基本介紹
- 中文名：乾掛石材
- 全稱：石材幹掛法
- 簡稱：空掛法；乾掛法
- 術語所屬：建築術語
- 套用領域：建築工程
- 主要材料：石材；鋼材；結構膠；焊條；螺栓
- 方法：插銷法；開槽法；背栓法
- 特點：穩定美觀；隔聲防水；密封安全
- 測量工具：經緯儀
固定方法,插銷式,開槽式,背栓式,特點,穩定性,美觀性,操作流程,板材切割,磨邊,鑽孔,開槽,塗防水劑,牆面修整,彈線,塗刷防水劑,板材安裝,板材的固定,防水處理,要求,方法,工序,優點,常用材料,
固定方法
乾掛石材是建築外牆的一種施工工藝。
國標目錄
國標目錄該工藝是利用耐腐蝕的螺栓和耐腐蝕的柔性連線件，將花崗石，人造大理石等飾面石材直接掛在建築結構的外表面，石材與結構之間留出 40～50mm 的空腔。用此工藝做成的飾面，在風力和地震力的作用下允許產生適量的變位，以吸收部分風力和地震力，而不致出現裂紋和脫落。當風力地震力消失後，石材也隨結構而復位。
板材的固定方法有：
插銷式
通過專業的開孔設備，在瓷板棱邊精確加工成一條圓孔，將銷針植入孔中，通過連線件將瓷板固定在龍骨上。
由於在瓷板棱邊開孔，容易崩邊，瓷板損耗大，施工工藝複雜，現已被淘汰，基本不採用。
開槽式
通過專業的開槽設備，在石材棱邊精確加工成一條凹槽，將掛件扣入槽中，通過連線件將瓷板固定在龍骨上。
開槽式瓷板幕牆的不足：
1、對石材厚度要求較高，一般瓷板不小於25mm厚。
2、開槽時容易崩邊，損耗大。
3、需要安裝鋼龍骨，加大建築物承重，且增加成本。
4、保溫要單獨安裝，保溫安裝與幕牆安裝交叉施工，安全隱患大。
5、板材的受力方式為點承重，抗震性能差，安全係數低。
背栓式
通過專業的開孔設備，在瓷板背面精確加工裡面大、外面小的錐形圓孔，把錨栓植入孔中，擰入螺桿，使錨栓底部完全展開，與錐形孔相吻合，形成一個無應力的凸型結合，通過連線件將石材固定在龍骨上。
背栓式乾掛幕牆的不足：
1、需要安裝鋼龍骨，加大建築物承重，且增加成本
2、保溫要單獨安裝，保溫安裝與幕牆安裝交叉施工，
3、安全隱患大
4、板材的受力方式為點承重，抗震性能差，安全係數低。
該工藝與傳統的濕作業工藝比較，免除了灌漿工序，可縮短施工周期，減輕建築物自重，提高抗震性能，更重要的是有效地防止灌漿中的鹽鹼等色素對石材的滲透污染，提高其裝飾質量和觀感效果。
傳統的以灌漿為連線手段的飾面板，由於季節性室外溫差變化引起的外飾面脹縮變形，使飾面板可能脫落，對人身安全造成威脅，相比之下，乾掛石材的施工工藝可有效預防飾面板脫落傷人事故的發生。
這種乾掛飾面板安裝工藝亦可與玻璃幕牆或大玻璃窗、金屬飾面板安裝工藝等配套套用。現國內不少大型公共建築的石材內外飾面板安裝工程採取這種乾掛石材的施工工藝。
特點
1.是可以有效地避免傳統濕貼工藝出現的板材空鼓、開裂、脫落等現象，明顯提高了建築物的安全性和耐久性；
2.可以完全避免傳統濕貼工藝板面出現的泛白、變色等現象，有利於保持幕牆清潔美觀；
3.在一定程度上改善施工人員的勞動條件，減輕了勞動強度，從而加快工程進度。
穩定性
乾掛石材幕牆本身的強度，涉及到石材的厚度長寬尺寸大小與乾掛的固定方式。根據金屬與石材幕牆工程技術規範（JGJl33-2001）的要求：用於石材幕牆的石材厚度不應小於25mm，石塊面積不宜大於1.5㎡，掛件一般採用不鏽鋼掛件。角鋼連線件、不鏽鋼掛件、螺栓、焊條、結構膠均應有材質證明、出廠合格證及檢驗報告。
乾掛的主次框架（即立柱與橫樑）的結構穩定性應符合設計要求。考慮到工程施工的方便，立柱的布置應同石材的豎向縫的布置相配合；橫樑的布置應同石材的橫向縫的布置相配合。立柱與結構的連線：在牆體結構上每隔2米設預埋鐵，立柱與預埋鐵通過短接（10號槽鋼）焊接，立柱施工時考慮到溫度應力的影響，每6米斷開，中間設15mm的縫隙。注意斷開處要錯開橫樑的連線處。橫樑與立柱的連線亦應考慮到溫度應力的影響，連線通過角碼、螺栓與立柱連線。立柱與橫樑與結構面根據龍骨的大小、施工的方便一般均保留30一50mm的間距，這樣即有利於立柱橫樑的安裝，又有利消除施工（結構面、立柱與橫樑）誤差，工程採用的立柱槽鋼、橫樑角鋼大小應符合設計要求。
根據抗震要求，與主體焊接的連線件採用Q235低碳鋼，其化學成分、機械性能包括屈服點應符合“GB700一88”國家標準規定，其餘所有掛件均採用不鏽鋼板（不鏽鋼材質為0Cr18Ni9）加工製成，並按“GB4237一92”標準檢測不鏽鋼化學成分和強度極限、延伸率等物理性能，掛件要有承載抗剪及撓度試驗。焊條採用E4303碳鋼焊條，焊條應符合“GB5117一85”國家標準。
美觀性
1.分格及裝飾線條（顏色）的套用
要深刻地領會原建築設計的意圖，包括石材的顏色、線條、形式、業主的要求以及結構上必須要的東西比如造型、雨蓬等，要與整個大樓的風格一同考慮，分格布置還要考慮施工的方便。
2.石材的質量及加工的質量對美觀的影響
首先應對石材廠家進行認真的考查，確定石材廠家和石材品種。加工時對品種和厚度及性能都有要求，並且向石材加工廠商提供了完整的下料設計圖。要想尺寸及開槽部位準確，加工生產要儘量工廠化，因為施工現場工具、場地、人員技術專長均對現場加工造成影響，所以要儘量減少現場加工的工作量。這就要求二次設計要完善、詳細。對於轉角、柱造型、封口均要出大樣圖，表明其相互間的關係，這樣石材的下料圖表才能準確清晰。
石板應儘可能採用同一礦脈的石材進行加工，安裝前要挑選並編號以保證石材紋理及方向正確，要求過渡自然、無色差。同時對石材的質量要求如下：
a.一般石材分磨光和燒毛兩種，磨光板紋理要清晰，表面光亮，燒毛板要均勻，板面無裂紋，無缺棱掉角，切割宜採用砂鋸切割。
b.石板材應符合《中華人民共和國建材行業標準》中的《天然花崗石建築板材》（JC205-92）標準中的優等品的要求。
c.放射性符合《天然石材產品放射防護分類控制標準》（JC518-93）標準中的A級。
d.加工過程要求包括磨邊、倒角、開槽、防水防污、拋光等工藝。
e.要求石材供貨單位應詳細編制保證石材質量的加工、運輸等技術組織措施。
3.石材的選用應符合以下國家標準的規定：
《天然花崗石荒料》JC204《天然花崗石建築板材》JC205《天然飾面石材試驗方法、乾燥、水飽和、凍融循環後壓縮強度試驗方法》GB9966.1《天然飾面石材試驗方法、彎曲強度試驗方法、體積、密度、真密度、真氣孔率、吸水率的試驗方法））GB9966.3《天然飾面石材試驗方法、耐磨性試驗方法》6139966.5《天然飾面石材試驗方法、耐酸性試驗方法》GB9966.6為了色彩勻稱，一個工程要使用同一礦脈石材，在加工時要按照安裝位置圖，一個部位要選用同一荒料，相同的結晶方向，以確保全裝後的色差。表面要拋光處理，光澤度不應低於75光澤單位。為準確石材安裝後下雨淋不造成色斑，要求成品的石材在安裝前要經過防水防污表面處理。
操作流程
板材切割
按照設計圖圖紙要求在施工現場進行切割，由於板塊規格較大，宜採用石材切割機切割，注意保持板塊邊角的挺直和規矩。
磨邊
板材切割後，為使其邊角光滑，可採用手提式磨光機進行打磨。
鑽孔
相鄰板塊採用不鏽鋼銷釘連線固定，銷釘插在板材側面孔內。孔徑Φ5mm，深度12mm，用電鑽打孔。由於它關係到板材的安裝精度，因而要求鑽孔位置準確。
開槽
由於大規格石材的自重大，除了由鋼構件將板塊下口托牢以外，還需在板材中部開槽設定承托扣件以支承板材的自重。
塗防水劑
在板材背面塗刷一層聚丙烯酸防水塗料，以增強外飾面的防水性能。
牆面修整
如果混凝土外牆表面有局部凸出處會影響扣件安裝時，須進行鑿平修整。
彈線
從結構中引出樓面標高和軸線位置，在牆面上彈出安裝板材的水平和垂直控制線，並做出灰餅以控制板材安裝的平整度。
塗刷防水劑
由於板材與混凝土牆身之間不填充砂漿，為了防止因材料性能或施工質量可能造成的滲漏，在外牆面上塗刷一層防水劑。以加強外牆的防水性能。
板材安裝
安裝板塊的順序是自下而上進行，在牆面最下一排板材安裝位置的上下口拉兩條水平控制線，板材從中間或牆面陽角開始就位安裝。先安裝好第一塊作為基準，其平整度以事先設定的灰餅為依據，用線垂吊直，經校準後加以固定。一排板材安裝完畢，再進行上一排扣件固定和安裝，板材安裝要求四角平整，縱橫對縫。
板材的固定
鋼扣件和牆身用脹錨螺栓固定，扣件為一塊鑽有螺栓安裝孔和銷釘孔的平鋼板，根據牆面與板材之間的安裝距離進行調整。扣件上的空洞都為橢圓形，以便安裝時候調整位置。
防水處理
石材飾面接縫處的防水處理採用密封矽膠嵌縫。嵌縫之前先在縫隙內嵌入柔性條狀泡沫聚乙烯材料作為襯底，以控制接縫的密封深度和加強密封膠的粘結力。
要求
石材幕牆的設計還要考慮滿足建築物的使用功能.包括：隔聲、防水、密封、還要考慮保溫隔熱等性能。如乾掛石材的基面為磚牆或鋼筋砼牆體，隔聲能滿足建築物本身的需要，不需另作處理；防水設計除4mm的拼縫採用矽酮耐候密封膠密封外，在幕牆的上口均採用石材封口，幕牆的收口最容易出現漏水問題，儘量採用結構防水。在石材幕牆的施工應確保密封，以防止小動物的進入後屍體的腐臭氣味。此外還要考慮防火、防雷等要求。
方法
（1）結構偏差實測
實測結構的偏差，對結構的修整、二次設計的排板及板材加工等工作具有非常實際的指導意義。偏差實測採取經緯儀投測與垂直、水平掛線相結合的方法，掛線採用細鋼絲；測量結果及時記錄並繪製實測成果，提交技術負責人和翻樣人員進行二次設計。
（2）施工圖二次設計
接到完整的設計院圖紙後，應認真閱覽和理解圖紙，將問題匯總並及時與業主、監理、設計院、質檢部門進行會審交換意見，確定具體做法，掃清施工的圖紙障礙。進行施工單位的二次圖紙設計，儘早提交施工現場和廠方加工定貨。
（3）放線
外牆面水平線以設計軸線為基準。要求各面大牆的結構外牆面在剔除脹模牆體或修補凹進牆面後，使外牆面距設計軸線誤差不大於lcm。
放線的具體原則是：以設計各內牆軸線定視窗立線，以各層設計標高+50cm線定視窗上下水平線，彈出窗日井字線並根據二次設計圖紙彈出型鋼龍骨位置線。每個大角下吊垂線，給出大角垂直控制線。放線完成後，進行自檢複線，複線無誤再進行正式檢查，合格後方可進行下步工序。
（4）連線件焊接與龍骨安裝
連線件採用角鋼與結構預埋鐵三面圍焊，為保證連線部位的耐久性，角鋼廠緣增加一道焊縫，即實際為四面圍焊。焊接完成，按規定除去藥皮並進行焊縫隱檢，合格後刷防鏽漆三遍。連線件的固定位置按連線件彈線位置確定，採取水平跟線、中心對線、先點焊、確定無誤後再施焊的方法。
假柱、挑檐等部位由於結構填充空心砌塊圍護牆或石材面距結構面的空隙過大，為滿足建築設計的外立面效果，需在矽結構外側附加型鋼龍骨。型鋼龍骨通過角鋼連線件與結構預埋件焊接，焊縫要求及檢驗、防腐做法同上。次龍骨與掛件的連線採用不鏽鋼螺栓，次龍骨根據螺栓位置開長孔，與舌板相互配合實現位置的調整。鋼龍骨的安裝位置必須符合掛板要求。
（5）掛件安裝
待連線件或次龍骨焊接完成後，用不鏽鋼螺栓對不鏽鋼掛件進行連線。不鏽鋼銷釘位置,T型不鏽鋼掛件位置通過掛件螺栓孔的自由度調整，板面垂直無誤後，再擰緊螺栓，螺栓擰緊度以不鏽鋼彈簧墊完全壓平為準，隱檢合格後方可進行下道工序。
（6）飾面板安裝
根據圖紙做法乾掛板材用掛件銷接，自下而上分層托掛。板面原則上大面壓小面，建築物大角陽角及柱陽角為海棠角。板材開槽寬60mm，孔深16mm，孔中距板材外表面：磨光板為12.5mm，燒毛板為12. 5mm。板材安裝必須跟線，按規格按層找平、找方、找垂直。
掛板時縫寬按二次設計圖要求進行調整，先試掛，每塊板用靠尺找平後再正式掛板，安裝T型掛件前應將結構膠灌入槽內。寬縫板處，不鏽鋼掛件與下方已安裝完石材上口之間用高分子聚合物墊實。
工序
（1）連線件的焊接
一般採用“預埋件+連線板+不鏽鋼掛件”或“預埋件+連線板+型鋼龍骨+不鏽鋼掛件”固定石材的安裝工藝；預埋件已於結構施工時完成。保證預埋件與連線板及龍骨的焊接質量對外飾面的牢固與耐久尤為重要。
特作如下要求：
焊接前清理焊口，焊縫周圍不得有油污、銹物。焊接施工時應在業主現場代表及監理方的見證下取同樣厚度預埋板、連線件、型鋼、焊條、焊接電流做同條件焊接試件，並送質監檢驗部門檢測。
正式施焊時應正確掌握焊接速度，要求等速焊接，保證焊縫厚度寬度均勻一致。對電弧長度（3mm）、焊接角度（偏於角鋼一側）、引弧與收弧都應執行焊接規程。清除熔渣後進行外觀及焊縫尺寸自檢，確認無問題後方可轉移地點繼續焊接。
（2）石材安裝
首先應根據翻樣圖核對板材規格，核對無誤後進行板端開槽和板材安裝。為保證開槽的質量（垂直度、槽深、槽位），可採取如下措施：
現場製作木製石材固定架，將石板固定後再開槽。槽位上下對齊T型掛件，標出位置後再開槽。槽深用雲石機及標尺桿預先調好位置，以標尺桿頂住石材，槽深度16mm為宜。開槽完畢應進行自檢，包括槽深、位置、垂直度、槽側石材有無劈裂。
石材上牆前，先清除槽內浮塵、石渣；試掛（板位、板垂直等要求見下表）後，槽內注膠、安裝石，靠尺校核。外飾面允許偏差應符合“JGJ73 -91”規範要求。
（3）嵌縫
首先用特製板刷清理石材板縫，將縫內滯存物、污染物、粉末清除乾淨，再施刷丙酮水兩遍，以增加密封膠的附著能力。
寬縫填塞泡沫嵌縫條。嵌縫條為Ø20，填塞深度應平直一致（距石材板面8mm）、無重疊，遇掛件斷開時碰頭縫嚴密無空隙。
嵌縫膠為美產DC矽酮密封膠，打膠先貼膠條，避免污染相鄰石材，石材嵌膠後膠體呈弧形內凹截面，內凹面距石材表面l.5mm。膠槍嵌縫分段一次完成，速度應保證嵌縫無氣泡、不斷膠。嵌縫膠餾壓應在初凝成型時完成，保證外形一致。
優點
外牆飾面石材幹掛法是利用高強耐腐蝕的金屬掛件，把飾面石材通過托、吊、銷、栓的方法固定在建築物外表面。合理的掛件設計與嚴格的施工工藝是保證外飾石材安全美觀的關鍵。乾掛施工以預製組裝的方式取代了傳統的濕作業施工，其優越性主要體現在：
a.可避免表面污染、變色“反鹼”，使石板保持色彩光澤。
b.可避免濕作業，少受氣候變化影響，節約冬施、雨施費用。
c.可避免石材脫落，減少維修費用。
d.連續作業，可提高施工速度。
e.減輕了構築物自重並預留保溫空間。
常用材料
常用的外牆乾掛石材以花崗岩為主，品種主要有芝麻白，黃金麻，卡拉麥里金，黃銹石，櫻花紅等。主要的加工表面以荔枝面、火燒面、光面為主。而石材色差是石材幹掛外觀效果的最主要影響因素之一。在施工過程中應儘量挑順色進行鋪裝，以免影響整體美觀。
常用外牆乾掛石材-黃銹石
常用外牆乾掛石材-黃銹石