Technical Pilot
装配式建筑混凝土接缝密封解决方案
张斌 袁素兰 唐青松 杨斌劝
/成都硅宝科技股份有限公司
摘要：装配式建筑是一种新型的建筑施工方式，可以像“造汽车一样造房子”。装配式建筑不仅可以提高施工的效率，还在节能、减噪、环保等多个方面具备比传统模式更大的优势。作为装配式建筑的纽带，密封胶的选择非常重要，除了满足防水密封要求外，其长久的使用性能是保证建筑长寿命的关键。
关键词：住宅工业化，装配式建筑，密封胶，耐久
1 概述
在我国住宅建设中，混凝土结构大都采用现浇体系。虽然该施工方式技术成熟，但同时也普遍存在高能耗、高污染、科技含量低等问题。在“低碳经济”、“绿色建筑”等新兴概念的引导下，改革住宅建造方式，推进住宅建筑工业化，发展预制装配式住宅已成为我国住宅建筑发展的必然趋势
[1-4]
防水等。而这其中，工业化住宅的防水设计和材料选择成为国内研究的重大课题。
工业化建筑预制外墙接缝的防水一般采用构件防水和材料防水相结合的双重防水措施，防水密封胶是外墙板缝防水的第一道防线，其性能直接关系到工程防水效果
[6]
于装配式建筑所用的基材亦是如此。目前，市场上所用的PC板片大多数为混凝土板，因此需要接缝用密封材料对混凝土基材有很好的粘接性能。
对于混凝土材料，普通的密封胶在其表面的粘接性是不易实现的，这是因为：
（1）混凝土是一种多孔性材料，孔洞的大小和分布不均匀不利于密封胶的粘接；
（2）混凝土本身呈碱性，特别是在基材吸水时，部分碱性物质会迁移到密封胶和混凝土接触的界面，从而影响粘接；
（3）PC板片在车间预制生产的末端，为了脱模会采用脱模剂，而部分脱模剂残存在PC板片的表面，也使密封胶的粘接受到挑战。
为了保障接缝密封胶对预制板块的粘接性，首先在施胶之前需要将粘接表面的灰尘处理干净，且保持干燥；同时在选择预制建筑接缝密封胶时，需将以上影响粘接的因
，
这就要求在实施工业化建筑时，需要选择专业的、具有针对性的防水密封材料。
根据JGJ1-2014《装配式混凝土结构技术规程》和四川省《装配整体式住宅建筑设计规程》的要求，预制外墙接缝密封胶必须与混凝土具有良好的相容性，较好的位移能力及防水、耐候、低温柔性等功能，同时需要满足相应的国家和行业的标准要求。
。根据经验表明，与传
统混凝土现浇建造方式比较，装配式建筑可节水80%左右，省材20%以上，减少建造垃圾约80%，综合节能70%，降低后期维护费用95%左右。同时，可减少施工场地占用，提高土地利用效率。
所谓装配式工业化住宅，就是将住宅建筑分成多个单元或构件，其中的主要构成部分（墙体、梁、柱、楼板以及楼梯等）均在工厂生产，然后运到工地，然后将预制混凝土构件在现场进行装配化施工建造
[5]
2 装配式建筑用密封胶的性能要求2.1 粘接性
对于密封胶来说，对基材的粘接性始终是最重要的性能之一。对
。利用预制构件吊装的建筑，
除了满足安全性之外，还需要满足建筑的一般要求，如外观、防火、
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表1 硅宝668的粘接性能测试
检测项目定伸粘接性浸水后定伸粘接性热压.冷拉后粘接性
技术指标无破坏无破坏无破坏
基材类型水泥砂浆块水泥砂浆块水泥砂浆块
检测结果（25LM）
无破坏无破坏无破坏
JC/T 881-2001《混凝土建筑接缝接缝用密封胶》
检测标准
表2 国内外标准对接缝用密封胶主要力学性能的要求
检测项目位移能力等级弹性恢复率/%
拉伸模量/MPa
23℃-20℃
GB/T 14683-2003
25LM≥80≤0.4≤0.6
JIS A 5758-2004
25LM≥70≤0.4≤0.6
JC/T 881-2001
25LM≥80≤0.4≤0.6
表3 硅宝668的力学性能测试
检测项目弹性恢复率/80%拉伸模量/MPa
23℃-20℃
技术指标≥80≤0.4≤0.6
基材类型U型铝条水泥砂浆块水泥砂浆块
检测结果（25LM）
910.30.4
JC/T 881-2001《混凝土建筑接缝接缝用密封胶》
检测标准
素考虑在内，选择一款适合混凝土基材的密封胶。
硅宝科技在考虑了混凝土材料本身特性情况下，研制的专利产品硅宝668混凝土建筑接缝用硅酮密封胶可以对混凝土实现良好粘接（表1），从而为装配式建筑的防水密封提供了保障。
求”[7]。除此之外，现行的一些国内外建筑用密封胶的标准也对力学性能有所规定，如表2所示。
表3给出了按照行标JC/T881测试的硅宝668产品的部分力学性能，从结果可以看出，硅宝668混凝土接缝用硅酮密封胶属于25级LM产品，完全满足国内外对于接缝密封材料的要求。对于一般建筑规程要求的10至35mm混凝土接缝来说，良好的位移能力和弹性恢复率能够保障密封胶的应变适应性和完整性，可以用于预制混凝土接缝防水密封。
对于硅宝668硅酮密封胶来说，在耐候性方面拥有明显的优势，这主要是由其分子结构决定的。在常用的密封材料中，聚氨酯的主链为C-O键，C-C键和C-N键，其中C-C键的键能约为348kJ/mol；硅酮密封胶的主链化学键则为Si-O键（键能对比图1所示），键能大约为445kJ/mol。而宇宙中辐射到地球表面的最强紫外线波段处于UVB，其波长典型值约为300nm。根据得知，其能量为399kJ/mol。
也就是说，照射到地球表面能量最高的紫外线不足以破坏硅酮密封胶的Si-O主链结构，保证了其良好的耐紫外性能。与之相反，该紫外线能量可以破坏聚氨酯的主链结构，导致其在使用一段时间过后，会出现不同程度的开裂，从而造成漏水，影响使用效果。
2.2 力学性能
混凝土板片接缝中采用的密封胶，除了要求粘接性之外，胶体本身的力学性能也非常重要。这是因为混凝土板片会随着温度的变化产生热胀冷缩，以及建筑物会因风压和地震等产生轻微震动，因而混凝土接缝会随之产生位移。根据四川省《装配整体式住宅建筑设计规程》的要求，“外墙接缝宽度设计应满足在热胀冷缩及风荷载、地震作用等外界环境的影响下，其尺寸变形不会导致密封胶的破裂或剥离破坏的要求。在设计时应考虑接缝的位移，确定接缝宽度，使其满足密封胶最大容许变形率的要
2.3 耐候性
在JGJ1-2014《装配式混凝土结构技术规程》中，明确表示建筑接缝防水密封材料应选用耐候性材料。如果材料选择不当，则会影响密封胶使用寿命。轻则几年之后密封胶出现开裂，造成漏水；严重则甚至使装配后不久就出现密封胶失效，影响建筑物的安全。
2.4 低温柔性
由于我国幅员辽阔，纬度跨度较大，从海南到黑龙江的温差也较
2015.02 | 85
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图1 各种化学键键能对比
大。因此，预制建筑板片接缝用密封材料也要具备温度适应性及低温柔性。
对于硅酮密封胶来说，其分子结构上的Si-O键较长，且硅原子上的甲基间距比较大，因此可以自由的进行旋转。此外，甲基上的氢原子在低温下有很高的运动性，这种运动主要围绕Si-C键旋转；而且氢原子占据的空间自由体积大，与临近分子间距大，分子间作用力小。这些化学结构上的特点都使得硅酮密封胶具有良好的低温柔性。
为了验证硅宝668的低温柔性，根据GB/T 13477.7的要求，将试件按下面的温度周期处理三个循环：
（1）于（70士2）°C处理16h；
（2）于（-10土3）°C、（-20土3）°C或（-30士3）°C处理8h。
测试结果表明，硅宝668表面无龟裂，仍具备良好的弹性，证明
86 |
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其在低温下性能保持良好。此外，根据表3的测试结果来看，硅宝668混凝土接缝用硅酮密封胶在经历-20℃条件的测试，拉伸模量为0.4MPa，满足JC/T 881-2001的要求，从而仍起到完好的密封防水作用，保证了整个密封系统不受破坏，使得整个建筑物的使用寿命得到保障。反之，若采用了模量高、硬度大的密封胶或耐低温性能差的密封材料，则会在极寒温度条件下发生开裂，导致漏水，从而影响建筑物的安全。
装配式建筑提供可靠的防水密封解决方案，保障装配式建筑的长久安全及使用寿命。
参考文献
[1] 赵志缙,李庆梅. 我国建筑安装施工技术的进步[J]. 施工技术，2002，31（5） : 1-4. [2] 严薇,曹永红,李国荣. 装配式结构体系的发展与建筑工业化[J]. 重庆建筑大学学报，2004，26（5） : 131-135. [3] 粟新. 工业化预制装配式（ PC 板） 住宅建筑的设计研究与应用[J]. 建筑施工，2008，30（ 3） : 201-202，208. [4] 段凯元，张季超，预制装配式混凝土住宅设计施工一体化研究[J]。施工技术，2014，43（22）：45.
[5] 张苏苹.装配式工业化住宅应用实例[J]，山西建筑，2012，38（6）:3.[6] 杨霞.预制装配式建筑混凝土板接缝用密封胶性能研究[J]。中国建筑防水，2012，9：11-14.
[7] DBJ51/T 038. 装配整体式住宅建筑设计规程[S].四川省，住房和城乡建设厅，2015.
3 结语
装配式建筑是建筑模式的发展趋势，在整个系统中密封胶的选择将成为装配式建筑防水的关键环节。为了保障整个建筑体系的防水效果，要求密封胶必须具备对混凝土有良好的粘接性，优异的力学性能，极佳的耐候性以及低温柔性。根据测试，硅宝668混凝土接缝用硅酮密封胶可以满足以上要求，并在实际案例中为
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装配式建筑混凝土接缝密封解决方案
张斌 袁素兰 唐青松 杨斌劝
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摘要：装配式建筑是一种新型的建筑施工方式，可以像“造汽车一样造房子”。装配式建筑不仅可以提高施工的效率，还在节能、减噪、环保等多个方面具备比传统模式更大的优势。作为装配式建筑的纽带，密封胶的选择非常重要，除了满足防水密封要求外，其长久的使用性能是保证建筑长寿命的关键。
关键词：住宅工业化，装配式建筑，密封胶，耐久
1 概述
在我国住宅建设中，混凝土结构大都采用现浇体系。虽然该施工方式技术成熟，但同时也普遍存在高能耗、高污染、科技含量低等问题。在“低碳经济”、“绿色建筑”等新兴概念的引导下，改革住宅建造方式，推进住宅建筑工业化，发展预制装配式住宅已成为我国住宅建筑发展的必然趋势
[1-4]
防水等。而这其中，工业化住宅的防水设计和材料选择成为国内研究的重大课题。
工业化建筑预制外墙接缝的防水一般采用构件防水和材料防水相结合的双重防水措施，防水密封胶是外墙板缝防水的第一道防线，其性能直接关系到工程防水效果
[6]
于装配式建筑所用的基材亦是如此。目前，市场上所用的PC板片大多数为混凝土板，因此需要接缝用密封材料对混凝土基材有很好的粘接性能。
对于混凝土材料，普通的密封胶在其表面的粘接性是不易实现的，这是因为：
（1）混凝土是一种多孔性材料，孔洞的大小和分布不均匀不利于密封胶的粘接；
（2）混凝土本身呈碱性，特别是在基材吸水时，部分碱性物质会迁移到密封胶和混凝土接触的界面，从而影响粘接；
（3）PC板片在车间预制生产的末端，为了脱模会采用脱模剂，而部分脱模剂残存在PC板片的表面，也使密封胶的粘接受到挑战。
为了保障接缝密封胶对预制板块的粘接性，首先在施胶之前需要将粘接表面的灰尘处理干净，且保持干燥；同时在选择预制建筑接缝密封胶时，需将以上影响粘接的因
，
这就要求在实施工业化建筑时，需要选择专业的、具有针对性的防水密封材料。
根据JGJ1-2014《装配式混凝土结构技术规程》和四川省《装配整体式住宅建筑设计规程》的要求，预制外墙接缝密封胶必须与混凝土具有良好的相容性，较好的位移能力及防水、耐候、低温柔性等功能，同时需要满足相应的国家和行业的标准要求。
。根据经验表明，与传
统混凝土现浇建造方式比较，装配式建筑可节水80%左右，省材20%以上，减少建造垃圾约80%，综合节能70%，降低后期维护费用95%左右。同时，可减少施工场地占用，提高土地利用效率。
所谓装配式工业化住宅，就是将住宅建筑分成多个单元或构件，其中的主要构成部分（墙体、梁、柱、楼板以及楼梯等）均在工厂生产，然后运到工地，然后将预制混凝土构件在现场进行装配化施工建造
[5]
2 装配式建筑用密封胶的性能要求2.1 粘接性
对于密封胶来说，对基材的粘接性始终是最重要的性能之一。对
。利用预制构件吊装的建筑，
除了满足安全性之外，还需要满足建筑的一般要求，如外观、防火、
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表1 硅宝668的粘接性能测试
检测项目定伸粘接性浸水后定伸粘接性热压.冷拉后粘接性
技术指标无破坏无破坏无破坏
基材类型水泥砂浆块水泥砂浆块水泥砂浆块
检测结果（25LM）
无破坏无破坏无破坏
JC/T 881-2001《混凝土建筑接缝接缝用密封胶》
检测标准
表2 国内外标准对接缝用密封胶主要力学性能的要求
检测项目位移能力等级弹性恢复率/%
拉伸模量/MPa
23℃-20℃
GB/T 14683-2003
25LM≥80≤0.4≤0.6
JIS A 5758-2004
25LM≥70≤0.4≤0.6
JC/T 881-2001
25LM≥80≤0.4≤0.6
表3 硅宝668的力学性能测试
检测项目弹性恢复率/80%拉伸模量/MPa
23℃-20℃
技术指标≥80≤0.4≤0.6
基材类型U型铝条水泥砂浆块水泥砂浆块
检测结果（25LM）
910.30.4
JC/T 881-2001《混凝土建筑接缝接缝用密封胶》
检测标准
素考虑在内，选择一款适合混凝土基材的密封胶。
硅宝科技在考虑了混凝土材料本身特性情况下，研制的专利产品硅宝668混凝土建筑接缝用硅酮密封胶可以对混凝土实现良好粘接（表1），从而为装配式建筑的防水密封提供了保障。
求”[7]。除此之外，现行的一些国内外建筑用密封胶的标准也对力学性能有所规定，如表2所示。
表3给出了按照行标JC/T881测试的硅宝668产品的部分力学性能，从结果可以看出，硅宝668混凝土接缝用硅酮密封胶属于25级LM产品，完全满足国内外对于接缝密封材料的要求。对于一般建筑规程要求的10至35mm混凝土接缝来说，良好的位移能力和弹性恢复率能够保障密封胶的应变适应性和完整性，可以用于预制混凝土接缝防水密封。
对于硅宝668硅酮密封胶来说，在耐候性方面拥有明显的优势，这主要是由其分子结构决定的。在常用的密封材料中，聚氨酯的主链为C-O键，C-C键和C-N键，其中C-C键的键能约为348kJ/mol；硅酮密封胶的主链化学键则为Si-O键（键能对比图1所示），键能大约为445kJ/mol。而宇宙中辐射到地球表面的最强紫外线波段处于UVB，其波长典型值约为300nm。根据得知，其能量为399kJ/mol。
也就是说，照射到地球表面能量最高的紫外线不足以破坏硅酮密封胶的Si-O主链结构，保证了其良好的耐紫外性能。与之相反，该紫外线能量可以破坏聚氨酯的主链结构，导致其在使用一段时间过后，会出现不同程度的开裂，从而造成漏水，影响使用效果。
2.2 力学性能
混凝土板片接缝中采用的密封胶，除了要求粘接性之外，胶体本身的力学性能也非常重要。这是因为混凝土板片会随着温度的变化产生热胀冷缩，以及建筑物会因风压和地震等产生轻微震动，因而混凝土接缝会随之产生位移。根据四川省《装配整体式住宅建筑设计规程》的要求，“外墙接缝宽度设计应满足在热胀冷缩及风荷载、地震作用等外界环境的影响下，其尺寸变形不会导致密封胶的破裂或剥离破坏的要求。在设计时应考虑接缝的位移，确定接缝宽度，使其满足密封胶最大容许变形率的要
2.3 耐候性
在JGJ1-2014《装配式混凝土结构技术规程》中，明确表示建筑接缝防水密封材料应选用耐候性材料。如果材料选择不当，则会影响密封胶使用寿命。轻则几年之后密封胶出现开裂，造成漏水；严重则甚至使装配后不久就出现密封胶失效，影响建筑物的安全。
2.4 低温柔性
由于我国幅员辽阔，纬度跨度较大，从海南到黑龙江的温差也较
2015.02 | 85
Technical Pilot
图1 各种化学键键能对比
大。因此，预制建筑板片接缝用密封材料也要具备温度适应性及低温柔性。
对于硅酮密封胶来说，其分子结构上的Si-O键较长，且硅原子上的甲基间距比较大，因此可以自由的进行旋转。此外，甲基上的氢原子在低温下有很高的运动性，这种运动主要围绕Si-C键旋转；而且氢原子占据的空间自由体积大，与临近分子间距大，分子间作用力小。这些化学结构上的特点都使得硅酮密封胶具有良好的低温柔性。
为了验证硅宝668的低温柔性，根据GB/T 13477.7的要求，将试件按下面的温度周期处理三个循环：
（1）于（70士2）°C处理16h；
（2）于（-10土3）°C、（-20土3）°C或（-30士3）°C处理8h。
测试结果表明，硅宝668表面无龟裂，仍具备良好的弹性，证明
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其在低温下性能保持良好。此外，根据表3的测试结果来看，硅宝668混凝土接缝用硅酮密封胶在经历-20℃条件的测试，拉伸模量为0.4MPa，满足JC/T 881-2001的要求，从而仍起到完好的密封防水作用，保证了整个密封系统不受破坏，使得整个建筑物的使用寿命得到保障。反之，若采用了模量高、硬度大的密封胶或耐低温性能差的密封材料，则会在极寒温度条件下发生开裂，导致漏水，从而影响建筑物的安全。
装配式建筑提供可靠的防水密封解决方案，保障装配式建筑的长久安全及使用寿命。
参考文献
[1] 赵志缙,李庆梅. 我国建筑安装施工技术的进步[J]. 施工技术，2002，31（5） : 1-4. [2] 严薇,曹永红,李国荣. 装配式结构体系的发展与建筑工业化[J]. 重庆建筑大学学报，2004，26（5） : 131-135. [3] 粟新. 工业化预制装配式（ PC 板） 住宅建筑的设计研究与应用[J]. 建筑施工，2008，30（ 3） : 201-202，208. [4] 段凯元，张季超，预制装配式混凝土住宅设计施工一体化研究[J]。施工技术，2014，43（22）：45.
[5] 张苏苹.装配式工业化住宅应用实例[J]，山西建筑，2012，38（6）:3.[6] 杨霞.预制装配式建筑混凝土板接缝用密封胶性能研究[J]。中国建筑防水，2012，9：11-14.
[7] DBJ51/T 038. 装配整体式住宅建筑设计规程[S].四川省，住房和城乡建设厅，2015.
3 结语
装配式建筑是建筑模式的发展趋势，在整个系统中密封胶的选择将成为装配式建筑防水的关键环节。为了保障整个建筑体系的防水效果，要求密封胶必须具备对混凝土有良好的粘接性，优异的力学性能，极佳的耐候性以及低温柔性。根据测试，硅宝668混凝土接缝用硅酮密封胶可以满足以上要求，并在实际案例中为