琉璃瓦复合预制外挂墙板施工关键技术*

王 欣，张宗军，段国军，李 观，范立成，杨 超

(1.中国建筑国际集团有限公司，香港 999077； 2.广东海龙建筑科技有限公司，广东 珠海 519170；3.中国建筑股份有限公司，北京 100029； 4.哈尔滨工业大学(深圳)土木与环境工程学院，广东 深圳 518055)

0 引言

琉璃瓦具有强度高、耐久性好、造型多样、不褪色等优点，深受建筑师推崇。传统后贴琉璃瓦装饰层施工难度较大，且装饰层易脱落，易成为工程进度、质量控制难点。将琉璃瓦与混凝土外墙在工厂内一体化生产，可减少现场贴合作业量，且工厂规范化、标准化生产加工有利于构件质量控制。

琉璃瓦复合预制外挂墙板为新型装饰、承重一体化预制混凝土墙体，基于外挂墙板生产工艺流程及与主体结构的连接，总结外挂墙板生产工艺与安装技术。

1 生产工艺

1.1 琉璃瓦复合预制外挂墙板生产制作

异形曲面琉璃瓦由于面积与质量较大，与混凝土构件的嵌入连接与固定均具有较大难度，对生产工艺提出更高要求。为此，提出琉璃瓦复合预制外挂墙板生产工艺，并研发适用于异形不规则薄壁预制构件的精密组合模具，不仅解决了传统后贴琉璃瓦装饰层易脱落、安装困难等问题，还提高了琉璃瓦复合预制外挂墙板质量、接缝平整度和美观度。外挂墙板可与玻璃幕墙结合，融合玻璃幕墙光学美感与节能功效，形成带玻璃幕墙的琉璃瓦复合预制外挂墙板体系，如图1所示。

图1 带玻璃幕墙的琉璃瓦复合预制外挂墙板

带玻璃幕墙的琉璃瓦复合预制外挂墙板装饰横梁设置在混凝土边框间的空腔中，琉璃瓦采用“反打工艺”与混凝土边框共同成型，通过横梁预埋加固件强化连接。待混凝土达到设计强度后，通过预埋在混凝土边框上的连接件，将玻璃幕墙安装至琉璃瓦复合预制外挂墙板上。“反打工艺”指将琉璃瓦、面砖等饰面材料预先铺设在混凝土浇筑模板内，也可在底模刻制花纹、图案，拆模后装饰面或装饰层与混凝土共同成型的生产工艺。

琉璃瓦复合预制外挂墙板生产工艺为：①将琉璃瓦固定在模具中，为保证琉璃瓦在模具中固定整齐，避免琉璃瓦在混凝土浇筑过程中位置发生偏移，在上下侧相互平行琉璃瓦间设置预埋式拉马；②吊装钢筋笼，并浇筑混凝土；③混凝土凝固后拆模，得到琉璃瓦复合预制外挂墙板。

琉璃瓦与混凝土内接触面进行特殊设计，在内接触面每隔60mm设置梯形连接键，连接键与琉璃瓦共同烧制成型，混凝土浇筑完成后，琉璃瓦通过连接键加强与混凝土的固结。拉马两端设置与连接键形状相配的梯形连接槽，梯形连接槽间设置2根套接拉杆，通过栓接、销接等方式调节拉杆间距，以固定不同间距琉璃瓦，如图2所示。

图2 琉璃瓦与混凝土内接触面连接形式

1.2 琉璃瓦瓦缝处理

琉璃瓦瓦缝平整度影响琉璃瓦复合预制外挂墙板外观质量，瓦缝传统处理工艺为采用手工裁剪的胶皮进行填塞，由于胶皮裁剪面粗糙不平，使瓦缝出现气泡，且胶皮易脱落，进而导致漏浆，需进行漏浆清理，降低施工效率。为保证瓦缝平整、美观，采用柔性高分子塑胶垫片填充瓦缝，并采用玻璃胶密封塑胶垫片与瓦缝间隙(见图3)，待混凝土固化、脱模后，将塑胶垫片取下，即可得到平整无气泡的瓦缝。根据瓦缝形状，采用数控技术精密加工塑胶垫片。设置塑胶垫片后，有效避免了瓦缝产生漏浆，提高了琉璃瓦复合预制外挂墙板美观度。同时塑胶垫片韧性高，可经受多次拉扯，可周转利用15次以上，节约生产成本。

图3 塑胶垫片填充示意

1.3 异形不规则薄壁预制构件精密组合模具生产制作

琉璃瓦复合预制外挂墙板采用钢木组合模具，即内模板采用塑木模板，底模板和边模板采用钢模板，综合了塑木模板免脱模剂、强度高、不易变形及钢模板刚度大、不变形、精度可控、周转率高等优点。采用数控技术对组合模具进行精密切割加工制作，确保模具弧面尺寸满足要求。塑木模板由高分子材料与木纤维(秸秆、锯末、枝材等)聚合而成，不与水泥亲和，易脱模，易于加工裁剪。为方便模具装拆、加速周转，对模具进行共模标准化分析，设计开合及定位装置。在模具上附加胶质层，避免琉璃瓦直接与钢模板接触。为方便拆模清理瓦缝，在塑胶垫片上涂刷无色透明蜡油。

异形不规则薄壁预制构件精密组合模具适用于曲面半径<50mm、壁厚<20mm且长(宽)厚比>80的超薄弧面构件，使用该模具制成的构件成品尺寸偏差为±2mm，预埋配件定位偏差为±1mm。成套模具吸水率0.5%，周转高达150次，无须使用脱模剂，不变形，材料损耗率<1%，性价比较高。

2 外挂墙板干式连接节点

琉璃瓦复合预制外挂墙板与主体结构采用干式连接方式，通常采用点支承形式，即将墙板所受荷载通过墙板预埋件和节点连接件传至主体结构。点支承包括2个承重节点和2个非承重节点，墙板全部自重荷载由承重节点传至主体结构，非承重节点起限制墙板平面外位移作用，并承受风荷载、地震作用等引起的节点内力。

根据JGJ/T 458—2018《预制混凝土外挂墙板应用技术标准》的规定，外挂墙板与主体结构连接节点应牢固可靠、受力明确、构造合理，具有足够的承载力和适应主体结构变形的能力，可避免主体结构施工误差对安装精度的影响。通过合理设计节点位移能力，可适应外墙与主体结构相对变形。在节点连接件和预埋件间设置带长圆孔或大圆孔滑移垫片，使节点成为平面内可滑移支座。当外挂墙板相对主体结构可能产生转动时，长圆孔宜按竖直方向设置，当外挂墙板相对主体结构可能产生滑动时，长圆孔宜按水平方向设置。

为满足外挂墙板与主体结构连接要求，采用三维可调节干式滑动型连接节点，如图4所示。

图4 三维可调节干式滑动型连接节点

承重节点设置在外墙顶部，由带卡槽挂件、滑轨及螺栓组成，带卡槽挂件置于滑轨中，可沿滑轨上下移动，通过顶接螺栓固定，调节顶接螺栓长度可实现挂件竖向位置调整。卡槽前后均设置加强板，保证挂件与连接件充分接触、传力。整个承重节点与预埋在外墙中的锚筋外露端进行栓接固定。

连接件上开设长圆孔，通过预埋在主体结构上的螺栓与主体结构栓接固定，长圆孔可实现外挂墙板面外水平方向位置调节。承重节点挂件通过卡槽挂接在连接件上，将外荷载通过连接件传至主体结构。

非承重节点由2个相互配合的U形限位配件组成，上部限位配件通过垫片、螺帽与预埋在上层外挂墙板底部的锚栓紧固，下部限位配件以相同方式连接至下层墙板顶部。U形限位配件与垫片均设置滑移齿槽，通过齿槽改变外挂墙板位置，使上下U形限位配件卡槽对准，并卡紧固定，以实现非承重节点限位作用。

外挂墙板干式连接节点适用于不同截面形式钢结构主体及不同连接部位，可连接H型钢柱、箱形钢柱、主体结构顶部、主体结构底部等，如图5所示。

图5 节点连接方案

3 生产质量控制

琉璃瓦复合预制外挂墙板生产工艺要求较高，需对各工序质量进行控制。

3.1 模具组装与处理

模具表面残渣和异物可能导致琉璃瓦损坏，生产前应使用泥铲、毛刷等清洁工具对模具表面进行清理。模具组装完成后，采用风管清除模具中细小杂物和垃圾。慢干剂需涂刷均匀，模具拼缝处不发生漏浆，模具组装尺寸误差控制在2mm以内，定位管需安装稳固。

3.2 琉璃瓦安装固定与瓦缝处理

核对琉璃瓦尺寸、数量，检查琉璃瓦质量与外观颜色，选用质量合格、尺寸偏差符合要求的琉璃瓦泡水浸透。琉璃瓦浸水时间宜≥2h，避免琉璃瓦吸收混凝土水分造成混凝土粘结强度降低。琉璃瓦放置前应在其光面均匀涂刷防护油，按照图纸要求依次放置。琉璃瓦瓦缝宽度取为5mm，采用塑胶垫片填充密实。在琉璃瓦与钢板间隙打玻璃胶，从而达到固定琉璃瓦的目的。

3.3 钢筋笼吊装与混凝土浇筑

钢筋笼吊装时需注意不能损伤琉璃瓦。混凝土浇筑前根据图纸检查钢筋与预埋件规格、数量、位置，并通过洒水等方式保持琉璃瓦湿润。混凝土采用分层浇筑，使用φ25mm振捣棒均匀振捣，以排净混凝土中气泡。

混凝土振捣前，应记录振捣棒插入混凝土的最大深度，避免振捣棒损坏琉璃瓦或使琉璃瓦发生位移，振捣过程中严格控制振捣棒插入深度。

振捣完成后，应及时使用铝方通对构件表面进行初平，并铲除多余混凝土。待混凝土凝固至一定程度后，使用铁板抹平混凝土表面。混凝土初凝前，反复碾压3～4次混凝土表面，直至表面平整、光滑。

3.4 构件养护与拆模

在模具内进行构件初期养护，不能移动模具，防止对琉璃瓦造成破坏。自然养护时需及时采取保湿措施，采用塑料薄膜覆盖，避免阳光直射，养护时间为2～6h。试件强度达15MPa时脱模，对于造型复杂的构件，脱模时可先适当吊起构件，使用橡胶锤小心敲打模具边缘，并通过气枪吹气，确保构件平稳缓慢脱模。

3.5 构件吊运与成品保护

构件吊运时，需保证均匀、垂直受力，吊扣连接牢固。对于易变形构件，吊运前应固定。构件成品需使用0.3mm厚塑料薄膜进行全方位包裹保护，对于边缘、阳角等部位，应使用中空板进行保护。

4 结语

1)琉璃瓦复合预制外挂墙板解决了传统外贴琉璃瓦操作难度大、贴合质量难控制等技术难题，采用“反打工艺”使琉璃瓦与混凝土共同成型，不仅保证了构件质量可控，且提高了构件生产效率。

2)采用柔性塑胶垫片填充琉璃瓦瓦缝，使瓦缝平整无气泡，避免漏浆，提高外挂墙板美观度。

3)异形不规则薄壁预制构件精密组合模具可减小外挂墙板生产误差，使材料损耗<1%，达到降低成本、提高效率的目的。面对日益复杂的不规则造型预制装饰立面构件需求，可采用一体化成型生产工艺与组合精密模具施工。

4)外挂墙板干式连接节点可减少现场湿作业或焊接作业量，加快施工速度。由于连接节点具有三维可调节功能，可适应主体结构建造误差。在风荷载或地震作用下，节点相对主体结构可发生滑动变形，释放应力，减小对墙板的损坏。节点配件可更换，有利于后期维护。