一种新型的多孔烧结陶土砖砌筑外墙施工技术及应用--中国期刊网

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一种新型的多孔烧结陶土砖砌筑外墙施工技术及应用

发表时间：2020/11/17 来源：《基层建设》2020年第21期作者：郑卓成

[导读] 摘要：一种由多孔烧结陶土砖砌筑与龙骨组合的外墙砖施工技术，依托深圳一所中学为背景，从方案确定、材料特性、砌体施工等方面，阐述了这种新型的外墙砖的施工工艺的技术及应用。

        中国华西企业有限公司广东深圳 518000
        摘要：一种由多孔烧结陶土砖砌筑与龙骨组合的外墙砖施工技术，依托深圳一所中学为背景，从方案确定、材料特性、砌体施工等方面，阐述了这种新型的外墙砖的施工工艺的技术及应用。
        关键词：陶土砖；龙骨；施工
        1 引言
        近年来，随着砌筑外墙装饰砖应用逐步广泛，颜色规格丰富，外墙砖可根据客户对规格和颜色的特殊要求定制生产。为满足外墙装饰个性化与丰富性的要求，外墙装饰技术和手法往高品位、高档次发展。外墙砖注重整体搭配，装饰风格多样化，装饰效果质感突出。
        陶土砖作为外墙的饰面层，使建筑更具有历史感、厚重感。本文以深圳一所高中学校为例，该校以打造一所百年名校为目标，建筑采用陶土砖作为建筑外墙体现中国传统的“红砖青瓦”的建筑风格，介绍了陶土砖以砌筑加龙骨作为构造措施的新型外墙清水砖墙的施工工艺。
        2工程概况
        深圳****中学总建筑面积约17万㎡，包含宿舍区、教学区、运动区三部分，除宿舍楼架空层以上为仿砖涂料外，其余外墙均是砌筑陶土红砖。相比传统校园，本校园在设计和建设上均有突破和创新：该校区借鉴斯坦福大学、清华大学等著名学府的建筑风格红砖，而又巧妙运用岭南建筑的灰瓦，红砖灰瓦设计理念上体现建筑的历史悠久。建筑外立面自下向上，由淡米黄色荔枝面花岗岩起底，红色多孔烧结陶土砖为外墙主体，深灰色铝合金门窗为大面，深灰色陶土平瓦为顶组成，采用传统砌筑与现代幕墙相结合，构成了红砖灰瓦的建筑外观。
        外墙陶土砖采用有标准陶砖（规格为120*288*48mm）和镂空陶砖花墙体系（陶土砖花砖规格为600mm*240mm*100mm）两种体系，本文主要介绍标准陶砖的施工应用。

        外墙立面效果
        3 外墙方案的确定
        深圳地处沿海地区，日照时间较长，夏季气温较高，每年都会受台风影响。由于外墙多孔烧结陶土砖自重较重，对整体的平整度，垂直度以及粘结的强度要求较高，结合当地的气候特点，陶土砖采用传统的简单砌筑方法将极大的存在脱落、泛碱等可能性。
        3.1方案论证
        针对陶土砖的特性，建设方、设计以及施工方组织了多轮专家论证，方案在专家论证中不断补充完善：
        （1）第一次：因陶土砖外墙无现有规范可使用，根据陶土砖材料的物理性能要求、力学性能要求、陶砖墙高厚比、安装施工工艺、支撑结构防腐、抗泛碱处理及抗震检测等内容，建议陶砖系统自重由结构楼板来承重，故而形成了现有的每层挑出400宽、150厚的挑耳（悬挑板），分段卸荷。受力结构形式为层间混凝土结构挑檐承担砌体结构砖自重，背侧采用T5系列铝合金龙骨，竖龙骨间距不大于650mm 均分，承担水平风荷载及地震作用，由不锈钢筋组成的不锈钢网通过不锈钢板与竖龙骨及横龙骨栓接牢固。龙骨即作为陶土砖外墙的构造措施与普通砌体构造柱、圈梁等作用相同。如图节点-1、节点-2。
        （2）第二次：建议陶土砖外墙按照双向板受力考虑，明确了陶土砖墙面及支撑的结构受力体系，风荷载按照100年取值，基本确定了基础安全保障。另外强调了埋件、转接件等构件必要的防腐措施。
        （3）第三次：明确钢龙骨防腐采用热浸镀锌处理，建议将钢网片及与龙骨之间连接的连接件均确定为不锈钢材质，螺栓等采用不锈钢螺栓，进一步增强了系统的防腐性能。
        （4）第四次：补充了砖墙体与水平支撑体系的共同工作模型，明确砌体变形值应控制在跨度的1/500范围之内，确保墙体的强度稳定性和变形满足安全要求。明确了采用不锈钢网片，充分考虑铝合金龙骨与砖砌体线膨胀系数的差异，需要从设计到施工工艺确保释放温度变形。
        通过四次方案的优化调整，最终形成了我们所看到的陶土砖砌筑加铝龙骨系统：采用在烧结砖砌筑的工艺上增加不锈钢网片与钢骨架的锚栓连接，使得钢骨架与主体结构的墙面、楼板面连接做为整体基层，所有的普通螺栓采用特殊倒锥形的化学螺栓增加整体结构的稳固。降低了工人操作精细度的要求，极大的提高了施工效率，降低了人工成本，同时也保证了外观的效果。

节点图-1

        节点图-2
        3.2实物样板施工
        为了更好地验证施工工艺以及更有利于颜色效果的选择，项目按照1：1实物比例，在红线外施工了实物样板，选取了两间教室以及两间宿舍按照设计进行效果比对。

        实物样板
        4 外墙多孔烧结陶土砖的特性
        4.1材料物理特性
        陶土砖是粘土砖的一种，通常采用优质粘土甚至紫砂陶土高温烧制，以天然粘土为主要成分，用石英、长石等为骨料，经过烧结后形成的建筑砌墙装饰砖。随着工业污染的加重，雨水中的酸性一天天在增加，很多建筑材料因为无法接受这个考验而被淘汰。纯天然的加工工序使得陶砖本身只含有少量的化学杂质，其内部结构也不易受到酸雨的影响，陶土抗腐蚀性的特性更胜一般材料。
        陶土砖除了具有耐腐蚀性，还具有抗光污染性能、吸音作用、透气性、透水性、耐风化等特性。陶土砖吸水率较高，一般吸水率在8%--10%。
        4.2材料的外观特性
        本项目外墙使用了大量的陶土砖，采用的标准陶土砖规格为120*288*48mm，此陶土砖有别于一般的红砖：不仅追求自然材质的粗糙感，还要保证表面花纹的多样性，让外墙整体自然亲和。作为国内新颖的装饰性砌体，行业无相关标准及先例，为找到符合建筑设计师所要求的色彩及整体效果，在对传统烧窑工艺了解的基础上，把控温度及过窑时间的变化，都会影响陶土最后的成色。所以通过控制温度变化，从1200-1300 度，以每10 度作为温差控制标准，而后将过窑时间控制在42-48 小时，这样近30 次生产样板砖，最终确定5种外观颜色，其中主色占60%，其余各占10%。通过窑变温控技术以解决陶砖色彩层次感问题，呈现出校园浓厚的文化韵味。
        5 外墙多孔烧结陶土砖砌筑施工工艺要点
        主要工艺流程：墙体排砖深化图→定位放线→预埋件安装→钢骨架、固定件、连接件施工→排砖捡底→墙体盘角→立标高挂线→砌墙→验收。
        5.1 墙体排砖深化图
        根据图纸以及砖尺寸，进行排版深化图，通过调整砖缝8-10mm的尺寸，控制水平向和竖向为整砖。阳角转折处需标明，两个面的砖在阴角交接收头时留一条竖缝采用砂浆挤压，必须做到交界处不留空隙，阳角处不得切砖露缝，需将外墙砖的厚度外露。
        5.2 定位放线
        借助BIM放线机器人、全站仪及激光水准仪等仪器，进行现场测量结构尺寸进行排版。陶土砖幕墙的测量放线与幕墙测量放线过程一致。现场根据幕墙大样图和设计单位给出的标高点、进出位线及轴线位置，采用重锤、钢丝线、测量器具等工具在主体上定出陶土砖幕墙平面、分格及转角等基准线。
        5.3 预埋件安装
        轻质墙体不能承载干挂骨架的荷载，埋板应设在墙体顶部的混凝土梁及楼板上，埋板固定采用M12倒锥形化学螺栓固定，其中混凝土梁埋板主要起拉接骨架的作用，不做主要承重构件，重量通过骨架底部的埋板传，固定埋板不能打穿楼板面，如遇打穿楼板面必须用双向钢板来加固固定。由于后置锚栓钻孔而导致出现的现场废孔、弃孔等孔洞应采用环氧基锚固胶填满塞实。螺栓与埋板固定处必须放置垫片。
        5.4 钢骨架、固定件、连接件施工
        龙骨安装：2.2m（含）以内采用80×50×6竖龙骨，2.2m～3.9m（含3.9m）层高采用120×60×5竖龙骨，3.9m以上跨度采用160×80×6竖龙骨，竖龙骨间距不大于650mm均分，横龙骨均采用L50×50×5通长布置@800。所有的骨架焊接拉通线测量是否满足水平直线度。
        不锈钢网片安装：由6mm不锈钢筋组成的不锈钢网通过6mm不锈钢板与竖龙骨、横龙骨栓接牢固。不锈钢网水平间距不大于400mm，横龙骨水平间距不大于800mm，不锈钢网与竖龙骨相交位置及在每根横龙骨的中部位置，均设计6mm不锈钢板与竖龙骨及横龙骨栓接牢固（不锈钢板与不锈钢网采用不锈钢焊条、氩弧焊）。
        5.5 排砖捡底
        把砖在一段长度整个干摆一层，并拉好通线。
        5.6 墙体盘角
        每次不得超过5层，随盘随吊线，使砖的层数、灰缝厚度与地面放的排版相符。
        5.7立标高挂线
        在墙面上划有砖皮数和砖缝厚度，以及窗洞口、楼板梁底等标高位置，盘角时要均匀掌握灰缝，砌筑时小线要拉紧，不得一层线松，一层线紧，以防水平灰缝出现大小不匀。
        5.8 砌墙
        必须将立缝、横缝排匀，留缝均为10mm，砌完一步高架子，每隔2m间距，应在丁砖立棱处用吊锤吊直划线，二步架往上继续吊直弹粉线，上层分窗口位臵时必须同下层窗口保持垂直，以免墙面出现游丁走缝。砌砖宜采用一铲灰、一块砖、一挤揉的“三一”砌砖法或采用铺浆法（包括挤浆法和靠浆法）。砖要砌得横平竖直，灰浆饱满，做到“上跟线，下跟棱，左右相邻要对平”。用原浆直接勾缝。
        6 外墙多孔烧结陶土砖的质量控制
        6.1 外墙多孔烧结陶土砖质量控制
        陶土砖进场前验收以及进场后抽检必须满足GB/T13544—2011《烧结多孔砖和多孔砌块》的规范标准要求。
        （1）抗压强度大于20Mpa；
        （2）吸水率小于6%；
        （3）表面宜采用渗入型油性硅憎水剂，最终项目用砖以样板间及封样为准；
        （4）尺寸公差±1.5；
        （5）外观质量：弯曲不大于0.4mm；缺棱掉角的三个破坏尺寸，不得同时大于3 mm，垂直度差≤0.4mm；
        未贯穿裂纹长度：①大面上宽度方向及其延伸到條面的长度≤10 mm，②大面上长度方向或条面上水平面方向的长度≤12 mm。
        贯穿裂纹长度：①大面上宽度方向及其延伸到条面的长度≤4 mm，②壁，肋沿长度方向、宽度方向及其水平方向的长度≤4 mm；壁，肋内残缺长度≤4 mm；完整面≥两条面或两大面。
        同时在安装前用砂纸将砖表面进行适当打磨，将加工过程中遗留在砖砖表面的废渣清理干净。
        6.2 运输过程中的成品保护
        多孔烧结砖在运输、装卸过程中严禁抛掷或倾倒，必须使用木箱进行封箱保护，木箱与砖之间用泡沫塑料外加较厚的牛皮纸进行缓存衬垫。
        6.3 陶土砖开孔孔位偏差调整
        为保证每块砖的性能，烧制过程中穿孔率以及孔径大小、形状严格按照要求进行加工，施工过程中尽量减少砖的切割。保证砖孔位中心距精度误差控制在1mm以内。
        6.4 接缝控制
        上下左右留缝宽度均在10mm，现场砌筑分段进行，施工前要拉线，确保砖与砖之间的留缝一致，因缝隙的效果影响整个外立面的效果，施工部分核对部分，勾缝采用原浆进行勾缝，勾缝后及时进行砖表面污渍的清理，缝隙采用不锈钢垫片，垫片表面镀色处理。
        6.5 整体效果控制
        施工前必须整体进行拉通线，校对没问题后进行施工。施工完成后根据拉设通线进行校核整体进出平整度，确保完成面的平整度、垂直度、直线度等符合GB 50203—2011《砌体结构工程施工质量验收规范》规范要求。
        7 避免外墙多孔烧结陶土砖泛碱的措施
        （1）水泥强度满足要求前提下，碱性金属盐含量越低越好。现场使用水泥以标号为32.5号左右的普通硅酸盐水泥或矿渣水泥。
        （2）施工中注意水泥浆浓度，以偏稠为佳。
        （3）铺贴前砖一定要先浸透。
        （4）在装饰外墙体预留通风和排水孔，杜绝墙体内湿气和雨水的滞留。
        （5）避免阴雨天气施工。
        （6）一旦发生外立面泛白，就马上用清水洗掉，等砖表面一干，在有白霜的地方马上涂抹熔剂型防污剂也可以防止再次发生。大量的白霜先用浓度为2%～3%盐酸溶液来清洗，最后再用清水冲洗。针对细部或反复难处理部位，再用钢丝球轻刷。
        （7）施工时先检查墙身，如遇裂缝、空壳，一定要先行修补，同时注意窗户、阳台四周的下部下水道周围，重要的一点是如何防止水的渗入。
        （8）填缝材料选择不易发生开裂的品种
        （9）施工过程尤其注意：铺贴时保证砖底满浆，填缝必须密实。
        8 结束语
        本文介绍多孔烧结陶土砖结合铝合金龙骨体系工艺的方案确定到技术应用，可操作性强，完美的展现了多孔烧结陶土砖作为外墙，其独特的厚重感，浑然天成，施工过程中质量的控制更加有力的保证了砖砌体的坚固和稳定为建筑外观带来愉悦的视觉效果，砌筑后的勾缝的清水效果也能给美观的墙面带来显著的视觉冲击力。学校目前已顺利交付使用，社会各界给予了外墙陶土砖的效果高度的评价，给深圳后续需要建设学校、展馆等公共设施外墙提供了可靠的范本。
        参考文献：
        [1]GB 50203—2011.砌体结构工程施工质量验收规范[S].
        [2]GB/T13544—2011.烧结多孔砖和多孔砌块[S].