè)廠房逐漸被鋼結(jié)構工業(yè)廠房所代替，輕質(zhì)復合屋面板逐步在工業(yè)建筑及大型公共建筑中得到了廣泛的應用［1］。輕型屋面板具有輕質(zhì)、高強、色澤豐富、抗震防火、防雨、壽命長及免修等特點，并且施工方便，不受季節(jié)影響。輕型屋面板由板材和夾芯材料組成，因夾芯材料可靈活選擇，從而使屋面板可實現(xiàn)質(zhì)量輕、安裝方便、適合工業(yè)化生產(chǎn)。根據(jù)夾芯材料的不同，選擇輕型屋面板可根據(jù)屋面確定板材長度，避免縱向搭接、板與板之間扣接咬合，有利于減少滲漏。目前，輕型屋面板可用于各類工業(yè)、商業(yè)和民用建筑結(jié)構中；輕型屋面承重屋面板適用于輕鋼結(jié)構、框架結(jié)構、磚混結(jié)構建筑的加層、輕型板式快裝住宅、高層鋼結(jié)構等各類建筑。復合型屋面板可用于倉庫、廠房、商場、軍用建筑、展覽廳、體育設施、商業(yè)建筑、集貿(mào)市場、公共設施及大型臨時設施等，還可用于公寓、別墅、療養(yǎng)所、風景區(qū)建筑、旅游區(qū)景觀建筑、快裝房屋及其他工業(yè)與民用建筑。

但隨著輕質(zhì)復合屋面板的廣泛使用，這種材料也逐漸曝露出一些問題，如：屋面板上部有積水或滲水后，輕質(zhì)復合屋面板芯材浸水或受潮后強度損失較大、芯材與鋼絲網(wǎng)粘結(jié)能力不足、鋼絲網(wǎng)容易銹蝕、表層裝飾層剝落等。

本文通過對工程中輕質(zhì)復合屋面板的檢測，發(fā)現(xiàn)應用過程中存在的問題，提出輕質(zhì)復合屋面板工程檢測鑒定思路，查找輕質(zhì)復合屋面板破壞的原因，并對工程提出針對性處理建議。

1 工程案例

1.1 概況

某工程車間屋面部分采用的發(fā)泡水泥復合板出現(xiàn)了芯材脫落，且成片掉落，已產(chǎn)生安全隱患，使用方已決定將屋面板拆除并更換新板。在屋面板拆除前和拆除的過程中，對該工程車間屋面發(fā)泡水泥復合板進行檢測鑒定，并提出處理方式建議。根據(jù)設計圖紙要求，該屋面板選自圖集 02ZG 710《發(fā)泡水泥復合板》［2］。車間俯視情況如圖 1 所示。

圖1 車間俯視圖

1.2 檢測鑒定內(nèi)容

檢測鑒定項目如下：1）屋面板外觀檢查；2）屋面板鋼筋配置情況和鋼筋銹蝕狀況檢查；3）芯材含水率、吸水率、密度、抗壓強度檢測；4）使用環(huán)境調(diào)查；5）質(zhì)量問題分析。

1.3 檢測鑒定結(jié)果

1.3.1 外觀質(zhì)量

對該廠房車間屋面發(fā)泡水泥復合板外觀進行檢查，主要情況如下。

1）廠房車間屋面采用的發(fā)泡水泥復合板底面層及芯材開裂脫落，局部較嚴重，典型照片如圖 2、圖 3 所示。

圖2 板底面層及芯材脫落

圖3 板底面層及芯材脫落、鋼筋網(wǎng)外露

2）復合板鋼邊框表面涂料破損，邊框銹蝕，典型案例如圖 4 所示。

圖4 拆除的復合板鋼邊框銹蝕

3）屋面板底面存在潮濕、結(jié)露現(xiàn)象，局部形成水珠附著在板底表面（見圖 5）。

圖5 板底面結(jié)露形成水珠

1.3.2 鋼筋配置情況和鋼筋銹狀況檢查結(jié)果

1）鋼筋配置情況。

屋面板拆除后，對面層和芯材脫落的板，采用鋼卷尺抽查測量鋼筋間距，測量照片如圖 6 所示。

圖6 鋼筋間距測量

對 4 塊復合板的橫向鋼筋間距進行抽檢，抽檢結(jié)果如表 1 所示。鋼筋間距實測平均值為 104 mm。

表1 鋼筋間距測量結(jié)果

2）鋼筋銹蝕情況。

拆除屋面板后，發(fā)現(xiàn)發(fā)泡水泥復合板面層局部脫落嚴重，鋼筋網(wǎng)外露、銹蝕嚴重，個別鋼筋銹斷，典型照片如圖 7、圖 8 所示。

圖7 復合板內(nèi)部鋼筋銹蝕嚴重

圖8 鋼筋銹蝕嚴重 局部銹斷

現(xiàn)場截取的鋼筋如圖 9 所示。除銹后測量鋼筋剩余直徑，測量結(jié)果如表 2 所示。

圖9 銹蝕鋼筋取樣

表2 鋼筋剩余直徑測量結(jié)果

1.3.3 芯材檢測結(jié)果

拆除屋面板后，根據(jù) GB/T 30100－2013《建筑墻板試驗方法》［3］在實驗室制樣，對芯材的含水率、吸水率、密度以及抗壓強度進行檢測。樣品如圖 10 所示，制樣后樣品如圖 11 所示。

圖10 樣品

圖11 制樣后樣品

1）復合板板底面層厚度檢測結(jié)果。在取樣制樣過程中，發(fā)現(xiàn)復合板的板底面層較薄，典型照片如圖 12 所示，局部抽查 3 塊板材，板底面層測量結(jié)果如表 3 所示。

圖12 板底面層厚度

由表可見，板底面層厚度平均值為 0.77 mm，小于02 ZG 710《發(fā)泡水泥復合板》圖集中要求的面層厚度（5 mm）。

2）芯材含水率檢測結(jié)果。從 3 塊板材芯材中各切割 1 塊樣品，依據(jù) GB/T 30100－2013《建筑墻板試驗方法》，對芯材含水率進行檢測，檢測結(jié)果如表 4 所示。

表4 芯材含水率檢測結(jié)果

由表 4 可見，所檢樣品的芯材含水率平均值為 33.0 %。

3）芯材吸水率檢測結(jié)果。從3塊板材芯材中各切割 1 塊樣品，依據(jù)GB/T 30100－2013《建筑墻板試驗方法》，對芯材吸水率進行檢測，檢測結(jié)果如表 5 所示。

表5 芯材吸水率檢測結(jié)果

由表可見，所檢樣品吸水率不符合 02 ZG 710《發(fā)泡水泥復合板》圖集中吸水率 20 % 的要求，吸水率平均值為 90 %，實測吸水率遠大于圖集中的限值要求。

4）芯材密度檢測結(jié)果。從 3 塊板材芯材中各切割 1 塊樣品，依據(jù) GB/T 11969－2008《蒸壓加氣混凝土性能試驗方法》［4］，對芯材密度進行檢測，檢測結(jié)果如表 6 所示。

表6 芯材密度檢測結(jié)果

由表可見，所檢樣品的芯材密度符合 02 ZG 710《發(fā)泡水泥復合板》圖集中的技術要求。

5）芯材抗壓強度檢測結(jié)果。從 3 塊板材芯材中各切割 1 塊樣品，依據(jù) GB/T 30100－2013《建筑墻板試驗方法》，對芯材抗壓強度進行檢測，檢測結(jié)果如表 7 所示。

由表 7 可見，所檢樣品的芯材抗壓強度不符合 02 ZG 710《發(fā)泡水泥復合板》圖集中的技術要求。

1.3.4 使用環(huán)境調(diào)查結(jié)果

對委托檢測的屋面板所在的廠房室內(nèi)環(huán)境進行調(diào)查，調(diào)查發(fā)現(xiàn)，屋面板底面和靠近屋面的墻面局部潮濕，個別部位有明顯的結(jié)露現(xiàn)象，嚴重處形成水珠滴落至地面。

表7 芯材抗壓強度檢測結(jié)果

廠房內(nèi)的溫濕度計顯示，部分區(qū)域的濕度超過 80 %，濕度計顯示結(jié)果照片如圖 13 所示。

圖13 廠房內(nèi)溫濕度計顯示

1.4 芯材開裂脫落原因分析

1）屋面復合發(fā)泡水泥板面層較薄，實測平均厚度為 0.77 mm。根據(jù) 02 ZG 710《發(fā)泡水泥復合板》對屋面板厚度的要求，水泥面層厚度為 5 mm。檢測的屋面板底面層為石膏，且厚度遠小于圖集要求，故阻斷環(huán)境中的水分進入芯材內(nèi)部的能力偏弱。取樣實測芯材含水率平均值大于 30 %。

2）芯材吸水率檢測結(jié)果表明，芯材平均吸水率為 90 %，大于 02 ZG 710《發(fā)泡水泥復合板》要求（20 %）。

3）芯材抗壓強度檢測結(jié)果表明，芯材實測抗壓強度值在 0.29～0.45 N/mm2，02 ZG 710《發(fā)泡水泥復合板》中要求發(fā)泡水泥立方體抗壓強度值范圍在 1.0～1.4 N/mm2，故芯材抗壓強度不符合要求。

4）經(jīng)使用環(huán)境調(diào)查，屋面板所在廠房室內(nèi)局部區(qū)域濕度較大，2018 年 12 月 14 日檢測時，廠房內(nèi)溫濕度計顯示最大濕度超過 80 %。02 ZG 710《發(fā)泡水泥復合板》中的適用范圍要求年平均相對濕度≤75 %。

根據(jù)檢測結(jié)果，復合發(fā)泡水泥板樣品的面層厚度、芯材吸水率、芯材抗壓強度的實測結(jié)果均達不到02 ZG 710《發(fā)泡水泥復合板》的要求，即產(chǎn)品性能指標不滿足設計文件的要求。

在使用環(huán)境濕度較大的情況下，因板底面層厚度偏小，且未使用圖集中要求的水泥面層，現(xiàn)有的面層阻擋水分進入芯材內(nèi)部的能力較弱。當水分進入芯材，因芯材吸水率偏大，加劇了芯材的吸水軟化及芯材內(nèi)部鋼筋網(wǎng)的銹蝕膨脹，且芯材抗壓強度偏低，造成板底芯材開裂、脫落。

1.5 處理建議

依據(jù)檢測鑒定結(jié)果，現(xiàn)場發(fā)泡水泥復合板芯材剝落嚴重，內(nèi)部鋼絲網(wǎng)外露、銹蝕嚴重，個別鋼絲網(wǎng)已銹斷，且面層厚度、芯材吸水率、芯材抗壓強度的實測結(jié)果均達不到 02 ZG 710《發(fā)泡水泥復合板》中的技術要求，結(jié)合現(xiàn)場高濕環(huán)境狀況，不建議進行修復?？砂船F(xiàn)場實際使用環(huán)境，選用適宜的板材進行更換。

2 結(jié)語

1）輕質(zhì)復合屋面板存在面層厚度、芯材吸水率、芯材抗壓強度的實測結(jié)果均達不到 02 ZG 710《發(fā)泡水泥復合板》的要求，即產(chǎn)品性能指標不滿足設計文件的要求的情況。

2）使用環(huán)境濕度較大的情況下，板底面層厚度偏小，且未使用圖集中要求的水泥面層，現(xiàn)有的面層阻擋水分進入芯材內(nèi)部的能力較弱。當水分進入芯材，因芯材吸水率偏大，加劇了芯材的吸水軟化及芯材內(nèi)部鋼筋網(wǎng)的銹蝕膨脹，且芯材抗壓強度偏低，造成板底芯材開裂、脫落。

3）通過現(xiàn)場屋面板外觀檢查，屋面板鋼筋配置情況和鋼筋銹蝕狀況檢查，芯材含水率、吸水率、密度、抗壓強度檢測，以及使用環(huán)境調(diào)查等，分析了輕質(zhì)復合屋面板出現(xiàn)使用問題的原因。