陶砖幕墙安装质量研究

文／张泽强 广州市恒盛建设集团有限公司 广东广州 510540

引言：

在现代建筑工程，陶砖幕墙是一种常见的幕墙型式，通过干挂方式搭设陶砖幕墙结构，有着节能减排、材料来源广泛、易于更换、成本低廉的显著优势，逐渐取代了玻璃幕墙等传统型式，这对打造绿色建筑有着重要现实意义。与此同时，陶砖幕墙施工技术发展时间有限，现场施工期间仍旧存在诸多技术难题有待解决，陶砖幕墙安装质量充满不确定性。在这一工程背景下，需强化陶砖幕墙安装质量管控能力，达到施工建设要求。

1.工程概况

中山大学学生食堂工程位于广州市海珠区，新建一栋多层楼与配套地下室组成的多层民用建筑，主体结构型式为钢筋混凝土框架结构，占地面积为7507m2，单体总建筑面积为24031.1m2，最大建筑高度为23.85m，最大单跨跨度为16.5m（如图1 所示）。本工程以陶砖幕墙作为建筑围护结构形式，通过金属构件在主体结构外侧悬挂石材饰面，陶砖幕墙同时具备承受重力荷载、承受地震荷载、承受风荷载、防水防火、保温隔热等多项使用功能，对改善建筑外立面观感效果、预防石材渗透污染、缩短工期时间有重要的作用。

图1 中山大学广州校区南校园东区食堂项目鸟瞰图

2.陶砖幕墙施工重难点问题

2.1 异型陶砖

在陶砖幕墙施工期间，通常需提前制作少量的异型陶砖石材，包括三角型干挂陶砖、圆弧造型干挂陶砖、L 型干挂陶砖等。相比于常规陶砖，异型陶砖的形状、规格尺寸存在明显差异，如果仍旧实施常规施工方案，会影响到相邻陶砖拼缝衔接效果，后续可能会出现幕墙结构渗漏、陶砖错位等质量问题。很多施工单位都会重点关注异型陶砖问题，根据实际情况制定专项施工技术方案，由于对陶砖幕墙排版效果缺乏了解，现场施工期间仍可能发生预料之外的施工问题[1]。

2.2 陶砖泛霜返碱

在陶砖制作、使用期间，受到原材料、外部环境侵蚀等因素影响，少量陶砖出现泛霜返碱现象，进而对陶砖幕墙外观质量、建筑立面装饰效果造成明显影响，传统施工技术体系缺乏专项处理措施。其中，陶砖泛霜问题形成原因在于，原材料中含有可溶性盐成分，陶砖由湿润状态转为干燥状态期间，随着内部水分蒸发而逐渐在砖体表面析出白色粉末状盐分，少量盐分因清理不及时而在表面形成絮团状斑点，最终削弱陶砖的耐磨性、抗碳化性、抗渗性、抗冻性等多项使用性能。陶砖返碱问题形成原因在于，所使用水泥材料含碱量超标，或是在基层未完全恢复干燥状态时提前开展填缝作业，从而出现陶砖表面返碱情况，对建筑外立面视觉效果造成不利影响。

2.3 特殊部位交接处理

相比于玻璃幕墙、石材幕墙等其他幕墙体系，陶砖幕墙有着陶砖尺寸小、截面带孔洞的特征，无法依靠板材自身完成收边处理作业。在现场施工期间，幕墙顶部与底部、女儿墙收口、幕墙斜面等特殊部位的交接处理难度较大，实际封闭效果远未达到设计要求。这一问题的存在，不但会直接影响到建筑外立面视觉效果，还会限制陶砖幕墙防水功能正常发挥，向室内环境持续渗水。

3.陶砖幕墙安装质量控制措施

3.1 材料质量控制

为减小材料因素对陶砖幕墙总体安装质量造成的影响，须加强材料质控力度。一方面，在入场环节，严格检测各批次材料，检查材料外观质量，核对材料规格尺寸、材质、数量是否准确无误，核查出厂许可书与质检报告等文件。对于金属立柱、不锈钢挂件、耐候胶等重要材料，随机抽取少量材料作为样品，送至实验室检测理化性能，把检验报告上报监理单位进行复检。通过入场检验后，要求供货方签署质量保证书、验收员签署材料入场验收报告，再把合格材料转运入场，禁止接收性能不达标、存在质量缺陷的劣质材料[2]。另一方面，在陶砖幕墙安装前，重复检查所需使用各类材料的外观质量，如果存在陶砖破裂、螺栓埋件锈蚀、镀锌层剥落等质量缺陷，并核对材料编号，对不合格材料登记造册，额外开展除锈、凿毛等处理作业，修补缺陷部位，禁止使用劣质材料或是出现材料混淆使用问题。

3.2 测量放线质量控制

在测量放线环节，放线内容包括内控线、外围幕墙控制线、层间标高控制线、外围立体控制网、幕墙分格线与龙骨定位线，要求测量人员掌握各处控制线的正确布设方法，避免出现错误操作行为。第一，对于内控线，按照施工图纸在现场标记各处基准点和定位轴线，把轴线作为基准，在陶砖幕墙结构边缘位置弹放内控线，把幕墙结构面、内控线二者间距控制在0.5m 左右。第二，对于外围幕墙控制线，提前设定一级基准点，可选择把轴线、内控线和控制线当作基准点，于陶砖幕墙底层投射外围控制线，操纵测距仪设备测量外围控制线距离值和锁定外控线延长线交汇点，以交汇点为二级控制点，最终凭借各处二级控制点连线闭合来搭建二级控制网[3]。第三，对于层间标高控制线，提前准备经纬仪设备，以轴线控制线为起始点，测量人员应用直线延伸法，外围布置多处观察点与设置垂直线。现场风力等级不超过4 级情况下，垂直线上悬挂钢卷尺和重物，待垂直线恢复稳定状态后测量各楼层层高值与建筑物总高度，各楼层内设置1m 水平线当作检查用线，在立柱等醒目部位标记所处楼层高度值，必要时采取成品保护措施，要求高度/水平标记清晰完好。第四，对于外围立体控制网，控制网由首层控制线和竖向控制线共同组成，测量人员率先完成各面基础结构轮廓线测放作业，核查外围尺寸、设计尺寸误差是否超标，把问题反馈给班组成员，对误差超标部位开展返工修补作业。第五，对于幕墙分格线与龙骨定位线，测量人员按照陶砖幕墙排版图纸，在外墙部位弹放多条控制线，以控制线作为幕墙施工参照物，把幕墙整体结构分隔形成若干单元板块。同时，在龙骨安装期间，以室内1m 线作为参照物，用于定位横龙骨标高。

此外，考虑到测量放线期间受人为操作等因素影响，容易产生一定的测量误差。待测量人员完成全部测量放线任务后，必须对测量成果进行复核检查，确定无误后才能开展陶砖幕墙安装作业。以水平控制线复核为例，率先清理陶砖安装部位表面灰尘污渍，操纵水准仪设备，把标高引测至四周墙面，各面墙上每隔一段距离引测标高点与弹射墨线，把墨线连成一线作为水平控制线。随后，每隔1-2个楼层引测一组水平控制线，使用水准仪、钢卷尺等仪器工具，按照从上到下顺序依次复核各组水平控制线，确定水平控制线累计误差不超过允许范围后，即可施测立面分格、窗洞口和造型水平控制线[4]。

3.3 埋件安装质量控制

在预埋件安装环节，提前检查各组预埋件的处理质量，核对预埋件的种类、安装编号是否准确，要求预埋件保持结构完好与表面洁净状态，并在金属材质预埋件表面施作镀锌层或是防锈保护漆层。如果预埋件质量不达标，则重复开展除锈等预处理作业。随后，按照先期弹放的控制线，施工人员在指定位置安装各处预埋件，检查预埋件标高、水平位置和垂直度误差是否超标，确定无误后，再拧入M12 化学螺栓或是采取焊接方式来固定预埋件，以砌体墙顶部楼板、梁等部位作为安装位置，禁止埋设在墙身部位。埋设完毕后，重复检查预埋件安装误差，如果出现偏移问题，则使用和预埋件相同材质与厚度的钢板开展补板处理作业。以角钢支座安装为例，根据立面分格图来确定角钢位置，在水平龙骨短边立面处引测调节角钢位置控制线，率先在水平龙骨两端焊接角钢，后续拉线形成角钢调节控制线，按照控制线来检查角钢支座安装精度。

3.4 龙骨安装质量控制

在龙骨安装环节，陶砖幕墙结构主要使用到主龙骨和横撑龙骨，施工人员必须掌握各类龙骨的正确安装方法，提前编制专项施工方案。第一，主龙骨安装。制作Q235钢材质的镀锌钢矩管作为龙骨件，检查龙骨外观质量与规格尺寸。确定无误后，把各根龙骨摆放就位，使用镀锌钢件连接码来连接后置埋板和主龙骨，套设钢矩管芯来连接上下龙骨接头，保持立柱部位和插芯紧密贴合状态，在上下柱节点部位拧入M12 不锈钢螺栓进行固定。同时，把相邻主龙骨间距值控制在1.2m 以内，全部立柱安装就位后操纵经纬仪设备来核对垂直度，在主龙骨、后置埋板表面涂刷防锈保护漆层。第二，横撑龙骨安装。查阅图纸，了解横撑龙骨总体数量和具体安装位置，把水平与横向控制线作为参照物。待首层横撑龙骨摆放就位、确定位置无误后，在龙骨上下两端开展焊接作业，保持横撑龙骨和主龙骨一体状态，必须采取满焊方式，后续重复上述操作，完成剩余楼层横撑龙骨安装作业。

3.5 陶砖安装质量控制

在陶砖安装环节，将施工过程拆解为定位划线、砖体安装、位置调整、砖体旋紧固定等环节，施工前要准确掌握各道步骤的技术操作要点，围绕施工问题组织作业。第一，定位划线。按照施工控制线来标记各处陶砖在建筑外平面上的垂直位置与水平位置，以及在框格平面外侧布设多处控制点和拉设控制线，用于显示配套组件安装位置、控制陶砖幕墙安装平整度。第二，砖体安装。以挑架作为安装起始点，由从上到下安装顺序取代原有的从下到上顺序。施工人员率先打入螺杆，选用镀锌通丝螺杆，于首道次龙骨底部拧入M12 螺母来固定螺杆，凭借螺杆平稳抬起陶砖，缓慢插入横梁部位螺杆。陶砖安装完毕后，对上墙石材开槽位置、胶缝宽度、水平缝宽度、表面平整度进行全面检查，通过质量检查后，方可继续安装剩余陶砖。同时，考虑到所准备陶砖表面普遍存在细微色差，需要调整排版方案来改善幕墙整体视觉效果，把存在色差的陶砖安装在阴角等部位。第三，位置调整。上块陶砖安装完毕后，在螺杆内穿设定位卡紧橡胶件，砖体孔内放置凸起塞，再继续安装下块陶砖，把下块陶砖定位卡紧橡胶件上部凸起塞入孔内，重复上述操作完成各处单元的陶砖安装作业，以此来改善相邻陶砖衔接效果，起到控制陶砖位置、预防幕墙渗漏的作用。第四，砖体旋紧固定。完成相同单元内全部陶砖安装作业后，使用5cm 加长连接螺母来接长通丝螺杆，在螺杆两端2cm 处和中空1cm处设置接长螺母。随后，继续安装下处单元陶砖，设置垫片来顶托上部横龙骨，在下一道横龙骨顶部拧入M12 张紧螺母来固定螺杆，对螺杆进行旋紧处理，进一步改善单元内陶砖固定效果。

3.6 勾缝注胶质量控制

在勾缝注胶环节，提前对陶砖表面进行处理，清理表面灰尘污渍，修补质量缺陷部位，凿除表面突起物，保持陶砖表面洁净、干燥和平整状态。随后，开展勾缝作业，依次施作水平灰缝和竖向灰缝，检查水泥砂浆性能质量是否达标，把水平灰缝厚度控制在10mm，竖向灰缝厚度控制在12.5mm，并要求灰缝砂浆饱满度在80%及以上。最后，确定勾缝质量达标后，即可开展注胶作业，准备专用耐候胶并检查材料性能质量，在陶砖石材缝隙两侧铺贴美纹纸或是胶带，预防砖面污染，操纵打胶枪向勾缝内部注入密封胶，直至密封胶完全填充缝隙，刮除表面溢出的多余胶浆，清理残留砂浆与勾缝剂等杂物，撕开美纹纸或胶带，静置一段时间等待耐候胶固结硬化。为验证勾缝注胶效果是否达到设计要求，可选择在现场开展渗水试验，控制高压水反复冲洗陶砖幕墙表面，同步观察幕墙状态和幕墙背面渗水量，根据试验结果来判断陶砖幕墙的抗渗防水等使用性能是否达标。

3.7 特殊部位收边处理

为改善陶砖幕墙整体安装效果，避免在局部形成质量隐患部位。在陶砖幕墙安装期间，施工单位提前了解各处特殊部位的构造情况，专项制定收边处理施工方案，借助其他材料进行封闭处理。第一，对于幕墙顶部和底部，提前准备铝板作为收边材料，铝板厚度控制在2.5mm 左右，表面喷涂氟碳涂层，保持陶砖颜色和铝板表面颜色一致状态。随后，施工人员在陶砖幕墙四周部位安装多块铝板形成套窗铝板，在龙骨上固定安装角码件与自攻螺钉，在铝板、幕墙交接缝隙内部其嵌填耐候密封胶，在吊顶角部和下口收口铝板立面衔接处施作滴水檐。第二，对于女儿墙，准备厚度在3mm 的铝板作为收口材料，通过自攻螺钉与角码把铝板固定安装在龙骨部位，把铝板和相邻陶砖的间距值控制在15mm 左右，缝隙内嵌填耐候密封胶进行防水处理，并在墙体顶部留设3%排水坡度。第三，对于陶砖幕墙、玻璃幕墙交接部位，提前准备2.5mm 后铝板作为连接材料，铝板表面施作氟碳涂层，安装铝板对两种幕墙体系进行连接处理，并在幕墙和铝板缝隙内部嵌填耐候密封胶，安装角码使铝板固定在龙骨部位。第四，对于幕墙斜面，在工程设计阶段应用BIM 技术，搭建BIM 三维模型，在模型助力下开展辅助放线、陶砖排版工作，解决常规二维平面设计无法精准定位放线与排版的难题。

3.8 陶砖泛霜返碱处理

为预防泛霜返碱等质量问题，必须加强对陶砖材料的质量控制，额外增设预处理环节，确保陶砖材料的质量状态、使用性能完全达到工程建设要求。第一，陶砖泛霜处理。入场环节检查陶砖成分，禁止使用可溶性无机盐残留成分比例超标的陶砖，如把氧化镁含量控制在3%以内。同时，在陶砖制作期间，对原料进行强化粉碎处理来提升原料细度，酌情延长烧焙时间和保温时间来减少硅酸盐产物生成量，以及在陶砖养护期间定期向表面淋洒水分，及时冲洗清除表面生成的白色粉末结晶。第二，陶砖返碱处理。在陶砖材料入场后，抽取少量陶砖测试pH 值，如果测试结果表明陶砖碱性程度超标，则采取酸洗法、水洗法等处理方法，中和陶砖酸碱性，处理完毕后再开展陶砖安装作业。其中，酸洗法是准备60℃温水并添加5%-10%的草酸溶液，使用木刷蘸满草酸溶液，在碱性陶砖表面均匀涂刷，草酸和陶砖进行中和反应，后续在陶砖表面完全无碱、恢复干燥状态后，静置一段时间等待草酸充分挥发，即可将陶砖材料投入使用。水洗法是使用清水反复冲洗陶砖表面，或是把陶砖放入清水内浸泡一段时间，后续把陶砖取出晾干即可。此项方法有着易于操作、成本低廉、绿色环保的优势，但仅适用于处理碱性程度略高的陶砖，酸碱中和效果有限。

3.9 质量验收

陶砖幕墙安装完成后，施工单位对安装质量进行检查验收，判断幕墙体系使用性能、安装质量是否达到设计要求，找出质量不合格部位，将问题反馈给施工班组，督促其限期进行返工处理。在本工程，以陶砖安装平整度、幕墙表面洁净度、幕墙安装垂直度、焊接牢固程度、龙骨安装质量作为质量验收重点。要求陶砖表面平整度误差不超过3mm，幕墙表面禁止残留灰尘污渍与出现明显色差问题，幕墙安装垂直度误差控制在4mm 以内，对焊接不牢固的焊缝部位进行补焊处理，各根龙骨的安装位置和几何尺寸误差不得超过设计要求。同时，为全程掌握现场施工情况、强化幕墙安装质量控制力度，建立QC 质量小组，在施工期间多次对工程附属裙楼陶砖幕墙安装质量进行跟踪检测，抽取250 个具备代表性的检测点，根据检测报告显示，陶砖幕墙安装精度的一次验收合格率超过98%，远超预期情况，取得显著质量控制效果。

结语：

综上所述，为顺利实现工程预期建设目标，奠定陶砖幕墙体系与配套施工技术的应用基础。施工单位必须加强陶砖幕墙质量控制力度，树立质量为先的施工理念，规范施工现场作业，落实好质量控制措施，建立陶砖幕墙施工全过程的质量控制体系，为现场施工提供专业化和标准化的指导。