装配式建筑的发展及优势

 

装配式建筑是一种新型的建筑施工方式，将住宅建筑分成多个单元或构件，其中的主要构成部分( 墙体、梁、柱、楼板以及楼梯等) 在工厂生产，然后运到工地，采用预制技术将预制混凝土构件在现场进行装配化施工建造；可以像“造汽车一样造房子”。

 

在我国住宅建设中，混凝土结构大都采用现浇体系；该施工方式虽然技术成熟，但同时也普遍存在高能耗、高污染、科技含量低等问题。装配式建筑不仅可以提高施工的效率，并且还在节能、减噪、环保等多个方面具备比传统模式更大的优势。在“低碳经济”、“绿色建筑”等新兴概念的引导下，改革住宅建造方式，推进装配式建筑已成为我国住宅建筑发展的必然趋势。

 

　　装配式建筑的防水要求

 

装配式建筑预制外墙缝的防水一般采用构件防水和材料防水相结合的双重防水措施，防水密封胶是外墙板缝防水的第一道防线，其性能直接关系到工程防水效果，这就要求在实施装配式建筑时，需要选择专业的、具有针对性的防水密封材料。

 

防水密封胶是装配式建筑的重要配套材料，是装配式建筑外墙防水的第一道防线，选择了不合适的防水密封胶会导致诸如脱粘、开裂、老化、变硬等问题（图1），进而出现墙体漏水、发霉、脱皮、保温层失效等（图2），因此防水密封胶的好坏直接决定了装配式建筑的使用效果、使用寿命、节能效率等。

 

图1 防水密封胶容易出现的问题

 

图2 防水密封胶失效对装配式建筑的影响

 

根据《JGJ 1-2014装配式混凝土结构技术规程附条文》和《DBJ51/T 038-2015 四川省装配整体式住宅建筑设计规程》的要求，预制外墙接缝密封胶必须与混凝土具有良好的相容性，较好的位移能力及防水、耐候、抗污染性的功能，同时密封胶还需要满足相应的国家和行业标准要求。

图3 装配式建筑混凝土接缝及密封效果图

 

　　装配式建筑外墙用防水密封胶

 

　　针对上述装配式建筑外墙防水密封胶的要求，我们对市场上现有的密封胶进行了对比分析。常用的建筑密封胶包括硅酮密封胶（SR）、硅烷改性聚醚密封胶（MS）、聚氨酯密封胶（PU）。PU采用聚氨酯预聚体为主体，主链由C-O键（键长0.136nm，键能339kJ.mol-1）以及N-C键(键长0.132 nm，键能284kJ.mol-1)所组成；MS以硅烷封端改性聚醚为主体，主链由大量的C-O键、C-C键（键长0.154nm，键能348kJ.mol-1）以及少量的Si-O键（键长0.164nm，键能444kJ.mol-1）所组成；SR以线性聚硅氧烷为主体，主链是由Si-O-Si所组成。三种密封胶以其不同的优缺点均在装配式建筑的防水密封中有所应用，各项性能对比如下表（表1）所示。

 

 

对装配式建筑混凝土接缝密封的要求分析，密封胶在使用过程中需要满足以下要求：

 

　　01粘结性

 

　　对于密封胶来说，对基材的粘结性始终是最重要的性能之一，对于装配式建筑所用的基材亦是如此。就目前而言，市场上所用的装配式建筑板片大多数为混凝土板，因此需要接缝密封材料对混凝土基材有很好的粘结性能。对于混凝土材料本身而言，普通的密封胶在其表面的粘结性是不易实现的。影响粘结的因素主要有：

 

1）混凝土是一种多孔性材料，孔洞的大小和不均匀不利于密封胶的粘结；

2）混凝土本身呈碱性，特别是在基材吸水时，容易出现返碱现象影响粘结；

3）装配式建筑板片在车间生产时，会使用脱模剂，会导致密封胶与基材粘结不良。

 

为了保障接缝密封胶对预制板块的粘结性，在选择预制建筑接缝密封胶时，需将以上影响粘结的因素考虑在内，选择一款适合混凝土基材的密封胶。

 

图4 密封胶与混凝土粘结性能对比

 

　　02力学性能

 

由于混凝土板片随着温度的变化产生的热胀冷缩，以及建筑物的轻微震动等影响，混凝土接缝的尺寸大小都会随之产生运动和位移。参考装配式建筑的相应规范要求，在设计时应考虑接缝的位移，确定接缝宽度，使其满足密封胶最大容许变形率的要求。结合国内外建筑接缝用密封胶的标准（如表2），可以看出国内外对于密封胶的力学性能要求大致相同。

 

 

　　03耐候性

 

由于建筑设计的使用年限一般为50年，因此板片接缝之间使用的密封胶具有非常好的耐候性，满足长期的户外工作情况。在日本，MS胶在装配式建筑上的应用已经有40年的历史，表明MS胶完全能够满足户外的复杂工况环境变化。硅宝MS1096经过紫外线照射1000h后，产品的强度和保持率均在80%以上，完全能够满足长期的户外工作环境。

 

　　04抗污染性

 

预制混凝土板材表面有很多孔洞，普通密封胶中的增塑剂很容易渗透进入混凝土中，对混凝土板材接缝两侧造成污染，影响整个建筑的外观。专用密封胶采用内增塑技术，即选用的增塑剂一方面可以起到润滑增塑的作用，另一方面可以在产品后期应用过程中参与化学反应，从而避免了后期增塑剂渗出进入混凝土基材孔洞的隐患。另外，专用底涂可以起到封闭隔绝作用，将任何可能杜绝在混凝土表面之外。

 

　　05可涂饰性

 

对于现在的装配式建筑，由于构件尺寸会出现偏差，现场装配工艺也不成熟，导致板块之间的拼接缝宽度不一致，从而影响整个建筑的外观，需要在密封胶上刷上一层涂料，使拼接缝的宽度从外观上保持一致，保证整栋建筑的美观，因此需要密封胶具有一定的可涂饰性。MS胶和聚氨酯密封胶具有良好的可涂饰性，在市场上广泛应用，而硅酮密封胶的表面能低，可涂饰性较差，但可以用在外墙不需要涂装的清水混凝土墙面和瓷砖反打墙面的拼接缝防水。

 

 

图5 真石漆在硅宝MS1096上的涂饰效果

 

 “三分材料，七分施工”是行业内流传甚广的一句话，因此在选择了好的密封胶产品之后，还需要规范的施工工艺流程保证项目的防水密封质量。

 

　　结语

 

由于装配式建筑有大量的外墙接缝，需要选用防水密封胶对外墙接缝进行防水处理，且对选用的防水密封胶要求具有较高的弹性、良好的粘结性、低模量、优异的耐老化性能、对基材无污染，必要时可以进行表面涂饰操作。选择好合适的防水密封胶后，还需要按照标准施工工艺流程进行，杜绝各种操作不当导致防水密封失效。

 

 

硅宝科技在装配式建筑领域精耕细作，在国内已有超过300万平方的工程案例，提供优质的产品（硅宝1068、硅宝1096和硅宝1097L）及工程承包服务，为国内装配式建筑行业的发展提供可靠的保证。