刘连春
北京华运装饰工程有限责任公司 北京市 100124
摘要：在现代建筑工程中，装饰材料的创新应用为工程构思创意的实现提供了物质基础，更是建筑工程使用价值和美学价值的集中体现。而今建筑设计领域大力倡导“绿色环保”理念，对材料自身性能和价值的要求随之升高。而作为应用最为广泛的建筑装饰材料之一，玻璃纤维增强混凝土材料凭借高韧性、耐高温、高强度、不燃烧等特性，弥补了传统水泥混凝土短板，深受建筑工程、土木工程、环境艺术等领域青睐[1]。本文以实际工程为例，深入探究GRC材料在地铁建筑装饰工程中的有效应用。
关键词：GRC材料；地铁建筑装饰；应用
1.工程案例
本文以北京地铁6号线西延苹果园南路站为例，由于地铁人流量大，在墙面材料选择时，需尽可能满足以下几项要求，高强、耐污、防火、安全、抗划痕等等，因此，在本站装饰工程中，在站厅、站台创新性的采用新型装饰混凝土（GRC）材料，纹理样式选择“砖”纹理，以“京城连廊”、“砖之韵”为主题的装饰风格彰显西部工业感和生活印记。实景效果如图1所示。目前北京地铁6号线西延完工运营近2年，经回访墙面装饰混凝土板质量稳定、外观良好，安装固定节点无变形。
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2.GRC材料及其性能
玻璃纤维增强水泥（Glass Fiber Reinforced Cement，GRC）的增强材料以耐碱玻璃纤维为主，从成分来看主要涵盖了水泥砂浆和水泥净浆，两种基体共同组成新型复合材料。该材料主要基材为水泥，耐碱玻璃纤维在其中主要起到增强作用。GRC材料充分发挥了玻璃纤维高强度、耐高温、高韧性以及高模量等优势，改变了以往水泥和混凝土耐冲击性差、易变形等弱电，并且随着新产品的不断研发和更新，彰显了其独具特色的装饰风格以及广阔的市场发展前景。
①GRC材料制品具有极强的抗折性能。抗压能力达到18MPa以上，超出普通石材和混凝土2~5倍左右。②GRC材料质量较轻强度较高。现阶段我国所生产GRC材料体积密度约为1.8-1.9，GRC板可按照具体厚度要求进行制作，最低可达到5mm，整体质地较为轻巧，重量在1.5kg左右，抗弯强度和抗压强度分别大于34MPa和40MPa，远超国际标准。③GRC材料具有极强的可塑性，在一些非线性或者艺术表现力强建筑装饰工程中被大量应用，如现代建筑、雕塑建筑等[2]。④GRC材料具有防火防水性能，所有材料均为不燃材料，并且可长期浸泡于水中，整体结构和性能不受外界破坏性因素影响。⑤GRC材料具有可再生性，其原材料无其他放射性元素，且具有良好的降解性能，符合现阶段绿色环保需求。
3.GRC材料在地下建筑装饰中的应用
3.1 GRC材料的应用原则
一方面，绿色环保原则。GRC材料始终围绕绿色环保理念，强调人与自然之间生态和谐关系，无论是研制还是生产，均将资源保护和环境效益作为核心内容，降低对生态环境和周边耕地的直接破坏，真正意义上达到修旧利废，绿色节能。从环保角度来看，绝大部分GRC产品均采用工厂化施工，极大的减少了建筑生产垃圾，有效降低了生态环境遭受污染的可能性。GRC材料具有十分明显的特性，如，节能、无毒、抗菌等，不但为现场施工人员营造了安全稳定的作业环境，且在某种程度上为人们创造了健康、舒适的居住空间。纵观GRC材料整个生产、应用、维护、回收全过程，材料的再生性、再利用性以及可降解性，使得其与现代绿色环保健康装饰理念相契合，通过降低资源、能量消耗，将绿色生态装饰理念发挥的淋漓尽致。
另一方面，安全便捷原则。GRC材料生产完全采用模板化和工厂化模式，将传统复杂的工艺流程简化为一步到位的新工艺，避免了施工时长和施工成本的过度浪费，人工劳动力彻底解放，且随着工厂生产科学化水平的不断提升，施工中误差现象越来越少，施工精确程度和安全系数全面提升。与此同时，GRC材料还具有其他材料所不能匹敌的优势，即，防火防潮，某种程度上保证了建筑耐久性与人类活动的安全性。
3.2 GRC材料在地铁建筑内部装饰工程中的应用
受地铁工程功能需求影响在工程装饰设计时，需划分特殊装饰美化区，也需要清晰灵活的信息展示区，出于对各区域复杂多变等特点的考虑，在功能信息展示区域需划分出单独的空间区域，在其所覆盖范围之内进行功能上的细化处理。而GRC材料的应用正加速地铁工程中这一区域化布置功能的实现。
在此次工程案例中，主要在站厅、站台南北两侧墙面采用GRC材料（东西两侧为橘红色烤瓷铝板）。由于地铁空间的特殊性，产品应用对混凝土装饰板自身结构（含共震结构）及性能要求较高，北京市轨道交通管理有限公司组织进行了对地铁应用GRC装饰混凝土板的技术标准的专家评审（技术指标及专家评审意见如下）。
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经过与专业厂家技术研讨，并通过甲方设计的认可，我们最终采用单层混凝土装饰板结构进行制造（GRC装饰板材料性能均能满足设计提出的各项检查项目指标要求），在固定部位对连接点进行局部加厚（35mmm）并预制金属套筒，这也有利于提高混凝土装饰板的强度。安装基本同石材干挂工艺技术标准。为保证安装固定的结构安全，我们采用有限元分析软件ANSYS 进行整体分析。本工程GRC装饰混凝土板格尺寸为1.3m×0.6m，板厚25mm，板块为矩形GRC板，四点支撑连接模式在龙骨上，采用下端支撑承重模式。计算结果见变形及应力云图 ，变形的单位为m;应力的单位为Pa，各项指标均满足要求。
最大位移 Disp = 2.63/1.4=1.87 mm（按荷载标准值计算）
1.87/900=1/480< 1/100
风荷载和自重荷载组合下最大应力
S_max = 4.77 Mpa < 11.5 Mpa
风荷载和自重荷载组合下槽口最大应力
S_max = 4.77 Mpa < 11.5 Mpa
自重荷载最大剪应力
V_max = 0.094 Mpa < 2.3 Mpa
自重荷载槽口最大剪应力
V_max = 0.094 Mpa < 2.3 Mpa
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1、测量放线
复核基准水平线，确定GRC装饰混凝土板水平、垂直安装基线，放线时充分考虑地铁项目特殊的坡度问题。按照GRC装饰混凝土板分格图及内部节点安装方式，确定面层GRC装饰混凝土板及基层钢龙骨等隐蔽工程细部位置。并将现场排版尺寸提供给专业厂家设计进行深化，对每块 GRC装饰板进行编号出生产加工详图，由我方进行现场复测核实无误，厂家开始加工生产。
2、连接角码安装
连接角码规格 60mm×150mm×5mm，采用 M12 膨胀螺栓固定方式（膨胀螺栓安装完成后进行现场拉拔力检测，检测强度必须满足设计要求），每个角码通过 1 根螺栓与混凝土结构墙面连接，角码竖向间距 1000mm。
3、钢龙骨安装
竖向龙骨选用 60mm×40mm×4mm 热镀锌方管，间距 1000mm；横向龙骨选用 50mm 角钢，间距 600mm。每根竖向龙骨两侧采取双抱角码并使用螺栓连接固定。竖向龙骨与横向龙骨通过螺栓连接。连接角码的位置一定要准确，相对应的一组连接角码在同一水平高度。横向龙骨每安装完一排应严格检查水平高度和平整度，相邻两根横梁水平高度不应大于 1 mm。
4、GRC装饰混凝土板安装
由于GRC装饰板均为定制产品，到货后由工人根据排版图及生产编号进行搬运至安装部位，技术人员检查无误开始进行安装，由于墙面选用 1300mm×600mm 较大规格的板块，为便于板块受力均匀并保证其安装精度，加工板块前特别要求生产厂家将每块GRC装饰混凝土板下面2个固定点预埋金属套筒低于板边4mm设置,保证安装时80mm*50mm*4mm干挂件嵌平板边固定。这样按照顺序由下而上，分层将其挂到横梁上，拉水平线控制层高，吊垂线控制板缝垂直度，最后，GRC装饰混凝土板全部安装完毕后，对其整体安装进行质量检验。
结束语
综上所述，GRC材料通过各种功能特性以及造型美观等优势，极大程度上实现了对地铁建筑装饰工程各种需求的有效满足。GRC材料自身优质的性能，经济实用功能的定位，以及高可信度、高美誉度等为GRC材料在国内地铁建筑装饰的应用和发展奠定了坚实的基础。
参考文献：
[1]孙旺妮.分析玻璃纤维增强水泥(GRC)产品在外墙装饰施工中的质量控制[J].大科技,2019,01(16):247-248.
[2]何景林.新技术、新材料GRC构件在建筑幕墙中的应用[J].广东建材,2018,26(10):164-166.
[3]王磊.GRC轻质墙板在工程中的应用[J].商品与质量:学术观察,2016,14(07):297-298.