1、住宅產(chǎn)業(yè)化與裝配式建筑
住宅產(chǎn)業(yè)化是指利用科學(xué)技術(shù)改造傳統(tǒng)住宅產(chǎn)業(yè)，實現(xiàn)以工業(yè)化的建造體系為基礎(chǔ)，以建造體系和部品體系的標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、模數(shù)化為依托，以住宅設(shè)計、生產(chǎn)、銷售和售后服務(wù)為一個完整的產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)，以節(jié)能、環(huán)保和資源的循環(huán)利用為特色，在提高勞動生產(chǎn)率的同時，提升住宅的質(zhì)量與品質(zhì)，最終實現(xiàn)住宅的可持續(xù)發(fā)展[1]。
PCa結(jié)構(gòu)是裝配式混凝土結(jié)構(gòu)(PrecastConcrete)的簡稱，由預(yù)制混凝土構(gòu)件或部件通過各種可靠的連接方式裝配而成的混凝土結(jié)構(gòu)，包括裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)、全裝配混凝土結(jié)構(gòu)等。在建筑工程中，簡稱裝配式建筑[2]。與現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)相比，裝配式混凝土結(jié)構(gòu)將部分現(xiàn)場工作量移入工廠，不僅可以節(jié)約大量勞動力、提高工程質(zhì)量，而且可以減少施工材料和施工工期。
住宅產(chǎn)業(yè)化的理念最早在20世紀(jì)60年代末由日本提出，日本也是世界上率先在工廠里生產(chǎn)住宅的國家。自20世紀(jì)60 年代開始推進(jìn)住宅產(chǎn)業(yè)化，大力普及集成住宅，并下功夫研究住宅產(chǎn)業(yè)化，改進(jìn)建筑質(zhì)量，才使地處地震多發(fā)地帶的日本在近年發(fā)生的大地震中避免了大量人員的傷亡。日本已具有完整、標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的住宅結(jié)構(gòu)體系及與之配套的成套技術(shù)。在住宅標(biāo)準(zhǔn)化方面，日本各類住宅部件(構(gòu)配件、制品設(shè)備)工業(yè)化、社會化生產(chǎn)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)已十分齊全，占標(biāo)準(zhǔn)總數(shù)的80% 以上，部件尺寸和功能標(biāo)準(zhǔn)也已形成體系[3]。
預(yù)制裝配式建筑曾在國內(nèi)以大板房為代表的上世紀(jì)80 年代盛極一時。到了上世紀(jì)90 年代，傳統(tǒng)的預(yù)制裝配式建筑由于抗震、防水等問題未能及時解決，以及現(xiàn)澆混凝土技術(shù)的突飛猛進(jìn)，最終為市場所淘汰。進(jìn)入21 世紀(jì)以后，以萬科、遠(yuǎn)大等為代表的科技地產(chǎn)企業(yè)，重新將新一代PCa建筑引入市場[4]。由于國內(nèi)建筑工業(yè)化真正起步自2013年開始，產(chǎn)業(yè)還沒有形成規(guī)模化，產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系還不規(guī)范，導(dǎo)致建筑成本比傳統(tǒng)建筑貴500~700元/平米，目前開工仍不足傳統(tǒng)建筑的1%。
但是，近年來國內(nèi)建筑行業(yè)發(fā)生了較大變化，在建材方面，中國大陸2013 年粗鋼產(chǎn)量占全球產(chǎn)鋼比重首次超過50%，水泥產(chǎn)量超過60%，主要工業(yè)化建材產(chǎn)量多年居世界第一位，企業(yè)產(chǎn)能過剩，庫存增加;勞動力成本平均6%～ 10%的增長，能源、水等資源價格也在上升，建筑環(huán)境的變化促使企業(yè)采用新建筑體系、新施工方法以提高生產(chǎn)率并降低成本，對此多個省市針對裝配式建筑特別是裝配式住宅給予資金補(bǔ)貼、面積獎勵等政策扶持[5]。隨著《中共中央、國務(wù)院關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)城市規(guī)劃建設(shè)管理工作的若干意見》的出臺，勾畫了“十三五”乃至未來一段時間中國城市發(fā)展的具體“路線圖”。其中重點提出，要發(fā)展新型建造方式，大力推廣裝配式建筑，力爭用10年左右時間，使裝配式建筑占新建建筑的比例達(dá)到30%，裝配式建筑有望迎來新一輪的快速增長，見圖1。
2、裝配式建筑外墻施工用密封膠
2.1裝配式建筑的外墻防水設(shè)計
外墻水平接縫的防水，宜在內(nèi)外側(cè)設(shè)置兩道材料防水，并加一道結(jié)構(gòu)防水。外墻板內(nèi)高外低的企口構(gòu)造，可防止外側(cè)的防水材料遭到破壞時水進(jìn)入室內(nèi);由此形成的空腔，也有利于滲入的水流向垂直處的排水口，外墻垂直接縫的防水宜采用兩道密封，在中間設(shè)置空腔，并每隔3～4 層設(shè)計排水口，如圖2所示：
即在墻的室內(nèi)側(cè)與室外側(cè)均設(shè)計密封材料作防水。外側(cè)防水是耐候性密封，主要作用是防止紫外線、雨雪等氣候因素的影響。內(nèi)側(cè)防水是二道防水，阻隔突破一道密封的外界水汽與內(nèi)側(cè)發(fā)生交換，同時也可防止室內(nèi)由于裝修等原因造成的水流入接縫，造成漏水。內(nèi)側(cè)防水由于不直接暴露，受到保護(hù)，其耐久性更好。
2.2 裝配式建筑用密封膠的對比
目前常用的建筑密封膠有硅酮(SR)密封膠、聚氨酯(PU)密封膠和硅烷改性(如MS)密封膠等[6]，基本結(jié)構(gòu)如圖3所示。硅酮(SR)密封膠以線性聚硅氧烷為主原料，固化過程中與交聯(lián)劑反應(yīng)形成網(wǎng)狀的Si—O—Si 骨架結(jié)構(gòu)，因而先天具有優(yōu)異的耐候性，是玻璃幕墻密封的首選材料;缺點是表面不可涂飾、易污染基材，影響工程美觀度，同時常規(guī)硅酮(SR)密封膠對預(yù)制混凝土的粘接不佳，時間長易界面開裂導(dǎo)致漏水。聚氨酯(PU)密封膠以聚氨酯預(yù)聚體為主要成分制成，其主鏈以C—O和N—C為主，具有表面可涂飾、對基材無污染、與混凝土粘結(jié)良好等特點;缺點是耐老化性能相對較差，固化易起泡，而基于甲苯二異氰酸酯(TDI,毒性大)體系的低模量產(chǎn)品，含有游離異氰酸酯(-NCO)和苯類溶劑，對環(huán)境及人體危害較大。硅烷改性(如MS)密封膠以端硅烷封端聚醚為基礎(chǔ)樹脂制備，主鏈由C—O、C—C和Si—O—Si 鍵組成，具有極低VOC、無增塑劑遷移、固化不產(chǎn)生氣泡、表面可涂飾、對基材無污染腐蝕等特點，不足的是耐老化和耐光性性能雖優(yōu)但不及SR密封膠，需要通過添加助劑來提升相應(yīng)性能，同時大部分的硅烷改性聚合物生產(chǎn)技術(shù)被國外少數(shù)幾家公司掌握，聚合物材料價格偏高。
對于密封膠來說，對基材的粘接性是最基本也最重要的性能之一，目前裝配式建筑所用的外墻掛板基本都是預(yù)制混凝土(PCa)板、水泥纖維板，普通的密封膠在這類板材的表面形成粘接不易，這是由于它們都是多孔堿性基材[7]，孔洞大小不一分布不均勻、基材吸水時堿性物質(zhì)遷移到密封膠和板材的接觸面都會對密封膠的粘接產(chǎn)生不利影響，而且板材在車間預(yù)制生產(chǎn)時，會使用脫模劑，殘留在板材上的脫模劑對密封膠粘接提出了更高的要求。為了保障接縫密封膠對板材的粘接性，施工前需要清理粘接界面灰塵，同時使用界面處理劑或者底涂對界面進(jìn)行處理，但是目前國內(nèi)的施工隊伍水平參差不齊，也沒有相應(yīng)的密封膠施工標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，很多時候都省略了涂刷界面處理劑的環(huán)節(jié)，因此選擇合適的密封膠顯得更為重要。
之江研制的低模量硅烷改性(MS)密封膠充分考慮了這方面的影響，在僅清理界面而沒有涂刷界面處理劑的情況下，都能對混凝土基材有良好的粘接性，從而為裝配式建筑的防水密封提供了保障，而同樣情況下硅酮(SR)密封膠對混凝土的粘接性不佳，時間長粘接界面易開裂導(dǎo)致漏水，見圖4。
而且硅烷改性(MS)密封膠對多孔基材無污染，圖5為市面的硅酮抗污染石材膠和硅烷改性(MS)密封膠的室外曝曬實驗對比，盡管硅酮(SR)密封膠具有較好的耐候性，但在一到兩年后抗污染的硅酮膠仍會對多孔基材造成污染，這主要是由于在外界的水和表面張力的作用下, 使得硅酮膠內(nèi)的硅油擴(kuò)散到多孔基材接觸面。空氣中的污染物質(zhì)由于靜電吸附而附著在硅油上，就會產(chǎn)生接縫周圍的污染。同時硅油具有疏水性，墻面在雨水的沖洗下形成了條紋，造成明顯的污染，影響工程的美觀度，而硅烷改性(MS)密封膠超過5年的測試仍未發(fā)現(xiàn)對多孔基材造成污染。
雖然基于甲苯二異氰酸酯(TDI)體系的低模量聚氨酯(PU)密封膠對混凝土的初期粘接力優(yōu)良，但是由于聚氨酯耐候性差，用于外墻密封用途時，長期受陽光直射以后膠會產(chǎn)生本體粉化、龜裂，進(jìn)而造成密封失效。而硅烷改性(MS)密封膠可以保持長期的耐候性，見圖6。
同時聚氨酯(PU)密封膠在夏季施工時易產(chǎn)生氣泡，影響整體膠縫的平整度，內(nèi)部氣孔對膠本體的強(qiáng)度和伸長率都有不利影響。而硅烷改性(MS)密封膠在高溫施工也都能均勻固化，見圖7。
我國幅員遼闊，溫差差異大，而混凝土隨著溫度的變化產(chǎn)生收縮膨脹也比較大，特別是低溫時隨著混凝土收縮密封膠產(chǎn)生拉伸形變，硅烷改性(MS)密封膠有著較好的低溫柔性，低溫時也保持著較低的模量(見表1)，而且單組分的低模量硅烷改性(MS)密封膠具有的應(yīng)力緩和特性，能夠降低拉伸形變產(chǎn)生的應(yīng)力對粘接界面的作用力，進(jìn)一步降低了粘接界面開裂的風(fēng)險。
3、結(jié)語
裝配式建筑作為住宅產(chǎn)業(yè)化主要實現(xiàn)方式之一，隨著國家對住宅產(chǎn)業(yè)化的大力推進(jìn)，裝配式建筑將迎來新一輪的快速增長，而裝配式建筑的外墻防水密封，需要采用合適的密封材料，隨著施工工藝的規(guī)范完善，硅烷改性(MS)密封膠相對傳統(tǒng)的密封材料，具有對預(yù)制混凝土(PCa)板、水泥纖維板等建筑材料的良好粘接性、低污染性、優(yōu)良的耐候性、表面可涂性以及環(huán)保性，作為裝配式建筑接縫的密封防水材料是更合適的選擇。
參考文獻(xiàn)
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本文來源：2016建筑門窗幕墻行業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展高峰論壇 未經(jīng)許可不得轉(zhuǎn)載
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