GRC幕墙与建筑装饰构件的设计、制作及安装
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2GRC原材料

2.1 概述

GRC主要原材料包括耐碱玻璃纤维、水泥、水、砂子和外加剂。有的GRC还掺加其他混合物或颜料等。

用GRC制作的幕墙和建筑装饰构件或者有背附龙骨框架,或者有预埋件,通过安装节点与建筑主体结构连接。龙骨框架、预埋件、安装节点所用材料包括钢板、型钢、钢筋,还有各种螺栓。

一些GRC幕墙和建筑装饰构件表面涂保护剂,或使用乳胶漆、氟碳漆、真石漆等。

GRC幕墙和建筑装饰构件之间的接缝,构件与墙体的接缝,需用防水密封材料。

本章主要介绍直接用于GRC的材料。与GRC所用材料有关的国家规范和行业标准目录见附录1《GRC材料有关国家规范和行业标准目录》。

2.2 耐碱玻璃纤维

耐碱玻璃纤维是GRC最重要的原材料。不使用耐碱玻璃纤维的GRC,其安全性、可靠性与耐久性得不到保证,是伪劣GRC。

耐碱玻璃纤维行业标准为《耐碱玻璃纤维无捻粗纱》(JC/T 572—2012)和《耐碱玻璃纤维网格布》(JC/T 841—2007)。

耐碱玻璃纤维是指其成分中含有氧化锆(ZrO2)的玻璃纤维。按照《耐碱玻璃纤维无捻粗纱》的规定:

L型(低锆)耐碱玻璃纤维的氧化锆(ZrO2)含量大于等于14.0%;和氧化锆(ZrO2)与二氧化钛(TiO2)合量大于等于19.2%。

H型(高锆)耐碱玻璃纤维的氧化锆(ZrO2)含量大于等于16.0%。

欧美和日本等国GRC规范要求氧化锆含量也是在16.0%以上。

目前耐碱玻璃纤维氧化锆含量最高可达19.0%以上。国内市场上H型耐碱玻璃纤维的氧化锆含量多在16.5%以上。

国内市场上有些“耐碱玻璃纤维”,价格非常便宜,其成分中不含氧化锆,只在普通玻璃纤维表面涂有“耐碱”涂层。玻璃纤维表面涂层不能有效更不能长期保持耐碱效应,这样的玻璃纤维不能算做耐碱玻璃纤维。

2.2.1 氧化锆与耐碱性

GRC为什么必须使用含有氧化锆的耐碱玻璃纤维?

水泥按矿物成分分类,可分为硅酸盐系列水泥、铝酸盐系列水泥和硫铝酸盐系列水泥。其中应用最为普遍的是硅酸盐系列水泥。世界各国GRC制品大都使用硅酸盐系列水泥。

硅酸盐水泥主要成分是硅酸钙,在与水进行化学反应后生成水泥石,含有大约25%的碱性物质氢氧化钙Ca(OH)2。氢氧化钙与玻璃纤维的主要成分二氧化硅(SiO2)会发生不可逆转的反应,生成强度大大低于二氧化硅的水化硅酸钙,从而使玻璃纤维的强度大大降低,失去对水泥的增强作用。所以,普通玻璃纤维用在水泥基材料中是不耐久的。

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图2.2-1 普通玻璃纤维与耐碱玻璃纤维增强的水泥老化试验比较

中国许多GRC产品使用低碱度硫铝酸盐水泥。硫铝酸盐水泥在水化反应中生成的Ca(OH)2要比硅酸盐水泥少,而这些Ca(OH)2还会与水泥中的其他物质进行二次反应,使水泥石内的Ca(OH)2的最终生成量进一步减少。但是减少不等于没有,Ca(OH)2对玻璃纤维的侵蚀还是存在的,只不过有所削弱罢了。因此,无论使用什么类型的水泥,玻璃纤维都必须是耐碱的。

耐碱玻璃纤维的耐碱性是通过氧化锆ZrO2和二氧化钛TiO2实现的。达到一定含量的氧化锆和二氧化钛在玻璃纤维表面与“入侵”的氢氧化钙中的OH根“结合”,一方面削弱了氢氧化钙,一方面形成了玻璃纤维的保护膜,阻延Ca(OH)2与SiO2反应,从而降低了Ca(OH)2对玻璃纤维的侵蚀强度与速度,保护了玻璃纤维的结构与强度。

玻璃纤维中的氧化锆含量是玻璃纤维耐碱性的最重要指标。氧化锆有难熔和使玻璃黏度增加的特点,增加其含量会大大增加制造玻璃纤维的工艺难度和制作成本,锆原料本身也很贵,因此,含氧化锆的耐碱玻璃纤维在价格上远远高于普通玻璃纤维。

在制作玻璃纤维的过程中,在单丝表面涂覆耐碱性好的高分子偶联剂、浸润剂,在进一步的加工过程中涂覆高耐久性的高分子合成材料,也有助于提高玻璃纤维的耐碱性。但这仅仅是辅助措施。玻璃纤维耐碱性的根本还在于氧化锆(包括二氧化钛)。

玻璃纤维的耐碱性可以通过不同的方法测定。测试强度保留率是一个常用的判断办法:

将玻璃纤维放在100℃的Ca(OH)2饱和溶液中浸泡4h后,测试单丝断裂强度的保留率不小于75%。

一般情况下,在GRC使用低碱水泥时,也就是硫铝酸盐水泥时,可以使用低氧锆玻璃纤维,即氧化锆(ZrO2)含量大于等于14.0%;和氧化锆(ZrO2)与二氧化钛(TiO2)合量大于等于19.2%的耐碱玻璃纤维;当GRC使用硅酸盐水泥或白水泥时,应当使用高锆玻璃纤维,即氧化锆(ZrO2)含量大于等于16.0%的耐碱玻璃纤维。

2.2.2 耐碱玻璃纤维的物理力学性能

耐碱玻璃纤维的主要物理力学性能包括:抗拉强度、弹性模量、断裂延伸率、比重和含水率等。

1.抗拉强度

耐碱玻璃纤维的抗拉强度对GRC抗拉与抗弯性能起着关键作用。在玻璃纤维掺量相同的情况下,玻璃纤维抗拉强度高,GRC抗拉与抗弯强度就高。

在没有受到Ca(OH)2侵蚀的情况下,耐碱玻璃纤维的抗拉强度为1.7GPa,大约是低碳钢的5倍。单丝强度高达3.5GPa。

玻璃纤维的强度不直接用Pa或MPa表示,而是用N/Tex表示。这里N是牛顿力,Tex是线密度,表示1000m长纤维线的质量(克数)。行业标准《耐碱玻璃纤维无捻粗纱》中规定玻璃纤维的抗拉强度应不小于0.26N/Tex。

2.弹性模量

玻璃纤维的弹性模量是其物理性能的重要指标。因为玻璃纤维是在水泥石受力被拉裂后开始承受截面上的内力的。如果玻璃纤维的弹性模量小,受力后其变形较大,水泥石的裂缝就会扩展。

耐碱玻璃纤维的弹性模量在70~72GPa之间。

3.断裂伸长率

玻璃纤维的断裂伸长率是玻璃纤维被拉断裂时所延伸的长度与原长度的比值,见式(2.2-1)。

ξL/L×100%=(L1-L/L×100%; (2.2-1)

ξ——断裂延伸率;

ΔL——玻璃纤维拉断时所增加的长度;

L1——玻璃纤维拉断时的长度;

L——玻璃纤维原长。

耐碱玻璃纤维的断裂伸长率在2%~3.5%之间。行业标准《耐碱玻璃纤维网格布》(JC/T 841—2007)中规定断裂伸长率不得超过4%。

4.比重

耐碱玻璃纤维的比重在2.7t/m3左右。

5.含水率

耐碱玻璃纤维的含水率须控制在0.2%以下。含水率是玻璃纤维重要的指标。耐碱玻璃纤维含水率超过标准要求时,其强度、耐磨性和耐久性都会下降,且工艺性能也不好。因此,在运输过程中要有可靠的防水、防潮包装,使其在干燥通风的环境中储存。

6.浸润剂含量

浸润剂含量小,纤维集束性差,易分散。浸润剂含量以在1.4%~1.8%之间为宜。

2.2.3 耐碱玻璃纤维的工艺性

玻璃纤维的工艺性是指玻璃纤维掺混到水泥浆料中去的工艺性能,它包括:集束性、分散性、硬挺性和锚固性。这些性能主要取决于玻璃纤维表面浸润剂的质量。

1.集束性

集束性是指玻璃纤维单丝集束联结成纤维束的性能。纤维在60转/min的速度下搅拌10min,不分散成单丝,稳定性好。

2.分散性

分散性是指玻璃纤维在水泥浆中分散的性能。分散性好的玻璃纤维可以均匀随机地分布于水泥浆中,保证GRC的材质均匀。而分散性不好的玻璃纤维则会出现聚堆起团分散不开的现象,使GRC材质的均匀性无法得到保证。

3.硬挺性

玻璃纤维必须具有一定的硬挺度以保证玻璃纤维短丝在水泥浆料中不打折弯曲,耐碱玻璃纤维硬挺度不小于120mm。

4.锚固性(握裹力)

玻璃纤维必须与水泥石结合得好,锚固得紧,在内力作用下不发生抽脱现象。玻璃纤维的锚固性或握裹力对GRC的抗拉强度、抗弯强度影响很大。

以上玻璃纤维的工艺性对GRC的质量与性能影响很大,工艺性不好的玻璃纤维不能充分发挥其在GRC中的增强作用。

2.2.4 耐碱玻璃纤维的种类

耐碱玻璃纤维种类有4种:成卷的无捻粗纱(喷射纱)、无捻粗纱切成的短切纱、无捻粗纱织成的网格布和短切纱制成的毡。即:喷射纱、短切纱、网格布、短切丝毡。

1.无捻粗纱(喷射纱)

耐碱玻璃纤维无捻粗纱由玻璃纤维单丝集束而成。单丝直径在10~20μm之间。每束玻璃纤维的单丝数量一般在50~200根之间。

耐碱玻璃纤维的细度可用线密度表示,在2400~2700之间。线密度是指单位长度(1000m)玻璃纤维的质量,单位为Tex(10-6kg/m)。

无捻粗纱在喷射时被喷枪切成短玻璃纤维。短玻璃纤维的长度对于GRC力学性能有较大的影响。玻璃纤维过长,在水泥浆中容易起弯打折,或结合不紧。特别是采用预混法生产时,还容易出现聚堆起团的现象,影响GRC的抗拉强度与抗压强度。而玻璃纤维过短,虽然掺混容易,但玻璃纤维在水泥浆中的锚固长度短了,受力后容易抽脱,削弱了增强作用。

玻璃纤维长度应根据GRC生产工艺方法通过试验来确定。一般情况下使用喷射法工艺时为25~50mm。

2.短切纱

预混法制作GRC直接使用短玻璃纤维,可以直接由玻璃纤维厂提供切割好的短切纱,GRC工厂也可以自己用无捻粗纱切割而成。

预混法短玻璃纤维的长度为12~25mm,以25mm为宜。

玻璃纤维工厂提供的短切纱有普通短切纱、低线密度短切纱和水分散性短切纱等类型。其中低线密度短切纱适用于与水泥和骨料干拌的工艺,水分散性短切纱适用于高流动性浆料。

3.网格布

玻璃纤维网格布是将耐碱玻璃纤维束编织成经纬方向的网状,具有较好的整体性与方向性,其增强方式类似于钢筋混凝土中的钢筋网,起到整体骨架的作用,增强效果好。

但玻璃纤维网不宜完全取代短玻璃纤维,因为它不能“无所不在”地提升GRC材质特性,应与短玻璃纤维共同使用。多数情况下作为预混法工艺的加强措施敷设在GRC截面表层,或用于转角和预埋件等应力集中处。玻璃纤维网在截面中的位置对其增强效果影响很大,靠近边缘效果最佳。

耐碱玻璃纤维网格布的网孔中心距从3cm×3cm到10cm×10cm,每厘米一个级别;最大的还有20cm×20cm。网格布的单位面积质量与玻璃纤维束粗细有关,从125g/m2到570g/m2不等。

4.短切丝毡

短切丝毡是新开发的耐碱玻璃纤维制品,是将直径9~11μm、长度50mm的耐碱玻璃纤维短切丝用水溶性耐碱乳液或粉末剂粘结而成,使玻璃纤维具有很好的平面多维方向性和整体性。当GRC水泥浆料与短切丝毡结合时,水溶性粘接剂遇水几分钟内就会化解,这时短切丝被水泥浆料握裹,两者成为一体。

短切丝毡避免了喷射法短玻璃纤维不均匀分布问题,比网格布平面多维性好,因此在玻璃纤维含量相同的情况下,比短玻璃纤维和网格布有着更好的增强效果。

试验表明,玻璃纤维含量4.5%的短切丝毡(6层毡)增强的GRC比玻璃纤维含量5%的喷射法GRC抗弯强度能高出15%。[1]

在与玻璃纤维网格布增强的GRC制品的对比性试验中,其制品的抗弯强度增加12%,比例极限强度增加18%,应变提高了44%。[2]

喷射法玻璃纤维含量无法过高,一般为5%。玻璃纤维毡可以敷设12层,玻璃纤维含量达9%,此时GRC抗弯强度比5%玻璃纤维含量喷射法制作的GRC提高65%。

短切丝毡还可以提高GRC剪切强度和弹性模量。

短切丝毡可以一层铺放,也可以多层铺放,视GRC构件厚度和力学性能要求而定。

短切丝毡的幅宽在1~3m之间,用其增强GRC制作起来比较容易,特别方便制作造型复杂或薄壁构件。

2.2.5 质量控制

GRC生产厂家对耐碱玻璃纤维的质量控制包括:检查材质单、抽样化验和外观质量检查。

1.检查材质单

1)氧化锆(ZrO2)含量是否达到所要求的含量:低锆为大于等于14.0%;和氧化锆(ZrO2)与二氧化钛(TiO2)合量大于等于19.2%(L型),高锆为大于等于16.0%(H型)。

2)Ca(OH)2溶液浸泡的强度保留率:不小于75%。

3)线密度:极限偏差±10%,变异系数不大于6%。

4)含水率:小于0.2%。

5)浸润剂含量:1.2%~2.0%。

6)断裂强度:不小于0.35N/tex。

7)硬挺度:不小于120mm。

8)悬垂度:不大于50mm。

9)纤维单丝直径:不大于15μm。

2.抽样化验

当更换供货厂家、品种或经过了一个时间段,GRC厂家应对上述指标再次进行抽样化验。

3.外观检查

玻璃纤维无捻粗纱和短切丝的外观检查要看其上是否有污渍,颜色是否均匀,是否受潮等。

网格布的外观检查要检查瑕疵点。5个疵点计为1个主要疵点,每100m2网格布不得超过10个疵点。详见行业标准《耐碱玻璃纤维网布》(JC/T 841—2007)。

4.检查合格证

玻璃纤维供货厂家应提供合格证,包括:

1)标准编号。

2)生产厂名及地址。

3)产品代号。

4)重量(或卷数长度)。

5)质检章。

6)生产日期或批号。

5.包装、运输与储存

(1)包装 必须用防水防潮材料如塑料袋包装,然后装在清洁干燥的纸箱内,箱内空隙用柔软干燥的包装材料塞紧,防止在运贮过程中受潮或碰伤。

(2)运输 用干燥的遮篷运输工具运输。

(3)储存 在干燥通风的房屋内储存,不要拆包装,最好在15~35℃环境储存。如果储存温度低于15℃,在使用前应当在高于15℃的环境放24h以上。

2.3 水泥

2.3.1 选用水泥考虑的因素

GRC使用什么水泥合适,需考虑以下因素:

1.水泥碱度与玻璃纤维匹配

H型(高锆)耐碱玻璃纤维可以使用碱度高的水泥,如硅酸盐系列水泥;L型(低锆)耐碱玻璃纤维可使用碱度低的硫铝酸盐水泥。

2.收缩变形的影响

GRC作为薄壁型构件,容易变形或裂缝,收缩率大的水泥不适合GRC。

3.碳化影响

低碱度水泥虽然对玻璃纤维侵蚀度低,但容易碳化,对没有防锈蚀措施的钢筋或钢预埋件不利。

4.颜色与颜色均匀

一些GRC幕墙板和建筑装饰构件有颜色要求,所用水泥需要保证颜色和颜色均匀的要求。

5.成本因素

水泥价格、运输距离、早期强度对模具数量的影响都会对成本产生影响,应当做综合分析。

2.3.2 适合用于GRC的水泥

原则上讲,硅酸盐系列水泥、硅酸盐白水泥、低碱度硫铝酸盐水泥及白色硫铝酸盐水泥,都可用于GRC。

1.通用硅酸盐水泥

通用硅酸盐水泥是一个系列水泥,是指由硅酸盐水泥熟料、石膏和混合材料制成的水硬性胶凝材料。包括:硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥。

硅酸盐系列水泥碱度高,水化后生成较多的Ca(OH)2,对玻璃纤维侵蚀较大。因此,不宜与低氧化锆含量的L型耐碱玻璃纤维配合使用,应当使用H型(高氧化锆含量)耐碱玻璃纤维。

使用硅酸盐水泥系列的好处是来源广泛,价格便宜,使用方便。

GRC使用硅酸盐系列水泥时,以下几点应予注意:

1)火山灰质硅酸盐水泥收缩性较大,GRC制品变形会大。其早期强度低,不利于尽快脱模,不宜用于GRC。

2)粉煤灰硅酸盐水泥干缩率小,流动性好,比较适于GRC。

3)矿渣硅酸盐水泥早期强度低,不利于脱模,且抗冻性差,不宜用于北方。

4)硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥比较适于GRC,但普通硅酸盐水泥不宜用于高温养护。

2.白色硅酸盐水泥

白色硅酸盐水泥是硅酸盐水泥系列的一种,广泛用于GRC中,以实现装饰性。白水泥与各种色彩的集料和颜料结合,可配制出丰富多彩的GRC表面。

白色硅酸盐水泥用于GRC有两种情况:

第1种情况是只用于表面质感层,GRC基层用硅酸盐水泥或硫铝酸盐水泥。

第2种情况是GRC表面质感层与基层都用白水泥,以避免不同水泥层之间的不适宜导致脱层或裂缝。

无论哪一种情况,除了强度和稳定性外,对白水泥要格外看重白度、均匀度、光泽等装饰性能和产品质量的稳定性。白水泥的收缩率也是必须关注的性能,收缩率大的白水泥表面容易产生裂缝。

具有早强性能的白水泥可以缩短制作周期,减少模具量,对GRC尤为适用。

3.改性硅酸盐水泥

所谓改性水泥就是在水泥中掺加混合物以改善水泥的特性,混和物主要有两类。

一类是具有活性的混合材料,如矿渣、粉煤灰、硅灰、偏高岭土和无水硫铝酸钙等。一类是聚合物,如丙烯酸脂类等。两类混和物也可以合起来使用。

混合物的掺加并没有改变硅酸盐水泥本身的特性,它们是以下面的几种方式改良GRC性能的:

1)它置换了部分水泥,从而削弱了水泥对玻璃纤维的侵蚀强度。

2)与水泥水化后所产生的Ca(OH)2反应,减少了Ca(OH)2与玻璃纤维中的SiO2的反应量。

3)封闭了水泥石中的孔隙,使之更加密实。

改性硅酸盐水泥使GRC的性能特别是耐久性有了改善。

4.低碱度水泥

低碱度硫铝酸盐水泥是中国研发的,中国许多GRC产品使用这种水泥。低碱度水泥的最大优势就是碱度(pH值)低,凝结硬化块。

低碱度硫铝酸盐水泥的品种有:快硬硫铝酸盐水泥和低碱度硫铝酸盐水泥。这两种水泥都是由硫铝酸盐水泥熟料、石膏和石灰石或其他活性和非活性混合材料混配粉磨制成。

硫铝酸盐水泥的碱度比硅酸盐水泥的碱度降低了。硅酸盐水泥pH值>12.5,而快硬硫铝酸盐水泥为11.5~12.0。低碱度硫铝酸盐水泥为10.0~10.5。

在两种低碱度水泥之间比较:快硬硫铝酸盐水泥碱度要高一些,它的早期硬化速度也快,对于制作造型复杂的GRC构件不利,需要加入缓凝剂以保证足够的制作时间。低碱度硫铝酸盐水泥碱度低,早期强度适宜(7d达到设计强度等级),自由膨胀率低,抗冻性能好,抗裂性能好,是GRC最常用的水泥。

低碱度硫铝酸盐水泥较硅酸盐水泥价格要高一些,由于厂家少,运输距离可能长,但由于具有低碱度、快硬早强的特点,脱模快,可以一天数次脱模,从而使生产周期缩短,模具量减少。对于玻璃纤维的腐蚀小,可使用较便宜的L型耐碱玻璃纤维,从综合成本看不一定比使用硅酸盐系列水泥高。

低碱度水泥不利的一面是其碱度低且容易碳化,对于埋置GRC中的钢筋锚杆、预埋件或肋加强筋的防锈不利,在使用没有镀锌的钢筋和预埋件时要慎重考虑。可加入适量的亚硝酸钠以提高抗钢筋锈蚀性能。

2.3.3 水泥的技术要求

1.强度

水泥的强度等级有8级,为:32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R。其中R代表早强的意思。

不是所有品种的水泥都有8个强度等级,硅酸盐水泥没有32.5级别的,普通硅酸盐水泥没有32.5和62.5级别的。其他硅酸盐水泥,没有62.5级别的。另外,32.5和32.5R正在逐步淘汰中。各种水泥的强度等级见表2.3-1。

2.3-1 水泥品种与强度等级对应关系表

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(续)

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《通用硅酸盐水泥》(GB 175—2007)给出了各种水泥不同龄期的强度标准,见表2.3-2。

2.3-2 不同品种不同强度等级的通用硅酸盐水泥强度等级标准

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表2.3-3~表2.3-5是硫铝酸盐水泥和白水泥的强度指标。实际选用水泥各龄期强度不得低于表中数值。

2.细度

水泥细度对于水泥性质影响较大。颗粒细,与水进行反应的表面积大,水化反应比较快也比较充分,因而强度也高。颗粒粗的水泥其活性要降低。当然,水泥颗粒不是越细越好,一是生产成本高,二是收缩性较大。

2.3-3 低碱度硫铝酸盐水泥强度表

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2.3-4 快硬硫铝酸盐水泥强度表

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2.3-5 白色硅酸盐水泥强度表

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水泥细度用比表面积来表示,即单位重量水泥颗粒的总表面积(cm2/g)或(m2/kg)。也可以用筛余量表示。

国家标准规定:

1)硅酸盐和普通硅酸盐水泥的比表面积不小于300m2/kg。

2)矿渣、火山灰质、粉煤灰和复合硅酸盐水泥用筛余量控制细度:80μm的方孔筛筛余量不超过10%,或45μm的方孔筛筛余量不超过30%。

3)白水泥细度控制为:80μm的方孔筛筛余量不超过10%。

4)快硬硫铝酸盐水泥的比表面积不小于350m2/kg。

5)低碱度硫铝酸盐水泥的比表面积不小于400m2/kg。

3.凝结时间

水泥的凝结时间分初凝时间和终凝时间。初凝时间为水泥与水混合到水泥浆初步凝结开始失去可塑性的时间。初凝时间不能太快,以使得搅拌、运输、制作浇筑等过程有充裕的时间。终凝时间为水泥与水混合到水泥浆完全凝结失去可塑性的时间。终凝时间短一些为好,可以使水泥石硬化脱模的过程缩短。

几种水泥的凝结时间见表2.3-6。

2.3-6 水泥凝结时间表

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4.安定性

水泥的安定性是指水泥在硬化过程中体积变化的均匀性,安定性不好的水泥制品容易变形和产生膨胀裂缝,不能用于GRC中。

水泥安定性按照沸煮法进行检验。

5.化学指标

(1)通用硅酸盐水泥通用硅酸盐水泥的化学指标,国家标准的规定见表2.3-7。

2.3-7 硅酸盐水泥化学指标 (单位:%)

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(2)白色硅酸盐水泥

1)熟料中氧化镁的含量不宜超过5%,如果经过压蒸安定性合格,则氧化镁含量允许放宽到6%。

2)三氧化硫含量不超过3.5%。

(3)硫铝酸盐水泥

1)氧化钙含量应不小于50%。

2)三氧化二铝含量不大于2.0%。

6.其他要求

(1)含碱量与碱度 通用硅酸盐水泥的含碱量按照Na2O+0.658K2O的计算值表示。用户要求降低碱度时,含碱量应不大于0.6%。

低碱度硫铝酸盐水泥的碱度为:水灰比1∶10的水泥浆液,1h的pH值不得大于10.5。

(2)自由膨胀率 低碱度硫铝酸盐水泥须控制自由膨胀率。按1∶0.5的灰砂比,28d自由膨胀率应在0.00%~0.15%之间。

(3)白水泥白度 白水泥的白度值不应低于87。

2.3.4 质量控制

GRC生产厂家对水泥原料的质量控制内容包括:检查化验单、抽样化验、现场检验、运输储存等。

1.检查化验单

根据国家标准检查各项指标是否符合要求。包括:

1)化学成分

2)强度

3)安定性

4)凝结时间

5)碱度指标

6)白水泥须检查白度

2.抽样化验

GRC生产厂家应抽样化验各项指标是否符合国家标准,特别是在以下情况时必须抽样检验:

1)选定新的水泥供货厂家。

2)选择新品种水泥时。

3)对质量有疑问或所生产的产品发现异常情况。

3.现场检验

现场检验的内容包括:

1)复验重量,每袋应不得少于标识的99%。

2)标识内容,水泥袋上应清楚标明产品名称、代号、净含量、强度等级、生产许可证编号、生产者名称和地址、出厂编号、执行标准号、包装年月日等。

2.3.5 运输储存

水泥运输储存要求:

1)水泥在运输储存时不得受潮和混入杂物。不同品种和强度等级的水泥应分别储存,不得混杂。

2)袋装水泥堆放高度不应超过10袋,须垫离地面,与墙面留有间隙。

3)在一般储存条件下,经3个月后,水泥强度约降低10%~20%,经6个月后约降低15%~30%,一年后约降低25%~40%。因此,水泥必须先存先用。

4)运输储存过程须防止污染,特别是白水泥。

5)当GRC要求表面颜色一致时,应选择水泥颜色稳定的厂家并尽可能选用同一批次的产品。

2.4 砂子

GRC用砂可以是天然砂,也可以是人工砂。

天然砂是指粒径小于5mm的岩石颗粒,有河砂、净化后的海砂、山砂等。GRC宜使用河砂。

人工砂是指人工破碎的粒径小于5mm的岩石颗粒,如石英砂、各种花岗岩彩砂等,在GRC中多用于质感层。

石英砂用于GRC不会增加抗弯强度,对增加抗压强度有帮助,但抗压强度的提高对GRC意义不大。

用在GRC中的砂子不参与水泥与水的化学反应,而是作为填充集料起着骨架的作用,所以也称做细骨料。砂子可以减少水泥石的干缩,从而减少了由收缩引起的裂缝和变形。

砂子的粗细、级配和质量对GRC性能影响较大。

2.4.1 砂子粗细

普通混凝土用砂用细度模数区分和定义砂子的粗细。由于GRC截面厚度一般不超过15mm,因此砂子的粒径如果较粗,占截面比例大,就可能会影响玻璃纤维在截面上的均匀分布,从而影响材质的抗拉性能。因此,GRC用砂的粒径应细一些,不应含有粗颗粒的砂子。

当然,砂子也不是越细越好。砂子颗粒越细,其总的表面积就越大,包裹它所需用的水泥浆就越多。使用砂子太细时,既多用水泥,又会降低强度。

GRC用砂的粗细还受生产制作工艺的制约。采用喷射法生产制作GRC时,为防止喷枪口的堵塞,砂子粒径须细一些。采用预混法制作GRC时,砂子粒径可以粗一些。

一般情况下,喷射法时砂子粒径在1.2mm以内。预混法时砂子粒径在2.5mm以内。如截面厚度为5~6mm,则预混法也应控制在1.2mm以内。

GRC不仅限制砂子的最大粒径,对于细砂比例也要限制,一些外国标准将粒径小于0.15mm的细颗粒量限制在10%以内。

GRC表面质感层的彩砂或其他集料,粒径不受前述最大粒径的限制,可以大一些。

普通砂岩质感用彩砂粒径在0.25mm(60目)到2mm(10目)之间。

GRC用砂须按确定的粒径过筛。

2.4.2 砂子质量

砂子质量主要应考虑含泥量、坚固性和有害物质量。

1.含泥量

GRC用砂的含泥量(即粒径小于0.08mm的尘屑,淤泥和黏土的总含量)应当比混凝土小。含泥量大对薄壁型GRC构件质量影响极大,在喷射法工艺中容易堵枪,所以必须严格控制,应当小于1%。最好用水洗砂子。

人工砂需要控制石粉(粒径小于0.08mm的人工砂同质颗粒)含量。

2.坚固性

砂子的坚固性用硫酸钠溶液法检验,试样经5次循环后,其重量损失不大于10%。

3.有害物质含量

砂子中有害物质含量如云母、轻物质、有机质、硫化物及硫酸盐等含量必须受到限制。

1)云母含量按重量计不大于2%。

2)轻物质含量按重量计不大于1%。

3)硫化物及硫酸盐含量按重量计不大于1%。

4)有机质含量用比色法评价。所试之颜色不得深于标准色。如果深于标准色,则应以砂浆进行强度对比试验,加以复核。

5)含水量。GRC中用水量的多少对GRC材质性能与质量的影响很大,因此,砂子的含水量也须测定。

2.5

GRC用水包括拌和用水、养护用水和表面处理用水。

GRC用水须符合《混凝土用水标准》(JGJ 63—2006)的规定,水质要求见表2.5-1。

2.5-1 混凝土拌和用水水质要求

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注:碱含量按Na2O+0.658K2O计算值来表示。采用非碱活性骨料时,可不检验碱含量。

2.5.1 拌和用水

凡能饮用的自来水均可用作GRC拌和用水。

地表水、地下水和再生水符合水质要求也可以用做拌和用水,其放射性应当符合《生活饮用水卫生标准》(GB 5749—2006)的规定。

地表水、地下水和经过处理的工业废水首次使用前,应当进行检验,符合GRC拌和用水的技术要求方可使用。

使用非饮用水拌和时,应当与饮用水进行关于凝结时间的对比试验,非饮用水与饮用水拌和的水泥,初凝时间差与终凝时间差均不应大于30min,且符合国家标准关于初凝与终凝时间的规定。还应当做水泥胶砂强度的对比试验,用非饮用水拌和的水泥胶砂的3d和28d强度不应低于饮用水拌和的水泥胶砂同期强度的90%。

拌和用水不应漂浮明显的油脂和泡沫,不应有明显的颜色和异味。污水、含硫酸盐超标的水、含糖的水和酸性水不能使用。

GRC工厂冲洗搅拌机等设备设施和水浸养护用水收集处理后可用作GRC拌和用水,但应注意洗刷水与养护水中所含水泥和外加剂对所拌和GRC的影响。

由于GRC构件有用于安装的锚杆、预埋件等,且许多GRC构件系装饰性构件,故GRC不能使用海水拌和。

GRC拌和用水所含物质不应对GRC产生以下有害作用:

1)影响其和易性及凝结。

2)有损于其强度发展。

3)降低其耐久性,加快预埋腐蚀。

4)污染表面。

2.5.2 养护和表面处理用水

养护用水是在养护期间喷淋构件的水;表面处理用水是水洗水磨作业形成表面质感时用的水。

养护和表面处理用水必须干净,不能对GRC制品造成污染。

养护和表面处理用水对于不溶物和可溶物含量可以不用检验。

2.6 外加剂

外加剂可以改善GRC的力学和物理性能,可以使制作过程变得容易。外加剂是高品质GRC必不可少的原料。

GRC最常用的外加剂是减水剂,也可根据需要使用早强剂、缓凝剂、养护剂等。

2.6.1 外加剂使用基本原则

GRC中使用外加剂应遵循以下原则:

1)必须与所用水泥相容。例如,适用于硅酸盐水泥的外加剂不一定适用于硫铝酸盐水泥。

2)两种以上外加剂复合使用时,外加剂要相容。

3)符合GRC特性。如含碱量大的外加剂对玻璃纤维不利。

4)满足GRC制作的工艺性要求。

5)满足GRC使用阶段的力学和物理性能要求。

6)使用前做了掺加外加剂的GRC工艺性能、力学和物理性能试验,通过试验确定不同作业温度条件下的合适的掺量。

7)外加剂掺量以胶凝材料总量百分比表示。

8)进行了技术经济分析,考虑了对成本的综合影响。

2.6.2 减水剂

GRC产品普遍使用减水剂。

减水剂又被叫作塑化剂(Plasticiser),按减水效果分为普通减水剂和高效减水剂。高效减水剂也叫做超级塑化剂(Super Plasticiser)。减水剂还被叫作水泥分散剂。减水剂是一种表面活性物质,属于有机化合物,它能够显著地减少GRC拌和用水,从而降低水灰比。减水剂对水泥有分散作用,使水泥颗粒与水接触的表面增多,水化反应更加充分,增加GRC强度,并保证制作所需要的和易性。使用减水剂还有助于提高GRC抗冻融性和抗渗性,减少收缩变形,对防止裂缝有利。

普通减水剂减水率约为5%,高效减水剂减水率可达10%以上。GRC宜使用高效减水剂。

减水剂按引气量分为引气减水剂和非引气减水剂。引气减水剂可使水泥石的含气量达到3.5%~5.5%,甚至更多。非引气减水剂的含气量在2%左右。GRC中如果含气量大,对握裹玻璃纤维不利。

减水剂按对凝结时间和GRC早期强度的影响分为标准型、缓凝型及早强型。在选择减水剂时应特别关注这一点,使所选的减水剂类型与所用水泥的硬化速度及制作产品的时间要求相匹配。

减水剂按化学成分可分为木质素磺酸盐类、水溶性树脂磺盐类、多环芳香族磺盐类、脂肪族类等。

木质素磺酸盐类减水剂包括木质素磺酸钙、木质素磺酸钠、木质素磺酸镁和单宁等,属于普通减水剂,减水率不高,引气量较大,又有缓凝作用,不大适宜GRC使用。如果GRC制品采取蒸汽养护方式,更不宜使用。

水溶性树脂磺盐类减水剂包括磺化三聚氰胺树脂、磺化古马隆树脂等,属于非引气型的高效减水剂,适于蒸气养护。

多环芳香族磺盐类减水剂包括苯和萘的同系磺化物与甲醛缩合的盐类、氨基磺酸盐等,属于高效减水剂。减水率较大,引气较少。

脂肪族类减水剂包括聚羧酸盐类、聚丙烯盐酸类、脂肪族羟甲基磺酸盐高缩聚物等,是减水率最高的减水剂,但属于引气型减水剂。

减水剂的掺量必须根据产品说明并经过试验确定。掺量不足减水效果不明显;掺量过大会导致泌水现象,制作立体构件时容易滑料。有的类型的减水剂掺量大了会有缓凝作用,这显然对脱模不利。

2.6.3 早强剂

早强剂可以加速水泥石早期强度发展,对后期强度影响不大。

GRC使用快硬硫铝酸盐水泥或低碱度硫铝酸盐水泥时,水泥本身具有早强特性,不需要使用早强剂。使用硅酸盐系列水泥和白水泥时,为快速脱模,有时需使用早强剂。

早强剂按化学成分分为无机与有机两大类。

无机类早强剂包括氯化物类、硫酸盐类和复合类。

无机类早强剂虽然早强效果好,成本低,但有的会加速钢筋锈蚀;有的会破坏钢材的镀锌层;还有的会增加碱性。GRC构件或有镀锌钢筋锚杆,或有镀锌预埋件,有的构件设置加固钢筋,玻璃纤维容易被碱性腐蚀,所以,GRC不宜使用无机类早强剂。

GRC使用的早强剂宜选用有机类早强剂或无机与有机复合类早强剂。有机类早强剂主要有三乙醇胺、甲酸盐、乙酸盐、丙酸盐等。复合类早强剂则降低了氯盐的不利影响。

2.6.4 缓凝剂

一般情况下GRC制品不用缓凝剂。当GRC构件比较复杂,制作耗时较长,所用水泥是快硬硫铝酸盐水泥或低碱度硫铝酸盐水泥,其初凝时间无法满足制作要求时,才考虑使用缓凝剂。这时应当使用适用于硫铝酸盐水泥的缓凝剂。

GRC表面为砂岩质感层时,可以在表面层掺加缓凝剂,脱模后不用酸洗,直接水刷就可以洗去水泥,露出骨料,形成所要求的质感。

缓凝剂的品种很多,常用的有糖类、木质磺酸盐类、低浆废液、酒石酸、柠檬酸、淀粉、乙糖二酸钙(糖蜜类)等。

用什么缓凝剂及其掺量要结合表面质感层的颜色要求、水刷工艺和制作的季节通过试验决定。

糖蜜类减水剂兼有缓凝作用,可优先考虑选用。

2.6.5 防水剂

制作密实、厚度有保障的GRC具有较好的抗渗性能,抗渗等级可达P8以上。当GRC构件有防水抗渗要求时,为了更好地实现防水效果,可以内掺防水剂。防水剂有无机类、有机类和混合类。

无机类防水剂包括氯化铁、硅灰粉末、锆化物等。

有机类防水剂包括脂肪酸及其盐类、有机硅表面活性剂、石蜡、地沥青、橡胶及水溶性树脂乳液等。

混合类则是无机与有机类的混合物。

使用矿粉、硅灰等可以获得较好的防水防渗效果。丙烯酸乳液也兼具防水防渗的功效。

选用GRC的防水剂要关注其氯盐含量和碱性,前者对预埋件等侵蚀,后者对玻璃纤维侵蚀。

2.6.6 外加剂质量控制

1)根据技术经济分析和试验结果选择合适的外加剂。

2)外加剂进厂要有产品说明书、产品主要成分、出厂检验报告、合格证等,要有清楚的标识。

3)外加剂进厂后应当进行配合比试验。

4)粉状外加剂须防止受潮。液体外加剂要防止日晒、受冻、被污染、进水或蒸发等。

5)使用外加剂必须准确计量,允许误差不大于2%。

2.7 混合物

2.7.1 惰性混合物

惰性混合物是指本身不具有活性,不与水泥或水泥水化生成物发生化学反应,仅起填充空间作用的混合物,比如,粉碎的建筑垃圾、玻璃、贝壳、矿渣等。这些混合物在GRC中一方面可以像砂子一样起到骨料作用,另一方面可以实现一些质感与色彩要求。使用矿渣和废弃混合物有环保意义。

GRC用惰性混合物应有较好的强度,较小的吸水性,其细度、最大粒径、级配、含泥量或含粉量应当符合GRC力学和物理性能要求。是否可用,掺量多少须通过力学和物理性能试验决定。

2.7.2 活性混合物

活性混合物是指本身具有活性的混合物。它们可以参与化学反应,改善水泥石性能。活性混合物包括:粉煤灰、硅灰、高炉矿渣和偏高岭土等。活性混合物一般不与水直接发生化学反应,而是与水泥水化反应后的生成物发生反应,生成新的物质。掺加活性混合物有利于水泥石的强度的后期增长,改善加工性,提高密实度、抗渗性与耐久性,减少干缩变形,提高弹性模量,而且还有利于降低碱度,进而减少对玻璃纤维的侵蚀。

活性混合物的选用要符合有关的国家或行业标准。掺量须经过设计试验确定。

国外对于GRC使用改性硅酸盐水泥没有强制性规定。正在编写的国家行业标准《玻璃纤维增强水泥(GRC)建筑应用技术规程》的讨论稿中有“使用硅酸盐水泥时,应掺入不少于水泥量4%的改性添加材”的条款。

2.7.3 聚合物

丙烯酸脂乳液等聚合物可以掺加到GRC中。

聚合物在水泥水化过程中因失水而变稠硬化,在水泥石中形成包裹微粒的膜,进而提高水泥石的密实度、抗裂性与耐久性。聚合物也一定程度阻延了其对玻璃纤维的侵蚀,提高了水泥对玻璃纤维的握裹力。

美国最早于20世纪80年代初期在GRC中掺加丙烯酸乳液,以缩短养护时间。掺加丙烯酸乳液的GRC制品不再需要7d保湿保温养护或蒸汽养护,构件脱模后只需在16℃以上保持12~16h即可。

进一步的试验发现丙烯酸乳液有利于降低收缩率,防止裂缝发生,延缓玻璃纤维老化,进而提高耐久性。GRC表面层掺加丙烯酸乳液,防止龟裂效果明显。

丙烯酸乳液的掺量为水泥重量的3%~10%。

需要提醒的是,掺加丙烯酸乳液须慎重,美国规范要求,掺加丙烯酸乳液一定要做对比性试验,确认对GRC力学和物理性能有益才能掺加。

笔者做过试验,发现有的丙烯酸乳液会降低GRC抗弯强度和抗压强度,幅度在5%~10%。因此,对选用的丙烯酸乳液必须进行掺加效果的对比性试验。

选用丙烯酸乳液要求其与水泥有较好的合宜性、耐水性、抗盐析性能和储存的稳定性等。

2.8 钢材

2.8.1 钢材在GRC中的应用

钢材在GRC幕墙和建筑装饰构件中是必不可少的。

1.龙骨框架体系

大型GRC幕墙板或构件是通过背附龙骨体系安装到结构体系上的。龙骨体系包括:型钢龙骨框架、连接GRC幕墙板与龙骨框架的钢筋锚杆、将GRC-龙骨框架体系与墙体结构连接的连接件。

2.预埋件体系

小型GRC墙板和构件不需要背附龙骨框架体系,用预埋件体系与墙体结构连接。预埋件体系包括:埋置在GRC中的预埋件、与墙体结构连接的连接件等。

3.加强肋筋

有的无龙骨GRC幕墙板和构件有加强肋,肋内配置钢筋。

2.8.2 GRC用钢材种类

用于建筑的钢材与钢筋都可以用于GRC。

虽然GRC幕墙板和构件不是结构性构件,但安装在建筑外墙上,大多数构件安装在高处,其安全性、可靠性与耐久性的要求比较高,所以,使用钢材应当与结构用钢一样。

GRC用钢材数量比较少,不大容易做到批量采购,而零星采购很容易买进劣质钢材,或无法获得可信的材质化验单。所以,GRC厂家宜建立长期可靠的钢材供货渠道。

GRC构件常用的钢材种类:

1)型钢,包括方钢管、槽钢、角钢、工字钢、H型钢等

2)钢板

3)钢筋

4)不锈钢连接件

5)螺栓和高强度螺栓

2.8.3 钢材标准

GRC所用钢材应符合国家标准的要求。

1.型钢和钢板

型钢和钢板按照屈服极限强度分为Q235、Q345、Q390、Q420等级别。Q代表屈服极限,Q后面的数字表明屈服强度的大小,Q235就是指屈服极限强度为235MPa的钢材。一般情况下,GRC用Q235或Q345即可。

钢材质量等级分A、B、C、D、E五个等级。A级质量等级最低,E级最高。Q235A是指质量等级为A级的屈服极限为235MPa的钢材。GRC宜选用B级也就是第二等级以上的钢材。抗震设防地区应使用Q235B、Q345B钢材。

钢材按照冶炼时的脱氧程序分为沸腾钢(F)、镇静钢(Z)和特殊镇静钢(TZ)。

寒冷地区工作温度低于-20℃时,不宜选用Q235F钢材。

2.钢筋

钢筋宜用HPB300热轧光圆钢筋和HRB335热轧带肋钢筋。

H是英语热轧的缩写,P是圆的缩写,R是肋的缩写,B是钢筋的意思;数字是屈服强度的数值。HPB300就是指屈服极限为300MPa的热轧光圆钢筋。

GRC构件不能使用冷拔钢筋。当用冷拉办法调直钢筋时,必须控制冷拉率。光圆钢筋冷拉率小于4%,带肋钢筋冷拉率小于1%。

3.不锈钢连接件

防锈蚀要求高的工程,GRC预埋件、连接件和螺栓宜用不锈钢制作。用于石材和玻璃幕墙的不锈钢连接件都可以用于GRC幕墙与构件。

不锈钢是在碳素钢中掺加了铬、锰、镍、铁等元素的合金钢,其中铬的含量至少为10.5%,碳含量最大不超过1.2%。

不锈钢有5种类型:奥氏体型、奥氏体—铁素体型、铁素体型、马氏体型和沉淀硬化型。每种类型又有很多型号,多达上千种。

GRC用不锈钢应采用耐腐蚀性好、含碳量低、有较好强度和弹性的材质,宜采用奥氏体不锈钢。

市场上最常见的304号和302号不锈钢可用于GRC。304号和302号不锈钢都是奥氏体型不锈钢。304和302是美国编号,对应的中国编号是:

美国编号304—中国编号S30408,牌号06Cr19Ni10;

美国编号302—中国编号S30210,牌号12Cr18Ni9。

4.螺栓与高强螺栓

GRC使用螺栓、内埋式螺母、膨胀螺栓等,可以是普通螺栓,也可以用高强度螺栓。

5.焊条

钢材焊接所用焊条应与钢材材质和强度等级对应。

GRC构件及安装体系所用钢材应具有抗拉强度、伸长率、屈服强度和硫磷含量的合格保证,对焊接结构尚应具有碳含量的合格保证,必要时尚应具有冷弯试验的合格保证。当钢筋在加工过程中发现脆断、焊接性不良或力学性能显著不正常等现象,应根据国家标准对该批钢筋进行化学成分检验或其他事项检验。

GRC幕墙板和构件的钢筋锚杆、龙骨框架、预埋件等在起模、吊装和安装时往往兼做吊点,要避免使用脆性钢材和冷拔钢筋等。

2.8.4 钢材主要技术指标

1.钢材

(1)强度设计值 钢材强度设计值见表2.8-1。

2.8-1 钢材强度设计值(N/mm2

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注:附表中厚度系指计算点的钢材厚度,对轴心受拉和轴心受压构件系指截面中较厚板件的厚度。

(2)物理性能指标 钢材物理性能指标见表2.8-2。

2.8-2 钢材和钢铸件物理性能指标

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2.钢筋

(1)钢筋强度标准 值普通钢筋强度标准值见表2.8-3。

2.8-3 普通钢筋强度标准值(N/mm2

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(2)钢筋强度设计值 普通钢筋强度设计值见表2.8-4。

2.8-4 普通钢筋强度设计值(N/mm2

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(3)普通钢筋物理性能

伸长率钢筋在最大力下的总伸长率不应小于:HPB300为10%;HRB335为7.5%。

弹性模量:HRB300钢筋为2.1×105MPa;HRB335以上钢筋为2.0×105MPa。

3.不锈钢

GRC常用不锈钢S30408(304)和S30210(302)的化学成分和物理力学性能指标如下:

(1)化学成分 GRC常用不锈钢化学成分见表2.8-5。

2.8-5 不锈钢化学成分

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(2)物理性能 S30408(304)和S30210(302)的物理性能基本一样,见表2.8-6。

2.8-6 不锈钢S30408(304)和S30210(302)的物理性能

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(3)力学性能 抗拉强度:

钢板和钢带:515MPa

钢棒:520MPa;

断后伸长率40%。

4.螺栓连接强度设计值

螺栓连接强度设计值见表2.8-7。

2.8-7 螺栓连接强度设计值(N/mm2

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注:1.A级螺栓用于d≤24mm和l≤10dl≤150mm(按较小值)的螺栓;B级螺栓用于d>24mm和l>10dl>150mm(按较小值)的螺栓。d为公称直径,l为螺杆公称长度。

2.A、B级螺栓孔的精度和孔壁表面粗糙度,C级螺栓孔的允许偏差和孔壁表面粗糙度,均应符合现行国家标准《钢结构工程施工质量验收规范》GB 50205的要求。

2.8.5 钢材防锈蚀

GRC幕墙板和建筑构件的预埋件、锚杆、安装连接件和龙骨等必须采取可靠的防锈蚀措施。必须与GRC构件具有相同的耐久年限。

大多数GRC构件的埋件与连接件没有被可靠的方式封闭,没有与空气或水隔绝。当这些埋件、连接件以及安装体系在使用期间无法重新以油漆的方式保证防锈措施的持续性与耐久性时,不可以涂漆防锈,而应考虑镀锌、镀镍、镀铬或选用不锈钢。

镀锌是应用较为普遍且成本相对较低的防锈蚀措施。GRC用钢材以热镀锌为好。

组合一体的龙骨框架和连接件等尽可能焊接后再镀锌。当镀锌件被损伤或镀锌后又进行焊接,应当对损伤或焊接之处进行修补,必须涂刷含锌量多的防锈漆。

2.8.6 钢材质量控制

1.检验材质单

按有关国家规范,逐项检查材质单、化学成分与力学性能指标,检查出厂合格证。

2.抽样复验

复验项目包括:屈服点、抗拉强度、伸长率、冷弯性能等。

3.实物检查

1)检查尺寸是否超过允许偏差。

2)检查重量是否超过允许偏差。

3)表面不得有裂纹、结疤、折叠。

4)表面凸凹不得大于所在部位尺寸允许偏差。

5)型钢不得有明显扭转。

2.9 颜料、涂料与保护剂

GRC构件颜色的形成有三种办法:本色法、内掺法和外涂法。

本色法是由水泥、骨料、混合物等自身颜色组合形成的颜色。通过水泥或白水泥和彩色人工砂可以形成比较自然的色彩。

内掺法比本色法多添加了颜料。

外涂法则是在GRC表面采用涂刷或镀膜的办法着色。如涂刷乳胶漆、氟碳漆、真石漆或镀铜等。

GRC为防止表面污染、泛碱等,还会喷涂防护剂等。

2.9.1 颜料

GRC内掺法着色是在水泥浆中掺入颜料,也就是着色剂。着色剂主要是无机颜料,应符合行业标准《混凝土和砂浆常用颜料及其试验方法》的规定。

颜料分粉末颜料和浆状颜料,主要品种见表2.9-1。

2.9-1 常用颜料表

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GRC用颜料应符合表2.9-2的规定。

2.9-2 颜料质量规定

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(续)

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GRC颜料掺量不仅要考虑色彩需要,还要考虑颜料对GRC强度等力学物理性能的影响。颜料配合比应当做力学物理性能的比较试验。颜料掺量不宜超过6%。

颜料应当储存在通风、干燥处,防止受潮。严禁与酸碱物品接触。

2.9.2 涂料

凡可用于水泥基材上的涂料均可用于GRC,包括乳胶漆、氟碳漆、真石漆等。

2.9.3 表面保护剂

GRC不如玻璃和石材致密,用于幕墙和外墙装饰构件,不加任何保护的GRC表面非常容易变脏,特别是在环境污染严重的地区。

表面不做乳胶漆、真石漆、氟碳漆或金属镀膜处理的装饰性GRC墙板或构件,如清水混凝土质感、砂岩质感、剔凿质感等墙板与构件,应当涂刷透明的表面保护剂,以防止污染或泛碱,并增加其耐久性。

表面污染包括空气灰尘污染、雨水污染、酸雨作用、微生物污染等。表面保护剂对这些污染有防护作用,有助于抗冻融性、抗渗性的提高,并且可以抑制盐的析出。

按照工作原理分有两类表面保护剂:涂膜和浸渍。

涂膜就是在GRC表面形成一层透明的保护膜。浸渍则是将保护剂渗入GRC表面层,使之致密。这两种办法也可以同时采用。

表面保护剂多为树脂类,包括丙烯酸硅酮树脂、聚氨酯树脂、氟树脂等。

表面防护剂需要保证防护效果,不影响色彩与色泽,耐久性好。