GRC建筑裝飾構(gòu)件質(zhì)量要點(diǎn)
發(fā)布時(shí)間:2018-4-20 瀏覽次數(shù):3592
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以下這些資料向您簡(jiǎn)要提供了關(guān)于GRC建筑裝飾構(gòu)件的產(chǎn)品知識(shí)和質(zhì)量要點(diǎn),您如果需要更進(jìn)一步的技術(shù)資料與咨詢(xún),請(qǐng)與標(biāo)普在各地的分公司或辦事處聯(lián)系,或直接與標(biāo)普公司廣州總部聯(lián)系,我們會(huì)盡力而為。
2、特別提示
作為GRC建筑裝飾構(gòu)件的用戶(hù),請(qǐng)您關(guān)注我們的特別提示:(1)許多GRC建筑裝飾構(gòu)件安裝在高處,構(gòu)件本身和安裝結(jié)點(diǎn)在各種荷載作用下的安全性、可靠性與耐久性是必須要得到保證的。要確保構(gòu)件在使用期不墜落傷人。
(2)建筑師與工程師們?cè)谠O(shè)計(jì)選用GRC構(gòu)件時(shí),除了對(duì)造型與安裝有所要求外,并沒(méi)有對(duì)GRC構(gòu)件本身進(jìn)行設(shè)計(jì),GRC構(gòu)件的設(shè)計(jì)工作與責(zé)任是由生產(chǎn)廠家承擔(dān)的。因此,GRC構(gòu)件的生產(chǎn)廠家必須有可靠的設(shè)計(jì)能力,特別是材質(zhì)、結(jié)構(gòu)與構(gòu)造的設(shè)計(jì)能力。
(3)GRC是一種新型建材,目前國(guó)內(nèi)既沒(méi)有設(shè)計(jì)規(guī)范,也沒(méi)有產(chǎn)品的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),有關(guān)的技術(shù)資料也很少。因此,用戶(hù)對(duì)GRC構(gòu)件生產(chǎn)廠的技術(shù)依賴(lài)性也就相當(dāng)大了。一個(gè)合格的GRC構(gòu)件生產(chǎn)廠家對(duì)產(chǎn)品的特點(diǎn)、性能、質(zhì)量要點(diǎn)應(yīng)當(dāng)有透徹的研究,制定了產(chǎn)品的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。并有責(zé)任向用戶(hù)詳細(xì)介紹產(chǎn)品知識(shí)。
(4)GRC構(gòu)件的質(zhì)量,特別是其安全性、可靠性與耐久性的保障,僅僅靠外觀檢查是無(wú)法判斷的,必須進(jìn)行更進(jìn)一步的檢查與控制。比如,檢查產(chǎn)品構(gòu)造設(shè)計(jì)、主要原材料檢驗(yàn)報(bào)告、GRC主要力學(xué)性能試驗(yàn)報(bào)告等。
(5)市場(chǎng)上有一些GRC產(chǎn)品,不使用耐堿玻璃纖維,或者摻量很少(其危害將在后面談到),安裝埋件的錨固與防銹措施極不可靠,安裝結(jié)點(diǎn)也有重大隱患。這些構(gòu)件若用于建筑上將成為特別危險(xiǎn)的安全隱患或險(xiǎn)情。由于這類(lèi)產(chǎn)品往往以低價(jià)擠進(jìn)市場(chǎng),對(duì)用戶(hù)有著很強(qiáng)的誘惑性。因此,務(wù)必引起高度重視。
(6)國(guó)家對(duì)涉及安全事故的豆腐渣工程予以嚴(yán)究,甚至追究各個(gè)環(huán)節(jié)領(lǐng)導(dǎo)的責(zé)任。建筑行業(yè)也實(shí)行了終身的質(zhì)量負(fù)責(zé)制。選用優(yōu)質(zhì)可靠的GRC構(gòu)件不僅是對(duì)社會(huì)對(duì)人民負(fù)責(zé),也是對(duì)自己負(fù)責(zé)。
GRC是英文Glass Fibre Reinforced Cement(或Concrete)的縮寫(xiě),譯成中文是“玻璃纖維增強(qiáng)的水泥(或混凝土)”。
GRC由水泥、水、細(xì)砂、耐堿玻璃纖維、外加劑和其他集料或混和物組成。玻璃纖維在GRC中所起的作用是增強(qiáng)水泥膠凝體的抗拉強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度和抗沖擊強(qiáng)度。玻璃纖維的抗拉強(qiáng)度很高,大約是鋼筋的5倍,它的增強(qiáng)效果很好。玻璃纖維是被切成短絲摻加到水泥膠凝體中的,它被均勻地分散到水泥膠凝體中,與之緊密結(jié)合。當(dāng)水泥膠凝體受拉達(dá)到斷裂極限后,玻璃纖維開(kāi)始承受拉力,阻止了水泥膠凝體的開(kāi)裂,從而增加了材質(zhì)的抗拉性。玻璃纖維也可以制成網(wǎng)加到GRC中,以增強(qiáng)整體性。但GRC中起主要增強(qiáng)作用的還是到處分布的短纖維。
GRC中所用的玻璃纖維必須是耐堿玻纖,這是最最重要的前提。因?yàn)槠胀ú@w“害怕”堿,而水泥的堿度又很高,兩者在一起會(huì)發(fā)生反應(yīng),使玻纖強(qiáng)度大大降低。后面我們將詳細(xì)論述這個(gè)問(wèn)題,這里我們強(qiáng)調(diào):不使用耐堿玻纖的GRC是假冒GRC,若用在建筑物上,是懸在高處的“定時(shí)炸彈”。
GRC具有較好的抗拉抗彎性能,可做得很薄。GRC構(gòu)件厚度一般在6—15mm之間。每一種構(gòu)件的厚度要根據(jù)GRC的強(qiáng)度指標(biāo)、構(gòu)件的造型與構(gòu)造和所承受的荷載類(lèi)型與大小設(shè)計(jì)。
GRC的主要特點(diǎn)是壁薄體輕,造型隨意,質(zhì)感逼真,應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。
GRC的生產(chǎn)工藝方法主要有兩種,噴射法和預(yù)混法。噴射法是將攪拌好的水泥砂漿用泵通過(guò)輸漿管道送至噴槍?zhuān)c在噴槍處被切成短絲的玻璃纖維混合,然后再?lài)娙肽>咧小nA(yù)混法是在水泥砂漿攪拌后期摻入已切好的玻璃纖維短絲,使砂漿與玻璃纖維混合,然后再澆入模具之中。噴射法生產(chǎn)的GRC由于可摻入更多的玻纖,其性能要優(yōu)于用預(yù)混法生產(chǎn)的GRC產(chǎn)品,但噴射法不易于制做造型復(fù)雜的構(gòu)件。
GRC必須使用耐堿玻璃纖維。不使用耐堿玻璃纖維的GRC產(chǎn)品是根本不能用的,是假的GRC。
GRC是玻璃纖維與水泥膠凝體復(fù)合的材料。水泥在水化反應(yīng)時(shí)會(huì)不斷地產(chǎn)生大量的堿性物質(zhì)氫氧化鈣(Ca(OH)2),而氫氧化鈣與玻璃纖維中最主要的成份二氧化硅(SiO2)會(huì)發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)的反應(yīng),生成水化硅酸鈣,從而使玻璃纖維的結(jié)構(gòu)遭到破壞,強(qiáng)度降低。有人作過(guò)試驗(yàn),將普通玻纖放在Ca(OH)2溶液中,5天后其強(qiáng)度僅剩10%。由于水泥與水的水化反應(yīng)是一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程,Ca(OH)2不斷地產(chǎn)生,因此Ca(OH)2與SiO2的反應(yīng)也是持續(xù)進(jìn)行著的,會(huì)一直到反應(yīng)物消耗完為止。所以,不耐堿的玻纖是無(wú)論如何也不能用在GRC中的。如果在GRC中使用不耐堿玻纖,GRC的強(qiáng)度一定會(huì)隨著時(shí)間的推移而大大降低,最后導(dǎo)致構(gòu)件破裂損壞。所以,將安裝于高處的不用耐堿玻纖的GRC建筑裝飾構(gòu)件稱(chēng)作定時(shí)炸彈毫不過(guò)份。
早在20世紀(jì)40年代,人們就開(kāi)始研究GRC,但就是因?yàn)榻鉀Q不了玻纖的耐堿性問(wèn)題,始終未獲成功。到了六十年代末期,英國(guó)人發(fā)明了賽姆菲爾(Cem Fil)玻璃纖維,GRC才算真正問(wèn)世。
賽姆菲爾玻纖是專(zhuān)門(mén)為GRC研制的耐堿玻纖。它是一種含有氧化鋯(ZrO2)的玻璃纖維。當(dāng)水泥石中的Ca(OH)2侵蝕玻璃纖維時(shí),玻璃纖維表面的氧化鋯的相對(duì)濃度不斷增加,最后形成了一層保護(hù)膜,從而阻延和降低了Ca(OH)2侵蝕的強(qiáng)度與速度,提高了玻纖的耐久性,進(jìn)而也提高了GRC產(chǎn)品的耐久性。
賽姆菲爾玻纖是國(guó)際上應(yīng)用最廣的GRC專(zhuān)用玻纖,已經(jīng)有三十多年實(shí)際工程應(yīng)用歷史,其性能較為可靠。世界各主要發(fā)達(dá)國(guó)家規(guī)定耐堿玻纖中的氧化鋯含量應(yīng)達(dá)到16%,賽姆菲爾玻纖完全符合這一標(biāo)準(zhǔn)。其抗拉強(qiáng)度也很高。特別需要說(shuō)明的是,賽姆菲爾玻纖具有非常好的分散性、堅(jiān)挺性和固結(jié)性,在玻纖摻量較多的情況下不會(huì)聚堆、起團(tuán)、打折,工藝性能很好。
賽姆菲爾玻纖價(jià)格較高,3萬(wàn)多元一噸,因此國(guó)內(nèi)大多數(shù)GRC廠家不用它。但我們建議用戶(hù),用于高處的構(gòu)件、大型構(gòu)件和重要的公共建筑所用的構(gòu)件,最好使用賽姆菲爾玻纖。
目前,國(guó)內(nèi)也生產(chǎn)耐堿玻纖,氧化鋯(ZrO2)含量約為14%,較之賽姆菲爾玻纖和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)要低,其工藝性(分散性、堅(jiān)挺性)也差一些,大量摻加時(shí)有聚堆、起團(tuán)現(xiàn)象。國(guó)產(chǎn)最好的耐堿玻纖的價(jià)格在1.5萬(wàn)元/噸左右。還有一種所謂的耐堿玻纖是在普通玻纖表面涂塑,一些不負(fù)責(zé)任的廠家因便宜用它來(lái)增強(qiáng)GRC,這是一種自欺欺人的作法。至于那些直接將普通玻纖用于GRC中的廠家要么是無(wú)知,要么是無(wú)德,他們的產(chǎn)品是絕對(duì)不能用的。
GRC中是不是用了耐堿玻纖是很難檢查或檢驗(yàn)的,用戶(hù)只能要求廠家提供玻纖材質(zhì)報(bào)告單和進(jìn)貨記錄,并向玻纖供貨廠家核實(shí)。當(dāng)然,通過(guò)對(duì)GRC廠家的考察也能看出其技術(shù)實(shí)力與管理能力。還有一個(gè)辦法就是看GRC的價(jià)格,由于玻璃纖維的價(jià)值在GRC中占很大比重,那些價(jià)格很低的廠家很可能是在玻璃纖維上做文章了。
當(dāng)有人告訴你一批鋼筋混凝土構(gòu)件中的鋼筋很快就會(huì)融化了,這些構(gòu)件就是不要錢(qián)你也不會(huì)用的。同樣,不使用耐堿玻纖的GRC構(gòu)件,價(jià)格再便宜也不能用。
如果一個(gè)鋼筋混凝土構(gòu)件的配筋不足,你一定不敢使用。而目前國(guó)內(nèi)一些廠家生產(chǎn)的GRC構(gòu)件其玻纖含量嚴(yán)重不足。
GRC是靠玻纖增強(qiáng)的,沒(méi)有玻纖,它與水泥砂漿沒(méi)什么兩樣。所以,玻纖量不足的GRC產(chǎn)品應(yīng)當(dāng)斷定為劣質(zhì)產(chǎn)品。
GRC中的玻纖含量是決定GRC力學(xué)性能特別是抗拉強(qiáng)度的最關(guān)鍵的指標(biāo)。玻纖摻量過(guò)少,無(wú)法起到增強(qiáng)作用,而玻纖量過(guò)大,又可能與水泥漿結(jié)合不緊,無(wú)法壓實(shí)或聚堆起團(tuán),反倒消弱GRC的強(qiáng)度,過(guò)猶不及。
玻纖摻量有最低臨界含量和最高極限含量?jī)蓚(gè)界限。當(dāng)玻纖含量低于最低臨界量時(shí),GRC受拉達(dá)到水泥石斷裂強(qiáng)度極限后,水泥石出現(xiàn)裂縫,這時(shí),玻纖應(yīng)當(dāng)起作用了。但由于其含量太少,無(wú)法起到增強(qiáng)作用。GRC的抗拉強(qiáng)度也就是水泥石的抗拉強(qiáng)度,一點(diǎn)也沒(méi)有提高。
當(dāng)玻纖量高于最低臨界含量時(shí),GRC受拉使水泥石出現(xiàn)裂縫后,其拉力被玻纖所承擔(dān),玻纖摻量越多,其增強(qiáng)的能力也越大,這時(shí)玻纖處于正常工作狀態(tài)。
當(dāng)玻纖摻量高于最高極限摻量時(shí),水泥砂漿不足以包裹固結(jié)玻璃纖維,水泥石的連續(xù)性被破壞,從而其抗拉抗壓強(qiáng)度都大大降低。
GRC中玻纖含量多少為宜是要經(jīng)過(guò)試驗(yàn)確定的。
國(guó)內(nèi)一些GRC廠家摻加很少的短纖維,主要靠玻纖網(wǎng)來(lái)增強(qiáng),有的甚至只用玻纖網(wǎng),不摻短纖維。其實(shí),GRC的增強(qiáng)作用主要應(yīng)該依賴(lài)于短纖維,玻纖網(wǎng)只能起輔助作用。
GRC構(gòu)件玻纖量足不足可以由以下方法判斷:
(1)從構(gòu)件上取樣做抗折實(shí)驗(yàn),檢驗(yàn)是否達(dá)到抗彎強(qiáng)度指標(biāo)。
(2)用摔或砸的破壞性試驗(yàn)辦法判斷其韌性。玻纖含量小則易碎。從其斷裂面也能大致看出除了網(wǎng)玻纖外有沒(méi)有短玻纖以及玻纖含量大小的情況。
除耐堿玻纖以外,GRC主要原材料有水泥、砂子、外加劑和水,這些原材料的質(zhì)量必須得到保證。
6.1水泥
目前國(guó)外的GRC制品多使用波特蘭水泥,即普通硅酸鹽水泥。普通水泥堿度較高(PH值為13),應(yīng)當(dāng)說(shuō)對(duì)GRC是不利的。但國(guó)外GRC所用的賽姆菲爾玻纖耐堿性能較好,再加上許多生產(chǎn)廠家在GRC中摻加混合材料或聚和物,以減少堿性物質(zhì)對(duì)玻璃纖維的侵蝕,所以其質(zhì)量與耐久性是有保證的。
國(guó)內(nèi)的GRC制品最好使用低堿度的水泥。中國(guó)的低堿度硫鋁酸鹽水泥很適合于GRC,其PH值不到11,對(duì)提高GRC的耐久性增強(qiáng)了保險(xiǎn)因素。特別是在使用氧化鋯含量低的國(guó)產(chǎn)玻纖時(shí),必須使用低堿度水泥。
檢查水泥質(zhì)量除了檢查水泥材質(zhì)單外,還應(yīng)當(dāng)檢查水泥的進(jìn)貨日期。因?yàn)樗嘣诖娣湃齻(gè)月后其強(qiáng)度損失15%以上,使用過(guò)期的水泥會(huì)大大影響產(chǎn)品質(zhì)量。
如果有條件看一下工廠的水泥庫(kù)也是很有必要的。水泥貯存保管條件是否防潮,是否做到先進(jìn)先出,也是質(zhì)量保證的重要環(huán)節(jié)。
6.2砂子
砂子在水泥膠凝體中并不參與化學(xué)反應(yīng),但它對(duì)水泥石的性質(zhì)有著很大的影響。一是它起著骨架的作用,因而也被稱(chēng)為骨料。二是它可以減少水泥膠凝體的干縮,并由此而減少了由干縮引起的裂縫與變形。當(dāng)然了,使用砂子也會(huì)降低造價(jià)。
用于GRC中的砂子要保證清潔,不含雜質(zhì)與泥土。含水率低。由于GRC構(gòu)件為薄壁型構(gòu)件,泥塊或較大顆粒的雜物在斷面上的相對(duì)尺度大了,會(huì)造成局部強(qiáng)度降低。
用于GRC中的砂子要慎重選定粒徑的大小。由于GRC系薄型構(gòu)件,斷面較小,大顆粒砂子對(duì)材質(zhì)的連續(xù)性有阻斷作用,而顆粒過(guò)細(xì)其總表面積增大,包裹砂子所需的水泥漿料就要增加。
砂子的級(jí)配也很重要。理想的砂子應(yīng)當(dāng)是大小搭配而不是大小均勻的。級(jí)配好的砂子會(huì)使GRC更密實(shí)一些。
6.3外加劑
GRC使用外加劑可以減少內(nèi)部孔隙,提高抗?jié)B透性和抗凍融性。
在不增加水的情況下,提高易加工性能,增加流動(dòng)性,改變粘聚性,降低泌水性,減少離析現(xiàn)象。國(guó)外的GRC制品無(wú)一例外地使用塑化劑Plasticiser,而國(guó)內(nèi)只有少數(shù)廠家使用外加劑。
GRC的配合比設(shè)計(jì)主要是確定玻纖含量、灰砂比和水灰比。
許多人有一種誤解,以為GRC有一個(gè)固定的配方,照著配料就可以制做GRC了。
其實(shí)GRC的性能取決于諸多因素,是若干個(gè)變量的函數(shù)。其主要的力學(xué)指標(biāo)不是通過(guò)計(jì)算得到的,而是要通過(guò)試驗(yàn)獲取。比如在配合比相同的情況,短玻纖的長(zhǎng)度不一樣,GRC的抗拉強(qiáng)度就不同;砂子粗細(xì)不一樣,其性能也會(huì)發(fā)生變化。因此,配合比的設(shè)計(jì)過(guò)程實(shí)際上是根據(jù)原材料的特性進(jìn)行試配、試驗(yàn)、再試配,最終取得理想配比的過(guò)程。一個(gè)生產(chǎn)制做GRC構(gòu)件的企業(yè),應(yīng)當(dāng)具備配合比設(shè)計(jì)試驗(yàn)的能力。
關(guān)于玻纖含量對(duì)GRC性能的影響前面已經(jīng)談到,這里介紹一下灰砂比與水灰比對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響。
灰砂比是水泥與砂子的比例關(guān)系。它對(duì)于GRC的抗壓強(qiáng)度和抗收縮裂縫的性能有著決定性的影響。灰砂比與砂子的粗細(xì)和級(jí)配有關(guān),恰到好處的灰砂比既能使水泥漿將砂子完全包裹,又可使水泥漿所填充的空間盡量減小。
水灰比是水與水泥的比例關(guān)系。水灰比是影響GRC強(qiáng)度、耐久性、凍融性、滲透性、收縮性和加工性的重要指標(biāo)。水泥與水進(jìn)行水化反應(yīng)大約需要水泥重量25%的水量。而按這個(gè)比例攪拌的水泥漿太干,無(wú)法加工。所以,實(shí)際生產(chǎn)時(shí)的水灰比要大一些。然而,所有水化反應(yīng)之外多出來(lái)的水最終揮發(fā)掉后,會(huì)在水泥膠凝體中留下空隙,對(duì)強(qiáng)度、凍融性等產(chǎn)生不利的影響。因此,在保證可加工性的前提下,盡可能地降低水灰比是非常重要的。特別對(duì)于GRC這種薄壁型構(gòu)件,控制水量以減少孔隙更為重要。對(duì)質(zhì)量看重的廠家在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)中應(yīng)當(dāng)對(duì)水灰比嚴(yán)格控制,水的計(jì)量必須準(zhǔn)確、可靠。那種眼估計(jì)量甚至憑感覺(jué)加水的生產(chǎn)方式所生產(chǎn)的GRC,其性能是極不可靠的。
GRC建筑裝飾構(gòu)件的設(shè)計(jì)絕不是選個(gè)造型、定個(gè)厚度就行了,而是需要進(jìn)行荷載分析、力學(xué)計(jì)算和構(gòu)造設(shè)計(jì)。
8.1 荷載分析
GRC建筑裝飾構(gòu)件在使用過(guò)程中所承受的荷載主要是:自重荷載、風(fēng)荷載和地震荷載。有的構(gòu)件則需要考慮其他荷載。比如柱子往往由數(shù)截組成,下截的柱子就要承受上部柱子與柱頭傳遞下來(lái)的荷載。再比如窗臺(tái)線,可能須考慮人員戶(hù)外擦玻璃時(shí)的荷載。
除了使用過(guò)程中的荷載外,GRC構(gòu)件脫膜、搬運(yùn)、運(yùn)輸和安裝過(guò)程中的荷載也要予以考慮。許多時(shí)候,這些荷載對(duì)于構(gòu)件的設(shè)計(jì)起了決定性的作用。
在構(gòu)件設(shè)計(jì)過(guò)程中,應(yīng)當(dāng)將各項(xiàng)荷載一一算出,并進(jìn)行組合分析,確定最不利的組合作為設(shè)計(jì)荷載。尤其是大型構(gòu)件、用于高層的構(gòu)件和非廠家標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品的構(gòu)件須認(rèn)真進(jìn)行分析計(jì)算。
8.2 力學(xué)計(jì)算
在確定了構(gòu)件形狀和計(jì)算出了設(shè)計(jì)荷載組合的數(shù)值后,須對(duì)構(gòu)件進(jìn)行力學(xué)計(jì)算。
力學(xué)計(jì)算主要復(fù)核構(gòu)件在荷載作用下其抗彎抗剪(有時(shí)還要復(fù)核抗拉)強(qiáng)度是否滿足要求。
在計(jì)算以前須首先設(shè)定構(gòu)件的厚度、肋的間距和肋與邊肋的構(gòu)造。經(jīng)過(guò)計(jì)算后再根據(jù)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行調(diào)整。
GRC構(gòu)件的力學(xué)計(jì)算,一般情況下是將其假設(shè)為各向均質(zhì)的彈性物質(zhì),其強(qiáng)度指標(biāo)取其達(dá)到養(yǎng)護(hù)令期時(shí)的比例極限。對(duì)于造型復(fù)雜的構(gòu)件,還應(yīng)對(duì)其斷面進(jìn)行簡(jiǎn)化。
構(gòu)件板與肋和邊肋的支撐形式須根據(jù)肋的尺度與剛度決定。
8.3 構(gòu)造設(shè)計(jì)
GRC構(gòu)件的突出特點(diǎn)是造型豐富。不同的造型在荷載作用下內(nèi)力與變形差異很大。因此,構(gòu)造設(shè)計(jì)對(duì)于保證GRC構(gòu)件的安全可靠是非常重要的。
GRC構(gòu)件的構(gòu)造設(shè)計(jì)包括:肋與邊肋的設(shè)計(jì)、應(yīng)力集中部位的設(shè)計(jì)、局部加強(qiáng)設(shè)計(jì)等。
GRC構(gòu)件的肋與邊肋相對(duì)于板是一種支撐。其形狀尺寸對(duì)其剛度進(jìn)而對(duì)整個(gè)構(gòu)件的受力性能影響很大,肋的剛度相對(duì)于板大很多,可視為鉸支撐,肋的剛度相對(duì)于板差不很多,可視為固定支撐。兩種不同支撐對(duì)于板的內(nèi)力和對(duì)變形的約束都不一樣。
一些GRC構(gòu)件轉(zhuǎn)角多,突變多。因此,必須在這些地方考慮抗應(yīng)力集中的措施。在肋與板結(jié)合處、埋件處也必須采取加強(qiáng)措施。
作為用戶(hù),可先要求GRC生產(chǎn)廠家提供產(chǎn)品構(gòu)造設(shè)計(jì)圖,對(duì)于大型構(gòu)件,亦可要求提供設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)。一個(gè)構(gòu)件設(shè)計(jì)的如何,結(jié)構(gòu)工程師通過(guò)檢查實(shí)物也能做出定性的判斷。比如有的GRC構(gòu)件在局部用鋼筋增強(qiáng)時(shí)沒(méi)有考慮足夠的保護(hù)層,這樣水分很容易滲入使鋼筋銹蝕,鋼筋銹蝕后膨脹,又使包裹其的GRC開(kāi)裂,最終導(dǎo)致破壞。像這種加了鋼筋又不考慮保護(hù)層的構(gòu)件顯然是構(gòu)造上沒(méi)有做認(rèn)真的設(shè)計(jì)。檢查實(shí)物很容易發(fā)現(xiàn)。
GRC構(gòu)件的預(yù)埋件與安裝結(jié)點(diǎn)必須保證安全、可靠與耐久,在設(shè)計(jì)預(yù)埋件與安裝結(jié)點(diǎn)時(shí),必須首先考慮到GRC干濕變形大的這一特點(diǎn)。
9.1干濕變形
GRC的干濕變形是需要格外重視的。由于GRC中水泥與集料的比率較之混凝土更大,其收縮變形也大;又由于GRC構(gòu)件是薄壁型構(gòu)件,容易干透也容易濕透,所以其干濕變化的頻率和變形的幅度要大。據(jù)測(cè)試,GRC干濕變形率約為混凝土的10倍。
GRC在使用過(guò)程中的變形,如果受到完全約束,在構(gòu)件中會(huì)產(chǎn)生較大的內(nèi)力,其數(shù)值超過(guò)了GRC的抗拉強(qiáng)度,從而導(dǎo)致構(gòu)件的裂縫、斷裂。因此,必須計(jì)算GRC構(gòu)件的變形量,安裝節(jié)點(diǎn)必須采用彈性可位移結(jié)點(diǎn)。GRC構(gòu)件不能用完全焊接的方式安裝。
目前數(shù)多GRC廠家采取焊接方式安裝GRC 構(gòu)件,將構(gòu)件完全約束,這顯然沒(méi)有考慮GRC干濕變形的特點(diǎn),是很不安全的。
9.2埋件設(shè)計(jì)
埋件設(shè)計(jì)要考慮以下因素:
(1)埋件的受彎受拉和受剪計(jì)算,確定材質(zhì)與斷面尺寸,保證足夠的安全性。
(2)埋件在GRC中的錨固及對(duì)應(yīng)力集中部位的局部加強(qiáng)措施。埋件的錨固長(zhǎng)度與方式應(yīng)參照混凝土中預(yù)埋件的錨固方法,應(yīng)有足夠的長(zhǎng)度并有足夠厚度的保護(hù)層。由于GRC是薄壁型構(gòu)件,埋件處應(yīng)局部加強(qiáng),如增加胡子筋等。
(3)埋件與安裝結(jié)點(diǎn)的連結(jié)方式與彈性位移的余量,連結(jié)件的設(shè)計(jì)。
(4)埋件的防銹處理
國(guó)外的GRC標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于預(yù)埋件的要求是必須使用鍍鋅埋件,禁止使用未經(jīng)防銹處理的低碳鋼埋件。
一般情況下,GRC構(gòu)件安裝之后,不可能再對(duì)埋件進(jìn)行防銹處理。僅僅刷防銹漆的埋件一兩年后就會(huì)開(kāi)始銹蝕,如果構(gòu)件的埋件部位沒(méi)有被有效地封閉,構(gòu)件的安全可靠性就不能保證。
高層建筑、重要建筑、沿海或潮濕地區(qū)的建筑所用的GRC構(gòu)件在埋件的防銹問(wèn)題上尤其要重視。
采用鍍鋅處理的埋件不能用焊接的方式與安裝連結(jié)件相連,鍍鋅層的局部破壞會(huì)加劇銹蝕的發(fā)生。
GRC構(gòu)件的埋件探在構(gòu)件之外,埋件在搬運(yùn)安裝過(guò)程中很容易被碰,造成局部的裂縫損傷。當(dāng)這種裂縫很細(xì)小未被發(fā)現(xiàn)時(shí),構(gòu)件安裝在建筑物上,受力后就會(huì)擴(kuò)展,留下安全隱患。所以?xún)?nèi)探式的埋件較為可靠。
GRC構(gòu)件的厚度是根據(jù)負(fù)荷計(jì)算確定的,如果厚度不夠會(huì)導(dǎo)致承載力的不足,厚度超過(guò)了又會(huì)使構(gòu)件變重。無(wú)論過(guò)薄過(guò)厚,對(duì)安全都不利。
GRC作為僅1公分左右厚的薄型構(gòu)件,厚度的誤差控制比較難,再加上許多裝飾性的構(gòu)件造型復(fù)雜,在生產(chǎn)管理和工藝措施上須格外下功夫才能保證厚度均勻。一個(gè)生產(chǎn)管理水平和技術(shù)水平低的工廠很難做出厚度均勻的產(chǎn)品。
從構(gòu)件的外側(cè)看,構(gòu)件凹的地方容易做薄,凸的地方容易做厚,而這些凹凸變化的地方恰恰是應(yīng)力集中的部位,所以應(yīng)做為檢測(cè)重點(diǎn)。
構(gòu)件是否均勻可用雙向卡鉗檢查,也可以抽樣切割檢查。肉眼看構(gòu)件的背面是否平整光潔,形狀是否對(duì),也能對(duì)構(gòu)件是否均勻做出一個(gè)判斷。
GRC構(gòu)件的養(yǎng)護(hù)控制是很重要的,養(yǎng)護(hù)不好的構(gòu)件,強(qiáng)度低、耐久性差、抗凍融性差。
水泥與水的水化反應(yīng)過(guò)程,在終凝后還會(huì)持續(xù),這期間如果缺水或溫度過(guò)低,水化反應(yīng)就會(huì)中止,強(qiáng)度不再增長(zhǎng)。GRC構(gòu)件由于很薄,脫膜后其水分很容易被風(fēng)干或曬干,所以它的養(yǎng)護(hù)遠(yuǎn)比混凝土重要得多。
GRC的養(yǎng)護(hù)方法有多種,蒸汽、淋水、浸水、覆膜和摻外加劑等,無(wú)論何種養(yǎng)護(hù)都必須保證其達(dá)到設(shè)計(jì)的強(qiáng)度。
用戶(hù)對(duì)GRC構(gòu)件養(yǎng)護(hù)質(zhì)量的檢查可以通過(guò)觀察、敲擊和局部破壞的方式進(jìn)行。養(yǎng)護(hù)不好的GRC制品表面起灰起砂;敲擊時(shí)聲音發(fā)糠;局部破壞時(shí)其斷面發(fā)渣,用手能掰掉渣,顏色呈灰黃色。
GRC構(gòu)件的安裝節(jié)點(diǎn)須考慮:
連結(jié)件與墻體的連結(jié)、連結(jié)件與構(gòu)件的連結(jié)。為了保證安全可靠耐久,以下因素必須格外重視:
(1)連接點(diǎn)受力分析與計(jì)算。
(2)連接件材質(zhì)、尺寸的確定。
(3)墻體狀況的判斷。特別是空心磚墻、加氣混凝土墻和年久失修表面脫落及墻體酥松的墻要進(jìn)行特殊的設(shè)計(jì)。
(4)連接件與墻體連接的可靠性分析及計(jì)算。
(5)彈位可位移結(jié)點(diǎn)的保證。這是非常重要的。這一條意味著把構(gòu)件焊牢的方式是不能用的。
(6)連接件的防銹蝕措施,應(yīng)當(dāng)與構(gòu)件的埋件相同。
(7)連續(xù)或組合構(gòu)件縫的處理。有些用戶(hù)和GRC廠家在安裝連續(xù)性構(gòu)件如檐線柱子時(shí),不愿意在接頭處有縫,要么靠緊,要么將縫堵實(shí)。這種做法是錯(cuò)誤的。首先,前面已經(jīng)提到, 不留變形余量是會(huì)使構(gòu)件產(chǎn)生很大內(nèi)力。第二,構(gòu)件與構(gòu)件接縫處必裂無(wú)疑。這是客觀規(guī)律,誰(shuí)也無(wú)法違背。因此,連續(xù)性組合性構(gòu)件的接縫處應(yīng)當(dāng)留有幾毫米的間隙,如考慮防水可填膠處理。
安裝結(jié)點(diǎn)應(yīng)當(dāng)由有經(jīng)驗(yàn)的結(jié)構(gòu)工程師設(shè)計(jì)。應(yīng)當(dāng)有規(guī)范的設(shè)計(jì)圖紙。用戶(hù)在選擇GRC廠家時(shí),應(yīng)當(dāng)對(duì)這一點(diǎn)關(guān)注。
除了前面提到的質(zhì)量要點(diǎn)外,GRC構(gòu)件的生產(chǎn)制做過(guò)程還有以下環(huán)節(jié)須嚴(yán)加控制
(1)各種原材料準(zhǔn)確計(jì)量,特別是玻纖與水的計(jì)量。
(2)攪拌時(shí)間控制。采用預(yù)混法時(shí),玻纖的攪拌控制要格外注意時(shí)間。過(guò)短分散不均勻,過(guò)長(zhǎng)則損害玻纖。
(3)保證構(gòu)件密實(shí)度,特別是埋件處的密實(shí)度。
一般情況下,用戶(hù)無(wú)法看到GRC構(gòu)件的生產(chǎn)過(guò)程,但通過(guò)對(duì)廠家規(guī)模實(shí)力和管理水平的考察,特別是對(duì)其質(zhì)量保證體系的考察,可以做出大致的判斷。
14.1 概述
GRC的性能是指其物理性能、化學(xué)性能與生物性能。
GRC的物理性能包括:容重、抗拉強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、抗沖擊強(qiáng)度、彈性模量、收縮性、干濕變形、溫度變形、徐變性能、抗凍融性能、抗?jié)B性、防火性能、吸水性、隔熱性和隔音性能等。
GRC的化學(xué)性能包括:碳化反應(yīng)、抗酸性等。
GRC的生物性能包括:抗霉變性能、防蟲(chóng)蛀性能等。
對(duì)于用于外墻的裝飾構(gòu)件,最重要的性能是抗彎強(qiáng)度,抗拉強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度等。
14.2 決定性能的要素
GRC的性能主要取決與以下因素:
1、原材料
(1)玻璃纖維的耐堿性(必須保證耐堿性)
(2)玻璃纖維在水泥漿料中的分散性和固結(jié)性
(3)玻璃纖維的強(qiáng)度,彈性模量
(4)玻璃纖維的長(zhǎng)度
(5)水泥的品種(低堿度水泥)
(6)水泥強(qiáng)度、保存期
(7)砂子的粒徑、級(jí)配、含泥量
(8)外加劑的品種及摻量
(9)其他集料與混合物(如聚合物)
2、配合比
(10)玻纖含量(必須保證摻量)
(11)灰砂比(水與砂子的重量比)
(12)水灰比(水與水泥的重量比)
3、制做工藝
(13)工藝方法(噴射法還是預(yù)混法)
(14)計(jì)量(必須保證準(zhǔn)確計(jì)量、特別是玻纖和水的計(jì)量)
(15)攪拌時(shí)間控制(過(guò)長(zhǎng)或過(guò)短都不利)
(16)密實(shí)度保證
(17)厚度均勻保證
(18)玻纖在水泥漿中均勻分布和亂向分布
(19)玻纖與水泥漿的結(jié)合程度
(20)養(yǎng)護(hù)控制
GRC建筑裝飾構(gòu)件的質(zhì)量還取決于構(gòu)件設(shè)計(jì)與安裝過(guò)程的如下因素:
4、構(gòu)件設(shè)計(jì)
(21)外型設(shè)計(jì)
(22)荷載分析與內(nèi)力計(jì)算
(23)厚度設(shè)計(jì)
(24)應(yīng)力集中與邊口處構(gòu)造設(shè)計(jì)
(25)局部加強(qiáng)設(shè)計(jì)
(26)運(yùn)輸安裝荷載復(fù)核
5、安裝控制
(27)墻體檢查
(28)安裝節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)
(29)變形伸縮量調(diào)節(jié)(嚴(yán)禁全焊接固定)
(30)安裝件防銹
14.3 主要指標(biāo)
1、容重
噴射法 1.9—2.1T/m3
預(yù)混法 1.9—2.0 T/m3
2、抗彎強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度是GRC最主要的力學(xué)指標(biāo)。主要取決于GRC配合比、玻纖含量、制做工藝方法、密實(shí)度和養(yǎng)護(hù)條件等。用賽姆菲爾玻纖配置的GRC的力學(xué)指標(biāo)見(jiàn)下表:
項(xiàng)目 單位 噴射法 預(yù)混法
抗拉比例極限強(qiáng)度 MPa 5—7 4—6
抗拉斷裂極限強(qiáng)度 MPa 8—11 4—7
抗彎比例極限強(qiáng)度 MPa 7—11 5—8
抗彎斷裂極限強(qiáng)度 MPa 20—30 10—14
抗剪強(qiáng)度(沿邊) MPa 8—11 4—7
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