獲得GRC美學(xué)效果和耐久性能的一些實(shí)用技巧
2009-02-11 00:00
（B．KUMAR，Unit Head, BIRLA WHITE-GRC UNIT,Grasim Industries Ltd, 印度）
摘要：
本文著重介紹改善美學(xué)和耐久性能所采用的各種措施。有某些關(guān)于提高GRC的美學(xué)性能參數(shù)來保證質(zhì)量，而另一些參數(shù)來保證耐久性。有關(guān)優(yōu)化美學(xué)性能的參數(shù)是一個(gè)好的設(shè)計(jì)，工藝控制包括在工廠和現(xiàn)場的材料和模具質(zhì)量以及構(gòu)件的檢查、測試和修改，還有在現(xiàn)場的表面處理。
有關(guān)改善GRC耐久性的參數(shù)是耐堿玻璃纖維的種類和質(zhì)量，整個(gè)功能鏈包括設(shè)計(jì)和安裝工藝、包括修復(fù)和最終表面處理在內(nèi)的GRC的生產(chǎn)和養(yǎng)護(hù)。
基于實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，本文回顧了工廠的質(zhì)量控制的發(fā)展，以及著重于能夠獲得更好的美學(xué)和耐久性能的GRC的制作、安裝和包括最終表面處理在內(nèi)的現(xiàn)場修復(fù)。
關(guān)鍵詞：外加劑，美學(xué)，骨料，空氣養(yǎng)護(hù)，耐堿纖維，錨固件和預(yù)埋件，耐久性，級(jí)配，生命周期，配合比設(shè)計(jì)，顏料，表面修整，結(jié)構(gòu)（花紋），水灰比。
緒論
美學(xué)和耐久性這兩個(gè)詞與GRC工業(yè)有密切的聯(lián)系。與其他建筑技術(shù)相比，GRC銷售商和市場人員面臨關(guān)于GRC系統(tǒng)的耐久性問題。
但是什么是耐久性呢？
它的含義是什么呢？
我們用的這個(gè)詞或者概念正確嗎？
許多GRC專家優(yōu)先選擇的是GRC的使用壽命和生命周期。但是，還有一點(diǎn)，GRC的生命周期不僅僅依賴于好的設(shè)計(jì)和計(jì)算，還依賴于設(shè)計(jì)之后的整個(gè)功能鏈。
GRC的耐久性是最重要的一點(diǎn)。我們還應(yīng)該牢記GRC是一個(gè)建筑體系，它涉及多種原材料、安裝工藝和方式即裝配、安裝、包括修復(fù)在內(nèi)的最終表面處理；這不但影響美學(xué)性能，還影響耐久性能，即一旦安裝完畢后產(chǎn)品的美觀和生命周期。
有某些關(guān)于提高GRC的美學(xué)性能參數(shù)來保證質(zhì)量，而另一些參數(shù)來確保耐久性。
有關(guān)獲得更好的美學(xué)性能的參數(shù)：
● 好的設(shè)計(jì)
● 包括材料、顏料和模具的質(zhì)量在內(nèi)的工藝控制
● 構(gòu)件的檢查、測試和修改，還有在現(xiàn)場的表面處理。
再一點(diǎn)是，確保合適的設(shè)計(jì)，使用合適的產(chǎn)品和測試方法，在合適的環(huán)境中養(yǎng)護(hù)板材，用正確的方式運(yùn)輸和輸送GRC構(gòu)件以及專業(yè)的安裝在需要專業(yè)、結(jié)構(gòu)和大量的資源結(jié)構(gòu)上。畢竟，GRC是一項(xiàng)技術(shù)。值得注意的是，基于嚴(yán)格的設(shè)計(jì)，標(biāo)準(zhǔn)和工作規(guī)范將能夠保證
GRC構(gòu)件的美學(xué)性能和生命周期
● 有關(guān)獲得耐久性的參數(shù)
● 耐堿玻璃纖維的類型和質(zhì)量
● 包含設(shè)計(jì)在內(nèi)的整個(gè)功能鏈
● GRC的現(xiàn)場安裝、制作和表面養(yǎng)護(hù)工藝，包括現(xiàn)場的修理和最終修整在內(nèi)的填縫處理。[Page]
GRC產(chǎn)品的耐久性意味著建筑物的更長的生命周期和由此而給這些建筑的所有者帶來更高的回報(bào)。因此專家和建筑學(xué)家只記得失敗的事例和在這個(gè)或那個(gè)合同上出現(xiàn)的事故。但最終，重要的是在設(shè)計(jì)過程中要遵循標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，在GRC構(gòu)件的生產(chǎn)工藝中也是如此，當(dāng)然包括安裝工藝。如果這些事情做不好，即使已經(jīng)被安裝到工作位置，他們也將必須被修改或替換。
因此，本文著重于提高GRC的美學(xué)和耐久性能所采取的措施
獲得更好的美學(xué)和耐久性能的措施
1． 工廠生產(chǎn)線的質(zhì)量保證，包括
● 材料的選擇
● 配合比設(shè)計(jì)
● 配料和攪拌
● 工藝控制
● 生產(chǎn)控制
● 構(gòu)件的檢測和測試
● 工廠內(nèi)的修補(bǔ)
● 模具的質(zhì)量
2． 正確的制作、安裝和包括最終表面處理在內(nèi)的修復(fù)
● 現(xiàn)場的安裝和制作
● 現(xiàn)場的修復(fù)
● 現(xiàn)場的最終表面處理
生產(chǎn)線的質(zhì)量保證
材料的選擇
水泥
類型/儲(chǔ)存
避免使用舊水泥和凝結(jié)了的水泥，因?yàn)槌睗竦目諝鈺?huì)使水泥形成小顆粒，影響GRC構(gòu)件表面的美觀。
顏色/形貌
水泥的顏色，尤其是白水泥，對(duì)GRC最終的顏色和色調(diào)，即美觀，起到非常重要的作用。在供應(yīng)商處獲得的每批水泥之間應(yīng)該沒有色差。
細(xì)度
水泥的細(xì)度對(duì)GRC構(gòu)件的最終表面處理和結(jié)構(gòu)也起到重要的作用
填充材料
GRC材料為了獲得更好的美學(xué)性能，砂子要經(jīng)過清洗和晾干。避免使用片狀和細(xì)長狀的砂子做集料。
可以接受的燒失量上限為3%，保證材料堅(jiān)硬、無破損、無活性并且與下面所描述的有相似的形狀和級(jí)配。
級(jí)配
噴射GRC
細(xì)骨料或砂應(yīng)經(jīng)清洗并晾干、除去可溶物質(zhì)，精確控制水灰比。顆粒形狀應(yīng)為符合標(biāo)準(zhǔn)BS1199和BS1200的圓形或不規(guī)則形狀,并具有平滑的而不是蜂窩狀的表面。
砂子的級(jí)配對(duì)于噴射GRC來說，應(yīng)該遵循最大粒徑為1.2mm的要求，對(duì)于預(yù)拌GRC最大粒徑為2.4mm。在這兩種情況下細(xì)顆粒部分即粒徑小于150微米的量應(yīng)少于10％。
預(yù)拌GRC
最大粒徑不是關(guān)鍵，但是要限制細(xì)顆粒部分的量，因?yàn)樗鼤?huì)影響需水量進(jìn)而影響水灰比。[Page]
纖維
高氧化鋯含量的耐堿玻璃纖維，摻量大于18％就可以提供確切的耐堿性能。氧化鋯的含量越高耐堿性越好。水泥的堿性高，會(huì)很快腐蝕“E”玻璃纖維。
外加劑
在GRC的制作過程中，為了提供它的某些性能,如更好的工作性、內(nèi)聚性、減少泌水以及其硬化后的性能如提高強(qiáng)度，減少水的滲透，推薦使用外加劑。這些性能最終都會(huì)影響GRC水泥的長期性能。下列事項(xiàng)需要注意：
● 攪拌過程中逐漸少量的添加外加劑
● 按照供應(yīng)商提供的正確劑量添加
● 不要使用氯化鈣基的外加劑
顏料
對(duì)于GRC的美學(xué)和耐久性能必須：
● GRC構(gòu)件對(duì)于顏色應(yīng)有一定的相容性
● 顏色經(jīng)過一段時(shí)間后不能褪色
● 彩色顏料不應(yīng)被陽光或堿侵蝕
鑒于此：
● 推薦只采用無機(jī)顏料（氧化物顏料）因?yàn)樗鼈冇锌龟柟猓ㄗ贤饩€）和堿侵蝕的性能。
● 不要使用質(zhì)量低下的顏料
● 要小劑量的使用顏料，避免使用深顏色的顏料
● 最好使用人工合成的氧化物，因?yàn)樗念伾灰淄噬颐芗雀?/DIV>
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● 為了使GRC構(gòu)件批與批之間沒有色差，要精確控制顏料的量
● 對(duì)于明亮的顏色和淡的顏色，水泥的顏色或色調(diào)，無論是白色或灰色，都對(duì)提供美學(xué)價(jià)值的GRC最終的顏色和顏色的相容性起非常重要的作用。
貼面材料
要用粗骨料修飾GRC板材的表面，應(yīng)該清潔、堅(jiān)硬、強(qiáng)度高、耐久性好、是惰性的并且不存在應(yīng)力。
錨固件和預(yù)埋件
錨固鋼筋應(yīng)符合AS3679的要求。
結(jié)合在GRC表面的錨固件應(yīng)當(dāng)耐腐蝕，材料應(yīng)當(dāng)符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。
無論在什么地方，焊接作為裝配的一部分都是需要，焊接的部位應(yīng)當(dāng)干凈并且涂好富鋅底涂。
配合比設(shè)計(jì)
配合比的設(shè)計(jì)依賴于強(qiáng)度要求、密度、具體需要的數(shù)量、表面形狀、防火等級(jí)和其他物理性能。
但是，在準(zhǔn)備配合比設(shè)計(jì)是還應(yīng)考慮下列因素：
水灰比 約為0.30
灰砂比 1：1
纖維含量 依賴于GRC構(gòu)件的種類、制作方式，如噴射或震搗或兩種方式結(jié)合。
纖維種類 耐堿并且鋅含量高：15％～19％
纖維長度 24～45mm
丙烯酸聚合物含量 聚合物固含量占水泥重量的5％～7％
外加劑 0.5～1％（為了保持低水灰比）
配料和攪拌
面層混合料
在外露面混合料的配料過程中，要用和襯里混合料相同的水泥用量以保證充分的相容性
外露面材料和GRC襯里材料的物理性能（如收縮和熱膨脹系數(shù)的）差異太大會(huì)導(dǎo)致開裂和剝離。
水灰比的控制是設(shè)計(jì)的一個(gè)重要方面，影響到GRC的美學(xué)性能和耐久性[Page]
底層混合料
噴射工藝需要材料有足夠的流動(dòng)性來保證能夠連續(xù)泵送以及噴射時(shí)沒有阻塞并且允許適當(dāng)壓實(shí)。含水量低的混合物具有高的養(yǎng)護(hù)強(qiáng)度并且簡化接近立面模具的表面的噴射。
工藝控制
在GRC的生產(chǎn)過程中，我們必須經(jīng)常對(duì)一些項(xiàng)目進(jìn)行檢測，如
● 原材料的用法
● 產(chǎn)品的稠度
● 最終產(chǎn)品的重量
● 纖維的輸出量（從噴射單元）
● 漿料的輸出量（從噴射單元）
● 料漿的坍落度
● 未固化的GRC的玻璃纖維含量
● 未固化的GRC的水固比
我們應(yīng)當(dāng)明白混合物的水灰比、稠度和質(zhì)量的重要性。
水灰比的重要性
過量的水可以有助于改善最初的工作性，但是最終會(huì)導(dǎo)致泌水、離析、機(jī)械性能低、耐久性差等問題。
因此應(yīng)當(dāng)保持盡可能低的水灰比。
噴射過程中稠度的任何改變都不僅導(dǎo)致物理性能的改變而且會(huì)導(dǎo)致GRC的美觀。
產(chǎn)品控制
固化的GRC構(gòu)件應(yīng)當(dāng)進(jìn)行下列檢測：
● 每方材料的干濕密度
● 吸水率
● 顯氣孔率
● 配料極限
● 斷裂模量
構(gòu)件檢查和測試
最終產(chǎn)品應(yīng)當(dāng)進(jìn)行下列檢查：
● 表面缺陷，如針孔、氣孔等
● 顏色的均勻性
● 全部產(chǎn)品的尺寸
● 表面的光潔度
● 干燥硬化過程中的表面裂縫
在工廠內(nèi)的修復(fù)
相當(dāng)數(shù)量的產(chǎn)品的修理被視為常規(guī)程序。如果要最終的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)完好、耐久性好、并且表面美觀，修理工作需要有經(jīng)驗(yàn)的工匠。倘若最終產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)性能、服務(wù)性能和表面沒有被損害，這樣的修理是可以接受的。顏色或圖案變化太大以及修補(bǔ)后表面質(zhì)地與周圍的差異會(huì)導(dǎo)致板材不能獲得通過，直到減小差異。除非有板材設(shè)計(jì)工程師作出斷定構(gòu)件是否結(jié)構(gòu)完好的評(píng)估，否則不進(jìn)行大的修理。
表面處理
表面處理可以獲得輕度外露、重度外露以及中度外露三種結(jié)果，骨料暴露的程度在很大程度上取決于它的大小。外露的部分應(yīng)當(dāng)不大于粗骨料平均粒徑的三分之一并且不大于最小粒徑的二分之一。
在輕度外露的情況下，砂子的顏色將在很大程度上影響板材的整體的顏色。
● 為了達(dá)到表面處理和外露的標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)當(dāng)有可以用來比較的樣品。
● 在工程進(jìn)行期間，應(yīng)當(dāng)保護(hù)好樣品避免表面隨時(shí)間出現(xiàn)不希望有的變化
● 需要刷酸的表面應(yīng)當(dāng)預(yù)先濕潤，來減少酸的滲入。
● 每當(dāng)清洗完成后GRC構(gòu)件應(yīng)當(dāng)立即用新鮮的干凈的水來沖洗，來完全除去微量的酸
● 如果粗骨料、細(xì)骨料和水泥漿的顏色接近，材料外露的深度和局部的密度在保持材料顏色的一致性方面就不是最關(guān)鍵的。相比之下，如果材料的顏色差別很大，由于相同的原因板材就會(huì)出現(xiàn)斑點(diǎn)。
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采用酸腐蝕進(jìn)行表面處理
輕度外露和中度外露常用酸腐蝕進(jìn)行處理。在要求骨料外露的較深的地方，只能采用耐酸的骨料如石英和花崗巖。
● 碳酸鹽骨料如石灰石、白云石和大理石，由于高鈣含量會(huì)變色或溶解。
● 深度腐蝕要通過多種處理獲得
● 在酸腐蝕前，所有裸露的金屬表面，尤其是鍍鋅金屬應(yīng)用耐酸涂料保護(hù)起來。
流平罩光涂層
在沒有使用外露面混合料的情況下，為了在表面防止纖維外露，要采用0.5mm厚的一種含有水泥、砂子、料漿以及聚合物外加劑的流平罩光涂層，增稠劑的使用可以減少表面裂紋。
壓實(shí)
輥壓和抹光所花費(fèi)的時(shí)間可以減少生產(chǎn)的質(zhì)量好強(qiáng)度高的產(chǎn)品的所用的時(shí)間，這關(guān)系到耐久性。因此，GRC在工藝中需要壓實(shí)，具有以下作用：
● 使GRC貼合模具的形狀并修飾抹面
● 使氣體排出，增加GRC的密度和強(qiáng)度
● 覆蓋住基體中的每束玻璃纖維，因此可以提供強(qiáng)有力的粘結(jié)。
GRC的養(yǎng)護(hù)
為使GRC的強(qiáng)度充分發(fā)展，在GRC產(chǎn)品澆注后要經(jīng)過幾周的硬化或水化。
有兩種養(yǎng)護(hù)體系和三個(gè)階段來保證足夠的強(qiáng)度和長期性能。
養(yǎng)護(hù)的類型
噴霧養(yǎng)護(hù)
因?yàn)橥ǔRC制品，采用比大多數(shù)傳統(tǒng)的混凝土低的水灰比，被制作成相當(dāng)薄的片狀，平放并迅速硬化。為了保證完全水化，在制作完成后有必要立即噴霧養(yǎng)護(hù)。獲得這種效果的最好的方式就是在GRC制品制作完成后存放在潮濕的房間里或霧室中或立即用聚乙烯薄膜密封。
養(yǎng)護(hù)階段可以分為三部分：
脫模前的養(yǎng)護(hù)
立即在GRC制品的表面用聚乙烯薄膜覆蓋，減少空氣在 GRC表面的流動(dòng)，使GRC制品能夠保留盡可能多的水分。
拆模后的養(yǎng)護(hù)（主養(yǎng)護(hù)）
為了獲得占最終強(qiáng)度很大比例的強(qiáng)度，GRC制品應(yīng)當(dāng)在相對(duì)濕度大于95%最低溫度為15℃的環(huán)境中，放在水中浸泡7天。
后期養(yǎng)護(hù)
這是GRC構(gòu)件在儲(chǔ)存和使用前被放在通常環(huán)境條件下的一段時(shí)間，尤其在極端熱或冷的條件下使用。即使GRC在這個(gè)階段具有高的強(qiáng)度，陽光直射和低濕度聯(lián)合起來，也會(huì)因收縮差異導(dǎo)致問題的出現(xiàn)。這將影響美觀和降低GRC的耐久性。
空氣養(yǎng)護(hù)
一種可以選用的養(yǎng)護(hù)方式是在GRC混合材料中加入聚合物。聚合物膜可以保水，因此水化可以繼續(xù)進(jìn)行。
養(yǎng)護(hù)對(duì)設(shè)計(jì)和耐久性的影響
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在GRC的強(qiáng)度發(fā)展和控制體積變化以及滲透性能方面，高質(zhì)量的適時(shí)的養(yǎng)護(hù)是必要的。它是生產(chǎn)的一個(gè)重要方面，它將影響GRC的美觀和長期的耐久性能。
模具在獲得更好的GRC美學(xué)性能中的作用
● 成品板材的表面與模具材料的選擇和制作模具本身的工匠的水平直接相關(guān)。
● 所有的模具都應(yīng)該保持一定的形狀、尺寸并且滿足規(guī)定允許的偏差
● 模具應(yīng)當(dāng)涂一層脫模劑，這樣可以不損壞和沾污GRC，并且不影響后面涂布、繪畫或者嵌縫操作。
● 模具應(yīng)當(dāng)具有尺寸穩(wěn)定性，能夠達(dá)到要求的平整度和容許誤差。
為了獲得更好的美學(xué)效果和耐久性能，GRC現(xiàn)場正確裝配、安裝、修復(fù)和抹面處理的一些技巧
現(xiàn)場安裝和裝配
裝配人員應(yīng)當(dāng)明白每個(gè)連接件的作用和性能，確保所有的GRC構(gòu)件都按照設(shè)計(jì)理念安裝。
在板材的安裝過程中，為了美觀，優(yōu)先找平外露面。
連接處密封標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)當(dāng)包含：
● 可以提供一定的活動(dòng)空間
● 建筑外觀
● 建筑物的作用
● 所處的環(huán)境條件（朝向和氣候條件）
● 經(jīng)濟(jì)性
因此，要符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)必須滿足下列規(guī)定：
● 寬度和厚度
● 類型
● 組件
● 建筑處理
● 材料的選擇
連接件的位置在設(shè)計(jì)階段就應(yīng)當(dāng)被確定，是最合適的。影響連接件設(shè)計(jì)的因素是：
● 板材的大小和尺寸的精確性
● 天氣
● 允許誤差
● 鄰接材料間的過渡
● 開孔的位置
連接材料優(yōu)先選擇有機(jī)硅樹脂，它可以提供高達(dá)本身寬度50%的活動(dòng)空間。[Page]
選擇泡沫塑料作為中心材料依賴于操作條件和泡沫的溫度穩(wěn)定性，用于夾層板材的聚乙烯泡沫在溫度高達(dá)80℃時(shí)工作性能非常優(yōu)秀。
如果在GRC夾層板的一面使用一種含有骨料的外露面材料，應(yīng)當(dāng)注意到這種材料將會(huì)表現(xiàn)出和其它層材料不同的收縮和濕膨脹性能，會(huì)導(dǎo)致板材在拆模后呈現(xiàn)弓形。
應(yīng)當(dāng)牢記含有骨料的外露面混合料中沒有用纖維增強(qiáng)，因此，在板材的結(jié)構(gòu)中它沒有起到作用，然而卻增加了板材的自重，因此有必要檢查裝運(yùn)應(yīng)力。
現(xiàn)場修復(fù)
在運(yùn)輸或裝配過程中，GRC板材的表面會(huì)被破壞（小裂紋或剝落），因此，現(xiàn)場修復(fù)是必要的。
在這種現(xiàn)場的修復(fù)工作中有經(jīng)驗(yàn)的工人必須履行這個(gè)職責(zé)，要在條件具備的時(shí)候進(jìn)行修復(fù)，保證被修復(fù)的部位在外觀、強(qiáng)度和耐久性方面與其它部分保持一致。
所有的修復(fù)工作必須在進(jìn)行最終的清潔和連接密封前完成，這是很重要的。修復(fù)的部分在嵌縫前必須進(jìn)行充分的養(yǎng)護(hù)，清潔和干燥。
現(xiàn)場最后的表面處理
● 干刷，如果有必要的話用水或適度的酸清洗
● 采用硅基憎水涂料
● 用防腐蝕涂料涂布所有的金屬構(gòu)件，尤其是低碳鋼。
更多資料
國家預(yù)制混凝土協(xié)會(huì)GRC的出版物（澳大利亞）
Cem-FIL GRC技術(shù)資料
英國標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì) 玻璃纖維增強(qiáng)膠凝材料的性能測定方法 BSI 倫敦 BS6432：1984
GRCA 水泥和砂漿中的玻璃纖維保留強(qiáng)度測定方法
（刁桂枝 譯）
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