裝配式建筑墻體密封膠選用方法及設計施工要點

密切契合國家大力發展裝配建筑、提升裝配式建筑發展質量的行業導向，針對目前裝配式建筑墻體密封膠應用過程存在的選膠不當、設計施工不當導致墻體接縫處密封膠開裂、粘接失效、墻體拼縫滲水等問題，研究了裝配式建筑墻體密封膠所需性能、對比分析了現有常用裝配式建筑密封膠性能，總結提出了密封膠選用方法以及配套的設計施工要點，為裝配建筑墻體科學合理地進行密封膠選用、膠縫設計、施工提供參考依據。

裝配式建筑； 裝配式墻板； 墻體拼縫； 密封膠； 膠縫

TU758.12A

施工技術與測量技術施工技術與測量技術

［定稿日期］2023-03-22

［作者簡介］周練（1987—），女，碩士，教授級高級工程師，主要從事建筑結構設計咨詢與服務、建筑新技術、新產品研發工作。

0" 引言

“大力發展裝配式建筑、提升建筑裝配率”是全國上下“十四五”期間建筑業轉型升級的重要任務［1-2］。裝配式墻體作為裝配式建筑的重要的圍護構件、作為滿足裝配率指標設計的首選路徑，將被大規模的推廣應用。而裝配式墻體采用預制墻板現場快速裝配而成，墻板之間存在大量的接縫，其密封防水、抗裂是關鍵。目前，裝配建筑墻體接縫通常采用密封膠作為裝配式墻體防水抗裂的第一道重要防線［3］，其科學合理的選用和設計施工對裝配式墻體工程質量的保證至關重要。

本文針對目前裝配式建筑墻體密封膠應用過程存在的選膠不當、設計施工不當導致墻體接縫處密封膠開裂、粘接失效、墻體拼縫滲水等問題，對裝配式建筑墻體密封膠的選用方法、設計施工要點進行研究，為裝配建筑墻體科學合理地進行密封膠選用、膠縫設計、施工提供參考依據。

1" 密封膠應滿足的性能要求

1.1" 良好的粘接性

裝配式混凝土墻板是一種表面多孔、不規則的基材，且整體呈堿性，不易粘接；同時混凝土板材工廠預制生產時，通常會使用脫模劑，脫模劑殘存在混凝土板材表面，也不利于密封膠的粘接；因此建筑密封膠與混凝土等基材的粘接性能至關重要。如圖1所示［4］，粘接性好的密封膠在外力作用下，不會在粘接面發生破壞（即膠體界面破壞），只會在密封膠內部發生破壞（即膠體內聚破壞）；而粘接性能差的密封膠在外力作用下，即會在膠體與基材界面處破壞（即膠體界面破壞）。因此，JC/T881-2017《混凝土接縫用建筑密封膠》［5］規定了混凝土接縫用建筑密封膠“定伸粘接性”、“浸水后定伸粘接性”“冷拉-熱壓后定伸粘接性”性能。

1.2" 高彈性高位移能力

由于裝配式外墻板在溫度荷載、風荷載、地震荷載、地基沉降等作用下會發生位移變化，進而接縫尺寸將發生變化，接縫處的密封膠將受到長期的、反復的拉伸、壓縮、剪切等作用，這就需要裝配式墻體接縫密封膠具有高彈性和高位移能力。同時，GB/T 51231-2016《裝配式混凝土建筑技術標準》［6］規定：“外墻板與主體結構連接應采用柔性連接，連接節點應具有適應主體結構變形的能力”，更是對裝配式外墻板接縫處密封膠的變形能力提出更高的要求。因此，JGJ/T458-2018《預制混凝土外掛墻板應用技術標準》［3］規定：“外掛墻板接縫處密封膠宜選用位移能力不低于20級的密封膠”，即密封膠在膠縫寬度±20%的反復冷拉-熱壓循環狀態下，仍能保持良好的粘接性能；同時JC/T881-2017《混凝土接縫用建筑密封膠》［5］規定了混凝土接縫用建筑密封膠在經60%或100%的高試驗伸長率拉伸后，密封膠仍然具有相應的彈性恢復率，詳見表1。

1.3" 低彈性模量

由于應力等于彈性模量與應變之和，在相同變形下，彈性模量越高，應力越大，密封膠抗疲勞性越差，高位移下發生粘接失效的可能性越高；反之，彈性模量越低，在相同變形下，

60應力越小，密封膠抗疲勞性越好，高位移下發生粘接失效的可能性越低。因此，JGJ/T458-2018《預制混凝土外掛墻板應用技術標準》［3］規定：“外掛墻板接縫處密封膠宜選用低彈性模量（LM）密封膠”，低彈性模量密封膠要求在對應試驗伸長率的作用下，拉伸模量應滿足表2要求。

1.4" 優異的耐候性

裝配式建筑外墻長時間受到紫外線、雨水、高低溫差的作用，因此必須選擇具有良好耐候性的密封膠，建筑密封膠的使用壽命直接影響建筑的適用壽命。國家現行產品標準GB/T14683-2017《硅酮和改性硅酮密封膠》［7］、JC/T482-2003《聚氨酯建筑密封膠》［8］、JC/T483-2006《聚硫建筑密封膠》［9］規定密封膠應滿足的耐候性指標，詳見表3，由表3可得，硅酮密封膠的耐候性能要求最高，增加了紫外線輻照粘接性和浸水光照后的粘接性能要求。

1.5" 良好的可涂飾性

對于有涂裝要求的裝配式墻體，要求密封膠與涂料應具有相容性，涂料在密封膠上涂覆均勻、粘接不脫落，如圖2所示。

1.6" 環保、無污染、無腐蝕

建筑密封膠的環保、無污染性主要表現在三個方面：①密封膠不釋放處刺激性、對空氣環境有污染、對人體有傷害的物質；②密封膠對接觸的基材無浸潤污染、不造成基材變色，或者是表面不帶電荷，規避吸附灰塵在雨水沖刷下導致墻面被污染；③對基材無化學腐蝕作用。《建筑膠粘劑有害物質限量》（GB30982-2014）［10］規定建筑密封膠中有害物質限量值詳見表4。《綠色產品評價 防水與密封材料》（GB/T35609-2017）［11］要求密封膠中的總揮發性有機物含量不大于50 g/kg。

施工技術與測量技術周練， 章一萍， 唐麗娜： 裝配式建筑墻體密封膠選用方法及設計施工要點

1.7" 與施工匹配的表干固化時間

密封膠表干固化時間過快，造成施工速度容易跟不上、施工難度增加，膠縫的修整時間太短，修整中容易出現結皮，影響建筑外觀。密封膠表干固化時間過慢，密封膠還未固化成型，就由于溫度荷載等原因引起膠縫變形，從而導致密封膠外觀起鼓等，如圖3所示。因此，密封膠的表干固化時間應與施工環境溫度、濕度相匹配、

1.8" 適宜的擠出性、適用期及觸變性

擠出性、適用期和觸變性都是影響密封膠施工性能的一個項目。其中，密封膠擠出性差代表密封膠太稠，會導致密封膠施工時擠出困難。與擠出性對應的指標是觸變性，即密封膠在沒有外力時則可保持其形狀而不會流動。適用期是對多組分密封膠不同組分混合后使用的有效期，如果適用期過短，將導致密封膠組分混合后在較短的時間內失效，從而增加施工難度、影響密封膠的粘接性能。國家現行標準對密封膠的擠出性、適用期和觸變性做了相應規定，其中對于應用于垂直面、傾斜面等場合的密封膠規定其下垂度不大于3 mm，對于應用于水平接縫的密封膠規定其流平性要光滑平整。

2" 常用密封膠性能對比及選用方法

目前市場上常用的密封膠按組成化學成分不同可分為：硅酮密封膠（SR）、改性硅酮密封膠（MS）、聚氨酯密封膠（PU）、聚硫密封膠（PS）；按組分不同，又可分為單組分和雙組分（或多組分）密封膠；按照位移能力不同，又分為50、35、25、20四個級別，其中四個級別的建筑密封膠按拉伸模量還分為低模量（LM）和高模量（HM）兩個次級別；按照流動性不同又分為非下垂型和自流平型；按照固化時釋放的小分子物質不同，又可分為酸性膠、中性膠，中性膠又分為脫醇型膠、脫酮肟型膠。

2.1" 粘接性能對比

改性硅酮密封膠和聚氨酯密封膠的粘接性高于普通硅酮密封膠。裝配式混凝土墻體構件是一種表面呈多孔、不規則、且呈堿性的基材，對普通硅酮密封膠來說屬于難粘材料，因此不能直接選用普通的硅酮膠填縫膠來作為混凝土板塊填縫。另外要值得特別注意的是：一款膠并不能保證對所有基材都要良好的粘接性，即使同樣的基材，不同表面處理方式會使密封膠的粘接效果不一樣；甚至是同樣的基材、同樣的表面處理方式，不同廠家的密封膠粘接效果也大不相同；因此在密封膠使用之前應進行粘接性測試，以便選擇合適的產品。

2.2" 位移能力和彈性模量對比

位移級別低的密封膠能承受的位移能力低，彈性模量低的密封膠在同等位移作用下，其內部應力更小，既不容易導致密封膠內部破壞，也不容易導致密封膠邊緣的裝飾材料等被拉裂，如圖4所示。

但是位移能力越好，產品價格相對偏貴，因此裝配式建筑墻體設計時，宜根據墻板接縫位移變形需求，選擇比接縫位移變化幅度高一個級別的位移級別的密封膠即可，且宜采用低彈性模量的密封膠。當墻體接縫為非位移縫時應選用20級及以上位移能力的建筑密封膠，當接縫為位移縫時，應選用25級及以上位移能力的建筑密封膠［13］。

2.3" 耐候性對比

硅酮密封膠、改性硅酮密封膠、聚氨酯密封膠、聚硫密封膠的主要分子主鍵以及鍵能詳見表5。由于紫外線的能量是399 kJ/mol，由表5所示，Si-O鍵的鍵能高于紫外線的能量，因此Si-O鍵不會被紫外線破壞，因此硅酮密封膠耐候能最好（高達30～50年），改性硅酮密封膠的耐候性次之（通常為10～15年），聚氨酯密封膠和聚硫密封膠的耐候性最差（通常為3～5年）。

因此，陽光直接照射或者陽光充足、紫外線強的地區、對耐久性要求高（≥20年）的裝配式清水混凝土墻體接縫，宜選用硅酮類密封膠。

2.4" 可涂飾性對比

硅酮密封膠具有疏水疏油性，致使涂料在其表面很難潤濕、不易附著，或者涂上涂料后會產生收縮，造成涂料干燥后開裂、剝落；往往需要通過膠體調色來保持和外墻涂料的顏色一致，其生產成本高、生產周期長，不僅顏色難以保證完全相同，同時成本也難以控制。而改性硅酮密封膠可以直接在膠體表面進行涂飾作業，與絕大多數涂料相容，可完美實現外墻顏色的統一，從而保持建筑主體的美觀，具體如圖5所示。因此，對于有涂飾要求的裝配式建筑墻體宜先用改性硅酮密封膠。

2.5" 環保、污染與腐蝕對比

普通硅酮膠因為增塑劑遷移滲透到容易滲透到混凝土材料孔隙中，會造成混凝土墻板永久性滲透污染（無法清洗）；同時，硅酮膠表面會析出硅油，容易吸附空氣中的灰塵，經雨水沖刷后會在膠縫下側形成垂流污染，如圖6所示。因此，對于對建筑外觀有較高要求裝配式建筑，不宜選用普通硅酮密封膠。

同時，酸性膠固化時釋放出醋酸，有酸味，可腐蝕混凝土、多孔材料、多種金屬、鍍膜玻璃材料，對人體也有一定的刺激性和腐蝕性。脫酮肟型膠固化時放出酮肟，比醇型膠的氣味大且對表面鍍銅、鉛、聚碳酸酯板等材料有腐蝕性。因此，裝配式建筑墻體宜采用中性-脫醇型密封膠。

在環保型方面，硅酮密封膠和改性硅酮密封膠的環保性能優于聚氨酯密封膠。聚氨酯密封膠含有一定量游離的異氰酸酯，對人有一定的危害。聚硫密封膠施工時也氣味較大。

2.6" 單組分與雙組分對比

單組分密封膠與雙組分密封膠的性能對比詳見表6。因此，裝配式建筑墻體密封膠的選用應根據施工環境溫度、濕度、接縫深度以及經濟性等方面綜合科學選用單組分密封膠或雙組份密封膠，對于工期緊或膠縫寬度不小于30 mm或膠縫深度不小于15 mm的項目，宜采用雙組份密封膠。

3" 設計施工要點

3.1" 設計要點

為了使膠縫的位移變形能力滿足裝配式墻板位移變形，同時保證密封膠的施工可操作性和注膠質量，裝配式建筑設計人員應按JGJ1-2014《裝配式混凝土結構技術規程》［15］、JGJ/T458-2018《預制混凝外掛墻板應用技術標準》［3］、T/CECS 655-2019《裝配式建筑密封膠應用技術規程》［16］等國家現行相關標準進行膠縫寬度、膠縫深度設計，選用滿足墻板拼縫變形需求的高位移能力和低彈性模量的建筑密封膠。膠縫寬度不應小于10 mm，不宜大于35 mm，膠縫寬深比宜控制在1∶1至2∶1之間；位移縫密封膠宜選用位移能力級別不低于25的低彈性模量密封膠，且底部應設置背襯材料。

此外，為了保證裝配式墻體的防水性能，宜采用材料防水、構造防水、結構防水相結合的方式，形成多道防水防線。如圖7所示，水平縫做成內高外低的企口，同時接縫的最高位置宜低于樓面結構標高，企口高度不宜小于40 mm，企口寬度b應根據膠縫深度計算確定；豎向縫宜設計成采用槽口空腔，墻板內外雙道材料防水的構造。

3.2" 施工要點

施工前，應對墻板接縫進行檢查，對不滿足設計要求的寬度、深度的接縫進行修整后方可施工，規避由于膠縫不滿足要求影響施工質量、密封膠與基材的粘接性。務必對基層處理到位，保證基層干凈、無雜物、無污染，背襯材料用材正確、無損壞，施膠前基層正確刷底涂液，以此保證密封膠與基材的粘接性。

為了規避施工環境溫度、濕度過高或過低密封膠粘接性能的影響，應在環境溫度5～35 ℃、基材溫度不大于45 ℃、相對濕度為40%～80%的清潔環境下、表面不結露的條件下施工，嚴禁在雨天、雪天或強風等惡劣天氣施膠，施膠順序和方法正確，施膠后成品保護到位，防止施膠后膠縫表面形成氣泡、鼓起、開裂等不利現象。對存在氣泡、鼓起、開裂等不利現象的膠面，應及時取出膠體，重新打膠，而不宜采用補膠的方式。

對于陽臺、空調板、飄窗、落水管位置等連接復雜位置，應上下部同時打膠，防止處理不到位引起后期墻體滲水。對于淺色或特殊顏色的密封膠應避免與酸性或堿性物質接觸（比如外墻清洗液等），否則可能導致密封膠表面發生變色。

4" 結束語

本文對裝配式建筑墻體密封膠所需性能進行了研究，并對現有常用密封膠性能進行了對比，針對提出不同的使用需求，提出了密封膠的選用方法，并針對目前設計、施工存在問題，總結提出了密封膠的設計施工要點。密封膠的選用方法總結：

（1）優先選用改性硅酮密封膠，因為其綜合性能最佳。

（2）有涂裝要求時，不能選用硅酮密封膠，宜選用中性改性硅酮密封膠。

（3）當裝配式建筑外墻采用清水混凝土，且對密封膠耐候性要求較高時（耐久性不少于20年），建議優先采用中性硅酮密封膠。

（4）當墻體接縫為非位移縫時應選用20級及以上位移能力的建筑密封膠，當接縫為位移縫時，應選用25級及以上位移能力的建筑密封膠。

（5）當工期較緊或膠縫寬度不小于30 mm或膠縫深度不小于15 mm時，宜選用雙組分密封膠。

（6）當接縫位于水平面時，應選擇自流平型密封膠；當接縫位于非水平面時，應選擇非下垂型建筑密封膠。

參考文獻

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