裝配式三明治外墻拼縫排氣管施工技術(shù)探析

朱鵬育，王冠楠

（1.廣東騰越建筑工程有限公司，廣東 佛山 528000；2.安徽省第一建筑工程有限公司，安徽 合肥 233001）

1 前言

近年來隨著國家大力推進(jìn)裝配式建筑，越來越多的新建建筑采取了工業(yè)化的施工方式。建筑構(gòu)件經(jīng)過工廠化預(yù)制成型，再運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場進(jìn)行起吊安裝等步驟完成建筑結(jié)構(gòu)的建造過程。由于墻、柱、梁、板、樓梯等建筑構(gòu)件的工廠化生產(chǎn)使得建筑整體質(zhì)量得到了提升，一些采用傳統(tǒng)現(xiàn)澆施工工藝導(dǎo)致的如漲模、蜂窩、麻面等質(zhì)量問題，在工業(yè)化的生產(chǎn)方式下得到了較好的解決。同時建筑二次結(jié)構(gòu)的砌體工程采用預(yù)制構(gòu)件，使現(xiàn)場濕作業(yè)大大減少，施工作業(yè)層美觀度也得到了提升。但是由于大量預(yù)制構(gòu)件的組合拼接，拼縫的處理成為了裝配式建筑設(shè)計、施工的重點。特別是預(yù)制率在50%以上的建筑外墻的拼縫需要進(jìn)行專門的防水處理。

三明治預(yù)制外墻板一般通過預(yù)制混凝土外葉板（約50mm～60mm）+保溫層（約60mm～100mm）+預(yù)制混凝土內(nèi)葉板構(gòu)成。其中內(nèi)葉板隨著灌漿套筒技術(shù)的使用已經(jīng)替代了主體結(jié)構(gòu)，其厚度與主體結(jié)構(gòu)墻體一致。三明治預(yù)制墻板的保溫集成特性對比傳統(tǒng)現(xiàn)澆工藝，節(jié)省了外墻保溫層及保溫保護(hù)層施工，降低了建筑高處作業(yè)時的臨空危險，在預(yù)制率方面貢獻(xiàn)突出，受到了設(shè)計院和施工單位的青睞，隨著三明治預(yù)制外墻板的應(yīng)用，建筑外立面的拼縫處理也成為了集防水、裝飾、結(jié)構(gòu)等專業(yè)的交叉性難點。

2 空腔密封式防水分析

2.1 防水設(shè)計措施

參考我國裝配式建筑節(jié)點圖集，較為成熟的三明治外墻拼縫處理措施主要是采用四道防水設(shè)計，從外到內(nèi)的防水設(shè)計措施如下。

①耐候膠防水。在預(yù)制構(gòu)件外墻拼縫處采用Φ20～Φ30的聚乙烯膠棒作為背襯材料，拼縫表面采用高模量建筑耐候密封膠嵌縫封堵。作為第一道防水層主要是利用建筑耐候膠的膠體材料性能對外來水進(jìn)行物理阻隔。

②空腔防水設(shè)計。在建筑上下層的預(yù)制構(gòu)件保溫層處采用常壓空腔阻水設(shè)計，抑制保溫層內(nèi)部水通過毛細(xì)作用滲入室內(nèi)。

③建筑構(gòu)造防水設(shè)計。通過將三明治墻板的預(yù)制混凝土外葉板設(shè)計成坡面企口（一般設(shè)計高差為30mm～35mm），形成室外低室內(nèi)高的構(gòu)造防水。

④結(jié)構(gòu)防水設(shè)計。隨著鋼筋套筒連接技術(shù)的應(yīng)用，預(yù)制三明治墻板的內(nèi)葉板設(shè)計成為建筑的外墻結(jié)構(gòu)墻或非承重墻，利用座漿料或者套筒連接灌漿料進(jìn)行連接。在樓層標(biāo)高處形成一道厚度約為20mm（設(shè)計拼縫厚度）結(jié)構(gòu)自防水層。

該設(shè)計采用了“多道設(shè)防”理念，對外墻防滲進(jìn)行了由表及內(nèi)的分層處理措施。從本質(zhì)上而言仍然是一種依靠材料本身性能的自防水，該防水設(shè)計的核心是耐候膠必須與預(yù)制混凝土基層連接牢固，且本身不能有裂縫、孔洞等質(zhì)量問題，一旦第一道建筑耐候膠防水失效，后續(xù)各道防水環(huán)節(jié)都將逐一失效。貫穿整個防水的設(shè)計思路是以“堵”為主。

圖1 外墻板水平縫處理

2.2 優(yōu)缺點分析

2.2.1 優(yōu)點

①施工經(jīng)驗成熟，工人操作熟練。可以較好地領(lǐng)會設(shè)計思路并落實到位。

②材料性能成熟。目前常用的建筑密封膠包括硅酮密封膠（SR）、聚氨酯密封膠（PU）、硅烷改性聚醚密封膠（MS）、硅烷改性聚氨酯密封膠（SPU）等膠體生產(chǎn)已形成規(guī)?；?。

③工具配套成熟。通過大批量的施工實踐，在拼縫施工過程中涉及到清縫、背襯、施膠等工序作業(yè)的工具已成體系化。

2.2.2 缺點

①實際施工中拼縫質(zhì)量問題集中。例如，室內(nèi)灌漿料溢滿至外葉板拼縫、豎向拼縫處對拉螺桿無法拔出、構(gòu)件安裝過程中出現(xiàn)拼縫寬度過大、拼縫過小以及構(gòu)件錯臺等問題。對施膠工序中清縫工作帶來極大的困難，甚至出現(xiàn)樓層灌漿層厚度不足等情況導(dǎo)致結(jié)構(gòu)自防水失效。

②保溫材料的透水與蓄水性能方面。由于建筑設(shè)計中外墻保溫的連續(xù)性要求以及樓層防火隔離帶的設(shè)置，導(dǎo)致在施項目現(xiàn)場三明治保溫板會出現(xiàn)保溫外露的情況。多種源頭水會通過外露的保溫板進(jìn)入到整個建筑的保溫體系之中。

2.3 滲進(jìn)保溫層的水來源途徑

①施工過程中混凝土澆筑前的濕潤水以及樓板混凝土澆筑完成后的養(yǎng)護(hù)澆水；

②施工過程中的自然雨水；

③建筑使用過程中，隨著建筑使用年限的增長，三明治外葉板外裝飾層在環(huán)境中蠕變開裂，通過表面裂縫滲入保溫層的雨水和空氣水。

外墻拼縫封堵后保溫板中積蓄了大量的毛細(xì)水氣。在現(xiàn)有施工工藝設(shè)計中，一旦將拼縫封堵其內(nèi)部水氣無法外溢，所有水氣會在保溫層彌散。根據(jù)汪恩良等[2]研究發(fā)現(xiàn)，以常用的夾心保溫板XPS板為例，其40d后隨著浸水天數(shù)的增加，吸水率趨于穩(wěn)定值1.3%。由此可見，高層項目中保溫層的總含水量是一個不可忽視的問題。

3 排氣管原理

排氣孔材質(zhì)主要為耐候聚氨酯材料，制造十分精巧，在圓柱形的豎狀孔中設(shè)置了一個類似“擋板”的擋片結(jié)構(gòu)，“擋板”后部設(shè)計了一個2mm高厚的圓環(huán)擋邊，尾部設(shè)置了一對尾翼，保證安裝完成后的穩(wěn)定性。當(dāng)裝配式三明治外墻拼縫膠體施工完成后，在橫豎交接縫處割開一個口子，將排氣管放置其中。安裝后保溫板中的水可以通過圓柱形的豎狀孔向外流出，當(dāng)外部的雨水被風(fēng)吹進(jìn)孔洞時，由于舌型的擋板和后部的圓環(huán)擋邊在風(fēng)力下緊緊咬合，減弱了雨水進(jìn)入水平拼縫的流量。雨停時保溫板中的水又可以通過排氣管在重力作用下流出去，天氣干燥時，保溫層中的水氣通過蒸發(fā)的形式排出。

圖2 導(dǎo)水管示例

設(shè)置排氣管可正常排水，也可以減少施工用水以及建筑長期使用過程中由于外葉板開裂導(dǎo)致滲進(jìn)PC板保溫層的雨水四處蔓延，還可以避免保溫板中的水氣侵害室內(nèi)裝飾層。

4 排氣管安裝工藝

4.1 施工工藝流程

施工準(zhǔn)備→確定安裝位置→耐候膠開口→排氣管安放→耐候膠塞縫

4.2 操作要點

4.2.1 施工準(zhǔn)備。在排氣孔放置之前拼縫處已施工的建筑耐候膠應(yīng)完全固化。已施工嵌縫的建筑耐候膠體不能出現(xiàn)流淌狀態(tài)。以目前市面上白云牌裝配式建筑專用硅酮密封膠，牌號PC910；裝配式建筑專用單組分硅烷改性聚醚密封膠，牌號SMP651；裝配式建筑專用雙組分硅烷改性聚醚密封膠，牌號SMP652為例，24h和15d的固化厚度如下。

經(jīng)過對比膠體固化時間，排氣孔應(yīng)選擇在裝配式建筑外墻拼縫施膠完成后，利用吊籃重新放置。同步施工應(yīng)注意拼縫處膠體固化的工藝間斷時間。

4.2.2 安裝的位置確定。排氣管布置一般選擇頂層加底層，中間間隔2～3層。并在墻板拼縫十字縫處往下30mm，以不破壞十字形節(jié)點為目的，樓層同標(biāo)高面水平方向每隔10m一個。

4.2.3 耐候膠開口。利用裁紙刀將已經(jīng)固化的耐候膠開口，寬度為拼縫寬度，高度為30mm。在切割密封膠時注意需要將其背襯材料（常見為聚乙烯膠棒）同時劃斷。

4.2.4 排氣管安放。將排氣管塞進(jìn)已經(jīng)劃開的孔洞中并調(diào)整角度，安放時需要注意排氣孔整體應(yīng)內(nèi)高外低，形成3%的坡度，放置倒泛水；排氣孔的兩個尾翼部位應(yīng)嵌固在預(yù)制外墻拼縫的寬度方向。

4.2.5 耐候膠塞縫。利用建筑耐候膠將排氣管四周與割開的耐候膠之間的空隙部位全部塞滿，并涂刮平整。

圖3 施工節(jié)點大樣圖

5 質(zhì)量及安全管理重點

排氣管安放需待拼縫處已施工的耐候膠固化，排氣管與耐候膠同時施工會由于膠體強(qiáng)度不夠?qū)е屡艢夤芪灰破弧?/p>

安裝排氣管位置時需要注意管內(nèi)擋片的位置上下不能弄錯，需要特別注意一旦裝反會導(dǎo)致建筑外側(cè)水體倒流進(jìn)保溫層，預(yù)制墻體中夾心保溫層內(nèi)水氣排水不暢。

排氣孔的尾翼應(yīng)嵌固在預(yù)制構(gòu)件拼縫的寬度方向，當(dāng)實體施工時由于構(gòu)件偏位導(dǎo)致拼縫寬度過大不能有效嵌固時，應(yīng)避讓該條拼縫，選擇縫寬標(biāo)準(zhǔn)為20±5mm。

耐候膠割除后需要對外葉板拼縫處混凝土面層與膠體連接位置進(jìn)行處理，該步驟主要為清理膠體雜質(zhì)，并按照相關(guān)耐候膠的材料說明書選擇是否需要重新涂刷耐候膠底涂。

由于目前國內(nèi)預(yù)制建筑耐候膠廠商較少生產(chǎn)該類排氣孔，施工單位在選擇使用排氣管前務(wù)必審核排氣管材質(zhì)是否與耐候膠起化學(xué)反應(yīng)，確保其各自的使用年限。

高處吊籃作業(yè)需要注意檢查安全保險措施，嚴(yán)禁超載。

固化速率測試結(jié)果

使用手持電動工具必須設(shè)置漏電保護(hù)器，帶絕緣手套，防止觸電。

割除的膠體材料要統(tǒng)一清理，嚴(yán)禁高空拋擲。

二次嵌縫膠體時需再次張貼美紋紙，避免預(yù)制外葉混凝土板污染。

6 結(jié)語

排氣管的布置可以有效地處理裝配式建筑采用三明治外墻拼縫處防水的難題，較好地體現(xiàn)了“疏排結(jié)合”的防水設(shè)計思路。為當(dāng)前主要采用材料自防水設(shè)計的預(yù)制構(gòu)件拼縫處理提供了新的思路。該方法在日本、新加坡等國家的外墻預(yù)制構(gòu)件中廣泛使用，我國部分項目也已采用。

隨著裝配式建筑的大力推進(jìn)，國內(nèi)裝配式建筑正在如火如荼地建設(shè)中。我國采用三明治外墻板設(shè)計的項目多數(shù)在建設(shè)之中，或近年來剛剛竣工。經(jīng)過多年的實踐，在預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)、安裝等方面，雖然取得了長足地進(jìn)步并積累了相當(dāng)豐富的施工經(jīng)驗，但裝配式建筑使用階段的問題尚未完全暴露。目前裝配式建筑研發(fā)、設(shè)計、施工等環(huán)節(jié)仍大量集中在新節(jié)點力學(xué)性能驗證，新技術(shù)開發(fā)等環(huán)節(jié)。建議相關(guān)學(xué)者和工程技術(shù)人員對裝配式建筑在使用過程中可能出現(xiàn)的問題引起重視。