裝配式建筑墻體密封膠應(yīng)用存在的問(wèn)題及改進(jìn)路徑

密切契合國(guó)家大力發(fā)展裝配建筑的行業(yè)導(dǎo)向，響應(yīng)四川省提升裝配式建筑發(fā)展質(zhì)量的號(hào)召，對(duì)目前裝配式建筑墻體密封膠應(yīng)用存在的問(wèn)題進(jìn)行調(diào)研、總結(jié)，并對(duì)產(chǎn)生問(wèn)題的原因進(jìn)行分析，提出了下一步在密封膠選用、設(shè)計(jì)、施工方面的改進(jìn)路徑，為裝配建筑墻體科學(xué)合理地進(jìn)行密封膠選用、膠縫設(shè)計(jì)、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(xiàng)目］四川省建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司院內(nèi)科研項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：KYYN202113）

［作者簡(jiǎn)介］李莉（1987—），女，本科，高級(jí)工程師，主要從事研發(fā)項(xiàng)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(xiàng)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(guó)“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(hù)構(gòu)件、作為滿(mǎn)足裝配率指標(biāo)設(shè)計(jì)的首選路徑，勢(shì)必會(huì)被大規(guī)模的推廣應(yīng)用。而裝配式墻體采用預(yù)制墻板現(xiàn)場(chǎng)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(diǎn)，一旦拼縫處理不當(dāng)，極易成為水流滲透通道和墻體開(kāi)裂位置。同時(shí)GB/T 51231-2016《裝配式混凝土建筑技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》［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(diǎn)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(jì)、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(kāi)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(duì)目前裝配式建筑墻體密封膠應(yīng)用存在的問(wèn)題進(jìn)行調(diào)研、總結(jié)，并對(duì)產(chǎn)生問(wèn)題的原因進(jìn)行分析，提出了下一步的改進(jìn)路徑，為裝配建筑墻體科學(xué)合理地進(jìn)行密封膠選用、膠縫設(shè)計(jì)、施工提供參考依據(jù)。

1 密封膠選用不當(dāng)?shù)膯?wèn)題

目前，市場(chǎng)上常用的建筑密封膠按化學(xué)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(gè)級(jí)別，其中四個(gè)級(jí)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(gè)次級(jí)別；按照流動(dòng)性不同又分為非下垂型和自流平型；按照固化時(shí)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(lèi)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(xué)性能不同，適用的粘接基材也不同，對(duì)應(yīng)的施工工藝不同。由于目前建筑密封膠種類(lèi)多，即使同一種密封膠也涉及眾多生產(chǎn)廠家的不同型號(hào)和分類(lèi)，由于設(shè)計(jì)使用者對(duì)不同密封膠性能不夠了解，這勢(shì)必導(dǎo)致裝配式建筑設(shè)計(jì)建造過(guò)程中出現(xiàn)建筑密封膠選擇不當(dāng)、設(shè)計(jì)與施工不當(dāng)，進(jìn)而導(dǎo)致裝配式建筑墻體拼縫處密封膠粘接失效、表面開(kāi)裂、老化脫落、拼縫漏水等諸多問(wèn)題。

如圖1所示，由于密封膠選用不當(dāng)，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(shí)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(dá)到設(shè)計(jì)使用年限就發(fā)生膠面硬化、開(kāi)裂；如圖4［2］所示，密封膠與涂料不相容導(dǎo)致膠面涂裝質(zhì)量差，膠縫表面涂料層開(kāi)裂；如圖5所示，選用的密封膠性能不好，導(dǎo)致墻面被浸潤(rùn)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(shí)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(dāng)環(huán)境濕度小時(shí)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(jì)問(wèn)題

裝配式建筑墻體拼縫處膠縫的設(shè)計(jì)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(mǎn)足裝配式墻板在溫度荷載、風(fēng)荷載、地震作用下的墻板變形能力，如墻板位移變形計(jì)算不正確、密封膠變形能力選用不當(dāng)，勢(shì)必造成在墻板變形時(shí)，膠體發(fā)生破壞、開(kāi)裂等現(xiàn)象，如圖2所示。

若膠縫寬度設(shè)計(jì)過(guò)小，則會(huì)導(dǎo)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(guò)小也不滿(mǎn)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(dǎo)致實(shí)際密封效果差，易出現(xiàn)開(kāi)裂問(wèn)題，如圖6［2］所示。膠縫設(shè)計(jì)寬度過(guò)大，也將增加密封膠用材和施工難度，很難進(jìn)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(jì)深度過(guò)大，在墻板變形時(shí)，密封膠變形增加，表面易出現(xiàn)凹凸現(xiàn)象，導(dǎo)致密封膠壓力變形過(guò)大而引起密封膠與混凝土等基材粘接失效；同時(shí)，膠縫深度過(guò)大，也容易導(dǎo)致注膠難以注滿(mǎn)，影響粘結(jié)性能，如圖8所示；此外，膠縫深度過(guò)大，也不利于密封膠的深層固化。如果膠縫深度過(guò)小，一是施工不便，二是膠量偏少，會(huì)因?yàn)槟z體受力過(guò)大或氣泡形成而引起開(kāi)裂，甚至導(dǎo)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(dǎo)致膠體開(kāi)裂失效的情況。因?yàn)閷?duì)于位移縫，當(dāng)無(wú)背襯材料時(shí)，位移縫變位時(shí)，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(wèn)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(dǎo)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(duì)基層刷底涂液，或者底涂液刷得過(guò)薄或過(guò)厚，導(dǎo)致密封膠與基材粘接性能差、粘接失效，如圖12［4］所示。因?yàn)檠b配式混凝土墻板構(gòu)件表面有多孔、灰塵、脫模劑等，因此無(wú)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(guò)少會(huì)導(dǎo)致粘接強(qiáng)度降低；底涂液過(guò)多，其干燥時(shí)間較慢，表面會(huì)形成一定厚度的殘留物（或粉狀物），殘留物的內(nèi)聚力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于密封膠的粘接應(yīng)力，因此在密封膠發(fā)生形變時(shí)，密封膠也易發(fā)生脫落。

3.2 背襯材料施工不當(dāng)

發(fā)泡閉孔聚苯乙烯泡沫棒是密封膠背襯材料施工時(shí)用力過(guò)大或施工不當(dāng)，導(dǎo)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(dǎo)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(lèi)密封膠忌油，則導(dǎo)致密封膠粘接失效。

3.3 施工時(shí)間選擇不當(dāng)

密封膠施工存在施工時(shí)間選擇不當(dāng)，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(dǎo)致拼縫變位大，而導(dǎo)致未完全固化的膠縫產(chǎn)生過(guò)大變形，形成膠面起鼓，如圖14所示［3］。同時(shí)，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(huì)變差，固化時(shí)間會(huì)加快，使用時(shí)間和修復(fù)時(shí)間會(huì)縮短，同時(shí)容易產(chǎn)生氣泡；若在過(guò)低的環(huán)境溫度施工，密封膠的表面潤(rùn)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(guò)高的相對(duì)濕度可能會(huì)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(wèn)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(dǎo)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(cuò)誤，導(dǎo)致注膠不滿(mǎn)，影響膠縫的粘接性能，或者膠體內(nèi)部裹入空氣，導(dǎo)致在溫度升高時(shí)，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(shí)，還存在施膠完成后，膠體未固化前，保護(hù)措施不到位，導(dǎo)致拼縫變形和外界作用導(dǎo)致膠面起鼓、膠面不平整等情況。

此外，在女兒墻、陽(yáng)臺(tái)、空調(diào)板、飄窗、落水管位置等連接復(fù)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(yán)重，如圖17所示。

4 下一步改進(jìn)路徑

基于疊合板工程應(yīng)用存在的問(wèn)題，建議從幾個(gè)方面進(jìn)行改進(jìn)。

4.1 科學(xué)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(lèi)、性能以及適用范圍，針對(duì)不同的建筑功能需求、使用環(huán)境、施工環(huán)境，科學(xué)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(yáng)光直接照射或者陽(yáng)光充足、紫外線強(qiáng)的地區(qū)、對(duì)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(lèi)密封膠；對(duì)于工期緊、接縫較寬、較深的項(xiàng)目，宜優(yōu)先選用雙組分密封膠。

4.2 正確進(jìn)行膠縫設(shè)計(jì)

裝配式建筑設(shè)計(jì)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(yù)制混凝外掛墻板應(yīng)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》［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(guó)家現(xiàn)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行膠縫寬度、膠縫深度設(shè)計(jì)，選用滿(mǎn)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(jí)別不低于25的低彈性模量密封膠。

4.3 嚴(yán)格把控施工工序，把關(guān)施工質(zhì)量

施工時(shí)，制定專(zhuān)項(xiàng)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(wú)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(duì)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(yán)禁在雨天、雪天或強(qiáng)風(fēng)等惡劣天氣施膠；施膠順序和方法正確，女兒墻、陽(yáng)臺(tái)等特殊位置應(yīng)采用上下周?chē)芊饽z打膠的多道材料防水，施膠后成品保護(hù)到位。

參考文獻(xiàn)

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