淺談砂巖在幕墻上的應(yīng)用

2013-10-09 14:22:45 作者: 來源:第一幕墻網(wǎng) 【大中小】我要評論（2）

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砂巖是一種沉積巖，是由千百萬年前的巖石經(jīng)風(fēng)化剝蝕作用，流水沖蝕解體為砂屑，沉積于石床上，后經(jīng)地殼運動，山體抬升，受到擠壓膠結(jié)以及一系列的地質(zhì)物理作用，加溫加壓下最終形成現(xiàn)在的砂巖。

砂巖獨有的質(zhì)感、顏色和風(fēng)格，使得一些建筑師很喜歡將它用于建筑外立面。于是近年來砂巖越來越多的運用于建筑幕墻。

目前國內(nèi)已經(jīng)建有一些砂巖幕墻的工程。但由于對材料的認(rèn)識和技術(shù)完善程度等方面的原因，大部分工程或多或少有一些缺陷。

砂巖的品種較多，品種不同的砂巖其物理性能也不一樣。在選擇砂巖作為外幕墻飾面材料時必須有針對性的選擇。

本文將就砂巖幕墻對建筑裝飾效果和結(jié)構(gòu)及使用安全性能等方面的影響進(jìn)行探討。

1、砂巖幕墻與建筑效果

雖然砂巖具有獨特的質(zhì)感、顏色和風(fēng)格。但在運用于建筑幕墻時還是要有選擇性。砂巖對建筑效果的影響主要表現(xiàn)在如下幾個方面。

(1)材質(zhì)疏松有粉化、泥化現(xiàn)象;

(2)潮濕環(huán)境中霉變;

(3)強度過低安裝和使用過程中的破損。

砂巖的吸水率相差很大。有些砂巖較為致密，吸水率可以低于2.5%，而有些砂巖吸水率超過6%因此不同的砂巖，其飽和抗彎強度和凍融系數(shù)有較大的差別。

有些砂巖，如四川、廣東的紅砂巖，吸水后還會有軟化現(xiàn)象，有些紅砂巖長期潮濕后甚至變?yōu)槟嗤翣睿@樣的紅砂巖用于幕墻就不大合適的(見圖1)。

如果在陰暗潮濕環(huán)境下采用砂巖作為幕墻飾面材料，建議采用吸水率較低相對致密且孔洞相對少的砂巖。這樣能減少砂巖表面灰塵污染和霉變(見圖2)。

即使在同一個工程在陰暗面與向陽面砂巖表現(xiàn)出來的裝飾效果也不一樣。

在人流量較大且人能觸及到的位置也要做一些特殊考慮。因為這些位置的幕墻容易被人為損壞，特別是強度較差的砂巖。

建議在人流量較大且人能觸及到的位置的砂巖通過相應(yīng)措施增加砂巖板塊強度，或采用其它措施讓人不能輕易接觸幕墻。

(1)砂巖要用在幕墻上必須選擇物理性能相對適合的材料。

(2)砂巖幕墻的使用應(yīng)根據(jù)建筑物所處地理環(huán)境有選擇的使用。

(3)在容易受損位置的幕墻應(yīng)采用相應(yīng)的保護(hù)措施。只有這些因素在建筑上都能被完善的考慮到，砂巖幕墻才能表現(xiàn)出較好的裝飾效果和實現(xiàn)結(jié)構(gòu)及使用安全性能。因此，需要建筑師和幕墻設(shè)計師在實際工程上全面綜合的考慮。

2、砂巖幕墻與結(jié)構(gòu)及使用安全

砂巖的力學(xué)性能因產(chǎn)地不同有著很大的差別，有些澳大利亞黃砂巖和意大利黃砂巖，抗彎強度可能小于3 Mpa，而四川隆昌的綠砂巖則比較堅硬，抗彎強度可達(dá)到10 Mpa以上，接近于花崗巖。

但整體來講砂巖的強度還是普遍小于花崗巖。于是對強度較差的砂巖板材自身強度的加強是很有必要的。板塊的加強可以通過增加板塊的厚度和一些輔助加強措施來實現(xiàn)。增加板塊厚度的方法主要就是根據(jù)所選用的砂巖的強度和荷載情況，通過計算來確定板塊厚度。本文主要對輔助加強措施做進(jìn)一步探討。

目前常規(guī)的石材板塊加強是采用板塊后粘貼玻璃纖維網(wǎng)的方式來實現(xiàn)。毋庸置疑此種做法對石材板塊的強度是有一定好處的。但是此種加強措施主要作用還是表現(xiàn)在當(dāng)石材破碎以后。由于背襯的玻璃纖維網(wǎng)將石材粘結(jié)在一起，破碎的石材板塊就不易脫落，達(dá)到一種安全的目的。此作用主要表現(xiàn)在石材破碎以后屬于一種“被動措施”，用于幕墻的砂巖板塊采用此措施是有必要的，而且在砂巖幕墻上應(yīng)全部采用此措施。

另外也要尋找一些“主動措施”，讓砂巖板塊在荷載作用下表現(xiàn)出較好的力學(xué)性能。

2.1 在砂巖板塊后增加輔助受力的金屬副框

對于一些強度較差和大板塊的砂巖在板塊后采用能輔助受力的金屬副框以增加板塊強度。

金屬副框與石材板塊通過通長槽或背栓的方式連接在一起，然后再通過副框與幕墻龍骨連接。

采用金屬副框加強的方式可根據(jù)砂巖板塊的大小靈活增加副框數(shù)量以滿足石材板塊的受力要求。

2.2 采用砂巖板塊與其它材料復(fù)合

目前已經(jīng)有許多復(fù)合面材在幕墻上使用，比如:石材和鋁蜂窩板復(fù)合、石材和石材復(fù)合、石材與其它保溫材料復(fù)合。砂巖飾面板材也可以考慮此方式復(fù)合，以得到飾面效果有保障，力學(xué)性能更佳的幕墻板材。

(1) 砂巖與鋁蜂窩板復(fù)合，將飾面砂巖通過粘結(jié)的方式與蜂窩板復(fù)合在一起。砂巖只作為飾面材料，板塊的力學(xué)性能完全由蜂窩板提供。

此種復(fù)合板材力學(xué)性能比較容易控制，板塊自重較輕。板塊與龍骨連接方式比較容易實現(xiàn)且連接較可靠。石材與鋁蜂窩板粘結(jié)的可靠性是此復(fù)合板材的關(guān)鍵。

(2) 砂巖與花崗石復(fù)合，將飾面砂巖通過粘結(jié)的方式與花崗石復(fù)合在一起。砂巖只作為飾面材料，板塊的力學(xué)性能完全由花崗石提供。

此種復(fù)合板材的力學(xué)性能和連接方式和花崗石幕墻基本相同。同樣，板材之間粘結(jié)的可靠性是此復(fù)合板材的關(guān)鍵。

(3) 砂巖與其他保溫材料復(fù)合，將砂巖通過粘結(jié)的方式與保溫板材復(fù)合在一起，并在保溫板材后粘結(jié)一層防火板材，以確保板塊的防火性能。