冀东油田勘探开发研究中心办公楼石材幕墙维护治理

王长金

摘要： 本文针对冀东油田勘探开发研究中心办公楼石材幕墙使用过程中发生石材碎落情况，研究分析了造成碎落的各种可能原因，并针对石材幕墙系统设计缺陷、个别石材的自身质量缺陷、石材面板生产加工过程中的人为质量因素、施工质量因素、环境，沉降等其他因素对石材幕墙的影响，以及缺少对幕墙的维护保养等主要原因，提出综合治理方案，方案采用板缝注胶的方法进行治理。最终取得了预期的治理效果。

关键词：石材幕墙；碎落；原因；安全；维护治理；

冀东油田勘探开发研究中心办公楼位于唐山市新华东道。2009年工程整体竣工并投入使用。冀东油田勘探开发研究中心主楼建筑高度97.70米（檐口高度），主楼局部装饰构架标高114.7米，辅楼27.95米（檐口高度），主体结构形式为钢筋混凝土框架结构，幕墙系统形式主要有中空钢化Low-e玻璃幕墙系统、开缝式石材幕墙系统、铝合金隔栅加铝板幕墙系统等。建筑底部主入口有钢结构点式雨蓬，屋顶金属隔栅、中空夹胶玻璃采光顶、电动索型百页系统等。

该工程在正常使用了7年后，于2016年发生了幕墙石材面板碎落事件。事件发生后使用单位及时组织了由建设单位、设计单位、施工单位、监理单位以及相关专家组成的论证会。作者受邀参加了论证会，并负责设计了“冀东油田勘探开发研究中心办公楼石材幕墙维修治理方案”。

一、石材面板碎落原因分析

（一）石材幕墙系统设计缺陷

本工程设计为开缝式石材幕墙系统，并采用的为T挂件式挂接。开缝式石材幕墙系统即石材面板周边竖向缝隙和横向缝隙都不密封，系统内部与外部相通。开缝式石材幕墙系统的优点主要是避免了密封胶对石材面板的污染，以及能够取得与一般石材幕墙不一样的立面效果。缺点是使幕墙内部构件、连接件等处于外部自然环境中，受外部环境因素的影响大；风压气流在石材内外流动状态更加复杂，长期作用下也会导致幕墙连接的的松动、放大系统缺陷；需要增加内部防水措施，增加工程造价。目前开缝式石材幕墙系统一般采用背栓式挂接方式。

本工程开缝式石材幕墙系统设计存在以下问题：①采用T挂件式挂接设计，与背栓式相比其系统的结构变形能力、耐久性、施工精度、抵抗外力的能力等较低，石材面板安装的稳固性受开缝的影响更大。②石材面板分格宽度较小（190mm），且开缝式设计转角石材无法连成一体，每块石材面板只有上下两个短槽挂点，系统的安全性低。

（二）个别石材面板的自身质量缺陷

本工程采用的是30mm厚天然花岗岩石材，石材是天然性材料，其不可避免可能存有内伤和微小的裂纹，肉眼很难看清，长期使用过程中在外部因素的作用下，内伤和裂纹会逐渐发展，最终会导致石材破碎。本工程石材为暗灰色且带有纹理，材料质量检查不严更难发现细微缺陷。

（三）石材面板生产加工过程中的人为质量因素

石材面板为加工制品，矿山开采后还要经过荒料加工、板面抛光、切边、现场加工、特殊加工（如开槽、打孔、烧毛）等工艺；在以上加工过程中不可避免存有加工缺陷，由于人为的因素还会加大石材暗伤和微小裂纹的产生和发展。据了解本工程石材数量大，施工工期紧，石材面板是在施工现场进行的开槽加工，现场开槽加工精度低，加工质量受开槽工人的技术等主观因素影响大，个别石材存在开槽位置、深度、大小不满足设计要求等问题，影响幕墙系统的稳固。

（四）环境，沉降等其他因素影响

T挂件式石材幕墙系统中挂件与石材短槽间需使用环氧树脂干挂胶，环氧树脂干挂胶是可降解材料，会自然老化，并且长期处于自然大气中，大气污染会加速环氧树脂胶的老化，使幕墙连接过早失效，影响石材幕墙系统的耐久性。

建筑主体的沉降变形会对外幕墙系统产生直接的影响。由于本石材幕墙系统中使用螺栓紧固件的部位较多，主体结构的沉降变形会使部分螺栓发生松动，再经过风压气流的疲劳作用，时间长了使某些石材面板发生位移，如没有及时检查发现就可能会有石材脱落发生。

（五）缺少对幕墙的维护保养

根据《金属与石材幕墙工程技术规范》JGJ1336-2001要求，幕墙在正常使用时，使用单位应每隔5年進行一次全面检查。应对板材、密封条、密封胶、硅酮结构密封胶等进行检查。当遇到台风、地震、火灾等自然灾害时，灾后应对幕墙进行全面检查，并视损坏程度进行维修加固。

本幕墙工程竣工投入使用至发生石材碎落事件的7年中，使用单位未对幕墙进行过全面的检查维护，某些螺栓松动、石材面板暗伤微小裂纹发展、环氧树脂胶老化失效等问题不能及时发现，及时维修。

二、维护治理方案确定

（一）针对本工程石材幕墙的设计缺陷，拟采用板缝注胶的方法进行治理。幕墙竖向缝填注结构胶，横向缝填注耐候密封胶。理由如下：

注胶后开缝石材幕墙系统变为封闭石材幕墙系统，从而降低了复杂风压气流、大气污染对幕墙的影响。

结构胶的填注可将相邻单块石材连接成一体，等同于增加了组合石材的挂点数量，有利于抵抗外力作用。增大了幕墙系统的安全性，即使有个别石材发生边缘崩裂，但是由于有了胶缝的粘结作用碎石也不会立即坠落，可以为检查维修争取时间。

对于石材幕墙横向缝，因结构胶的压缩变形量较小，如果横向缝也填注结构胶，当上部石材发生沉降时，上部石材的部分重力有可能通过横向结构胶传递给下部石材，从而使下部石材受压迫，石材由上而下逐层累积会使某些下部石材受到过大的竖向压力，有压迫破坏的可能。另外，若横竖向都是结构胶缝会使幕墙失去变形性能，不利于幕墙抗震，存在一定隐患。因此为加强幕墙的密封性能横向缝打耐候密封胶。

（二）针对幕墙存在材料质量缺陷的面板，要求对幕墙进行全面的排查，发现有质量问题或潜在质量问题的石材面板进行更换，并采用背栓式安装。

（三）要求使用单位按照相关要求定期对幕墙进行保养与维护。

三、治理方案对建筑立面效果影响

通常情况下，开缝式石材系统可避免在幕墙使用过程中，因密封胶渗油致使胶缝吸尘污染，以及密封胶油脂渗入石材而导致的建筑立面效果不佳的情况。这种情况一般在浅色石材幕墙立面时较明显。考虑本工程采用的为深色石材，治理方案要求使用低油脂石材专用密封胶和结构胶，并且采用退缝打胶的方式，最大限度降低了本工程石材幕墙的治理对建筑立面效果的影响。

四、结语：

作为幕墙大国，当前我国的幕墙年生产量已经超过5000万平米，而且正逐年增长，石材幕墙被广泛应用于各类建筑，石材幕墙的安全也引起了社会的广泛关注。对于石材幕墙的安全性，后期治理维修仅是补救措施，要想从根本上消除石材幕墙的安全隐患还需从石材幕墙生产建造之初，从设计、选材、生产、加工、施工、安装、使用、维护等各环节加以控制。本文介绍的石材幕墙维护治理的方法，希望能为业内提供一定的经验及参考。

参考文献：

[1].GB/T21086-2007. 建筑幕墙[S]

[2]. JGJ133-2001. 金属与石材幕墙工程技术规范[S]