装配式建筑外墙系统设计（2）
三、外墙密封接缝
大多数外墙系统都需要密封接缝，采用橡胶状的部件来封闭接缝。不用密封的系统是在墙的面层里采用水障，往往在面层后面的空气障里使用水障来密封接缝。密封胶的角色是填充墙部件之间的接缝，防止空气或水的流动，与此同时仍然允许装配有合理的尺寸公差，以及部件之间合理的随后的移动量。密封接缝宽度通常为9~19mm，但是可以小到6mm，并且有时大到25mm，甚至更大。
经常采用密封胶来密封幕墙中的石材或预先浇筑混凝土板之间的接缝（图A1和A2），在砖幕墙（图A3）里的角钢架子下方的接缝，以及在不同的玻璃挂板系统端部，对着砌块墙的密封接缝。特殊配方的密封剂是用来密封采光玻璃和支撑他们的骨架之间的接缝，并且甚至能防止声音穿透内部分隔墙边缘周围的声音。
图A1
以在板上下边缘的接合槽里放置水平金属夹子的方式来支撑石材板面层的垂直钢材支架的次骨架。为了避免腐蚀和变色问题，钢材支架应该镀锌，并且夹子也应该采用化学兼容所使用石材类型的非铁金属（铝或不锈钢）制造。
图A2
在现场浇筑混凝土骨架上的预先浇筑混凝土幕墙的典型详图。在这个例子里的板是全层高，每块都包含固定的窗户。为了清晰的缘故，已经从板上省略了画出钢筋，热力保温材料的轮廓线，以及内部装修都没有画出来，只是用虚线显示。
图A3
完成的砖饰面墙部分显示了如何把靠墙的顶部紧固到带有一些列钢材约束夹的外墙托梁下侧，系紧墙的顶部，抵抗风荷载，但是允许外墙托梁在荷载作用下弯曲。沿着柱子和穿过靠墙的顶部放置二根泡沫条和密封胶，以保证靠墙的气密性。在角钢架下方的密封胶软接缝允许外墙托梁弯曲，而不把力施加到砖饰面上。把最接近角钢架下方的砖拉带锚固到外墙托梁的燕尾槽上。在空腔中心处每个钢丝拉带上的额外的塑料夹子，其作用就像一个滴水，以防止水流淌到夹子上，并顺着流淌到靠墙上。建筑物的内部装修是把石膏板安装在U形钢材龙骨上。
图10
使用密封胶枪，在裸露骨料的预先浇筑混凝土幕墙板之间的接缝中，挤进多硫化物，大比例的可塑性密封胶。操作者慢慢移动胶枪，挤出密封胶，让枪嘴正好挤出密封胶。在密封胶上使用足够的压力，让密封胶完全渗透进接缝。接下来操作者将返回去用凸形工具抹平和压紧湿的密封胶，差不多和瓦匠用工具来抹平砌块单元之间的砂浆接缝一样。
（一） 密封材料
1、可以采用胶枪的密封胶材料
可以采用胶枪的密封胶材料是黏性的粘性液体，采用密封胶枪（图10）注射进建筑物的接缝。它们在接缝里固化，变成橡皮状的材料，粘结周围表面，并且密封接缝，防止气水泄漏。根据接缝尺寸的变化量，采用胶枪的密封胶可以归类为三个种类，每类在凝固之后都必须是安全的：
■低等范围密封胶，也称为填缝材料，延伸能力（拉伸和挤压）很有限，只有接缝宽度的±5%。它们主要是用于填充小裂缝，或不移动接缝，特别是在准备油漆的地方。大多数填缝材料都是采用水蒸汽，或有机溶剂来凝固，并且收缩相当大。没有人用它来密封建筑物外墙系统的接缝。（尽管术语“填缝”只适合用在低等范围密封胶上，但是不管它的延伸能力如何，在普通应用场合却常常使用它，所以它的应用多于任何类型的密封胶。）
■中等范围密封胶是丁基合成橡胶或丙烯酸塑料这样的材料，有±5%的延展性。它们是用在建筑物外墙上，密封非工作接缝（正如图11所示，是机械紧固到一起的接缝，也就是填充式密封胶）。因为这些密封胶是通过水蒸汽或有机溶剂固化的，它们在固化期间会有一些开裂。
■高等级密封胶可以安全的维持延展性，直到±50~100%。它们包括各种各样的多硫化物，通常是在现场用二种组分混合，产生化学固化；聚安酯，根据配方也可以通过双组分作用固化，或采用空气中的水蒸气起反应固化；因为没有依赖水蒸气或有机溶剂来影响固化，所以这些密封胶在凝固时没有收缩。所有的胶都顽强的粘附到合适准备的接缝侧面。所有胶都是高度弹性的橡胶状材料，在拉紧或压缩之后恢复到它们初始尺寸和形状。，并且如果配方和安装合适，所有胶的耐久性都达到20年以上。在外墙系统上的工作接缝密封胶就是从这一组中选择。多硫化物密封胶有着长期的使用历史。然而，改进配方的聚安酯和硅酮现在已经占据90%以上的高等级结构密封胶市场，一般认为硅酮胶持续时间最长，并且是三种胶中性能最好的。
可以打胶枪的接缝密封胶是根据美国材料试验协会（ASTM）标准C920，定义指定的密封胶类型、等级、分类，和应用。类型S密封胶是但组分，并且不需要在现场混合。类型M密封胶是多组分，并且必须在安装之前在现场混合。多组分密封胶一般要比单组分密封胶凝固快。它们在颜色选择上也允许有着比较大的变化，在混合时可以添加染料包。等级P密封胶也称为自流平。它们也容易铺设水平接缝，类型NS，必须采用非凹陷密封胶。分类定义密封胶的延伸能力。A类25密封胶在正常使用时，可以容许25%膨胀和收缩。A类100/50密封胶（在当前标准最高分类中指定的）可以允许100%膨胀和50%收缩。用途T类，交通等级密封胶可以允许磨损或行人践踏或车辆行驶（大多数可浇筑型密封胶也都采用T类）；用途NT类，非交通类密封胶是不适合交通，并且正常打算是用作垂直墙缝；用途I类，一旦密封胶凝固，I类密封胶是适合应用于水中密封。密封胶可能也分为用途M、G、A、或O类，意味着它们已经通过的一些列试验论证是令人满意的，可以分别粘附到砂浆、玻璃、铝，或其它材料上。作为一个例子，打算把多组分密封胶用于铝幕墙部件之间的膨胀接缝上，则必须要有50%的延展能力，可以指定类型M，等级NS，分类50，用途NT和A。
2、实心密封材料
除了能用胶枪的密封胶之外，在建筑物外墙里密封接缝所用的几个类型的实心材料（图11）：
■垫圈是各种各样的完全固化的弹性条状（橡皮状的）材料，采用几种不同构造和不同目的尺寸制造的。它们不是压进接缝里，紧紧密封二侧表面，就是松松的插进接缝里，然后插入锁条膨胀。
■预先成型蜂窝状带子密封条是一种采用膏剂密封胶灌注的聚安酯海绵状材料条。用密封纸包装，压缩到初始容积的1/15或1/16，到施工现场交货。当除去包装并插进去时，它就膨胀填充接缝，并且它的密封胶材料利用空气中的水分固化，形成水密性密封。
■预先成型实心带密封胶是只用在搭接接缝里，在安装金属骨架上安装玻璃时，或在挂板接缝处搭接二种薄金属。它们是不透明的，粘性聚乙丁烯，或聚异丁烯带，粘附到接缝的二侧，密封和隔离连接点。它们是如此的粘性，它们不能插进接缝，但是在组装之前，必须先贴到接缝的一侧。
图11
一些实心密封胶材料。在左边，二个锁条垫圈例子。在右边，预先成型实心带密封剂。
（一） 密封接缝设计
图12~14显示了在设计可以用胶枪的密封胶接缝时需要人们记住的主要原理。对于带有高膨胀系数的材料之间的接缝，当指定接缝的尺寸，以及密封胶的类型时，必须考虑一年中安装密封胶的时间。在寒冷的气候安装密封胶，在其有效期内会有很少的延伸，但是，在夏季安装密封胶会比在炎热气候安装同样的密封胶收缩的更多，会有较多的延伸和很少的收缩。
安装程序也成为外墙系统里胶枪密封胶接缝成功的关键。每个接缝都必须仔细清洁油污、灰尘、氧化物、水分，或混凝土成型释放的化合物。如果必须要改善密封胶和基层之间的粘结力，接缝的边缘最好是采用合适的涂层。然后，插入泡沫棒或备用杆。这是一个高抗压能力，高度柔软的塑料泡沫材料的圆柱条，只是尺寸比接缝的宽度大一点。为了维持最适宜的密封胶珠的比例，避免浪费密封胶材料，把圆柱条压进接缝，依靠摩擦在那儿就位，以限制密封胶的穿透进去的深度。可以使用的泡沫棒材料尺寸范围很大，以配合每一种接缝。
从密封胶枪的管嘴把密封胶挤压进接缝，完全填充接缝泡沫棒外面的部分。最后，用机械工具压紧密封胶，这要比石材砂浆接缝好得多，密封胶材料稳固的靠着接缝的侧面，以及泡沫棒上。工具也具备希望的密封胶表面轮廓。（泡沫棒的角色现在是修饰，但是杆子是看见的，杆子待在接缝里。）
与胶枪密封胶相比，垫片密封已经证明很少有敏感的安装问题，它们广泛应用于专门的挂板系统上。
图12
密封胶接缝设计的好坏例子。（a）这个合适匀称的接缝显示了无工具和有工具处理的效果。无工具密封胶没有完全渗透到泡沫棒周围，并且没有全部粘结到接缝的侧面。（b）正如右边显示的一样，当二侧板收缩时，狭窄的接缝可能引起密封胶延长，就超越了它的能力（c）如果密封胶珠太深，密封胶就浪费了，并且当接缝扩大时，密封胶珠的四个边缘就会过度受压。（d）正确匀称的密封胶珠。把没有黏上密封胶的海绵材料制造的泡沫棒，插入接缝，维持希望的深度。计算好宽度，以便期待的延伸没有超出密封胶的安全范围，并且深度是在3和9.5mm之间。（e）正确匀称的搭接接缝。接缝的宽度（板之间的距离）应该是二倍密封胶珠的深度和二倍期待的接缝移动量。
图13
在三面接缝里，可能撕裂密封胶，除非在抹密封胶之前，把非粘结型塑料粘结垫层放置在接缝里。
图14
密封胶最好是用在既不过度热，也不过度冷的温度。如果预先考虑到在冷或热气候条件应用密封胶，接缝应该匀称，把过度延长或过度压缩降到最低。A排显示密封胶在中等温度时的应用状态。B排和C排分别显示密封胶在夏季冬和季温度应用。
“工欲善其事,必先利其器”，国内幕墙抹胶工艺、工具就比较简单了。例如“半隐框幕墙注耐侯密封胶”工艺、工装要求如下：
玻璃等板块安装调整后即开始注密封胶，该工序是防雨水渗漏和空气渗透的关键工序。开启窗框四角接缝处的密封处理也是要细心作业的部位。
（一）材料及工器具准备：
材料：耐候密封胶、泡沫条、清洁剂、清洁布、注胶枪、刮胶纸、刮胶铲。
（二）工艺操作流程：
填塞垫杆→清洁注胶缝→粘贴刮胶纸→注密封胶→刮胶→撕掉刮胶纸→清洁饰面层→检查验收
（三）基本操作方法：
1、填塞泡沫条：选择规格合适的泡沫条填塞到拟注胶之缝中，保持泡沫条与板块侧面有足够的摩擦力，填塞后泡沫条凹入表面距玻璃表面约4mm。
2、清洁注胶缝：选用干净不脱毛的洗洁布和丙酮，用“二块抹布法”将拟注胶缝在注胶前半小时内清洁干净。
3、粘贴刮胶纸：将保护胶纸粘贴在胶缝两边，刮胶后即将胶纸撕掉，注意玻璃面清洁不要沾染余胶。
4、注胶：胶缝在清洁后半小时内应尽快注胶，超过时间后应重新清洁。
5、刮胶：刮胶应沿同一方面将胶缝刮平（或凹面），同时应注意密封胶的固化时间。
图A4
抹胶工人能够使用平刮刀抹平胶缝就已经很不错了，大多数情况下抹胶工人都是用他的手指来抹平胶缝（图A5）。
图A5
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