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(hù)結(jié)構(gòu)的石材幕墻，它不承受主體結(jié)構(gòu)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(fēng)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(duì)石材的性能、質(zhì)量要求包括：抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)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(jié)構(gòu)，但取樣測(cè)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(cè)性能也不會(huì)完全一致。何況一座山上取成百上千塊石材。應(yīng)該理解，天然產(chǎn)品和工業(yè)產(chǎn)品取材檢測(cè)結(jié)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?qiáng)度較大理石大，多用于墻面、基座、地面、臺(tái)階等。大理石多用于室內(nèi)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(qiáng)，較易被污染，強(qiáng)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(gè)品種，花崗石的抗壓強(qiáng)度為100-210MPa左右 ，抗折強(qiáng)度為9-23MPa左右，質(zhì)量密度2600一2800公斤/米3；大理石抗壓強(qiáng)度60一180MPa左右，抗折強(qiáng)度6-20左右，質(zhì)量密度近似花崗石。
　　石材為天然材料，其力學(xué)性能、離散性大，即使同一產(chǎn)地的石材性質(zhì)也有差距，方向性強(qiáng)，為了真正掌握其性能，應(yīng)分段取樣。在石材中有很多明顯和隱形的裂縫，隨時(shí)間推移會(huì)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(duì)困難；何況又是脆性材料，所以要對(duì)石材有一認(rèn)真的認(rèn)識(shí)，對(duì)石材幕墻必須精心設(shè)計(jì)，精心施工，要保證工程質(zhì)量和人民生命財(cái)產(chǎn)的安全。
　　二、石材幕墻的施工
　　I、選材：根據(jù)設(shè)計(jì)要求，確定石材的品種、顏色、花紋和尺寸規(guī)格，并嚴(yán)格控制，檢查其抗折、抗拉及抗壓強(qiáng)度，吸水率，耐凍融循環(huán)性能。石材進(jìn)場(chǎng)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(diǎn)、明暗裂縫、有無風(fēng)化以及進(jìn)行邊角垂直和平整度測(cè)量，對(duì)存在明顯上述缺陷或隱傷的要選出。
　　Ⅱ、石材幕墻的聯(lián)結(jié)設(shè)計(jì)
　　石材幕墻為確保石板不墜落，不危害人民生命財(cái)產(chǎn)的安全，石板幕墻的設(shè)計(jì)關(guān)鍵在于石板與構(gòu)件聯(lián)結(jié)方案設(shè)計(jì)，還要考慮如何吸收幕墻框格構(gòu)件安裝難以控制的偏差，從而保證質(zhì)量，聯(lián)結(jié)設(shè)計(jì)施工有以下幾個(gè)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(jié)法：以靠鋼銷受力并傳遞，銷孔處應(yīng)力比較集中， 在應(yīng)力集中處易產(chǎn)生石材局部碎裂。施工簡(jiǎn)單，聯(lián)結(jié)件多為鐵件(或鍍鋅)價(jià)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(gè)圓槽，由四個(gè)金屬圓柱頭插入聯(lián)結(jié) ，圓柱頭應(yīng)該用不銹鋼件，有的采用鍍鋅鋼件，柱頭在圓槽中張開，四個(gè)柱頭把石板固定在空中，要承受石板自重和風(fēng)壓。石板幕墻因每時(shí)每刻都受正負(fù)不同壓力的變化，石板隨時(shí)在振動(dòng)，樓層越高石板幕墻的晃動(dòng)越明顯。金屬柱頭在石板的圓槽內(nèi)要產(chǎn)生磨擦，圓槽會(huì)磨大，因此在槽內(nèi)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(gè)圓柱頭聯(lián)結(jié)，抗震性能差，適用于十層以下低層建筑使用?，F(xiàn)在有不少單位常用背栓法聯(lián)結(jié)，有的還用于高層這很危險(xiǎn)。 
(3)短槽聯(lián)結(jié)法：短槽聯(lián)結(jié)是靠弧形面接觸受力， 應(yīng)力比較分散，聯(lián)結(jié)件多為不銹鋼件，適用于低層建筑。
　　(4)通槽聯(lián)結(jié)法：它是靠通槽接觸受力件，受力狀態(tài)較好，通槽聯(lián)結(jié)件采用不銹鋼板。
　　(5)復(fù)合聯(lián)結(jié)法：復(fù)合聯(lián)結(jié)法是在石材板塊邊緣聯(lián)結(jié)處， 既采用通槽聯(lián)結(jié)，同時(shí)在石材背面又用結(jié)構(gòu)膠粘結(jié)，故稱復(fù)合聯(lián)結(jié)法，它又分二邊復(fù)合結(jié)構(gòu)式和四邊復(fù)合結(jié)構(gòu)式。它受力狀態(tài)良好，適用于十米以上高層建筑。有人認(rèn)為二十米以上高度的石材幕墻應(yīng)選用復(fù)合聯(lián)結(jié)法，本人認(rèn)為，為了安全應(yīng)在十米最多十五米以上 ，就應(yīng)選用復(fù)合聯(lián)結(jié)法，為了安全保守一點(diǎn)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(yīng)注意的幾個(gè)問題
　　I、掛勾法聯(lián)結(jié)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(jié)， 因?yàn)槭目辜粜阅芎懿睿绻庸さ氖牟畚徊粯?biāo)準(zhǔn)，會(huì)出現(xiàn)石材局部應(yīng)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(shí)，金屬掛件的膨脹力也會(huì)擠壓崩裂石材槽位。為了能達(dá)到柔性裝配，在石槽內(nèi)原來充填環(huán)氧樹脂，橡膠皮。環(huán)氧樹脂過硬，消除熱應(yīng)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(yīng)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?yàn)槭牡亩嗫仔?，容易使帶硅油較高的耐候膠對(duì)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(yù)留足夠的膠縫來消化這個(gè)變位。一般不小于6mm。如石材板面過大，應(yīng)考慮加大。
　　Ⅲ、用硅酮結(jié)構(gòu)膠粘結(jié)花崗巖，有四個(gè)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(jié)構(gòu)膠的粘接性能試驗(yàn))，然后再用石材結(jié)構(gòu)膠粘結(jié)。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(huì)出現(xiàn)問題。最大的問題是石材的不均勻性，結(jié)構(gòu)膠很難滿足無法控制的因數(shù)和變數(shù)。單純用結(jié)構(gòu)膠粘結(jié)的裝配方法固定，危險(xiǎn)性較大，建議不能用全隱的做法。
　　Ⅳ、復(fù)合式是掛勾法和結(jié)構(gòu)裝配相結(jié)合的方法，是一種較好的聯(lián)結(jié)方法，石材除掛勾外，石材背面用硅酮結(jié)構(gòu)膠和鋁材粘結(jié)，也有個(gè)別用環(huán)氧樹脂來粘結(jié)的，環(huán)氧樹脂在石材背面不受紫外線照射，對(duì)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(jié)體的溫差變位和地震平面變形的變位和應(yīng)力。從強(qiáng)度和彈性良好的結(jié)合來考慮，還是硅酮結(jié)構(gòu)膠為最合適。為了防止結(jié)構(gòu)膠石材的污染，必須用做低硅油性結(jié)構(gòu)膠以免硅油滲透石材，使石材表面滲透部分變色。也只有復(fù)合式聯(lián)結(jié)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(diǎn)，危險(xiǎn)性小一點(diǎn)。
　　從天然石材的本來性能以及加工方法來看，對(duì)石材幕墻要求是嚴(yán)格的，設(shè)計(jì)計(jì)算在這里沒談，具體施工要求將來要依石材幕墻標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)，我認(rèn)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(huì)造成不堪想象的后果。當(dāng)時(shí)也許不會(huì)造成危險(xiǎn)，幾年后、幾十年后都不能有半點(diǎn)差錯(cuò)，因此不僅要求對(duì)整個(gè)石材幕墻要求很嚴(yán)，而且要對(duì)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(jià)格昂貴，危險(xiǎn)性較大的石材用在高層或超高層墻面。希望用戶，設(shè)計(jì)師考慮