裝配式建筑外墻拼縫用密封膠的性能分析及施工工藝

王烘艷

摘 要：為提升裝配式建筑外墻的防水密封效果，采用實(shí)驗(yàn)研究的方式對建筑外墻拼縫用4種密封膠的性能進(jìn)行測試。結(jié)果表明：裝配式建筑專用密封膠，以聚氨酯為主要材料制成的密封膠多方面性能均次于由自制裝配式建筑專用硅酮密封膠、單組分硅烷改性聚醚密封膠和專用單組分硅烷改性聚醚密封膠的性能，其中硅烷改性聚醚膠的綜合性能較為優(yōu)異。通過混凝土材料構(gòu)件完成預(yù)制，有利于提升裝配式建筑的防水密封性能，最大限度地預(yù)防水流滲透現(xiàn)象的發(fā)生。建議對建筑進(jìn)行拼縫操作時(shí)，可配合底涂液一同使用。在實(shí)際施工過程中，應(yīng)加強(qiáng)對質(zhì)量的把關(guān)以及各個(gè)環(huán)節(jié)的有效把控。為保證裝配式外墻的施工效果，選用低模量密封膠作為拼縫專用膠，可有效強(qiáng)化建筑物的防水效果。

關(guān)鍵詞：裝配式建筑;外墻拼縫;密封膠;性能分析

中圖分類號：TU111.48 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1001-5922（2022）02-0012-04

隨著我國政策對裝配式建筑的大力支持，使裝配式建筑行業(yè)的發(fā)展十分迅速。但是大多數(shù)裝配式建筑均采用現(xiàn)場拼裝的方式建造，若預(yù)制構(gòu)件在拼裝過程中出現(xiàn)接縫處理不當(dāng)?shù)葐栴}，易產(chǎn)生水流滲透通道，可縮短裝配式建筑的使用壽命。因此，如何有效提升裝配式建筑的防水性能成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)之一。為保證裝配式建筑外墻的防水密封效果，本研究采用性能測試的方式對建筑外墻拼縫用密封膠的性能進(jìn)行分析，并介紹了密封膠的施工工藝，有利于最大限度地延長建筑的防水壽命。

1 裝配式建筑外墻拼縫用密封膠的實(shí)驗(yàn)研究

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

本研究對密封膠進(jìn)行性能實(shí)驗(yàn)之前，為保證實(shí)驗(yàn)研究的完善性，首先應(yīng)準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)的材料。實(shí)驗(yàn)材料包括：裝配式建筑專用密封膠，該密封膠的主要由聚氨酯（PU）材料制成;自制裝配式建筑專用硅酮密封膠，（PC910）;自制裝配式建筑專用單組分硅烷改性聚醚密封膠（SMP651）;自制裝配式建筑專用雙組分硅烷改性聚醚密封膠（SMP652）[1]。

1.2 實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備

實(shí)驗(yàn)儀器包括拉力計(jì)（Roell Z010）、橡膠硬度計(jì)、紫外光加速老化試驗(yàn)機(jī)（QUV）、氣組色譜儀以及卡爾費(fèi)休水分儀。在多種儀器的支持下，有利于提升實(shí)驗(yàn)的精確度[2]。

2 裝配式建筑外墻拼縫用密封膠的結(jié)果與討論

2.1 密封膠的基本性能

通過對密封膠進(jìn)行性能測試可知，密封膠的基本性能包括下垂度、拉伸強(qiáng)度以及斷裂伸長率等，裝配式建筑外墻拼縫用密封膠基本性能測試結(jié)果如表1所示。

由表1可知，4種類型的密封膠中，PU密封膠的彈性組對較差;SMP652密封膠在4種密封膠中斷裂伸長率最大，該項(xiàng)數(shù)據(jù)可表明SMP652密封膠的彈性性能組對較好。

2.2 密封膠的粘接性能

裝配式建筑外墻在建造過程中，采用混凝土作為主要原材料，通過混凝土材料構(gòu)件完成預(yù)制，有利于提升裝配式建筑的防水密封性能，最大限度地預(yù)防水流滲透現(xiàn)象的發(fā)生?；炷翗?gòu)件實(shí)際上是一種多孔性基材，對混凝土構(gòu)件進(jìn)行預(yù)制時(shí)，通常采用脫模劑完成預(yù)制構(gòu)件的脫模操作，該脫模劑可降低密封膠的粘接性能。由于同一款密封膠不能適用于多種場合，為此裝配式外墻在實(shí)際施膠之前，應(yīng)制作樣板工程，經(jīng)過打膠、割膠等操作后，對密封膠的粘接性能進(jìn)行檢測。4種密封膠的檢測結(jié)果為：對PU密封膠進(jìn)行無底涂試樣測試;其余3種材料分別進(jìn)行無底涂及有底涂試樣測試[3]。

密封膠測試結(jié)果為：通過對試樣進(jìn)行冷拉及熱壓操作后，PU膠及無底涂SMP652試樣均出現(xiàn)不同程度的粘接破壞現(xiàn)象。有底涂SMP652試樣的粘接性能良好，PC910和SMP651兩種試樣在無底涂和有底涂條件下均可保證自身粘接性。

由于裝配式外墻接縫在長期潮濕的環(huán)境中可出現(xiàn)局部浸水現(xiàn)象，為此本研究結(jié)合上述試驗(yàn)，對4種密封膠浸水后的粘接性能進(jìn)行測試。浸水后密封膠粘接性能測試過程為：首先將4種密封膠的浸水時(shí)間設(shè)置為7、30及60 d，利用JC/T 881和GB 16776分別對試驗(yàn)樣本的定伸粘接性及拉伸粘接性進(jìn)行測試。其試驗(yàn)結(jié)果表明：無底涂SMP652試樣樣本未通過此次測試。隨著浸水時(shí)間的推移，4種類型的密封膠均出現(xiàn)破壞面積增大的趨勢。直至浸水時(shí)間為7 d時(shí)，有底涂和無底涂的PC910、SMP651均可通過本次測試;浸水時(shí)間為30 d時(shí)，無底涂PC910、SMP651均無法滿足外墻拼縫的需求;浸水時(shí)間為60 d后，有底涂的3種密封膠的粘接較好，均可滿足外墻拼縫的實(shí)際需求。通過該測試結(jié)果可知，4種密封膠中PU膠在浸水后的粘接性能最差。但經(jīng)過底涂操作的密封膠粘接性能及耐水性能均顯著提升。因此，對裝配式外墻進(jìn)行拼縫處理時(shí)，應(yīng)利用密封膠結(jié)合底涂液實(shí)現(xiàn)外墻拼縫[4]。

2.3 密封膠耐老化性能

建筑物主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的使用壽命為50年，隨著外界氣候因素的不斷影響，可縮短建筑物主體結(jié)構(gòu)的使用壽命。為此本研究對4種密封膠的耐老化性能進(jìn)行測試。

通過測試結(jié)果可知，不同材料的不同結(jié)構(gòu)，可使4種材料的耐老化性能存在較大差異。當(dāng)老化測試時(shí)間持續(xù)500 h時(shí)，只有PU膠出現(xiàn)輕微開裂現(xiàn)象，其余3種材料未出現(xiàn)明顯變化;當(dāng)老化測試時(shí)間持續(xù)1 000 h時(shí)，PU膠出現(xiàn)表面粉化、開裂嚴(yán)重現(xiàn)象，其性能破壞較為嚴(yán)重。由此可證明，PU膠在4種密封膠中的耐老化性能較差[5]。

2.4 密封膠的環(huán)保性能

本研究對4種密封膠的環(huán)保性能進(jìn)行測試時(shí)，均按照GB 18583完成檢測操作。環(huán)保性能檢測結(jié)果顯示：4種密封膠材料中，PU膠的TVOC含量為80 mg/L，其余3種密封膠均未檢測出TVOC。通過該項(xiàng)數(shù)據(jù)可知，PU膠的環(huán)保性能較差。PU膠在實(shí)際應(yīng)用過程中存在揮發(fā)現(xiàn)象，且該密封膠內(nèi)部含有的異氰酸酯，不利于人體健康。在使用該材料的過程中，應(yīng)延長通風(fēng)時(shí)間[6]。

2.5 密封膠的施工性能

通過對4種密封膠的施工性能進(jìn)行測試可知，PU膠、PC910以及SMP651均屬于單組分產(chǎn)品，SMP652屬于雙組分產(chǎn)品。單組分產(chǎn)品在使用過程中使用過程簡便、易操作，將密封膠的外包裝打開之后，利用膠槍即可完成施工。而雙組分產(chǎn)品在使用過程中，需要在現(xiàn)場利用混膠機(jī)完成密封膠攪拌，等待密封膠混合均勻后，利用抽取式膠槍完成施工，該過程較為復(fù)雜。不同類型的密封膠在施工性能方面存在較大差異，其中PU膠的性能較差，PC910和SMP651的性能較好。

2.6 密封膠的固化速率

本研究對4種密封膠的固化速率進(jìn)行測試時(shí)，將4種密封膠分別置于24 h和15 d的固化厚度測試環(huán)境中。固化速率測試結(jié)果為：SMP651的固化速率較快，在24 h和15 d的固化厚度測試環(huán)境中，厚度依次為4～5 mm、28～30 mm。SMP652在固化速率測試中，可與自身發(fā)生水分反應(yīng)，表面與內(nèi)里之間在24 h內(nèi)完全固化。

3 裝配式建筑外墻拼縫用密封膠的施工工藝

施工工藝的優(yōu)劣可直接決定裝配式建筑的防水密封效果以及外墻的質(zhì)量。本研究為保證裝配式外墻的施工效果，將施工工藝流程劃分為9個(gè)步驟，裝配式建筑外墻拼縫用密封膠的施工流程如圖1所示。

3.1 準(zhǔn)備施工工具

在外墻施工之前，首先應(yīng)準(zhǔn)備好密封膠、膠槍以及底涂液等材料。密封膠可隨著PC構(gòu)件的位置移動而承接一定應(yīng)力，其模量公式：

σ=FS

式中：F為選定伸長時(shí)的力值，N;S為試驗(yàn)樣本的初始截面積，mm2[7]。

其中應(yīng)力可表示外墻接縫由外力作用下產(chǎn)生的位移。當(dāng)預(yù)制板出現(xiàn)位置移動現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)變?yōu)楹愣ǖ牧浚藭r(shí)應(yīng)力與模量之間呈正比關(guān)系變化。當(dāng)模量處于較低狀態(tài)時(shí)，表明密封膠承受的應(yīng)力較小，為此對外墻進(jìn)行接縫處理時(shí)，應(yīng)選用低模量密封膠。

3.2 整體施工流程

施工工具準(zhǔn)備完畢后，應(yīng)對外墻的接縫進(jìn)行確認(rèn)，為保證密封膠的基本性能，將密封膠的厚度控制在10 mm以上，接縫寬度控制在40 mm以上。密封膠寬度與厚度之間的比例為2∶1，不可低于1∶1。若接縫之間存在堵塞物或者破損等現(xiàn)象，應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場情況進(jìn)特殊處理，并保證接縫之間的距離不小于15 mm。若遇到接縫深度過小的情況，應(yīng)實(shí)現(xiàn)膠縫開槽加深操作，直至深度大于10 mm為止。若遇到接縫深度過大的情況，應(yīng)填塞襯墊材料后完成打膠操作。對接縫破損現(xiàn)象進(jìn)行處理時(shí)，若破損程度較小，可采用密封膠直接填補(bǔ);若破損部位較大，應(yīng)采用混用聚合物砂漿完成補(bǔ)休。對接縫的錯(cuò)位現(xiàn)象進(jìn)行處理時(shí)，若接縫錯(cuò)位較小，可直接對該接縫進(jìn)行打膠;若接縫錯(cuò)位較大，應(yīng)以膠縫較低的一端作為基準(zhǔn)，完成膠縫打平操作，并保證密封膠的注膠厚度[8]。

預(yù)制構(gòu)件在生產(chǎn)過程中，易存在雜質(zhì)殘留現(xiàn)象，可直接影響密封膠與基材之間的接觸度。為此應(yīng)采取相應(yīng)措施對膠縫殘留物進(jìn)行處理，以此保證密封膠與基材之間的有效密封。在使用襯墊材料時(shí)，應(yīng)將泡沫棒的寬度大于膠縫寬度20%～30%。為保證外墻的美觀性及防污染性，應(yīng)在選定位置粘貼美紋紙。對于預(yù)制構(gòu)件的穩(wěn)定性，可采用涂刷底涂液實(shí)現(xiàn)?；静僮骶瓿珊?，應(yīng)進(jìn)行混膠操作，并將混合后的密封膠填充至接縫中;最后對接縫進(jìn)行修飾及后處理。

4 結(jié)語

本研究為獲取裝配式建筑外墻拼縫用密封膠的基本性能，通過實(shí)驗(yàn)研究的方式對4種類型密封膠的性能進(jìn)行測試。結(jié)果表明：PU膠的多方面性能均次于其余3種密封膠的性能。為最大限度地延長建筑的防水壽命，采用硅酮膠作為拼縫密封膠作為裝配式建筑外墻拼縫的專用密封膠。為保證建筑物的防水質(zhì)量，建議對建筑進(jìn)行拼縫操作時(shí)，可配合底涂液一同使用。在實(shí)際施工過程中，應(yīng)加強(qiáng)對質(zhì)量的把關(guān)以及各個(gè)環(huán)節(jié)的有效把控。

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