陶磚幕墻安裝質量研究

文／張澤強 廣州市恒盛建設集團有限公司 廣東廣州 510540

引言：

在現代建筑工程，陶磚幕墻是一種常見的幕墻型式，通過干掛方式搭設陶磚幕墻結構，有著節能減排、材料來源廣泛、易于更換、成本低廉的顯著優勢，逐漸取代了玻璃幕墻等傳統型式，這對打造綠色建筑有著重要現實意義。與此同時，陶磚幕墻施工技術發展時間有限，現場施工期間仍舊存在諸多技術難題有待解決，陶磚幕墻安裝質量充滿不確定性。在這一工程背景下，需強化陶磚幕墻安裝質量管控能力，達到施工建設要求。

1.工程概況

中山大學學生食堂工程位于廣州市海珠區，新建一棟多層樓與配套地下室組成的多層民用建筑，主體結構型式為鋼筋混凝土框架結構，占地面積為7507m2，單體總建筑面積為24031.1m2，最大建筑高度為23.85m，最大單跨跨度為16.5m（如圖1 所示）。本工程以陶磚幕墻作為建筑圍護結構形式，通過金屬構件在主體結構外側懸掛石材飾面，陶磚幕墻同時具備承受重力荷載、承受地震荷載、承受風荷載、防水防火、保溫隔熱等多項使用功能，對改善建筑外立面觀感效果、預防石材滲透污染、縮短工期時間有重要的作用。

圖1 中山大學廣州校區南校園東區食堂項目鳥瞰圖

2.陶磚幕墻施工重難點問題

2.1 異型陶磚

在陶磚幕墻施工期間，通常需提前制作少量的異型陶磚石材，包括三角型干掛陶磚、圓弧造型干掛陶磚、L 型干掛陶磚等。相比于常規陶磚，異型陶磚的形狀、規格尺寸存在明顯差異，如果仍舊實施常規施工方案，會影響到相鄰陶磚拼縫銜接效果，后續可能會出現幕墻結構滲漏、陶磚錯位等質量問題。很多施工單位都會重點關注異型陶磚問題，根據實際情況制定專項施工技術方案，由于對陶磚幕墻排版效果缺乏了解，現場施工期間仍可能發生預料之外的施工問題[1]。

2.2 陶磚泛霜返堿

在陶磚制作、使用期間，受到原材料、外部環境侵蝕等因素影響，少量陶磚出現泛霜返堿現象，進而對陶磚幕墻外觀質量、建筑立面裝飾效果造成明顯影響，傳統施工技術體系缺乏專項處理措施。其中，陶磚泛霜問題形成原因在于，原材料中含有可溶性鹽成分，陶磚由濕潤狀態轉為干燥狀態期間，隨著內部水分蒸發而逐漸在磚體表面析出白色粉末狀鹽分，少量鹽分因清理不及時而在表面形成絮團狀斑點，最終削弱陶磚的耐磨性、抗碳化性、抗滲性、抗凍性等多項使用性能。陶磚返堿問題形成原因在于，所使用水泥材料含堿量超標，或是在基層未完全恢復干燥狀態時提前開展填縫作業，從而出現陶磚表面返堿情況，對建筑外立面視覺效果造成不利影響。

2.3 特殊部位交接處理

相比于玻璃幕墻、石材幕墻等其他幕墻體系，陶磚幕墻有著陶磚尺寸小、截面帶孔洞的特征，無法依靠板材自身完成收邊處理作業。在現場施工期間，幕墻頂部與底部、女兒墻收口、幕墻斜面等特殊部位的交接處理難度較大，實際封閉效果遠未達到設計要求。這一問題的存在，不但會直接影響到建筑外立面視覺效果，還會限制陶磚幕墻防水功能正常發揮，向室內環境持續滲水。

3.陶磚幕墻安裝質量控制措施

3.1 材料質量控制

為減小材料因素對陶磚幕墻總體安裝質量造成的影響，須加強材料質控力度。一方面，在入場環節，嚴格檢測各批次材料，檢查材料外觀質量，核對材料規格尺寸、材質、數量是否準確無誤，核查出廠許可書與質檢報告等文件。對于金屬立柱、不銹鋼掛件、耐候膠等重要材料，隨機抽取少量材料作為樣品，送至實驗室檢測理化性能，把檢驗報告上報監理單位進行復檢。通過入場檢驗后，要求供貨方簽署質量保證書、驗收員簽署材料入場驗收報告，再把合格材料轉運入場，禁止接收性能不達標、存在質量缺陷的劣質材料[2]。另一方面，在陶磚幕墻安裝前，重復檢查所需使用各類材料的外觀質量，如果存在陶磚破裂、螺栓埋件銹蝕、鍍鋅層剝落等質量缺陷，并核對材料編號，對不合格材料登記造冊，額外開展除銹、鑿毛等處理作業，修補缺陷部位，禁止使用劣質材料或是出現材料混淆使用問題。

3.2 測量放線質量控制

在測量放線環節，放線內容包括內控線、外圍幕墻控制線、層間標高控制線、外圍立體控制網、幕墻分格線與龍骨定位線，要求測量人員掌握各處控制線的正確布設方法，避免出現錯誤操作行為。第一，對于內控線，按照施工圖紙在現場標記各處基準點和定位軸線，把軸線作為基準，在陶磚幕墻結構邊緣位置彈放內控線，把幕墻結構面、內控線二者間距控制在0.5m 左右。第二，對于外圍幕墻控制線，提前設定一級基準點，可選擇把軸線、內控線和控制線當作基準點，于陶磚幕墻底層投射外圍控制線，操縱測距儀設備測量外圍控制線距離值和鎖定外控線延長線交匯點，以交匯點為二級控制點，最終憑借各處二級控制點連線閉合來搭建二級控制網[3]。第三，對于層間標高控制線，提前準備經緯儀設備，以軸線控制線為起始點，測量人員應用直線延伸法，外圍布置多處觀察點與設置垂直線。現場風力等級不超過4 級情況下，垂直線上懸掛鋼卷尺和重物，待垂直線恢復穩定狀態后測量各樓層層高值與建筑物總高度，各樓層內設置1m 水平線當作檢查用線，在立柱等醒目部位標記所處樓層高度值，必要時采取成品保護措施，要求高度/水平標記清晰完好。第四，對于外圍立體控制網，控制網由首層控制線和豎向控制線共同組成，測量人員率先完成各面基礎結構輪廓線測放作業，核查外圍尺寸、設計尺寸誤差是否超標，把問題反饋給班組成員，對誤差超標部位開展返工修補作業。第五，對于幕墻分格線與龍骨定位線，測量人員按照陶磚幕墻排版圖紙，在外墻部位彈放多條控制線，以控制線作為幕墻施工參照物，把幕墻整體結構分隔形成若干單元板塊。同時，在龍骨安裝期間，以室內1m 線作為參照物，用于定位橫龍骨標高。

此外，考慮到測量放線期間受人為操作等因素影響，容易產生一定的測量誤差。待測量人員完成全部測量放線任務后，必須對測量成果進行復核檢查，確定無誤后才能開展陶磚幕墻安裝作業。以水平控制線復核為例，率先清理陶磚安裝部位表面灰塵污漬，操縱水準儀設備，把標高引測至四周墻面，各面墻上每隔一段距離引測標高點與彈射墨線，把墨線連成一線作為水平控制線。隨后，每隔1-2個樓層引測一組水平控制線，使用水準儀、鋼卷尺等儀器工具，按照從上到下順序依次復核各組水平控制線，確定水平控制線累計誤差不超過允許范圍后，即可施測立面分格、窗洞口和造型水平控制線[4]。

3.3 埋件安裝質量控制

在預埋件安裝環節，提前檢查各組預埋件的處理質量，核對預埋件的種類、安裝編號是否準確，要求預埋件保持結構完好與表面潔凈狀態，并在金屬材質預埋件表面施作鍍鋅層或是防銹保護漆層。如果預埋件質量不達標，則重復開展除銹等預處理作業。隨后，按照先期彈放的控制線，施工人員在指定位置安裝各處預埋件，檢查預埋件標高、水平位置和垂直度誤差是否超標，確定無誤后，再擰入M12 化學螺栓或是采取焊接方式來固定預埋件，以砌體墻頂部樓板、梁等部位作為安裝位置，禁止埋設在墻身部位。埋設完畢后，重復檢查預埋件安裝誤差，如果出現偏移問題，則使用和預埋件相同材質與厚度的鋼板開展補板處理作業。以角鋼支座安裝為例，根據立面分格圖來確定角鋼位置，在水平龍骨短邊立面處引測調節角鋼位置控制線，率先在水平龍骨兩端焊接角鋼，后續拉線形成角鋼調節控制線，按照控制線來檢查角鋼支座安裝精度。

3.4 龍骨安裝質量控制

在龍骨安裝環節，陶磚幕墻結構主要使用到主龍骨和橫撐龍骨，施工人員必須掌握各類龍骨的正確安裝方法，提前編制專項施工方案。第一，主龍骨安裝。制作Q235鋼材質的鍍鋅鋼矩管作為龍骨件，檢查龍骨外觀質量與規格尺寸。確定無誤后，把各根龍骨擺放就位，使用鍍鋅鋼件連接碼來連接后置埋板和主龍骨，套設鋼矩管芯來連接上下龍骨接頭，保持立柱部位和插芯緊密貼合狀態，在上下柱節點部位擰入M12 不銹鋼螺栓進行固定。同時，把相鄰主龍骨間距值控制在1.2m 以內，全部立柱安裝就位后操縱經緯儀設備來核對垂直度，在主龍骨、后置埋板表面涂刷防銹保護漆層。第二，橫撐龍骨安裝。查閱圖紙，了解橫撐龍骨總體數量和具體安裝位置，把水平與橫向控制線作為參照物。待首層橫撐龍骨擺放就位、確定位置無誤后，在龍骨上下兩端開展焊接作業，保持橫撐龍骨和主龍骨一體狀態，必須采取滿焊方式，后續重復上述操作，完成剩余樓層橫撐龍骨安裝作業。

3.5 陶磚安裝質量控制

在陶磚安裝環節，將施工過程拆解為定位劃線、磚體安裝、位置調整、磚體旋緊固定等環節，施工前要準確掌握各道步驟的技術操作要點，圍繞施工問題組織作業。第一，定位劃線。按照施工控制線來標記各處陶磚在建筑外平面上的垂直位置與水平位置，以及在框格平面外側布設多處控制點和拉設控制線，用于顯示配套組件安裝位置、控制陶磚幕墻安裝平整度。第二，磚體安裝。以挑架作為安裝起始點，由從上到下安裝順序取代原有的從下到上順序。施工人員率先打入螺桿，選用鍍鋅通絲螺桿，于首道次龍骨底部擰入M12 螺母來固定螺桿，憑借螺桿平穩抬起陶磚，緩慢插入橫梁部位螺桿。陶磚安裝完畢后，對上墻石材開槽位置、膠縫寬度、水平縫寬度、表面平整度進行全面檢查，通過質量檢查后，方可繼續安裝剩余陶磚。同時，考慮到所準備陶磚表面普遍存在細微色差，需要調整排版方案來改善幕墻整體視覺效果，把存在色差的陶磚安裝在陰角等部位。第三，位置調整。上塊陶磚安裝完畢后，在螺桿內穿設定位卡緊橡膠件，磚體孔內放置凸起塞，再繼續安裝下塊陶磚，把下塊陶磚定位卡緊橡膠件上部凸起塞入孔內，重復上述操作完成各處單元的陶磚安裝作業，以此來改善相鄰陶磚銜接效果，起到控制陶磚位置、預防幕墻滲漏的作用。第四，磚體旋緊固定。完成相同單元內全部陶磚安裝作業后，使用5cm 加長連接螺母來接長通絲螺桿，在螺桿兩端2cm 處和中空1cm處設置接長螺母。隨后，繼續安裝下處單元陶磚，設置墊片來頂托上部橫龍骨，在下一道橫龍骨頂部擰入M12 張緊螺母來固定螺桿，對螺桿進行旋緊處理，進一步改善單元內陶磚固定效果。

3.6 勾縫注膠質量控制

在勾縫注膠環節，提前對陶磚表面進行處理，清理表面灰塵污漬，修補質量缺陷部位，鑿除表面突起物，保持陶磚表面潔凈、干燥和平整狀態。隨后，開展勾縫作業，依次施作水平灰縫和豎向灰縫，檢查水泥砂漿性能質量是否達標，把水平灰縫厚度控制在10mm，豎向灰縫厚度控制在12.5mm，并要求灰縫砂漿飽滿度在80%及以上。最后，確定勾縫質量達標后，即可開展注膠作業，準備專用耐候膠并檢查材料性能質量，在陶磚石材縫隙兩側鋪貼美紋紙或是膠帶，預防磚面污染，操縱打膠槍向勾縫內部注入密封膠，直至密封膠完全填充縫隙，刮除表面溢出的多余膠漿，清理殘留砂漿與勾縫劑等雜物，撕開美紋紙或膠帶，靜置一段時間等待耐候膠固結硬化。為驗證勾縫注膠效果是否達到設計要求，可選擇在現場開展滲水試驗，控制高壓水反復沖洗陶磚幕墻表面，同步觀察幕墻狀態和幕墻背面滲水量，根據試驗結果來判斷陶磚幕墻的抗滲防水等使用性能是否達標。

3.7 特殊部位收邊處理

為改善陶磚幕墻整體安裝效果，避免在局部形成質量隱患部位。在陶磚幕墻安裝期間，施工單位提前了解各處特殊部位的構造情況，專項制定收邊處理施工方案，借助其他材料進行封閉處理。第一，對于幕墻頂部和底部，提前準備鋁板作為收邊材料，鋁板厚度控制在2.5mm 左右，表面噴涂氟碳涂層，保持陶磚顏色和鋁板表面顏色一致狀態。隨后，施工人員在陶磚幕墻四周部位安裝多塊鋁板形成套窗鋁板，在龍骨上固定安裝角碼件與自攻螺釘，在鋁板、幕墻交接縫隙內部其嵌填耐候密封膠，在吊頂角部和下口收口鋁板立面銜接處施作滴水檐。第二，對于女兒墻，準備厚度在3mm 的鋁板作為收口材料，通過自攻螺釘與角碼把鋁板固定安裝在龍骨部位，把鋁板和相鄰陶磚的間距值控制在15mm 左右，縫隙內嵌填耐候密封膠進行防水處理，并在墻體頂部留設3%排水坡度。第三，對于陶磚幕墻、玻璃幕墻交接部位，提前準備2.5mm 后鋁板作為連接材料，鋁板表面施作氟碳涂層，安裝鋁板對兩種幕墻體系進行連接處理，并在幕墻和鋁板縫隙內部嵌填耐候密封膠，安裝角碼使鋁板固定在龍骨部位。第四，對于幕墻斜面，在工程設計階段應用BIM 技術，搭建BIM 三維模型，在模型助力下開展輔助放線、陶磚排版工作，解決常規二維平面設計無法精準定位放線與排版的難題。

3.8 陶磚泛霜返堿處理

為預防泛霜返堿等質量問題，必須加強對陶磚材料的質量控制，額外增設預處理環節，確保陶磚材料的質量狀態、使用性能完全達到工程建設要求。第一，陶磚泛霜處理。入場環節檢查陶磚成分，禁止使用可溶性無機鹽殘留成分比例超標的陶磚，如把氧化鎂含量控制在3%以內。同時，在陶磚制作期間，對原料進行強化粉碎處理來提升原料細度，酌情延長燒焙時間和保溫時間來減少硅酸鹽產物生成量，以及在陶磚養護期間定期向表面淋灑水分，及時沖洗清除表面生成的白色粉末結晶。第二，陶磚返堿處理。在陶磚材料入場后，抽取少量陶磚測試pH 值，如果測試結果表明陶磚堿性程度超標，則采取酸洗法、水洗法等處理方法，中和陶磚酸堿性，處理完畢后再開展陶磚安裝作業。其中，酸洗法是準備60℃溫水并添加5%-10%的草酸溶液，使用木刷蘸滿草酸溶液，在堿性陶磚表面均勻涂刷，草酸和陶磚進行中和反應，后續在陶磚表面完全無堿、恢復干燥狀態后，靜置一段時間等待草酸充分揮發，即可將陶磚材料投入使用。水洗法是使用清水反復沖洗陶磚表面，或是把陶磚放入清水內浸泡一段時間，后續把陶磚取出晾干即可。此項方法有著易于操作、成本低廉、綠色環保的優勢，但僅適用于處理堿性程度略高的陶磚，酸堿中和效果有限。

3.9 質量驗收

陶磚幕墻安裝完成后，施工單位對安裝質量進行檢查驗收，判斷幕墻體系使用性能、安裝質量是否達到設計要求，找出質量不合格部位，將問題反饋給施工班組，督促其限期進行返工處理。在本工程，以陶磚安裝平整度、幕墻表面潔凈度、幕墻安裝垂直度、焊接牢固程度、龍骨安裝質量作為質量驗收重點。要求陶磚表面平整度誤差不超過3mm，幕墻表面禁止殘留灰塵污漬與出現明顯色差問題，幕墻安裝垂直度誤差控制在4mm 以內，對焊接不牢固的焊縫部位進行補焊處理，各根龍骨的安裝位置和幾何尺寸誤差不得超過設計要求。同時，為全程掌握現場施工情況、強化幕墻安裝質量控制力度，建立QC 質量小組，在施工期間多次對工程附屬裙樓陶磚幕墻安裝質量進行跟蹤檢測，抽取250 個具備代表性的檢測點，根據檢測報告顯示，陶磚幕墻安裝精度的一次驗收合格率超過98%，遠超預期情況，取得顯著質量控制效果。

結語：

綜上所述，為順利實現工程預期建設目標，奠定陶磚幕墻體系與配套施工技術的應用基礎。施工單位必須加強陶磚幕墻質量控制力度，樹立質量為先的施工理念，規范施工現場作業，落實好質量控制措施，建立陶磚幕墻施工全過程的質量控制體系，為現場施工提供專業化和標準化的指導。