GRC构件制作、施工、验收手册(DOC)
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GRC构件制作、施工、验收操作手册
第一部分概述
GRC是玻璃纤维增强水泥(Glassfibre reinforced cement)的英文缩写,70年代由英国的建筑研究机构(BRE)与皮尔金顿(Pilkigton)公司研发,我国的起步稍晚于欧美,在70年代末才开始研发,但发展迅速,现在全国研发和生产的单位已达200多家。
GRC 由两大原材料组成:其一为耐碱玻璃纤维,其二为水泥.国外用的是普通硅酸盐水泥,国内采用的是低碱硫铝酸盐水泥和耐碱玻璃纤维。
GRC构件具有高强度、高韧性、耐水.耐火.轻质等优势,可应用于墙板、吊顶板、屋面板,永久性模板及外装饰构件等,既能缩短施工时间又节约材料。
GRC装饰构件目前的行业推荐标准——JC/T940-2004《玻璃纤维增强水泥(GRC)装饰构件》仅对GRC 构件的材料物理力学性能指标和外观尺寸做除了规定,对预埋连接好预埋钢骨架未做要求,对连接的形式没有具体的做法要求。
本手册是通过对施工中的质量问题进行研究,分析产生质量问题的原因,并提出了预防质量问题方法,结合工程实际制定了GRC装饰构件的安装流程和工序要求,参照JC/T 940—2004、Q/TDQC 01—2004制定了相应的质量验收标准。
第二部分GRC施工中存在问题及解决思路
一、GRC钢筋锈蚀问题
预留钢筋锈蚀问题表现在:
1.已安装GRC构件表面开裂,内部钢筋锈蚀,锈迹外渗;
2.已制作的GRC构件蜂窝、麻面、漏筋,未安装时已生锈;
3.已安装GRC构件,采用顶爆螺丝固定的,顶爆螺丝生锈;采用预埋钢筋焊接连接的,
焊接部位未作防锈处理而生锈。
如果构件与主体连接因生锈而导致构件脱落,将带来严重的安全问题。
二、GRC构件安装牢固安全问题
GRC构件安装牢固安全问题表现在:
1.由于钢筋锈蚀,构件的耐久性破坏;
2.GRC构件螺丝孔边加强不标准,容易脱落;
3.锚固在主体结构的顶爆螺丝的长度没有统一的规定和做法;
4.没有顶爆螺丝的防锈措施;
5.采用钢筋焊接方式连接的焊接口没有可靠的防锈措施。
三、裂缝问题
GRC构件裂缝问题表现在:
1.制作凝固过程出现裂缝;
2.安装后个别局部裂缝;
3.因钢筋锈蚀导致出现裂缝.
四、解决问题的思路
1.锈蚀问题的解决方法
a)GRC构件钢筋、预埋件采取阻锈措施。
水泥水化的高碱度(pH>12.5),使钢筋表面
形成纯化膜,是构件中保护钢筋的主要依据与基本条件,当构件中的pH值<12时,钢筋的钝化膜就不稳定,当pH值<11。
5时,钢筋的钝化保护膜就遭破坏,钢筋的锈蚀便开始进行.由于GRC构件普遍采用快硬硫铝酸盐水泥,属低碱度水泥,根据JC/T940-2004《玻璃增强水泥(GRC)装饰品》、GB20472—2006《硫铝酸盐水泥》规范要求,钢筋应采用不锈钢丝或镀锌钢丝、预埋件应采用不锈钢板或镀锌钢板等,有条件的话可使用环氧涂层钢筋.
b)减少GRC构件中氯离子含量。
构件中氯离子含量对钢筋锈蚀影响极大,过量的氯离
子会破坏钢筋表面的钝化膜,从而导致钢筋锈蚀。
在GRC材料把关上,严禁使用海砂,应定期检测砂子中氯离子含量,严禁使用氯离子含量超标的工业废水拌合砂浆。
c)可添加外加剂丙烯酸酯共聚乳液(丙乳)。
丙乳是一种高分子聚合物的水分散体,是一
种水泥改性剂,能提高GRC构件的抗裂、防水、防氯离子渗透、耐磨、耐老化等性能。
d)增强GRC构件密实度、完好性及保护层厚度.GRC构件的密实度和完好性是指构件是
否有开裂、无蜂窝空洞、缺棱掉角、露筋等情况,促使钢筋生锈的关键因素还在于大气中的氧渗入钢筋表面的能力,如果构件密实、完好、保护层厚度能得到保证,就能有效地阻止水和氧气进入,GRC构件制作时应采用低水灰比,提高构件密实度,制作过程中严格控制预埋钢筋的直径、放置位置,严格检查垫块放置情况,有效保证构件保护层厚度。
e)GRC构件外涂隔离层。
这种方法能够提高构件的防水性和耐久性,隔离腐蚀环境可
延缓碳化速度,起到保护构件的作用,施工时,首先要清除构件附着物,用水冲洗后令其充分干燥,在构件外表涂抹砂浆或绝缘层,如沥青漆、环氧树脂涂料或油漆进行防腐。
2.裂缝问题的解决方法
a)加强对GRC构件养护.养护是使GRC构件在早期保持其中所含水分不使蒸发.构件内
所含水分用于水泥水化并因而发展其强度,降低渗透与收缩,以防开裂。
b)避免GRC构件凝结时间过短.GRC构件中出现裂缝原因,除制作工艺、养护等因素外,
主要是由水泥质量问题引起的,其中表面微裂纹是因水泥水化速度过快(如凝结时间过快或加有高碱性物质或加入速凝剂过多)而引起水泥表面局部发热、失水过快.形成干缩裂缝或热应力裂缝;深度裂缝(裂缝宽度大于1mm,有时会形成通裂)是因水泥中石膏掺量过多,使其后期膨胀过大引起的。
有时甚至导致GRC构件变酥、开
裂、破坏。
c)预防钢筋锈蚀也是预防构件开裂。
钢筋锈蚀后体积将增大,有研究表明,体积将增大
2~6倍。
将产生很大的锈涨力,而GRC轻质薄壁构件厚度约为20mm左右,虽然在预埋钢筋位置进行了加强处理,厚度仍比较薄,锈蚀的钢筋使构件产生顺钢筋方向的裂缝,随着锈蚀的加剧,最后锈蚀后体积增大的钢筋将使构件开裂
3.安装牢固安全问题解决方法
a)GRC构件与主体连接采取防锈措施。
膨胀螺丝应采用不锈钢膨胀螺丝,采用焊接连接,
焊口部位要涂刷防锈漆.
b)加强预留螺丝孔洞边沿.对GRC构件螺丝孔边加受力包,在沉栓孔位置加厚2~2。
5cm,厚度以30°角向四周扩散,受力包处多加一层玻璃纤维网格布。
c)统一规定锚固长度。
对锚固在主体结构的顶爆螺丝的长度进行设计计算,确保安全性。
d)斗拱混凝土浇筑连接.斗拱和主体模板同时安装,斗拱钢筋与主体钢筋交织一起,在
主体混凝土浇筑时一同注满成整体(可参照四会棕榈城)。
斗拱上悬挂钢筋另外设计。
e)窗台边檐饰线、斗拱的特别制作.
1)在条件允许的情况下,部分边檐、花钵底座边檐饰线可以采用PVC管作侧模,使致
与顶面连成整体,避免不同材料之间的裂缝(可参照四会棕榈城)。
2)在条件允许的情况下,建议做一批斗拱模板(可以采用玻璃钢)直接与主体模板一起安
装,主体浇筑.测算其在经济上、施工难度、施工进度、质量控制等方面的可行性,确立其推广价值。
第三部分GRC材料要求
一、玻璃纤维
必须是耐碱玻璃纤维,种类包括耐碱玻璃纤维网格布、耐碱玻璃纤维无捻粗纱、耐碱玻璃纤维短切纱。
1、耐碱无捻粗纱采用钠锆硅玻璃成分,其主要化学成分:
L类 ZrO
2含量:(14.5±0.8)%;TiO
2
含量:(6。
0±0.5)%
H类ZrO
2
含量:≥16.0%
裂断强度应不小于0.25N/tex(1 tex=1 g/km)。
2、耐碱玻璃纤维网格布,其主要化学成分:
ZrO
2含量≥13。
7%, TiO
2
≥5.5%
拉伸裂断强力应符合JC/T841—2007 4.1。
4的规定,裂断伸长率应不大于4.0%二、水泥
采用不低于42.5号的硫铝酸盐低碱水泥,或不低于42.5号的普通硅酸盐水泥,或不低于
4 2.5号的普通硅酸盐白水泥。
不得使用矿渣水泥,或掺有煤、炭粉作助磨剂及页岩等作混合材料的普通硅酸盐水泥。
采用硅酸盐水泥时,必须掺入能吸收Ca(HO)2的消碱性材料或掺入丙烯酸乳液,并采取氧化锆含量不小于16%的高耐碱玻璃纤维。
三、砂子
采用含有95%以上二氧化硅和2%以下水分,不带其他有害物质的微细、洁净硅砂。
严禁使用海砂。
氯化物含量应小于0。
01%,含泥量不得大于 1.0%,最大粒径应小于2。
4mm,0.15mm以下颗粒含量应小于10%,构件的加强肋或填充空腔用的混凝土中的砂子粒径不受此限制,可采用卵石或碎石,含泥量不得大于1%。
四、钢筋
应采用热轧低碳钢或不锈钢,为有效阻止钢筋生锈,宜采用镀锌钢丝,直径宜采用4~6mm,直径允许偏差±0。
07,锌层重量不小于290g/㎡。
五、预埋件
应使用镀锌钢板、不锈钢板、镀锌钢筋和不锈钢盘条镀锌钢板的厚度不得小于3mm,不锈钢板的厚度不得小于2mm,预埋件数量和锚固件构造由设计确定。
六、水
应采用不含油、盐酸类或有机物的淡水。
氯离子含量不得大于500mg/L,严禁使用工业废水,海水。
七、外加剂
可选择性地加入高效减水剂、塑化剂、缓凝剂、早强剂、防冻剂、除锈剂等外加剂,当构件中含有钢质增强材料或钢质预埋件是,不得使用氧化钙基的外加剂。
第四部分GRC制作要求
一、模具要求
严格按图纸尺寸规格制作模具,从安装、生产方面,周全考虑分模、预留沉栓位及焊点,模具成品必须考虑产品脱模,不得卡模,沉栓位钻孔必须垂直,变型的模具不能投入生产。
二、基本材料配合比
砂灰比(质量比)0.5~1.5
水灰比(质量比)0.35~0。
40
网格布层数(按10mm厚度构件计)2层
高效减水剂,%(按水泥质量计)0。
30~0。
75
三、生产工艺流程
1)清理模具
2)收紧端头板及相关螺栓
3)垂直插好沉栓棒
4)喷壶喷脱模剂
5)喷壶喷面浆,厚度≤0.3cm纯水泥浆
6)喷壶喷第二遍浆,细沙:水泥(1:1)厚度≤0.3cm
7)手工铺网
8)喷第三遍浆,细沙:水泥(1:1)厚度≤0.3cm尽可能压住网格布(玻纤网)
9)贴沙浆,中沙:水泥(1:1~1。
5:1)厚度≥1cm,转弯位及受力面稍加厚
10)根据产品需要加肋(φ6镀锌钢筋、8号镀锌钢丝),钢丝需加胶垫,控制保护层厚度
11)加受力包,在沉栓孔位置加厚2~2.5cm,但至少低于安装面1cm,直径3~5cm,同时
多铺一小块玻璃纤维网格布。
12)压滚(灰池配合)挤压修整均匀,边位必须与模具边界及端头板相平.若需焊接的产品,
预留焊点。
13)10~15分钟后拔出沉栓棒,盖上农膜以达到保温加湿作用
14)木锤敲打脱模
15)修补、打磨、存放
16)洒水养护(至少7天养护期)
四、构件养护
室外日平均气温连续5d 稳定高于+5℃,在常温下及时喷水养护,环境湿度大于80%,养护时间不少于4h,室外日平均气温连续5d 稳定低于+5℃时,必须加入蒸汽进行养护,蒸汽养护环境温度不得高于45℃,养护时间不少于4h.在养护的初期应使GRC构件有足够的强度,防止收缩开裂,使之在脱模与搬运时不致受到损伤.可采用洁净的聚乙烯薄膜将模具包住,保持水化热,防止水分的蒸发和受到风的影响.
五、成品保护
1)堆放
构件制成达到设计强度后,应按规格型号分类堆放,堆放场地应平整、干燥、通风、堆放高度不呢个超过2m,堆放层数不能超过4层,堆放时应注意组合,防止构件薄壁受压损坏或倾倒。
2)装卸、运输
装卸及搬运构件时,必须轻拿轻放,严禁抛掷,运输时应固定牢靠,防止晃动,必要时用草垫隔开,构件放置不能超过车厢长度.
第五部分GRC构件验收出厂要求
一、检验项目及等级
1.检验项目:制作质量、外观质量、尺寸偏差和抗弯极限强度
2.构件按质量及技术要求分一等品、合格品、不合格品三级
二、批量
由同种原材料相同工艺同一规格的构件组成同一受检批,每个批量为500件,不足500件时,亦作为一个批量
三、判定
1.制作质量
构件制作材料、配比须满足规定和设计要求,应按设计图纸制作,制作过程应符合工艺要求,否则判该批构件不合格。
2.外观质量
逐件检验,超出表1规定时为不合格品
表1 外观质量
3.尺寸偏差
从经过外观质量检验合格的构件中,随即抽取5件样品进行检验.全部符合表2规定时,判定批量合格;若有2件货2件以上不符合表2规定,判定批量不合格;若有1件不符合表2规定,应再抽取5件样品进行复检,复检结果全部符合表4规定时,判定该批量构件合格,若仍有一件不符合表2规定时,则判该批量构件不合格.
表2 尺寸允许偏差
注1:代号含义义:ZT—-柱头;ZS一—柱身; ZJ——柱基,CT——窗套;MT—一门套:XJ—-线角;
LG-—栏杆;MGS--蘑菇石;DFS——剁斧石。
注2;规格尺寸代号D、L(H')、H(W)在不同类型构件中所代表的尺寸见附录A.
注3;方柱系列尺寸、仿中式古典建筑构件尺寸、其它构件要求的尺寸.由设计确定。
4.抗弯极限强度
对于每一受检批,应采用同种原料和相同工艺制作抗弯强度检验试件,按GB/T 15231—2008《玻璃纤维增强水泥性能试验方法》第6条抗弯性能规定试验。
符合表3规定时判该批构件合格,否则判该批构件不合格
表3 物理力学性能指标
5.总判定
在型式检验合格的条件下,出厂检验中制作质量、外观质量、尺寸偏差、抗弯极限强度均符合标准相应等级规定时,则判该批构件为相应等级构件。
四、出厂
出厂构件必须经质检人员检验合格,提交出厂证明书,内容包括,构件标记及数量,出厂检验结果、生产日期和出场日期、质检员签章等.
一等品、合格品分类堆放,正常出厂,不合格产品禁止出厂。
第六部分GRC构件安装要求
一、安装方法
1.干挂法:就是将构件直接固定在墙上。
其优点在于焊点多、固定牢固、自重轻,不足
之处在于接缝处容易漏水,应做好墙面防水工作。
目前,构件与外墙边接方式主要有4种:
1)用膨胀螺丝直接将构件固定在墙体上;
2)通过连接板与墙体连接,即用螺丝将构件与连接板边接,再将连接板用膨胀螺丝或
焊接的方式与墙体上的预埋伯连接;
3)将构件安装到钢龙骨上,钢龙骨与建筑主体结构连接;
4)小型构件可以粘接于墙体上。
无论采用体积连接方式,均必须经过结构计算,以满足构件在自重、风荷载、地震荷载及干湿变形、温度变形等诸因素作用下的强度和风度要求.同时还必须注意以下几点:
(1)由于GRC构件具有干湿变形较大的特点,在连接设计时应考虑允许适当位移,以释
放构件因变形受阻所引起的内力,一般不得采取构件各连接点全部焊死的安装方
法.
(2)构件应安装在建筑物的主体结构或墙体上。
若墙体为加气砼、空心砖等轻质墙体
时,必须在悬挂GRC构件的位置设置钢筋砼的构造柱或圈梁。
(3)所有的连接件和龙骨体系必须采取可靠的防锈措施,宜使用钢材镀锌或不锈钢连
接材料。
(4)构件与墙体的连接点必须离开墙体边缘一定的距离(>10cm),以防止膨胀螺丝劈
裂局部墙体或锚固不足。
用膨胀螺丝将构件安装于砼梁、柱或剪力墙上时应考虑
钻孔位置恰好遇有钢筋的情况,以便调整钻孔位置。
(5)构件的预埋件必须有足够的刚度和强度,以承受构件在自重、风荷载和地震荷载
作用下传递给预埋件的内力。
预埋件在GRC内应锚固牢固,预埋件及锚固筋处构
件应局部加强,以适应应力集中的作用.锚固筋与镀锌埋件的连接不得破坏镀锌层,
锚固筋的锚固长度应符合钢筋在砼中锚固长度的要求,并有足够厚度的保护层。
(6)对于质量>50kg的构件,须设置安全环以固定安全索,使构件除了安装节点外尚有
非刚性的悬挂连接,以防止坠落。
2.灌浆法:就是构件焊接施工完后将构件内部填实,该法优点在于能有效防止漏水,但
是不足之处在于灌浆使构件自重加大。
所以预埋件、膨胀螺丝和钢架均要通过计算。
为减轻重量,填实材料通常选用膨胀珍珠岩。
但膨胀珍珠岩易吸水,吸水后又增加了填料的重量.给前期计算带来不确定因素.故选择合适的填料是该法的重点.
二、安装步骤
1.膨胀螺丝直接固定:选配GRC构件及运输→清理主体墙面基层→找规矩→弹线→GRC构件就位安装、螺丝连接→检查→对构件缝打胶、修补→构件表面清理→分项验收。
2.通过连接板与墙体连接:选配GRC构件及运输→清理主体墙面基层→找规矩→弹线→安装膨胀螺丝→GRC构件就位→GRC连接构件与螺丝焊接固定→除焊渣→检查→涂刷防锈漆→对构件缝打胶、修补→构件表面清理→分项验收。
3.安装钢龙骨:主体构件中预埋钢板(或钢筋)→清理主体墙面基层,找出全部预埋件→找规矩→弹线→钢龙骨制作、就位→钢龙骨与预埋件焊接→选配GRC构件及运输、就位→GRC连接板与螺丝焊接固定→除焊渣→检查→涂刷防锈漆→对构件缝打胶、修补→构件表面清理→分项验收。
4.小型构件粘接于墙体上:选配GRC构件及运输→清理主体墙面基层→找规矩→弹线→GRC构件就位、粘接→检查→对构件缝打胶、修补→构件表面清理→分项验收。
5.灌浆法:1、2、3项中构件安装固定,将构件缝打胶后,选用胶结材料将构件内部填充密实。
三、安装注意事项
1.GRC构件安装的基体应为砼墙或实心砖墙,砖墙使用的砖块强度大于Mu10,砂浆强
度大于M5,如安装的基体为加气砼凝土砌块、空心砖或其它轻质墙体须由设计者确定安装方法。
2.螺丝的有效锚固深度不应小于5cm。
3.构件安装前应对建筑物连接结构表面进行处理,保证其平整、坚实.
4.安装前应弹出水平、垂直和构件中心控制线.
5.安装接槎应平顺,误差超过3㎜时,应进行打磨处理.
6.GRC构件安装时,接缝宽度控制在5 mm左右;
7.GRC构件与墙面的接缝,采用水乳性建筑密封膏密封。