既有建筑外墻巖棉板粘錨體系的抗風壓試驗研究★

方光秀 金賢澤 李 超 李進步

(延邊大學工學院土木工程專業，吉林 延吉 133002)

嚴寒地區既有建筑綠色節能診治與提升性能改造對于吉林省實施可持續發展戰略具有重要的現實意義[1]。通過國內外嚴寒地區既有建筑質量通病與綠色節能改造的有關文獻研究，現階段對建筑外墻外保溫粘錨體系的抗風壓性能方面研究甚少。本試驗采用以改進型點框法[2]施工的建筑外墻巖棉板外保溫粘錨體系為試件，選用TQKF外墻外保溫系統抗風壓性能檢測設備進行試驗，通過抗風壓設計值及檢測值的比較分析，驗證其適用性和安全性。

1 抗風荷載性能試驗

1.1 試驗材料

1)巖棉板：延吉市北大建材，廊坊普天建材產品，容重為150 kg/m3；

2)錨栓：永豐保溫材料廠產品；混凝土和實心砌體錨固深度不小于55 mm，蒸壓加氣混凝土砌體不小于65 mm；

3)聚合物粘結砂漿：配合比為水泥∶中砂∶分散乳膠粉∶甲基纖維素醚=1∶1.8∶0.034∶0.006；

4)保溫砂漿：永豐保溫材料廠產品，配合比為1 kg膠粉∶8 L顆粒(膠粉與聚苯顆粒，膠粉與水2∶1)；

5)聚合物抹面抗裂砂漿：配合比為水泥∶中砂∶分散乳膠粉∶甲基纖維素醚∶甲基纖維素醚=1∶2.5∶0.067∶0.007∶0.01；

6)耐堿玻璃纖維網格布：延吉市北大建材；容重為160 g/m3。

1.2 試驗設計

試件為長3.0 m×寬2.0 m，外墻巖棉板外保溫試件制作過程如圖1所示。

在延邊大學工學院土木工程實驗中心，選用TQKF外墻外保溫系統抗風壓性能檢測設備進行抗風荷載試驗。試件制作工藝流程為：首先，按照試驗配合比拌制粘結砂漿，做到計量準確、機械攪拌，一次的配制量在60 min內用完；其次，粘貼翻包玻纖網、寬度為巖棉板厚加200 mm，選用改進型點框法[2]粘貼巖棉板、在指定位置用沖擊鉆打孔、錨栓釘入孔洞；最后，抹保溫砂漿、在其上抹第一層聚合物抹面抗裂砂漿、把具有耐堿功能的玻璃纖維網布作為增強材料內置于抹面膠漿中，做到從中央向四周抹平、拼接嚴密，再抹第二層聚合物抹面抗裂砂漿將網格布覆蓋，抹面膠漿要均勻涂抹于板面，總厚度為3 mm。

1.3 加載試驗

靜壓箱外形尺寸為長3 400 mm×寬700 mm×高2 800 mm，風壓控制范圍在-12 000 Pa～0 Pa。執行國家行業標準JGJ 144—2004外墻外保溫工程技術規程[3]，JG 149—2003膨脹聚苯板薄抹灰外墻外保溫系統[4]，吉J 2008—115外墻外保溫建筑構造[5]。試驗以1 kPa的級差由低向高逐級進行，最大負風壓值設定在9 kPa，加壓過程默認方式為標準方法，試驗檢測設備與測試工作見圖2。

2 試驗結果與分析

2.1 試驗結果

風荷載當前壓力檢測值達到8 956.7 Pa，未加壓至試件破壞。其抗風壓試驗壓力與脈沖總數如表1所示。

表1 抗風壓試驗壓力與脈沖總數

項目標壓力目標壓力脈沖總數當前壓力當前脈沖數項目標壓力目標壓力脈沖總數當前壓力當前脈沖數11K×60%600204217K×40%2 80022 787.7221K×40%4002399.75228K×40%3 20033 185.5332K×40%8003797.55238K×60%4 80034 777.5342K×60%1 20031 195.54248K×80%6 40056 369.7552K×80%1 60051 593.56258K×90%7 20027 165.4262K×90%1 80021 792.53268K×100%8 00017 961.4172K×100%2 00011 991.72278K×90%7 20027 165.4282K×90%1 80021 792.53288K×80%6 40026 369.6292K×80%1 60021 593.53298K×60%4 80024 777.72102K×60%1 20021 195.53308K×40%3 20023 185.32112K×40%8002797.53319K×40%3 60033 583.4312……篇幅所限而省略329K×60%5 40035 374.73137K×40%2 80032 787.73339K×80%7 20057 165.45147K×60%4 20034 180.73349K×90%8 10028 060.82157K×80%5 60055 573.55359K×100%9 00018 956.71167K×90%6 30026 2702369K×90%8 10028 061.22177K×100%7 00016 966.71379K×80%7 20027 165.32187K×90%6 30026 2702389K×60%5 40025 374.32197K×80%5 60025 573.52399K×40%3 60023 583.32207K×60%4 20024 180.4240……試驗終止

2.2 試驗分析

巖棉板外保溫系統抗風壓值應按下式進行計算：

(1)

式中：Rd——系統抗風壓值，kPa；

Q1——試樣破壞前一級的試驗風荷載值，kPa；

K——安全系數，按規程[3]的第4.0.6條表選取，應不小于1.5；

Ca——幾何因數，選取為1；

Cs——統計修正因數，按規程[3]的表A.3.4選取為1。

板外墻粘錨體系荷載作用效應組合后的設計值，遠小于抗風壓值檢測值，風荷載當前壓力檢測值達到8 956.7 Pa時，試件均未出現斷裂、分層、脫開、拉出現象，由此可見該體系具有足夠的安全裕度。

選取9K的40%,60%,80%,90%,100%，其風荷載加壓過程與脈沖分析如圖3所示。

3 結語

1)根據現行國家行業標準和相關地方標準，針對吉林省嚴寒地區既有建筑外墻巖棉板外保溫粘錨體系，通過TQKF外墻外保溫系統抗風壓性能檢測設備，進行了風荷載加壓試驗，達到最大值8 956.7 Pa時試件均未破壞，系統抗負風壓性能及抗風荷載性能良好。

2)改進型點框法施工的建筑外墻巖棉板外保溫粘錨體系可適用于吉林省新建和既有建筑的綠色節能診治與提升性能改造工程，安全可靠。