高度重視石材幕墻的安全性

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一、石材的特性
　　做為外圍護結構的石材幕墻，它不承受主體結構的荷載，但它處于建筑物的外表面，除承受本身自重外，還要承受風荷載，地震作用和溫度變化作用的影響，因此要求石材必須安全可靠。對石材的性能、質量要求包括：抗壓強度、抗折強度、抗彎強度、硬度、耐磨性、抗凍性、耐火性、可加工性等。玻璃幕墻、鋁板幕墻所用不同種類的玻璃和鋁板其材料均為工業(yè)產(chǎn)品，是經(jīng)加工生產(chǎn)出來，而石材幕墻用的石材是自然形成的，天然石頭由山上開采下來，它的重要性能取決于礦物成份和結構，但取樣測試出的上述一系列性能，每塊試樣均有差別，不如工業(yè)品那樣差別小。由于取材面的不同，所測性能也不會完全一致。何況一座山上取成百上千塊石材。應該理解，天然產(chǎn)品和工業(yè)產(chǎn)品取材檢測結果其代表性是有明顯的差別。
　　一般用于建筑石材大致為二種：一種為花崗石 ，一種為大理石 ?；◢徥捎诳箟簭姸容^大理石大，多用于墻面、基座、地面、臺階等。大理石多用于室內裝飾。
　　花崗石、大理石、均屬于脆性材料，具有天然石材的不均勻性，石材的晶體間有肉眼看不見的空隙，屬于多孔材料，吸水、吸油性強，較易被污染，強性摩擦產(chǎn)生粉塵，抗火性差，在大火燃燒中石板爆裂。
　　花崗石、大理石均包括十幾個品種，花崗石的抗壓強度為100-210MPa左右 ，抗折強度為9-23MPa左右，質量密度2600一2800公斤/米3；大理石抗壓強度60一180MPa左右，抗折強度6-20左右，質量密度近似花崗石。
　　石材為天然材料，其力學性能、離散性大，即使同一產(chǎn)地的石材性質也有差距，方向性強，為了真正掌握其性能，應分段取樣。在石材中有很多明顯和隱形的裂縫，隨時間推移會有新發(fā)展，石板重量大，約為玻璃重量的5倍，鋁板的8倍，固定相對困難；何況又是脆性材料，所以要對石材有一認真的認識，對石材幕墻必須精心設計，精心施工，要保證工程質量和人民生命財產(chǎn)的安全。
　　二、石材幕墻的施工
　　I、選材：根據(jù)設計要求，確定石材的品種、顏色、花紋和尺寸規(guī)格，并嚴格控制，檢查其抗折、抗拉及抗壓強度，吸水率，耐凍融循環(huán)性能。石材進場拆包后要每塊檢查，是否有破碎、缺棱角、缺邊、變色、局部污染、表面洼坑、麻點、明暗裂縫、有無風化以及進行邊角垂直和平整度測量，對存在明顯上述缺陷或隱傷的要選出。
　?、?、石材幕墻的聯(lián)結設計
　　石材幕墻為確保石板不墜落，不危害人民生命財產(chǎn)的安全，石板幕墻的設計關鍵在于石板與構件聯(lián)結方案設計，還要考慮如何吸收幕墻框格構件安裝難以控制的偏差，從而保證質量，聯(lián)結設計施工有以下幾個方案：
　　1、水泥粘貼法：這是最早的一種方法， 就是在樓的最低層用水泥沙漿把石板粘貼在墻面上，安全性很差，現(xiàn)基本不在使用。

　　2、干掛法
　　(1)鋼銷聯(lián)結法：以靠鋼銷受力并傳遞，銷孔處應力比較集中， 在應力集中處易產(chǎn)生石材局部碎裂。施工簡單，聯(lián)結件多為鐵件(或鍍鋅)價錢便宜，耐牢度差，耐磨蝕性能差，抗震性能差，適用于小塊(1平方米以下)，適用于低層十米以下建筑。
　　(2)背栓法：在石板背部打四個圓槽，由四個金屬圓柱頭插入聯(lián)結 ，圓柱頭應該用不銹鋼件，有的采用鍍鋅鋼件，柱頭在圓槽中張開，四個柱頭把石板固定在空中，要承受石板自重和風壓。石板幕墻因每時每刻都受正負不同壓力的變化，石板隨時在振動，樓層越高石板幕墻的晃動越明顯。金屬柱頭在石板的圓槽內要產(chǎn)生磨擦，圓槽會磨大，因此在槽內以前加環(huán)氧樹脂，由于環(huán)氧樹脂過硬，現(xiàn)改用硅酮耐侯膠。由于一整塊石板只靠四個圓柱頭聯(lián)結，抗震性能差，適用于十層以下低層建筑使用。現(xiàn)在有不少單位常用背栓法聯(lián)結，有的還用于高層這很危險。 
(3)短槽聯(lián)結法：短槽聯(lián)結是靠弧形面接觸受力， 應力比較分散，聯(lián)結件多為不銹鋼件，適用于低層建筑。
　　(4)通槽聯(lián)結法：它是靠通槽接觸受力件，受力狀態(tài)較好，通槽聯(lián)結件采用不銹鋼板。
　　(5)復合聯(lián)結法：復合聯(lián)結法是在石材板塊邊緣聯(lián)結處， 既采用通槽聯(lián)結，同時在石材背面又用結構膠粘結，故稱復合聯(lián)結法，它又分二邊復合結構式和四邊復合結構式。它受力狀態(tài)良好，適用于十米以上高層建筑。有人認為二十米以上高度的石材幕墻應選用復合聯(lián)結法，本人認為，為了安全應在十米最多十五米以上 ，就應選用復合聯(lián)結法，為了安全保守一點好 。一平方米的一塊石板厚度在2.5-3.0厘米，重量約70公斤左右，若從十米高度落下砸著人也受不了。
　　三、石材幕墻施工中應注意的幾個問題
　　I、掛勾法聯(lián)結石材，不能采取硬性裝配，即金屬掛件(不銹鋼)不能直接和石材掛結， 因為石材抗剪性能很差，如果加工的石材槽位不標準，會出現(xiàn)石材局部應力過大，有可能出現(xiàn)石材槽位崩裂現(xiàn)象。另外，石材和金屬掛件的線膨脹系數(shù)差異較大，如果采用硬性裝配，在溫差變化較大時，金屬掛件的膨脹力也會擠壓崩裂石材槽位。為了能達到柔性裝配，在石槽內原來充填環(huán)氧樹脂，橡膠皮。環(huán)氧樹脂過硬，消除熱應力不理想，橡膠皮的放置不均可使石材局部受力不平衡，無法很好的消化金屬和石材間的溫度差異變位，地震平面變形的變位和應力 。最好的填充物為無污染的硅酮耐候膠(石材硅酮耐候膠) 。硅酮耐候密封膠的污染性要考慮，因為石材的多孔性，容易使帶硅油較高的耐候膠對石材產(chǎn)生污染和滲透，使石材表面顏色變深，一定要用石材專用的低硅油耐候膠。
　?、?、干掛石材要考慮地震平面變形，石材和板材之間變位，要預留足夠的膠縫來消化這個變位。一般不小于6mm。如石材板面過大，應考慮加大。
　?、?、用硅酮結構膠粘結花崗巖，有四個不利因素：多孔性、粉塵性、天然石材的不均勻性和污染性。
　　多孔性在石材表面上加涂底漆來封孔(要做結構膠的粘接性能試驗)，然后再用石材結構膠粘結。粉塵性是靠施工單位去處理，處理起來較難控制，處理不好就會出現(xiàn)問題。最大的問題是石材的不均勻性，結構膠很難滿足無法控制的因數(shù)和變數(shù)。單純用結構膠粘結的裝配方法固定，危險性較大，建議不能用全隱的做法。
　　Ⅳ、復合式是掛勾法和結構裝配相結合的方法，是一種較好的聯(lián)結方法，石材除掛勾外，石材背面用硅酮結構膠和鋁材粘結，也有個別用環(huán)氧樹脂來粘結的，環(huán)氧樹脂在石材背面不受紫外線照射，對耐老化沒什么影響，但環(huán)氧樹脂很硬，彈性很差，無法很好的消化聯(lián)結體的溫差變位和地震平面變形的變位和應力。從強度和彈性良好的結合來考慮，還是硅酮結構膠為最合適。為了防止結構膠石材的污染，必須用做低硅油性結構膠以免硅油滲透石材，使石材表面滲透部分變色。也只有復合式聯(lián)結法，可用于十米以上高層石材幕墻的施工，安全系數(shù)大一點，危險性小一點。
　　從天然石材的本來性能以及加工方法來看，對石材幕墻要求是嚴格的，設計計算在這里沒談，具體施工要求將來要依石材幕墻標準為準，我認為石材由于是天然產(chǎn)物，在性能要求制作安裝均帶來很多變數(shù)很多難題。尤其用在高層建筑，石材幕墻的安全性，值得我們特別注意，我們即要做出美觀大方的石材幕墻又要保證安全，從選材到施工，做到萬無一失。否則，將會造成不堪想象的后果。當時也許不會造成危險，幾年后、幾十年后都不能有半點差錯，因此不僅要求對整個石材幕墻要求很嚴，而且要對每一塊石板都要一絲不茍。
　　石材幕墻石材表面效果現(xiàn)在可以用其它方法取得，如用鋁板表面噴涂或輥涂出石材效果，彩釉玻璃也可以得到石材表面效果。是否是一定要價格昂貴，危險性較大的石材用在高層或超高層墻面。希望用戶，設計師考慮