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　　摘要：近年來，裝配式建筑作為一種節(jié)能環(huán)保的建筑模式，得到了廣泛認(rèn)可，發(fā)展迅猛。本文主要討論了裝配建筑施工過程中，板間拼縫的尺寸設(shè)計、施工工藝的處理以及外墻防水處理對彈性（詞條“彈性”由行業(yè)大百科提供）填縫密封膠的性能要求。

　　關(guān)鍵詞：裝配式建筑，施工工藝，彈性密封膠，性能要求

　　1、前言

　　近年來，隨著政策的推動作用以及環(huán)保意識[[1]]的不斷提高，裝配式建筑得到了各省市的廣泛認(rèn)可和高速發(fā)展[[2]]。這種新型的建筑模式具有建造效率高、質(zhì)量好、能耗低、環(huán)境污染小以及施工簡單等特點[[3]]，并對提高我國建筑行業(yè)經(jīng)濟效益起到了非常重要的作用。

　　建筑物的防水密封一直以來都是建筑行業(yè)里非常重要并難以解決的問題，直接決定著建筑整體的施工質(zhì)量及使用壽命[3]。采用密封膠的填縫密封技術(shù)作為裝配式建筑防水體系[[5]]中的輔助設(shè)計措施，對保障建筑防水密封以及建筑美觀方面至關(guān)重要。目前裝配式建筑用密封膠主要存在三大體系：硅酮類、聚氨酯類以及改性（詞條“改性”由行業(yè)大百科提供）硅酮類。三種材料的性能各有優(yōu)缺點：硅酮類耐候性最佳，但粘接性、污染性以及涂刷性相對劣勢;聚氨酯類粘結(jié)性最優(yōu)，但耐候性、環(huán)保性以及固化性能(密集空穴)相對劣勢;改性硅酮類兼顧硅酮與聚氨酯類的性能，性價比最優(yōu)，但單一性能對比相對劣勢。因此，這將會造成施工方用膠選擇上的困擾。本文主要介紹了裝配式建筑對密封膠材料的性能要求，旨在為客戶的正確用膠選擇提供指導(dǎo)依據(jù)。

　　2、縫隙尺寸的設(shè)計要求

　　2.1 技術(shù)規(guī)程對縫隙設(shè)計的要求

　　近年來，伴隨著裝配式建筑工程的蓬勃發(fā)展，與裝配式建筑相關(guān)的技術(shù)規(guī)范也得到了相應(yīng)完善補充，其中對縫隙尺寸的設(shè)計也做了相應(yīng)的技術(shù)規(guī)范要求，如下表1所示。

　　由上表可知，不同技術(shù)規(guī)程對縫隙寬度的要求基本一致，在滿足基材伸縮余量的前提下，接縫寬度不應(yīng)小于10mm，當(dāng)接縫寬度小于10mm時，應(yīng)使用角磨機等工具將接縫有效寬度修整為至少10mm;與此同時，根據(jù)設(shè)計規(guī)范的要求，預(yù)制外墻接縫的防水設(shè)計應(yīng)為兩道防水構(gòu)造，即構(gòu)造防水與材料防水[[6]]相結(jié)合的防水體系。結(jié)構(gòu)示意圖如下所示[[7]]：

　　2.2 彈性密封膠的位移能力要求

　　由于存在強風(fēng)地震引起的層間位移、熱脹冷縮引起的伸縮位移、干燥收縮引起的干縮位移和地基沉降引起的沉降位移等因素，彈性密封膠填縫材料必須具備良好的位移能力。因此在設(shè)計接縫寬度時，我們需要了解不同寬度的縫隙在應(yīng)力（詞條“應(yīng)力”由行業(yè)大百科提供）變化時的應(yīng)變情況。一般而言，外墻接縫處的變形主要受預(yù)制構(gòu)件熱脹冷縮以及干縮濕脹時材料內(nèi)應(yīng)力的影響，因此可根據(jù)經(jīng)驗公式來理論推算彈性密封膠所需要的位移能力。

　　由上式可知，代入各參數(shù)指標(biāo)即可推算出彈性密封膠的位移量ε值大于或等于16%，故用于裝配式建筑接縫處的密封膠至少為20級[[9]]，即可承受±20%的形變余量。與此同時，針對某些接縫設(shè)計偏差較大的案例(實際接縫寬度10~20mm)，密封膠的位移級別要求更高。此外，還需注意密封膠的次級別，分為低模量和高模量兩種。由于混凝土表面較為疏松、強度低，如果密封膠模量高、內(nèi)聚強度大，在接縫變形時，密封膠就很容易在混凝土界面出現(xiàn)粘結(jié)破壞。低模量密封膠具有較低的拉伸模量（詞條“拉伸模量”由行業(yè)大百科提供），更高的斷裂伸長率，因此當(dāng)縫隙出現(xiàn)變化時，密封膠可以更好地適應(yīng)縫隙變化且不發(fā)生粘結(jié)破壞，故裝配式建筑接縫用密封膠的位移級別應(yīng)至少為20LM。

　　3、基材表面處理（詞條“表面處理”由行業(yè)大百科提供）的工藝要求

　　密封膠與被粘物表面膠合的前提是兩者必須達到分子水平的接觸。因此，密封膠對被粘物表面良好潤濕是形成優(yōu)良膠接接頭的必要條件[[10]]。實際應(yīng)用過程中，預(yù)制混凝土基材表面也并非理想的平面（詞條“平面”由行業(yè)大百科提供），表面必然會存在灰塵、水泥浮漿以及脫模劑等不利因素，從而使得密封膠在混凝土表面難以有效潤濕，進而影響密封膠與基材表面的粘結(jié)效果。因此，在施工過程中，施工人員必須對基材待粘區(qū)域進行適當(dāng)表面處理，以便改變基材的表面活性與粗糙度。

　　3.1 物理處理

　　混凝土構(gòu)件預(yù)制過程中，由于工藝因素，極易在其表面形成厚薄不均且強度較低的水泥砂漿浮漿層，直接影響混凝土構(gòu)件與防水材料的粘結(jié)強度。[[11]]在實際工程案例中，筆者發(fā)現(xiàn)多起由于表面清理不干凈，從而導(dǎo)致的粘接失效的情況，如下圖所示：

　　由上圖可知，由于粘結(jié)面的浮漿未及時有效清理，粘結(jié)界面的形成主要發(fā)生在密封膠與浮漿層，而不是具有更高抗拉強度（詞條“抗拉強度”由行業(yè)大百科提供）的混凝土基材表面。在應(yīng)力的作用下，膠條很容易將浮漿層拉起，并導(dǎo)致粘結(jié)失效。因此，在進行施膠工作前，必須首先確保待粘結(jié)區(qū)域的表面清潔干凈，無水泥浮漿。

　　一般而言，待粘結(jié)區(qū)域的物理清理主要包含兩個步驟：

　　1、使用磨光（詞條“磨光”由行業(yè)大百科提供）機或鏟刀等工具去除不利于粘結(jié)的物質(zhì);

　　2、使用吹風(fēng)機或軟刷等工具去除上一步工序留下來的灰塵。

　　由上圖可知，經(jīng)物理清理后，密封膠與混凝土基材具有非常良好的粘結(jié)效果，主要破壞形式為內(nèi)聚破壞。說明經(jīng)過打磨清灰的處理后，有效促進了密封膠在基材表面的潤濕效果，從而達到良好的粘結(jié)效果。因此，在實際施工過程中，必要的清理工藝能夠促進密封膠與基材形成良好的粘接界面，從而保障建筑物的密封防水。

　　3.2 化學(xué)處理

　　底涂對促進密封膠的粘結(jié)作用也是非常重要，這主要是因為預(yù)制混凝土基材的生產(chǎn)工藝及材料特點所決定的。混凝土構(gòu)件在工廠預(yù)制時往往會在模具表面涂刷適量的脫模劑以便構(gòu)件快速脫模，因此實際應(yīng)用中的混凝土構(gòu)件表面往往會殘留部分脫模劑，不利于密封膠形成良好的潤濕。與此同時，混凝土基材屬于堿性多孔性基材，長期處在有水的環(huán)境中，對密封膠的粘結(jié)面存在一定的破壞作用。底涂不僅可以改變混凝土基材表面的表面活性，還可以作為封閉材料，防止堿性基材對密封膠的粘結(jié)作用產(chǎn)生不利的影響。

　　由上圖可知，在涂覆底涂劑的情況下，浸水處理后密封膠與混凝土塊的粘結(jié)效果優(yōu)異，經(jīng)手撕粘結(jié)性測試[[12]]后，膠體與基材的破壞形式主要為內(nèi)聚破壞。表明通過涂刷底涂劑能夠有效防止浸水后粘結(jié)界面的破壞。

　　4、表面涂刷性

　　混凝土建筑的外墻防水處理對建筑設(shè)施的安全美觀起著至關(guān)重要的作用，不僅可以延長建筑使用壽命，還可以增強視覺效果，增添城市的觀賞效果。外墻防水處理主要采取涂刷外墻防水涂料的方式，因此，對于起接縫填縫作用的彈性密封膠材料來說，它對防水涂料的粘結(jié)效果也是非常重要。目前由于國家對環(huán)保要求越來越嚴(yán)格，外墻防水涂料逐漸走上了水性化的道路，即以水作為稀釋劑（詞條“稀釋劑”由行業(yè)大百科提供）。不同材料的彈性密封膠具有不一樣的表面極性，因此水性防水涂料在密封膠表面的潤濕效果也存在明顯的差異�，F(xiàn)場施工案例中，筆者發(fā)現(xiàn)很多由于密封膠的錯誤選擇，導(dǎo)致后期涂料層開裂脫落的情況，如下圖所示。

　　因此，在選擇裝配式建筑用填縫密封膠時，必須考慮外墻防水涂料對密封膠的可涂刷性能。目前市面上，裝配式建筑用填縫密封膠主要有改性硅酮密封膠、聚氨酯密封膠以及硅酮密封膠這三種材料，筆者分別對這三種材料的可涂刷性能做了考察，如下圖所示。

　　由上圖可知，三種密封膠材料中除了硅酮密封膠，其他兩種材料的表面均表現(xiàn)出良好的涂刷性能。由于硅酮密封膠的表面自由能很低，水性涂料在其表面無法潤濕，從而無法形成有效的附著力。因此，在裝配式建筑應(yīng)用中，相比硅酮密封膠，改性硅酮與聚氨酯密封膠具有更好的可涂刷性能。

　　5、耐候性

　　圖1可知，現(xiàn)階段裝配式建筑用密封膠主要以外墻填縫密封為主。為體現(xiàn)建筑物的設(shè)計美感，實際應(yīng)用施工中部分建筑會采用明縫的設(shè)計方式，從而導(dǎo)致密封材料表面無法涂覆隔離涂層。因此在此類施工案例中，必須考慮密封材料的耐候性能。大多數(shù)聚合物材料，包括密封膠和涂料，在室外使用時均會因為光老化而降低使用壽命[[13]]，主要是因為到達地面的太陽光中含有波長范圍為290~400nm的紫外線，其能量值足以破壞聚合物中的化學(xué)鍵。

　　不同結(jié)構(gòu)的聚合物的光老化速度存在明顯的差異，這主要與聚合物鏈的化學(xué)鍵的鍵能有關(guān)。硅酮密封膠、改性硅酮密封膠以及聚氨酯密封膠配方中主體樹脂的常見化學(xué)鍵及鍵能如下表所示：

　　由表2可知，C-N鍵的鍵能最小，最容易發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)。Si-O鍵的鍵能最大，耐輻照穩(wěn)定性最強。因此，相對而言，三種不同樹脂結(jié)構(gòu)的密封膠的耐候性能優(yōu)先順序為：硅酮密封膠>改性硅酮密封膠>聚氨酯密封膠。

　　6、結(jié)語

　　裝配式建筑的發(fā)展拓寬了填縫密封膠的應(yīng)用領(lǐng)域，規(guī)范了此類產(chǎn)品的性能要求。為滿足裝配式建筑安全穩(wěn)定的要求，填縫密封膠的指標(biāo)性能必須滿足20LM以上，且具有優(yōu)異的可涂飾性能、優(yōu)異的粘接性能以及耐候性。綜上可知，改性硅酮類密封膠的綜合性能最佳， 且滿足裝配式建筑的應(yīng)用要求。

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