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预制装饰构件在装配式建筑中的应用

预制装饰构件在装配式建筑中的应用

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预制装饰构件凭借其性价比高、安装便捷、装饰效果好等优点,广泛应用于装配式建筑中,并且得到人们越来越多的青睐。今天我和大家交流一下预制装饰构件在装配式建筑中的生产和应用技术。这是我在十五年来参与的装饰构件工程项目中,积累的一些实践经验。


常用的预制装饰构件包括:预制混凝土装饰墙板、GRC(玻璃纤维增强水泥)挂板、预制清水混凝土看台板、UHPC(超高性能混凝土)构件等。


按照表面装饰效果可分为:清水混凝土、彩色混凝土、露骨料混凝土、石材饰面、瓷砖饰面等。


预制装饰构件(混凝土和GRC材质)的生产和安装


在国内外预制装饰构件的生产和安装已经形成了一套比较成熟完整的工艺体系。构件由工厂化生产,立面分割尺寸大,可塑性强,饰面表现形式多样,能够保证建筑环保和节能要求,在工程中得到了广泛应用,设计师们的构想和创意得到了完美的体现。通常采用反打一次成型工艺,质量标准高,采用高精度模板技术,能够提高生产效率。而且施工速度快、安装方便、防水性能好。


我们常用的外墙挂板设计图集是08SJ110-2/08SG333《预制混凝土外墙挂板》。现在介绍一些实践案例:


1、清水混凝土外墙挂板


2014年我参与了北京住总万科国家装配式建筑产业化基地(以下简称“产业化基地”)综合办公楼的设计、生产和施工。6层办公楼是混凝土框架结构,使用了406块清水混凝土外墙挂板,板幅面3900*3700,安装完成仅用了40天。该建筑位于顺义首都机场南部,装饰效果良好;挂板正面错落凹凸,深浅颜色交替;板背面采用了横肋纵肋设计,实现了减重目的。



挂板板面使用了日产SKK清水混凝土保护剂,起到封闭作用,板面不吸水,不易污染,易于清理,减少板面裂缝,增强挂板耐久性。同期建设的产业化基地四个样板间(内装工业化、钢结构、超低能耗、剪力墙体系)和预制围墙,均采用了清水混凝土效果,与办公楼外饰面遥相呼应,相得益彰。产业化基地是北京住博会的定点参观单位,每年有数千人慕名前来参观。2017年由原质检总局和住建部共同举办,中建协认证中心协办的“认证认可助力质量提升——在建设工程和建筑环境中传递信任”世界认可日主题活动的分会场就设在这里。


2、反打瓷砖夹心保温外墙板


1)预制墙板可以集成装饰面层、夹芯保温、墙体围护、结构受力等功能,也可以具有部分功能的集成,分别实现其保温、装饰、围护、结构等。



2)反打瓷砖生产工艺:


北京万科长阳天地项目使用了反打瓷砖夹心保温外墙板(带飘窗),效果良好。反打瓷砖复合保温外墙板生产工艺技术复杂,质量精细。我们经多次进行工艺试验,选用了性价比最高的橡塑隔条固定砖缝,其主要特点如下:

◆要求砖缝顺直、瓷砖固定牢固、板缝塞紧不跑浆。

◆瓷砖需要带燕尾槽,增加瓷砖与混凝土的粘合力,提高抗拉拔强度。

◆一次振捣成型,比工地后贴瓷砖抗拉拔强度高,不易脱落。


3、大连森茂大厦石材外墙挂板和北京燕莎彩色挂板


带花岗岩饰面层的反打石材外墙挂板(俗称GPC板),在日本、欧美等发达国家已普遍采用,是现代建筑外围护墙和饰面的重要手段之一。GPC板指的是在工厂将石材背面采用不锈钢卡件与混凝土实现机械锚固,采用反打一次成型工艺制作成的石材饰面预制混凝土外挂板。花岗石板材用不锈钢卡环与混凝土层锚固。石材背面涂刷一层环氧胶进行封闭处理,防止石材表面出现返碱现象。



北京燕莎购物中心的彩色混凝土仿石材外墙挂板,是1989年由北京华筑生产的,采用了德国哈芬连接技术体系。




4、长沙滨江文化产业园音乐厅、图书馆和博物馆外墙挂板


这是华南理工大学何镜堂院士设计的作品。2009年其外墙挂板由北京华筑建筑构件厂生产和安装,使用了字符衬模反打工艺,造型优美,装饰效果独特。两馆一厅清水砼挂板是长沙市的形象工程,共36000多平米,产值六千万元。挂板表面有各种文字、图案,制作要求精细。我根据在宝贵石艺制作工艺品的经验,制定了文字衬模反打工艺方案,选择了最优的衬模材料和刻字厂家。文字样板获得了业主和设计师的认可,精细的文字衬模为该项目的顺利中标起了关键作用。



5、青藏铁路拉萨火车站彩色内外墙挂板


这是2006年中国院崔凯院士设计的作品。外墙挂板使用了齿条状彩色钢筋混凝土,厚重耐久;内墙板使用了带浅浮雕的彩色GRC(玻璃纤维增强水泥)挂板,轻质高强。内外墙板分别在北京华筑和北京宝贵石艺设计生产,公路运输至拉萨火车站。用张宝贵大师的话说:“混凝土挂板是给建筑穿铠甲,GRC挂板是给建筑穿丝绸,各有裨益。”


彩色混凝土和GRC,在混凝土中添加了无机颜料,要求搅拌均匀。彩色混凝土要求质量高,搅拌机需要单独使用,不得有明显色差,原材料需严格控制。



6、国家大剧院音乐厅吊顶板


国家大剧院是法国设计大师保罗·安德鲁的作品。音乐厅吊顶板于2005年由北京宝贵石艺生产,我时任技术质量部经理,负责GRC构件的生产工艺、技术支持和质量监控工作。音乐厅吊顶板共1600平米,162块板,每块1吨重,共100多吨,波浪起伏,形状各异,高低起伏200-500mm,有着完美的声学效果。为了限制重量,板厚只有24mm,质量面密度小于60KG/M2,使用了GRC(玻璃纤维增强水泥)材质。

国家大剧院项目是国家重点工程,音乐厅GRC吊顶板工期紧,难度大,质量要求高,前期的设计研发试生产用了2年时间,遇到了大量技术难题。比如玻璃纤维的掺量,太大或者太小都不符合质量要求,很难控制其掺量。我查阅了大量国内外GRC技术资料,并请教国家建筑材料质量监督检验中心的材料专家,亲自动手做材料抗弯强度试验,多次调整喷枪速度和方向,确定了最佳的生产工艺方案和GRC配合比,解决了困扰生产已久的技术难题。



吊顶板要求极度精致,对角误差和挠度变形均小于2毫米。我从模板制作、喷射、辊压、布网、预留埋件、养护、脱模、修补、焊接钢架等一系列工序,认真进行工艺方案设计,严格把关。为了质量和安全,我们请国家建筑材料质量监督检验中心和国家建筑工程质量监督检验中心做了大量材性试验和结构性能试验,确保万无一失。该重大工程按期保质完成,其艺术效果和产品质量获得了建筑界专业人士的一致好评。


音乐厅吊顶板的生产采用了欧洲标准:石英砂二氧化硅含量≥94%,耐碱玻纤二氧化锆ZrO2≥14.5%,GRC的抗弯强度≥18MPa,抗压强度≥60MP,真正实现了轻质高强。国内有些GRC构件企业对材料认识不足,为了降低成本而偷工减料,以次充好,严重败坏GRC的声誉。以中碱玻纤代替耐碱玻纤,严重影响了制品的内在质量,给建筑工程带来极其严重的隐患。


7、清水混凝土预制看台板


鸟巢、国家网球中心钻石馆的预制看台板由北京榆构、北京城建和北京华筑生产安装。其装饰效果好,施工迅速快捷。



装饰构件制作注意事项


1、所用各种原材料、配合比设计、砼强度等级、耐久性和工作性应满足现行国家标准和设计要求,应颜色均匀,无明显色差。

2、模板应清理干净并均匀涂刷隔离剂,无明显积聚。


装饰构件安装注意事项


1、安装前应编制挂板安装方案,确定水平运输和垂直吊装方式。

2、主体结构安装预埋件或后植钢锚板。

3、挂板安装就位固定后应对连接系统进行检查验收。

4、挂板均为独立自承重构件,应保证板缝四周为弹性密封构造。

5、节点连接处露明铁件均应作防腐处理。

6、板缝需进行防水处理,在板缝中嵌塞适当直径的背衬材料,然后勾嵌硅酮耐候密封胶。


外墙板和挂板的防水体系


防水设计是应该特别关注的地方,通常采用结构防水、构造防水和材料防水方式。住总万科产业化基地办公楼外墙挂板,使用了6年无一处渗漏,经受住了风雨的考验。国产耐候密封胶的使用年限一般为10年,目前国内标准已经提高到20年。



预制外墙板和挂板的错误做法


1、夹心外墙板中的错误做法:保温板只需要一面凹槽,两面凹槽会使得内外页墙板的组合性增加,不利于外页墙板在温度变化时自由伸缩,增加了外页墙的混凝土抗拉应力。


2、下图是预制外墙板和外墙挂板的外页墙拼缝部位,不能用砂浆填充,否则会造成外页墙和挂板无法自由胀缩而开裂。竖向缝部位在打胶后应该形成连续空腔,采取导流排水措施,在密封胶失效雨水渗入时,能够及时排走。



结语


预制装饰构件可以集装饰面、保温于一体,工厂生产一次成型,省去了建筑外装修的环节。为确保安全性和耐久性,应进行专项的建筑与结构设计。只要我们严格按照设计要求和质量控制要点进行设计与施工,一定能在保证结构安全可靠性的前提下,获得良好的装饰效果。



(责任编辑:奚雅青)


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[责任编辑:Susan]

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