纖維水泥板在幕墻中的應用
摘要：隨著建筑幕墻行業(yè)的飛速發(fā)展，各種新型材料的研制，面板材料日新月異種類繁多，給設計師增大選擇范圍的同時也提高了難度，因此明確材料組成及其安裝使用方法才能避免材料選擇錯誤。本文簡單介紹纖維水泥板在幕墻中的應用，供設計師參考。
關(guān)鍵詞：纖維水泥板，纖維水泥壓力板，水泥板，纖維增強水泥板
1、術(shù)語及材料
水泥纖維平板fiber cement flat sheets：一種新型建筑材料，最初使用于歐美國家，上世紀八十年代中期引進中國。在經(jīng)過100多年的開發(fā)，纖維水泥技術(shù)帶來了建筑材料方面的革命。
纖維增強水泥板被公認為一種薄、輕型建筑板材。由于其具有通用性，該產(chǎn)品應用在屋面材料、墻面覆層和內(nèi)墻襯砌。纖維水泥在各種氣候條件和天氣條件下公認的耐久性，得到了社會的認可。以水泥為膠凝材料，有機合成纖維、無機礦物纖維或纖維素纖維等為增強材料，經(jīng)成型、加壓(或非加壓)、蒸壓(或非蒸壓)養(yǎng)護制成的板材。
原材料包括：(1)水泥 (2)增強纖維：硅灰石、未漂白硫酸鹽針葉木漿、耐堿玻璃纖維無捻粗紗、聚乙烯醇纖維、其他纖維(3)硅質(zhì)材料：石英粉、粉煤灰、硅藻土 (4)水 (5)其他材料：絮凝劑、消泡劑、顏料等可以改善工藝條件或產(chǎn)品性能的材料。
水泥纖維板和硅鈣板是比較容易讓設計師混淆的兩種材料，在國外硅鈣板和纖維硅鈣板統(tǒng)稱為纖維水泥制品，兩者的原材料成分相似,都含有硅粉、鈣質(zhì)和纖維;都經(jīng)過制漿和抄取成型的過程;兩者的外觀形狀和長寬規(guī)格基本相同;兩者在使用范圍上有許多重合的領域,如內(nèi)外墻體等。主要區(qū)別在于硅酸鈣板的水泥含量比較少，是用沙子和粉煤灰替代水泥。水泥纖維板的水泥含量高，板材的耐用性能比較好。水泥纖維板有是經(jīng)過壓機壓制而成的，硅酸鈣板是經(jīng)過高溫高壓蒸壓而成的，使用過程中不會變形。硅酸鈣板是通過化學反應的化學產(chǎn)品，水泥纖維板只是物理性質(zhì)的改造的物理產(chǎn)品。
水泥纖維板分類：
1.1水泥纖維板根據(jù)是否含有石棉纖維分為：
無石棉纖維水泥平板non-asbetos cement flat sheets：用非石棉類纖維作為增強材料制成的纖維水泥平板。
溫石棉纖維水泥平板asbetoscementflat sheets：用溫石棉纖維單獨或混合摻入有機合成纖維或纖維素纖維作為增強纖維制成的纖維水泥平板。
在《外墻用非承重纖維增強水泥板》 JGT 396-2012中規(guī)定，外墻用非承重纖維增強水泥板 non-load bearing fiber-reinforced-cement sheet for exterior wall：以非石棉的無機礦物纖維、有機合成纖維或纖維素纖維(不包括木屑和鋼纖維)單獨或混合作為增強材料，以水泥或水泥中摻入硅質(zhì)、鈣質(zhì)材料為基材制成的外墻非承重用板材。
1.2水泥纖維板根據(jù)密度分為：
低密度板(表觀密度1.0-1.2g/cm3)，中密度板(表觀密度1.2-1.5g/cm3)，高密度板(表觀密度1.5-2.0g/cm3)。
在《人造板材幕墻工程技術(shù)規(guī)范》JGJ 336-2016中規(guī)定，纖維水泥板幕墻 fibercementflatsheetscurtainwall：以高密度無石棉纖維水泥板為面板的人造板材幕墻。
綜上，根據(jù)材料定義及相關(guān)規(guī)范，在幕墻中應使用高密度無石棉纖維水泥板。
2、性能參數(shù)
2.1外觀質(zhì)量
表面應平整，平整度不應大于1.0mm/2m，不得有裂紋、分層、脫皮、起鼓等缺陷;掉邊深度≤5mm;掉角長度方向≤20mm，寬度方向≤10mm，一張板≤1個;邊緣垂直度不應大于2mm/m。
2.2物理性能
用于物理性能檢驗的纖維水泥板，不應經(jīng)防水或涂裝處理;幕墻用纖維水泥板在使用前，必須經(jīng)六面防水處理和涂裝處理。
2.3力學性能
2.4材料檢驗
幕墻構(gòu)件安裝前應進行檢驗，不合格的構(gòu)件不得安裝使用。水泥纖維板應有明確的標志、質(zhì)保年限、合格證等。
合格證中出廠檢驗，包括：外觀質(zhì)量、形狀偏差、尺寸偏差、抗折強度、吸水率、表觀密度。正常生產(chǎn)時，每12個月進行一次型式檢驗，包括：石棉成分、外觀質(zhì)量、形狀偏差、尺寸偏差、表觀密度、吸水率、濕脹率、不透水性、不燃性、抗折強度、抗沖擊性、抗凍性、導熱系數(shù)、熱雨試驗、熱水試驗、浸泡-干燥性能。
2.5耐候密封膠的選擇
對于打膠密封的水泥纖維板幕墻，應選用符合國家標準《石材用建筑密封膠》GB/T23261-2009性能要求的密封膠，該標準的規(guī)范性附錄A“石材用建筑密封膠與接觸材料的污染性試驗方法”適用于所有彈性密封膠和任何多孔性基材，使用中應根據(jù)不同的面板材料選用合適的密封膠材料，并應通過密封膠與接觸材料的污染性試驗。
水泥纖維板既可選用硅酮密封膠，也可采用聚氨酯類密封膠。硅酮密封膠固話時不起泡，能與混凝土牢固黏結(jié)，主要是其耐候性、耐酸堿性好，耐濕熱，耐老化、變形能力強，且當膠層厚時完全固話很困難，易產(chǎn)生油狀滲析物;聚氨酯粘接強度高，耐酸堿，耐候性一般，其固化產(chǎn)生氣泡甚至裂紋，另外，其固化速度慢，表面容易發(fā)黏，不能長期耐濕熱和耐老化
石材幕墻分格一般較小，因此石材幕墻用硅酮耐候密封膠位移能力25級一般能滿足要求，而打膠密封的纖維水泥板幕墻往往分格較大，需選用位移能力等級較高的水泥纖維板專用耐候密封膠。
3、安裝構(gòu)造
3.1一般規(guī)定
水泥纖維板幕墻的應用高度不宜大于100m，單塊板塊的面積不宜大于1.5m2。設計使用年限不應少于25年。當應用高度或板塊尺寸超過此范圍時，應根據(jù)工程實際進行專門設計，并進行試驗驗證，確保滿足安全性、適用性和耐久性要求。
3.2接縫設計
封閉式建筑幕墻sealedcurtainwall，要求具有阻止空氣滲透和雨水滲漏功能的建筑幕墻，包括注膠封閉式和膠條封閉式建筑幕墻。
開放式建筑幕墻openjointcurtainwall，不要求具有阻止空氣滲透和雨水滲漏功能的建筑幕墻，包括遮擋式和開縫式建筑幕墻。
纖維水泥板是含有有機合成纖維或纖維素纖維的吸水率較高的高壓蒸汽養(yǎng)護的水泥板材，屬于容易吸收水分的多孔材料，優(yōu)先考慮開縫式做法，做好防護處理也可采用封閉式。纖維水泥板的加工應采用專用設備并在工廠進行，加工后的板材邊緣需密封處理達到防水要求，并存放在干燥、通風防雨的環(huán)境，防止受潮。
選用封閉式做法的水泥纖維板，需要注意接縫密封材料的選擇，既要有利于界面粘結(jié)，保證粘結(jié)有效，又要防止密封材料中的有機物滲入，污染板材。需滿足規(guī)范《石材用建筑密封膠》GBT 23261-2009中的規(guī)定。
3.3連接構(gòu)造
面板連接形式：通長掛件支撐連接、背栓支撐連接、穿透支撐連接。
通長掛件連接：沿槽口全場的應力分布不均勻，考慮應力集中的影響，對槽口及掛件的抗剪能力進行驗算。槽口不得有損壞或崩裂現(xiàn)象。
背栓支撐連接：板材厚度不小于12mm，背栓中心線與面板端部的距離不小于50mm且不大于邊長的20%。背栓間距離不宜大于1000mm，槽深不小于6mm。做法類似于石材幕墻。
穿透支撐連接：穿透整個板厚的不銹鋼螺釘、螺栓、鉚釘?shù)裙潭ㄓ邶埞巧�，板材厚度不小�?/span>8mm，不銹鋼螺釘、螺栓、抽芯鉚釘?shù)闹睆讲恍∮?/span>5mm。邊緣連接點的位置，平行于支撐框架方向到板邊的距離不宜小于80mm，垂直于支撐框架方向到板邊的距離不宜小于30mm，且不宜大于160mm。8mm厚纖維水泥板的連接點間距不宜大于800mm。連接構(gòu)造簡單，造價較低，但會外露釘頭，對龍骨板材的平整度要求較高，如下圖1、圖2：
4、高密度水泥纖維板的安裝工藝
高密度水泥纖維板做外墻裝飾板的主要功能是裝飾和保護建筑物的外墻面，使建筑物的外貌整潔美觀，該板材是以水泥纖維板作為基材二次加工的成品外墻板。同時也具有保護外墻不受介質(zhì)侵蝕，達到延長使用壽命的目的。因此，用高密度水泥纖維板外墻裝飾板注意以下幾點：
安裝前需保證設計圖紙審核無誤，負責人簽字確認。掛件等樣品經(jīng)過相關(guān)試驗檢測，滿足國際規(guī)范及設計要求。專人負責收貨管理，認真檢查核對材料的規(guī)格、型號、顏色與設計要求一致。嚴重缺陷板塊不可使用，裂紋、掉腳等需修理后使用。對施工人員進行技術(shù)交底，大面積施工前先做樣板，經(jīng)質(zhì)檢合格后方可大面積施工，現(xiàn)場需嚴格按圖施工
纖維水泥板的質(zhì)量標準：材料的品牌、規(guī)格、性能等級應符合產(chǎn)品標準、設計要求和技術(shù)規(guī)格書要求;立面分格、顏色、造型、允許偏差符合設計要求;表面平整、無裂縫、無污染，接口嚴密、安裝牢固，注膠應飽滿、密實、連續(xù)無氣泡、橫平豎直、深淺一致、寬窄均勻;
高密度水泥纖維板的安裝工藝：清理結(jié)構(gòu)表面、現(xiàn)場結(jié)構(gòu)放線、沿頂龍骨、沿地龍、橫撐龍骨、豎龍骨安裝、板面水平垂直度調(diào)整，板面層清理。龍骨的間距布置要合理，龍骨的焊接要平整，并注意水泥纖維板的抬放，腔體縫隙要經(jīng)過專業(yè)的處理。
高密度水泥纖維板安裝方法說明：隔墻安裝說明;輕鋼龍骨骨架;放樣彈線;用射釘或碰撞螺釘將天地龍骨分別固定在地板與頂部樓板;將豎龍骨按設計要求排列好，并安裝好橫撐龍骨。
高密度水泥纖維板板材封裝固定：先將板材切割之所需要求;板材以錯峰的方式用自攻螺釘固定在龍骨上，自攻螺釘間距一般為200-250mm左右，需沉入板面0.5mm;注意板與板之間需要留5-7mm左右縮縫;在板材封裝固定之前，視需要可在龍骨骨架空骨部置入玻璃棉或巖棉等加強隔音，防水效果。
吊頂板/水泥纖維板的安裝方法說明：進行吊頂放線，確定吊桿的固定位置，吊桿中心距一般為1200mm;用吊件將吊桿與龍骨鏈接固定，并使主龍骨保持水平;用掛件將次龍骨垂直固定在主龍骨上，次龍骨軸中心距為612mm;按需要裝好橫撐龍骨，橫撐龍骨中心距為1224mm;將板用自攻螺釘固定在龍骨上并做好接縫處理。
安裝完成后的板面應及時做好保護，防止污染;及時清理相鄰板塊的污物。
5、優(yōu)點及缺點
5.1優(yōu)點
裝飾性：既可以是質(zhì)樸的清水混凝土效果又可以是紋理質(zhì)感豐富、色彩多樣的立面效果。表面處理豐富涂層水性涂料，真石漆等，工廠噴涂耐久性較好。另有廠家有通體式板材，自潔功能板材。
安全環(huán)保：在國家節(jié)能減排、綠色環(huán)保的政策要求下，此種新型幕墻板材料將得到更為廣泛的應用。
防火不燃：水泥纖維板不燃A級，火災發(fā)生時板材不會燃燒，不會產(chǎn)生有毒煙霧;導電系數(shù)低，是理想的絕緣材料。且導熱系數(shù)低、隔熱性能好。
防水防潮：在半露天和高溫度環(huán)境，仍能保持性能的穩(wěn)定，不會下陷或變形。在露天和高濕度地區(qū)，濕漲率、干縮率保持穩(wěn)定，防水、防潮性能極佳。
隔熱隔音：水泥纖維板重量輕、強度高、韌性好、導熱系數(shù)低，有良好的隔熱保溫性能，產(chǎn)品密度高、隔音好，可滿足各類隔聲要求的墻體及屏障。
壽命超長：水泥纖維板，改善了產(chǎn)品的干縮濕漲能力及強度，耐酸堿、耐腐蝕、也不會遭潮氣或蟲蟻等損害，而且強度和硬度隨時間而增強，保證有超長的使用壽命。具有優(yōu)異的耐候性、抗凍融、抗日照、抗雨、抗酸霧良好性能。
施工簡易：水泥板加工方便、施工快捷，易于鉆、刨、鋸、粘等工藝。干作業(yè)方式，龍骨與板材的安裝施工簡單，速度快。深加工的產(chǎn)品也具有施工簡便及性能更優(yōu)的特點。
可加工及二次裝修性能好: 可根據(jù)實際情況進行鋸切、鉆孔、雕刻、鉆釘、涂飾。
5.2缺點
纖維水泥板多為平板，除特殊半徑較大的圓弧可以現(xiàn)場折彎，板規(guī)格最大3.6m2，單邊尺寸小于1.22m。但高密度的水泥板比較容易產(chǎn)生變形。技術(shù)參數(shù)、規(guī)范、案例較少，生產(chǎn)廠家較多但質(zhì)量參差不齊。
6、水泥纖維板外墻設計及要點
6.1水泥纖維板外墻分格設計
影響水泥纖維板外墻分格設計的因素大致有以下幾點：
1、 設計師對整個外立面的要求及水泥纖維板外墻的室內(nèi)外效果
2、 土建結(jié)構(gòu)的特征尺寸
3、 防火分區(qū)
4、 對水泥纖維板外墻框架的力學要求(選取較小合理的型材截面)
5、 合理的安裝工藝性
日常設計中，我們分格設計遵循的一般原則如下：
1、 符合美觀要求：排版時應該盡量滿足整體協(xié)調(diào)美觀的要求，應該跟隨時代潮流增強藝術(shù)性。
2、 符合技術(shù)要求：水泥纖維板原始尺寸一般為1220*2440，排版時，宜盡量在此尺寸范圍內(nèi)進行板材的裁切加工，滿足安裝技術(shù)要求，并且爭取提高板材的利用率，同時考慮與其他材料之間的銜接關(guān)系，確保安裝安全可靠。
3、 符合功能要求：排版設計時，應該考慮人體學原理，以滿足舒適性、品質(zhì)與個性等方面的功能要求，如根據(jù)人腳面高度及行為習慣，墻面踢腳板一般設計高度為：80-200mm。根據(jù)人的身高，墻裙的高度一般為：800-1000mm等等。另外，還有管線、懸掛物、廣告位等等的設置，在排版時也應有所考慮。
水泥纖維板材具有可以自由切割的特點，因此排版時，在充分考慮前述原則的基礎上，可以自由發(fā)揮無限創(chuàng)意，實現(xiàn)無數(shù)可能。
7、結(jié)語
纖維水泥板及其他人造板材因缺乏項目實例及性能參數(shù)指標,在幕墻應用中使用及發(fā)展受到阻礙，但隨著相關(guān)規(guī)范的完善及項目經(jīng)驗的積累，必將得到更好的發(fā)展。幕墻材料的選用是保證幕墻可靠性的基礎，設計師在幕墻設計使用過程中應嚴格遵照規(guī)范要求，并對廠家的產(chǎn)品質(zhì)量與生產(chǎn)技術(shù)、管理水平嚴格管控，從而保證幕墻材料在美觀的同時具備應有的安全性。
參考文獻：
[1].《人造板材幕墻工程技術(shù)規(guī)范》JGJ 336-2016
[2].《外墻用非承重纖維增強水泥板》JGT396-2012
[3].《纖維水泥平板》JCT 412-2018
[4].《石材用建筑密封膠》GBT 23261-2009
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