裝配式建筑墻體密封膠應(yīng)用存在的問題及改進路徑

密切契合國家大力發(fā)展裝配建筑的行業(yè)導向，響應(yīng)四川省提升裝配式建筑發(fā)展質(zhì)量的號召，對目前裝配式建筑墻體密封膠應(yīng)用存在的問題進行調(diào)研、總結(jié)，并對產(chǎn)生問題的原因進行分析，提出了下一步在密封膠選用、設(shè)計、施工方面的改進路徑，為裝配建筑墻體科學合理地進行密封膠選用、膠縫設(shè)計、施工提供參考依據(jù)。

裝配式建筑； 裝配式墻板； 墻體拼縫； 密封膠； 膠縫

TU761.1+1A

［定稿日期］2024-02-29

［基金項目］四川省建筑設(shè)計研究院有限公司院內(nèi)科研項目（項目編號：KYYN202113）

［作者簡介］李莉（1987—），女，本科，高級工程師，主要從事研發(fā)項目管理、裝配式建筑及新材料、新產(chǎn)品研發(fā)工作。

［通信作者］任霞（1986—），女，本科，工程師，主要從事項目管理、裝配式建筑及新材料、新產(chǎn)品研發(fā)工作。

0 引言

在全國“十四五”期間大力發(fā)展裝配式建筑、甚至高裝配率建筑的行業(yè)背景下，裝配式墻體作為裝配式建筑的重要圍護構(gòu)件、作為滿足裝配率指標設(shè)計的首選路徑，勢必會被大規(guī)模的推廣應(yīng)用。而裝配式墻體采用預制墻板現(xiàn)場快速裝配而成，墻板之間存在大量的拼縫，具有防水、防裂的先天弱點，一旦拼縫處理不當，極易成為水流滲透通道和墻體開裂位置。同時GB/T 51231-2016《裝配式混凝土建筑技術(shù)標準》［1］規(guī)定：“外墻板與主體結(jié)構(gòu)連接應(yīng)采用柔性連接，連接節(jié)點應(yīng)具有適應(yīng)主體結(jié)構(gòu)變形的能力”，更是增加了裝配式墻體拼縫的防水、防裂難度。裝配式墻體拼縫密封防水通常采用建筑密封膠作為第一道材料防水，因此建筑密封膠的產(chǎn)品特性、膠縫設(shè)計、施工均直接關(guān)系到裝配式墻體的防水效果和使用年限，墻體拼縫開裂、滲水也是目前裝配式建筑面臨的兩大難題。

因此，配合四川省提升裝配式建筑發(fā)展質(zhì)量的要求，對目前裝配式建筑墻體密封膠應(yīng)用存在的問題進行調(diào)研、總結(jié)，并對產(chǎn)生問題的原因進行分析，提出了下一步的改進路徑，為裝配建筑墻體科學合理地進行密封膠選用、膠縫設(shè)計、施工提供參考依據(jù)。

1 密封膠選用不當?shù)膯栴}

目前，市場上常用的建筑密封膠按化學成分不同，可分為硅酮密封膠（SR）、改性硅酮密封膠（MS）、聚氨酯密封膠（PU）、聚硫密封膠（PS）；按組分不同，又可分為單組分和雙組分（或多組分）密封膠；按照位移能力不同，又分為50、35、25、20四個級別，其中四個級別的建筑密封膠按拉伸模量還分為低模量（LM）和高模量（HM）兩個次級別；按照流動性不同又分為非下垂型和自流平型；按照固化時釋放的小分子物質(zhì)不同，又可分為酸性膠、中性膠，中性膠又分為脫醇型膠、脫酮肟型膠。每種類型的建筑密封膠的粘接性、位移能力、耐候性、可涂飾性等物理力學性能不同，適用的粘接基材也不同，對應(yīng)的施工工藝不同。由于目前建筑密封膠種類多，即使同一種密封膠也涉及眾多生產(chǎn)廠家的不同型號和分類，由于設(shè)計使用者對不同密封膠性能不夠了解，這勢必導致裝配式建筑設(shè)計建造過程中出現(xiàn)建筑密封膠選擇不當、設(shè)計與施工不當，進而導致裝配式建筑墻體拼縫處密封膠粘接失效、表面開裂、老化脫落、拼縫漏水等諸多問題。

如圖1所示，由于密封膠選用不當，造成密封膠與混凝土墻板的粘接失效；如圖2［2］所示，由于選用的密封膠的變形能力不足，在墻板變形時使膠縫撕裂破壞；如圖3［2］所示，密封膠耐老化性不足，造成密封膠未達到設(shè)計使用年限就發(fā)生膠面硬化、開裂；如圖4［2］所示，密封膠與涂料不相容導致膠面涂裝質(zhì)量差，膠縫表面涂料層開裂；如圖5所示，選用的密封膠性能不好，導致墻面被浸潤污染，影響建筑外觀。又如果選用的密封膠的擠出性差、太稠，施工時打膠困難，影響施工工期和施工質(zhì)量；由于單組分的密封膠固化需要空氣中的水分，當環(huán)境濕度小時將影響單組密封膠的固化速度和固化質(zhì)量，也影響施工周期和膠體固化質(zhì)量。

2 設(shè)計問題

裝配式建筑墻體拼縫處膠縫的設(shè)計與密封膠的選用密切相關(guān)，也直接影響密封膠的施工成型質(zhì)量。首先，密封膠的變形能力應(yīng)滿足裝配式墻板在溫度荷載、風荷載、地震作用下的墻板變形能力，如墻板位移變形計算不正確、密封膠變形能力選用不當，勢必造成在墻板變形時，膠體發(fā)生破壞、開裂等現(xiàn)象，如圖2所示。

若膠縫寬度設(shè)計過小，則會導致施工注膠困難，注膠深度不足，影響膠縫的粘接密封性能；膠縫寬度過小也不滿足墻板的變形要求，增加膠縫變形比例，變形幅度超出了密封膠的變形能力范圍，導致實際密封效果差，易出現(xiàn)開裂問題，如圖6［2］所示。膠縫設(shè)計寬度過大，也將增加密封膠用材和施工難度，很難進行膠面修整，且易于損壞，難以保證密封膠施工成型質(zhì)量，如圖7［2］所示。

如果膠縫設(shè)計深度過大，在墻板變形時，密封膠變形增加，表面易出現(xiàn)凹凸現(xiàn)象，導致密封膠壓力變形過大而引起密封膠與混凝土等基材粘接失效；同時，膠縫深度過大，也容易導致注膠難以注滿，影響粘結(jié)性能，如圖8所示；此外，膠縫深度過大，也不利于密封膠的深層固化。如果膠縫深度過小，一是施工不便，二是膠量偏少，會因為膠體受力過大或氣泡形成而引起開裂，甚至導致粘接失效，如圖9所示。

此外，還存在墻體位移縫，密封膠下部未設(shè)置背襯材料，導致膠體開裂失效的情況。因為對于位移縫，當無背襯材料時，位移縫變位時，密封膠處于三向受力狀態(tài)，易發(fā)生撕裂破壞，如圖10［2］所示。

3 施工問題

3.1 基層處理不到位

在施工方面，存在基層處理不到位，密封膠粘接基層有殘留灰塵、松散砂漿、渣屑、油性發(fā)泡材料等，導致密封膠與基層粘接不好，粘接失效，如圖11［2］所示。

在密封膠施工之前，未對基層刷底涂液，或者底涂液刷得過薄或過厚，導致密封膠與基材粘接性能差、粘接失效，如圖12［4］所示。因為裝配式混凝土墻板構(gòu)件表面有多孔、灰塵、脫模劑等，因此無論選用任何密封膠，都需要先涂刷底涂液，才能保證密封膠與混凝土基材之間的粘結(jié)性能。底涂液過少會導致粘接強度降低；底涂液過多，其干燥時間較慢，表面會形成一定厚度的殘留物（或粉狀物），殘留物的內(nèi)聚力遠遠小于密封膠的粘接應(yīng)力，因此在密封膠發(fā)生形變時，密封膠也易發(fā)生脫落。

3.2 背襯材料施工不當

發(fā)泡閉孔聚苯乙烯泡沫棒是密封膠背襯材料施工時用力過大或施工不當，導致發(fā)泡閉孔聚苯乙烯泡沫棒部氣囊破裂，釋放出空氣，從而導致密封膠施膠完成后表面容易出現(xiàn)氣泡，影響工程質(zhì)量，如圖13［3］所示。如果采用發(fā)泡劑作為背襯材料，由于發(fā)泡劑呈油性，而通常硅酮類密封膠忌油，則導致密封膠粘接失效。

3.3 施工時間選擇不當

密封膠施工存在施工時間選擇不當，比如在溫差變化較大的環(huán)境下施工，墻板由于溫度作用導致拼縫變位大，而導致未完全固化的膠縫產(chǎn)生過大變形，形成膠面起鼓，如圖14所示［3］。同時，若在高的環(huán)境溫度施工，由于高溫的影響，密封膠的下垂性會變差，固化時間會加快，使用時間和修復時間會縮短，同時容易產(chǎn)生氣泡；若在過低的環(huán)境溫度施工，密封膠的表面潤濕性降低，并且在低溫的基材上可能形成霜或冰，影響密封膠的粘接性。如在雨天施工，過高的相對濕度可能會在基材表面上形成冷凝水膜，影響密封膠與基材的粘接性，也可能是密封膠形成氣泡［5］，如圖15［3］所示。

3.4 其他施工問題

密封膠施工也存在淺色或特殊顏色的密封膠與酸性或堿性物質(zhì)接觸（比如外墻清洗液等），導致密封膠表面發(fā)生變色的情況，影響建筑美觀。還存在注膠方法錯誤，導致注膠不滿，影響膠縫的粘接性能，或者膠體內(nèi)部裹入空氣，導致在溫度升高時，內(nèi)部空氣體積膨脹，引起未固化的密封膠表面起泡，如圖16所示［3］。同時，還存在施膠完成后，膠體未固化前，保護措施不到位，導致拼縫變形和外界作用導致膠面起鼓、膠面不平整等情況。

此外，在女兒墻、陽臺、空調(diào)板、飄窗、落水管位置等連接復雜位置，存在僅上部打膠、下部未打膠等膠縫處理不到位的情況，造成后期墻體滲水嚴重，如圖17所示。

4 下一步改進路徑

基于疊合板工程應(yīng)用存在的問題，建議從幾個方面進行改進。

4.1 科學合理選用密封膠

使用者應(yīng)充分了解現(xiàn)有裝配式建筑密封膠的種類、性能以及適用范圍，針對不同的建筑功能需求、使用環(huán)境、施工環(huán)境，科學合理的選擇密封膠。如裝配式墻體有涂飾要求的，則不應(yīng)選用硅酮密封膠，宜優(yōu)先選用改性硅酮密封膠（MS）；陽光直接照射或者陽光充足、紫外線強的地區(qū)、對耐久性要求高（≥20年）的裝配式清水混凝土墻體接縫，宜選用硅酮類密封膠；對于工期緊、接縫較寬、較深的項目，宜優(yōu)先選用雙組分密封膠。

4.2 正確進行膠縫設(shè)計

裝配式建筑設(shè)計人員應(yīng)按JGJ 1-2014《裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》［6］、JGJ/T 458-2018《預制混凝外掛墻板應(yīng)用技術(shù)標準》［7］、T/CECS 655-2019《裝配式建筑密封膠應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》［8］等國家現(xiàn)行相關(guān)標準進行膠縫寬度、膠縫深度設(shè)計，選用滿足墻板拼縫變形需求的建筑密封膠。膠縫寬度不應(yīng)小于10 mm，不宜大于35 mm，膠縫寬深比宜控制在1∶1至2∶1之間。位移縫密封膠宜選用位移能力級別不低于25的低彈性模量密封膠。

4.3 嚴格把控施工工序，把關(guān)施工質(zhì)量

施工時，制定專項施工方案和質(zhì)量監(jiān)管措施。務(wù)必做到基層處理到位，背襯材料用材正確、無損壞，施膠前基層正確刷底涂液；應(yīng)在環(huán)境溫度5～35 ℃、基材溫度不大于45 ℃、相對濕度為40%～80%的清潔環(huán)境下、表面不結(jié)露的條件下施工，嚴禁在雨天、雪天或強風等惡劣天氣施膠；施膠順序和方法正確，女兒墻、陽臺等特殊位置應(yīng)采用上下周圍全密封膠打膠的多道材料防水，施膠后成品保護到位。

參考文獻

［1］ 裝配式混凝土建筑技術(shù)標準： GB/T51231-2016［S］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2017.

［2］ 裝配式建筑密封膠選用與施工［R］.成都硅寶科技股份有限公司， 北京：2018.

［3］ 建筑密封膠及其安全應(yīng)用［R］.廣州市白云化工實業(yè)有限公司， 廣州：2005.

［4］ 硅酮建筑密封膠用底涂液的介紹［OL］.中國幕墻網(wǎng)，2019年7月2日［2019年7月2日］.http：//www.alwindoox.com/info/2019-7-2146156-1.htm.

［5］ 曾容，張冠琦.硅酮建筑密封膠應(yīng)用過程常見問題分析［J］.中國建筑防水，2012（21）：18-24.

［6］ 裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程： JGJ 1-2014［S］.

［7］ 預制混凝外掛墻板應(yīng)用技術(shù)標準： JGJ/T 458-2018［S］.

［8］ 裝配式建筑密封膠應(yīng)用技術(shù)規(guī)程： T/CECS 655-2019［S］.