既有建筑外墻巖棉板粘錨體系的抗風(fēng)壓試驗(yàn)研究★

方光秀 金賢澤 李 超 李進(jìn)步

(延邊大學(xué)工學(xué)院土木工程專業(yè)，吉林 延吉 133002)

嚴(yán)寒地區(qū)既有建筑綠色節(jié)能診治與提升性能改造對(duì)于吉林省實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略具有重要的現(xiàn)實(shí)意義[1]。通過(guò)國(guó)內(nèi)外嚴(yán)寒地區(qū)既有建筑質(zhì)量通病與綠色節(jié)能改造的有關(guān)文獻(xiàn)研究，現(xiàn)階段對(duì)建筑外墻外保溫粘錨體系的抗風(fēng)壓性能方面研究甚少。本試驗(yàn)采用以改進(jìn)型點(diǎn)框法[2]施工的建筑外墻巖棉板外保溫粘錨體系為試件，選用TQKF外墻外保溫系統(tǒng)抗風(fēng)壓性能檢測(cè)設(shè)備進(jìn)行試驗(yàn)，通過(guò)抗風(fēng)壓設(shè)計(jì)值及檢測(cè)值的比較分析，驗(yàn)證其適用性和安全性。

1 抗風(fēng)荷載性能試驗(yàn)

1.1 試驗(yàn)材料

1)巖棉板：延吉市北大建材，廊坊普天建材產(chǎn)品，容重為150 kg/m3；

2)錨栓：永豐保溫材料廠產(chǎn)品；混凝土和實(shí)心砌體錨固深度不小于55 mm，蒸壓加氣混凝土砌體不小于65 mm；

3)聚合物粘結(jié)砂漿：配合比為水泥∶中砂∶分散乳膠粉∶甲基纖維素醚=1∶1.8∶0.034∶0.006；

4)保溫砂漿：永豐保溫材料廠產(chǎn)品，配合比為1 kg膠粉∶8 L顆粒(膠粉與聚苯顆粒，膠粉與水2∶1)；

5)聚合物抹面抗裂砂漿：配合比為水泥∶中砂∶分散乳膠粉∶甲基纖維素醚∶甲基纖維素醚=1∶2.5∶0.067∶0.007∶0.01；

6)耐堿玻璃纖維網(wǎng)格布：延吉市北大建材；容重為160 g/m3。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試件為長(zhǎng)3.0 m×寬2.0 m，外墻巖棉板外保溫試件制作過(guò)程如圖1所示。

在延邊大學(xué)工學(xué)院土木工程實(shí)驗(yàn)中心，選用TQKF外墻外保溫系統(tǒng)抗風(fēng)壓性能檢測(cè)設(shè)備進(jìn)行抗風(fēng)荷載試驗(yàn)。試件制作工藝流程為：首先，按照試驗(yàn)配合比拌制粘結(jié)砂漿，做到計(jì)量準(zhǔn)確、機(jī)械攪拌，一次的配制量在60 min內(nèi)用完；其次，粘貼翻包玻纖網(wǎng)、寬度為巖棉板厚加200 mm，選用改進(jìn)型點(diǎn)框法[2]粘貼巖棉板、在指定位置用沖擊鉆打孔、錨栓釘入孔洞；最后，抹保溫砂漿、在其上抹第一層聚合物抹面抗裂砂漿、把具有耐堿功能的玻璃纖維網(wǎng)布作為增強(qiáng)材料內(nèi)置于抹面膠漿中，做到從中央向四周抹平、拼接嚴(yán)密，再抹第二層聚合物抹面抗裂砂漿將網(wǎng)格布覆蓋，抹面膠漿要均勻涂抹于板面，總厚度為3 mm。

1.3 加載試驗(yàn)

靜壓箱外形尺寸為長(zhǎng)3 400 mm×寬700 mm×高2 800 mm，風(fēng)壓控制范圍在-12 000 Pa～0 Pa。執(zhí)行國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JGJ 144—2004外墻外保溫工程技術(shù)規(guī)程[3]，JG 149—2003膨脹聚苯板薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)[4]，吉J 2008—115外墻外保溫建筑構(gòu)造[5]。試驗(yàn)以1 kPa的級(jí)差由低向高逐級(jí)進(jìn)行，最大負(fù)風(fēng)壓值設(shè)定在9 kPa，加壓過(guò)程默認(rèn)方式為標(biāo)準(zhǔn)方法，試驗(yàn)檢測(cè)設(shè)備與測(cè)試工作見圖2。

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 試驗(yàn)結(jié)果

風(fēng)荷載當(dāng)前壓力檢測(cè)值達(dá)到8 956.7 Pa，未加壓至試件破壞。其抗風(fēng)壓試驗(yàn)壓力與脈沖總數(shù)如表1所示。

表1 抗風(fēng)壓試驗(yàn)壓力與脈沖總數(shù)

項(xiàng)目標(biāo)壓力目標(biāo)壓力脈沖總數(shù)當(dāng)前壓力當(dāng)前脈沖數(shù)項(xiàng)目標(biāo)壓力目標(biāo)壓力脈沖總數(shù)當(dāng)前壓力當(dāng)前脈沖數(shù)11K×60%600204217K×40%2 80022 787.7221K×40%4002399.75228K×40%3 20033 185.5332K×40%8003797.55238K×60%4 80034 777.5342K×60%1 20031 195.54248K×80%6 40056 369.7552K×80%1 60051 593.56258K×90%7 20027 165.4262K×90%1 80021 792.53268K×100%8 00017 961.4172K×100%2 00011 991.72278K×90%7 20027 165.4282K×90%1 80021 792.53288K×80%6 40026 369.6292K×80%1 60021 593.53298K×60%4 80024 777.72102K×60%1 20021 195.53308K×40%3 20023 185.32112K×40%8002797.53319K×40%3 60033 583.4312……篇幅所限而省略329K×60%5 40035 374.73137K×40%2 80032 787.73339K×80%7 20057 165.45147K×60%4 20034 180.73349K×90%8 10028 060.82157K×80%5 60055 573.55359K×100%9 00018 956.71167K×90%6 30026 2702369K×90%8 10028 061.22177K×100%7 00016 966.71379K×80%7 20027 165.32187K×90%6 30026 2702389K×60%5 40025 374.32197K×80%5 60025 573.52399K×40%3 60023 583.32207K×60%4 20024 180.4240……試驗(yàn)終止

2.2 試驗(yàn)分析

巖棉板外保溫系統(tǒng)抗風(fēng)壓值應(yīng)按下式進(jìn)行計(jì)算：

(1)

式中：Rd——系統(tǒng)抗風(fēng)壓值，kPa；

Q1——試樣破壞前一級(jí)的試驗(yàn)風(fēng)荷載值，kPa；

K——安全系數(shù)，按規(guī)程[3]的第4.0.6條表選取，應(yīng)不小于1.5；

Ca——幾何因數(shù)，選取為1；

Cs——統(tǒng)計(jì)修正因數(shù)，按規(guī)程[3]的表A.3.4選取為1。

板外墻粘錨體系荷載作用效應(yīng)組合后的設(shè)計(jì)值，遠(yuǎn)小于抗風(fēng)壓值檢測(cè)值，風(fēng)荷載當(dāng)前壓力檢測(cè)值達(dá)到8 956.7 Pa時(shí)，試件均未出現(xiàn)斷裂、分層、脫開、拉出現(xiàn)象，由此可見該體系具有足夠的安全裕度。

選取9K的40%,60%,80%,90%,100%，其風(fēng)荷載加壓過(guò)程與脈沖分析如圖3所示。

3 結(jié)語(yǔ)

1)根據(jù)現(xiàn)行國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)地方標(biāo)準(zhǔn)，針對(duì)吉林省嚴(yán)寒地區(qū)既有建筑外墻巖棉板外保溫粘錨體系，通過(guò)TQKF外墻外保溫系統(tǒng)抗風(fēng)壓性能檢測(cè)設(shè)備，進(jìn)行了風(fēng)荷載加壓試驗(yàn)，達(dá)到最大值8 956.7 Pa時(shí)試件均未破壞，系統(tǒng)抗負(fù)風(fēng)壓性能及抗風(fēng)荷載性能良好。

2)改進(jìn)型點(diǎn)框法施工的建筑外墻巖棉板外保溫粘錨體系可適用于吉林省新建和既有建筑的綠色節(jié)能診治與提升性能改造工程，安全可靠。