既有建筑外墙岩棉板粘锚体系的抗风压试验研究★

方光秀 金贤泽 李 超 李进步

(延边大学工学院土木工程专业，吉林 延吉 133002)

严寒地区既有建筑绿色节能诊治与提升性能改造对于吉林省实施可持续发展战略具有重要的现实意义[1]。通过国内外严寒地区既有建筑质量通病与绿色节能改造的有关文献研究，现阶段对建筑外墙外保温粘锚体系的抗风压性能方面研究甚少。本试验采用以改进型点框法[2]施工的建筑外墙岩棉板外保温粘锚体系为试件，选用TQKF外墙外保温系统抗风压性能检测设备进行试验，通过抗风压设计值及检测值的比较分析，验证其适用性和安全性。

1 抗风荷载性能试验

1.1 试验材料

1)岩棉板：延吉市北大建材，廊坊普天建材产品，容重为150 kg/m3；

2)锚栓：永丰保温材料厂产品；混凝土和实心砌体锚固深度不小于55 mm，蒸压加气混凝土砌体不小于65 mm；

3)聚合物粘结砂浆：配合比为水泥∶中砂∶分散乳胶粉∶甲基纤维素醚=1∶1.8∶0.034∶0.006；

4)保温砂浆：永丰保温材料厂产品，配合比为1 kg胶粉∶8 L颗粒(胶粉与聚苯颗粒，胶粉与水2∶1)；

5)聚合物抹面抗裂砂浆：配合比为水泥∶中砂∶分散乳胶粉∶甲基纤维素醚∶甲基纤维素醚=1∶2.5∶0.067∶0.007∶0.01；

6)耐碱玻璃纤维网格布：延吉市北大建材；容重为160 g/m3。

1.2 试验设计

试件为长3.0 m×宽2.0 m，外墙岩棉板外保温试件制作过程如图1所示。

在延边大学工学院土木工程实验中心，选用TQKF外墙外保温系统抗风压性能检测设备进行抗风荷载试验。试件制作工艺流程为：首先，按照试验配合比拌制粘结砂浆，做到计量准确、机械搅拌，一次的配制量在60 min内用完；其次，粘贴翻包玻纤网、宽度为岩棉板厚加200 mm，选用改进型点框法[2]粘贴岩棉板、在指定位置用冲击钻打孔、锚栓钉入孔洞；最后，抹保温砂浆、在其上抹第一层聚合物抹面抗裂砂浆、把具有耐碱功能的玻璃纤维网布作为增强材料内置于抹面胶浆中，做到从中央向四周抹平、拼接严密，再抹第二层聚合物抹面抗裂砂浆将网格布覆盖，抹面胶浆要均匀涂抹于板面，总厚度为3 mm。

1.3 加载试验

静压箱外形尺寸为长3 400 mm×宽700 mm×高2 800 mm，风压控制范围在-12 000 Pa～0 Pa。执行国家行业标准JGJ 144—2004外墙外保温工程技术规程[3]，JG 149—2003膨胀聚苯板薄抹灰外墙外保温系统[4]，吉J 2008—115外墙外保温建筑构造[5]。试验以1 kPa的级差由低向高逐级进行，最大负风压值设定在9 kPa，加压过程默认方式为标准方法，试验检测设备与测试工作见图2。

2 试验结果与分析

2.1 试验结果

风荷载当前压力检测值达到8 956.7 Pa，未加压至试件破坏。其抗风压试验压力与脉冲总数如表1所示。

表1 抗风压试验压力与脉冲总数

项目标压力目标压力脉冲总数当前压力当前脉冲数项目标压力目标压力脉冲总数当前压力当前脉冲数11K×60%600204217K×40%2 80022 787.7221K×40%4002399.75228K×40%3 20033 185.5332K×40%8003797.55238K×60%4 80034 777.5342K×60%1 20031 195.54248K×80%6 40056 369.7552K×80%1 60051 593.56258K×90%7 20027 165.4262K×90%1 80021 792.53268K×100%8 00017 961.4172K×100%2 00011 991.72278K×90%7 20027 165.4282K×90%1 80021 792.53288K×80%6 40026 369.6292K×80%1 60021 593.53298K×60%4 80024 777.72102K×60%1 20021 195.53308K×40%3 20023 185.32112K×40%8002797.53319K×40%3 60033 583.4312……篇幅所限而省略329K×60%5 40035 374.73137K×40%2 80032 787.73339K×80%7 20057 165.45147K×60%4 20034 180.73349K×90%8 10028 060.82157K×80%5 60055 573.55359K×100%9 00018 956.71167K×90%6 30026 2702369K×90%8 10028 061.22177K×100%7 00016 966.71379K×80%7 20027 165.32187K×90%6 30026 2702389K×60%5 40025 374.32197K×80%5 60025 573.52399K×40%3 60023 583.32207K×60%4 20024 180.4240……试验终止

2.2 试验分析

岩棉板外保温系统抗风压值应按下式进行计算：

(1)

式中：Rd——系统抗风压值，kPa；

Q1——试样破坏前一级的试验风荷载值，kPa；

K——安全系数，按规程[3]的第4.0.6条表选取，应不小于1.5；

Ca——几何因数，选取为1；

Cs——统计修正因数，按规程[3]的表A.3.4选取为1。

板外墙粘锚体系荷载作用效应组合后的设计值，远小于抗风压值检测值，风荷载当前压力检测值达到8 956.7 Pa时，试件均未出现断裂、分层、脱开、拉出现象，由此可见该体系具有足够的安全裕度。

选取9K的40%,60%,80%,90%,100%，其风荷载加压过程与脉冲分析如图3所示。

3 结语

1)根据现行国家行业标准和相关地方标准，针对吉林省严寒地区既有建筑外墙岩棉板外保温粘锚体系，通过TQKF外墙外保温系统抗风压性能检测设备，进行了风荷载加压试验，达到最大值8 956.7 Pa时试件均未破坏，系统抗负风压性能及抗风荷载性能良好。

2)改进型点框法施工的建筑外墙岩棉板外保温粘锚体系可适用于吉林省新建和既有建筑的绿色节能诊治与提升性能改造工程，安全可靠。