GRC裝飾構件技術及應用

  引言：建筑裝飾行業(yè)發(fā)展加快，尤其是GRC裝飾構件的設計和施工，必須進行更新和規(guī)范，以便解決產品存在的質量和耐久性問題。

  1. GRC制品行業(yè)的發(fā)展概況

  GRC是玻璃纖維增強水泥的英文縮寫簡稱，是二十世紀70年代外國首先發(fā)展，緊接著后來傳遍世界其他國家，中國也是于七八十年代開始引進研究發(fā)展的，GRC制品的范圍很廣，包括墻板、隔板、空心板、裝飾構件等，目前生產GRC制品的生產企業(yè)比較多，比較大的企業(yè)主要傾向于生產板材，且研發(fā)能力和生產設備都比較先進，而裝飾構件產品因為其本身局限性和生產的難度，小企業(yè)較多，且人工生產較多，機械化程度低，成品質量不穩(wěn)定特點。近年來GRC裝飾構件逐漸在建筑工程中使用較多，主要是外墻裝飾工程，因為其能較好的制造出各種造型，且安裝方便，相比其他水泥產品輕質、抗裂優(yōu)異特性，別墅類產品、仿西班牙風格等建筑應用較多，本文主要介紹GRC裝飾構件在外墻裝飾工程中應用的技術問題。

  2.GRC裝飾構件的材料和配合比

  材料包括水泥、玻璃纖維網、埋件、骨架等，標準（以下均將JC/T940-2004簡稱標準）中均有說明，水泥可以使用低熱快硬硫鋁酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥，經過研究表明，低堿度硫鋁酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥對耐堿玻纖網的腐蝕程度根據時間不同而差異較大，按照28天強度推算，腐蝕程度保留率分別為55%和21%左右；另外在生產過程中，由于場地和管理成本，養(yǎng)護大部分不足時間，快硬硫鋁酸鹽水泥7天基本能達到28天強度，且后期強度無衰減，故如生產懸掛的外墻構件需保證質量的前提下，宜使用低熱快硬低堿硫鋁酸鹽水泥生產；另外采用普通硅酸鹽水泥的時候，必須采用其他消減堿度摻料或丙烯酸乳液，且要求采用高耐堿玻璃纖維網。玻纖網和其它材料標準及合適的配合比如下：

  a）耐堿玻璃纖維網（氧化鋯含量≥16%），占混合料總重量比為4.0~5.0%

  b）硫鋁酸鹽水泥（強度≥42.5MPa），水灰比為0.35~0.4

  c）石英砂（二氧化硅含量≥96%），砂灰比為0.5~1.5

  d）外加劑（禁用含氯離子類產品），由試驗確定

  e）聚合物固體含量（丙烯酸基，具有良好的抗紫外線和抗堿性能），為水泥質量的5.0~7.0%

  3.GRC構件的設計

  GRC裝飾構件的設計包括外形設計、構造設計和埋件等設計內容，對于設計方面沒有專業(yè)的標準，根據工程實踐經驗總結如下：

  3.1外形設計

  外形方案設計一般由建筑師完成，圖紙中一般均有GRC大樣，但是不能滿足深化生產要求，需要由專業(yè)生產廠家進行深化設計，建筑和深化設計主要內容有：確定GRC的細部造型、厚度等，主要考慮的問題是建筑外形的匹配、設計元素的體現(xiàn)，格構、鏤空等尺寸協(xié)調，防雨、清理、滴水、泄水孔等構造，在建筑外墻的連接（擱置）方式，大塊構件、線條構件的分割方式等；特別需要注意的是構件的重量和分割方式，這直接關系到后面的結構計算和施工可行性問題。

  3.2構件設計

  設計原則應考慮自重、溫度變形、干濕變形、風荷載、地震作用等荷載效應組合，并結合材料強度隨時間衰減性能，確定裝飾板尺寸等；使用年限應不少于30年，整個計算可以用有限元軟件電腦模擬環(huán)境，從建筑結構整體考慮，然后得到構件受力標準值（或設計值）后進行構件設計；如果是外墻整體懸掛墻板，則按照幕墻設計方式進行設計較為合理。

  構件設計環(huán)節(jié)應選擇構件按照標準規(guī)定的成品各種強度指標，按照規(guī)定取其設計強度值進行驗算，包括構件厚度、重量、尺寸等；另外構件設計除考慮結構設計荷載外，還須考慮施工階段運輸起吊和安裝施工荷載。根據計算經驗，純玻璃纖維網的GRC構件（無加強鋼筋骨架），寬度尺寸一般不大于0.4米，長度不大于0.6米，厚度在10-30MM之間為宜，如超過此尺寸須增加構造鋼筋骨架，具體以計算為準。

  3.3連接設計

  按照構件安裝原則，參照石材安裝方式，可以分為干掛法和灌漿法，構件上部有懸掛連接點，下部必須有重量承重支撐點。目前的大部分一般工程能做到提前完成預埋設計施工的比較少，大部分是采用后置埋件的方式進行埋件處理，建筑結構上的埋件設計一般可以按照抗拔埋件進行設計驗算，具體參照后補埋件《混凝土結構后補錨固技術規(guī)程》JGJ145-2004有關規(guī)定。連接方式主要有螺栓連接和焊接兩種方式，無論是栓接或焊接目前都有比較成熟的設計計算方式來保證，但是同時必須滿足標準規(guī)定的構造要求。另外連接方式必須采用可靠的混凝土結構做為基體，對砌體結構需要設計連接方式的，必須強調連接處澆搗C20以上等級的混凝土實體塊或構造梁等作為基體。

  3.4構件耐久性設計

  GRC構件目前工程實踐遇到的最大困惑就是構件的開裂、滲水、玻璃纖維腐蝕、脫落、接縫開裂等耐久性問題，如何保證安裝后的安全和使用功能顯得非常重要，針對此問題必須采取如下構造設計措施：

  a）構件本身的生產原材料必須嚴格采用規(guī)定的產品。

  b）構件預埋鋼筋必須使用鍍鋅鋼筋，因為屬于薄壁構件，混凝土保護層遠遠達不到耐久性要求，故須選擇鍍鋅鋼筋。

  c）構件分塊和裂縫后補，構件分塊盡量將異形、轉角等折角多的進行整體預制，這樣可以減少拼接接縫，構件之間的接縫采用凹槽式，安裝完成后再清理濕水、掛網用專用膩子修補。構件和墻體之間的裂縫也采用掛網，然后用外墻專用抗裂彈性膩子處理。

  d）構件連接處后置埋件必須使用化學螺栓或植筋方式，這樣能保證后置埋件孔密實不發(fā)生滲漏，嚴禁使用墻體鋼筋頭焊接方式，另外焊接處必須除渣防銹；

  e）現(xiàn)場連接方式盡量采用栓接，減少焊接，這樣可以保證連接處的質量。

  f）構件長度超過一定長度（經計算確定），必須設置變形縫，用耐候硅膠填塞，避免使用階段溫度變形裂縫。

  g）空心構件處于外墻面的，必須按照建筑要求留滴水線（槽），并做滴水孔，以便排水和防止面層污染。

  4. GRC構件的生產

  GRC構件主要分為噴射工藝（PS）、預混工藝（YH）、鋪網抹漿工藝（PW）、混合工藝（HH）。早期大部分使用噴射和鋪網工藝，改良使用進口設備的可以直接使用預混工藝，玻璃纖維形成短纖維后直接吹入攪拌設備進行混合，這樣纖維含量高且均勻，構件強度大。另外根據構件的形式可以選擇不同的工藝。構件生產過程需要專業(yè)培訓過的人員，可以大大提高構件成品率及質量。構件的養(yǎng)護非常重要，脫模后及時保濕養(yǎng)護時間不少于7天。構件出廠前的檢驗關需要企業(yè)完善，按照標準進行檢驗和編號包裝出場。

  5.GRC構件的施工

  施工現(xiàn)場的安裝質量是GRC構件質量的重要環(huán)節(jié)，除基層放線、技術交底、施工深化圖審批、樣板確認、基層驗收等技術準備外，施工單位還必須具備一定的管理能力和施工經驗，施工必須有專業(yè)受過培訓的安裝人員、管理人員及檢驗人員；施工單位必須有必要的安裝設備；施工單位必須有現(xiàn)場質量保證體系和必要質量保證措施，具體安裝過程中注意以下事項：特種作業(yè)焊接人員必須持證操作，現(xiàn)場焊接必須進行防銹處理，現(xiàn)場施工必須注意工序質量驗收和報驗，遵守工程質量驗收的原則和體系，這樣才能達到預期的效果。

  6.GRC構件的驗收

  目前驗收沒有專門的規(guī)范配套，須根據設計要求及建筑外裝飾裝修涉及到的規(guī)范進行，基層后置埋件、焊接、構件完成觀感、尺寸等可以參照現(xiàn)有的一些規(guī)范，在此不再贅述。

  7.結語

  GRC裝飾構件技術及應用還需要更多的工程實踐和研究，大膽探索和應用尤為必要，同時期望更多的工程使用者正面看行業(yè)所遇到的機遇和挑戰(zhàn)，為工程技術的不斷進步，為企業(yè)的發(fā)展做出應有的貢獻。由于水平有限，文中不妥在所難免，請各位同行專家不吝指教。

  參考文獻：

  [1] 徐淳.GRC構件在外裝飾工程中的施工和應用,2007(03)

  [2] 建筑產品選用技術（建筑·裝修），2009（12）