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浅谈石材幕墙的发展

作者:ethan4    发表时间:2007-1-27 8:38:00    点击:407    评论:0

随着社会经济的发展,城市面貌的日益改善,加之2007年女足世界杯、2008年北京奥运会、2010年上海世界博览会的申办成功,建筑业的景象热闹非凡,同时也带动了装饰业的发展,在建筑外装饰中,石材幕墙已占有相当大的比例。而且石材幕墙应用的高度越来越高,体量越来越大;使用的石材品种越来越多,由原来单一的花岗岩发展到大理岩、石灰岩、砂岩等品种;石材幕墙工程的竞争越来越激烈,造价越来越低,造形越来越复杂,对安装施工工艺要求越来越严;石材幕墙市场对安全性的要求越来越高,对经济性要求越来越优。 
       
  因此石材幕墙技术的更新已经提到了日程,目前石材幕墙干挂技术主要有以下三种: 
  1.钢销式(目前已经淘汰) 
  2.短槽式 
  3.背栓式 

  (一)钢销式存在以下缺陷: 
  由于石材的硬度大,因此打孔时极易造成破损; 
  点式受力,安全性差; 
  由于钢销为一托二的连接方式,易发生力的传递,存在安全隐患; 
  连接件长期受剪,易出现疲劳破坏,存在安全问题; 
  只能在板的棱边处布点,满足不了大规格、超大规格的板材上墙的需要; 
  施工安装不便,尤其在装饰线条和窗口板安装中,安全性差。 
        
  所以新的JGJ-133《金属与石材幕墙工程技术规范》就限制了它只能在20米以内使用,而且该工艺在使用中装饰线条及窗口板安装也十分不便,安全性差。 
  
  (二)短槽式存在以下缺陷: 
  由于石材的硬度大,因此开槽时极易造成破损; 
  由于将石材一分为三,因此剩余受力石材太薄,削弱了干挂节点处的抗拉强度,嵌填于槽内的云石胶还易在石材饰面产生油渍现象; 
  只能在板的棱边处布点,受力方式不合理,而且当石材规格较大、使用高度较高时存在无法有效布点的缺陷; 
  无法实现更换,满足不了幕墙的需要。  
  
  (三)背栓式存在以下缺陷: 
  锚固孔的质量不易控制;  
  构造厚度要求较厚; 
  锚固点的接触面积小,在包装运输安装过程中易造成连接点失效; 
  机械连接,敲击时会造成孔底击通或开裂.还存在热胀冷缩硬抵触造成胀应力造成对板材慢性破坏。 
  脆性板材与硬性锚栓直接胀接,而且通过间接式的方法来达到正面平整造成锚底扩胀点受力,所以讲在地震的强力反复震动下是相当容易破坏的。 
       
  其中,钢销式已经淘汰,较常用的有短槽式和背栓式两种,其悬挂方式比较而言,短槽式成本较低但安全性不如背栓式,通常用于石材重量不太大或安全系数要求不太高时;背栓式干挂牢靠稳定,但成本较高,用于较大块石材(厚度30㎜时石材面积大于1.5㎡)或对石材安全性能要求较高时。 
  
  还有目前安装工艺存在的技术缺陷: 
  1、安全隐患大 
  因为石材是天然脆性材料,幕墙用石材板是天然石材经开采、切割、抛光、火烧等多道工序加工而成,受自然成因及后期开采、加工技术等多种因素的影响,易产生暗纹、裂隙等不易检测和控制的质量缺陷。 
  
  幕墙重量大 
  
  2、产生的原因是: 
  
  1)受安装工艺的影响,已有的插销式、挑件式(短槽式)均须在石材板截面上打孔、开槽,因此石材厚度受安装工艺所局限,必须保证一个构造厚度,不低于25mm;背栓式工艺属于点式连接,为了保证连接点的强度,受背栓埋置深度所限石材厚度一般也不低于25mm。 
  
  2)石材的强度离散性大,为了提高石材幕墙的安全系数,通常采用增加石材厚度、限制石材幕墙使用高度的措施。(《金属与石材幕墙工程技术规范》已明确规定:用于石材幕墙的石板,厚度不应小于25mm,钢销式石材幕墙高度不宜大于20m。)石材厚度的增大,浪费了不可再生的宝贵石材资源,增加了建筑幕墙的重量,降低了结构的安全性,增加了工程的造价。 
        
  为了适应市场和提高石材幕墙的技术水平,一些新的技术出现了,比较有代表的是:清石背槽式和铝矽镁合金隐藏式悬吊法石材干挂件。 
  
  1、清石背槽式安全幕墙技术有两个特点: 
        
  第一,在天然石材的背面采用专利技术,复合一层高强度的纤维安全增强层,增加了石材幕墙板的强度和安全性;安全复合层有效的解决了天然石材易破碎的难题,当石材幕墙在受到意外冲击等强力破坏时,复合层与石材的高粘结力可把破碎后的石材碎片粘结在一起,有效的避免了人员伤害。 
       
  第二,在石材背面嵌入获得国家发明专利的背槽式锚固件,因其与石材有较大的接触面,增加了锚固点的可靠性。背槽式锚固件与已有的挑件式(短槽式)、背栓式相比,由于其受力面积较成倍增加,使受力性能明显提高。在应用于石材材质疏松、局部缺陷和有孔洞的石材时(如:大理石、砂岩、洞石)由于背槽式锚固件与石材接触面大,对孔洞不敏感,所以相比其他锚固件具有明显的优势。在综合性价比上,背槽式锚固件也拥有明显的优势。 
       
  背槽式安全幕墙技术的纤维安全增强复合层(简称安全层)作为一种成熟的技术,具有良好的耐候性。它的老化主要是水对安全层切割面的侵蚀作用和紫外线对胶的分解。清石幕墙技术采用的安全层位于石材幕墙的背面,不受紫外线的照射,因此安全层的胶在不受紫外线照射的环境中复合层不易分解和老化。密缝式石材幕墙很少受湿气的侵蚀,开缝式石材幕墙受湿气影响较大,但在安全层切割面做防水处理后,因湿气引起的侵蚀老化也可以得到有效的控制。根据我国该技术的防老化工作组1960年~1985年的研究发现:纤维复合层的耐候性能良好,根据老化组对纤维复合层的大气曝露试验十年证明:曝露面树脂老化深度为100μm,非曝露面树脂老化深度为10μm。因此处于石材背面的安全层的使用寿命约为大气曝露状态的10倍,能够满足幕墙规范要求的使用寿命。 
       
  清石幕墙特别适合于以下情况: 
  应用于洞石及砂岩等强度较低、强度离散性大的石材幕墙工程时,安全性、经济性优势明显; 
  应用于厚度较薄的高级进口花岗岩的石材干挂幕墙工程时,经济性优势明显;  
   应用于高层、超高层及对安全性要求较高的石材干挂幕墙工程时,安全性优势明显; 
  应用于吊顶及安装工艺复杂的异型石材干挂幕墙工程时,安装便捷性优势明显。  
                                                          
  2、铝矽镁合金隐藏式悬吊法石材干挂件特点 
       
  铝矽镁合金隐藏式悬吊法石材干挂件主要是采用制造飞机外壳的材质7075铝合金(又简称为铝锌镁铜合金或称铝矽镁合金)为原料,集中了抗老化、耐高温、耐腐蚀的特点,提高了产品的性能。传统的不锈钢销针、销板的做法是用销针、销板通过石板边将两块石材安装在一起,受力状态复杂。而铝矽镁隐藏式悬吊法在每块石材的背面固定,板与板之间没有联系,因而不会产生相互连接而造成的不可确定性应力积累和应力集中。他传力简洁明确。在正常使用状态下能充分利用板材的抗弯强度。铝矽镁材质体积轻便、能通过静力计算精确算出其承载力,从而控制破坏状态。在主体结构产生较大位移和温差较大的情况下不会在板材内部产生附加应力,因而特别适用于高层建筑和抗震建筑,体现了柔性结构连接的设计意图。因为每块板都独立安装,因而拆换方便。  
                                                           
  总而言之,我们可以看出石材幕墙是伴随着设计理念提升和幕墙材料质量的提高而发展的。设计理念是幕墙发展的灵魂,幕墙材料的质量是幕墙发展的基础和保障,还有幕墙施工单位和施工队伍的整体素质也影响的幕墙的发展;从设计、选材、施工、管理、验收到一线工人的操作等几个环节都是影响幕墙发展的重要因素,因此一个行业的持续发展,主要因素就在于提高行业人员的技术水平和科研创新能力。 

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