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隨著建筑業(yè)的發(fā)展，建筑裝飾材料可謂百花齊放，爭(zhēng)奇斗艷。石材以其自然、厚重、華貴等獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，使當(dāng)今越來(lái)越多的建筑或端莊或華貴或純樸自然或富麗堂皇，無(wú)不產(chǎn)生震撼人心靈的端莊氣勢(shì)，斑斕的色彩，抽象中蘊(yùn)含大自然的無(wú)窮變化，或含蓄或浪漫。因此，石材被廣泛應(yīng)用于各類建筑的外墻，室內(nèi)外地面、墻面等。而門頭、窗套、梁托、柱托、腰線等各類石材裝飾線條更是整個(gè)建筑物的點(diǎn)睛之筆，準(zhǔn)確地滿足建筑師的設(shè)計(jì)意圖和增強(qiáng)幕墻的時(shí)尚感。
對(duì)于超厚石材裝飾線條的錨固（詞條“錨固”由行業(yè)大百科提供），究竟應(yīng)采用哪種產(chǎn)品?現(xiàn)行的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)標(biāo)并沒(méi)有給出答案。地方標(biāo)準(zhǔn)中，《江蘇省建筑幕墻工程技術(shù)標(biāo)（詞條“技術(shù)標(biāo)”由行業(yè)大百科提供）準(zhǔn)》DB32/T 4065-2021中第6.4.6條規(guī)定：石材實(shí)線條應(yīng)采用背栓（詞條“背栓”由行業(yè)大百科提供）或化學(xué)錨固（詞條“化學(xué)錨固”由行業(yè)大百科提供）與框架連接，錨固深度應(yīng)大于錨固部位厚度的1/2，規(guī)格、數(shù)量應(yīng)滿足承載力要求。《浙江省建筑幕墻工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》DB33/T 1240-2021中第6.4.22條規(guī)定：石材倒掛面板（詞條“面板”由行業(yè)大百科提供）、石材裝飾線條連接構(gòu)造應(yīng)采用背栓等有效的機(jī)械錨固構(gòu)造，宜采用互扣式掛件，掛件間應(yīng)具有可靠的防滑、防脫、防松措施，嚴(yán)禁采用短槽、膠粘、銷釘等連接構(gòu)造。
由此可知：通常情況下，普通石材裝飾線條可以采用開槽、背栓等連接方式，背栓是首選。但石材背栓的常用規(guī)格為M6和M8，石材厚度≥70mm時(shí)，由于石材自重偏心會(huì)引起附加彎矩，彎矩將轉(zhuǎn)換成對(duì)上排背栓的額外拉力，此時(shí)需要進(jìn)行背栓承載力校核。對(duì)于超厚石材，背栓的規(guī)格和錨固深度已經(jīng)無(wú)法滿足需求，這種情況下建議采用錨栓來(lái)進(jìn)行錨固連接，今天讓我們來(lái)聊一聊錨栓在超厚裝飾石材線條上的應(yīng)用。
為了了解各類錨栓在超厚石材上的承載能力，我們選取機(jī)械擴(kuò)底錨栓、普通化學(xué)錨栓和植筋膠配全牙螺桿進(jìn)行了一組測(cè)試。測(cè)試用的石材分別為花崗石(G623)和紅砂巖(測(cè)試得到彎曲強(qiáng)度平均值為6.93Mpa)，以便確定錨栓在硬質(zhì)花崗石和軟質(zhì)石材上使用的差異。
機(jī)械擴(kuò)底錨栓
1.分別選用M6x40，M8x40、M8x50和M10x50、M10x60模擴(kuò)底錨栓及M10x50自擴(kuò)底錨栓在80mm、90mm花崗石和80mm、100mm砂巖上進(jìn)行拉拔和剪切（詞條“剪切”由行業(yè)大百科提供）測(cè)試。
2.不同于錨栓應(yīng)用于混凝土基材，石材錨固不允許石材開裂。
因此，先在石材上試鉆孔以確定鉆孔不會(huì)破壞石材面板。在離石材面板邊緣不同位置處試鉆孔，以預(yù)估錨固最小邊距要求。在石材上鉆不同深度的孔，以預(yù)估最小保留板材厚度值。根據(jù)測(cè)試結(jié)果，建議錨固時(shí)M10及以下規(guī)格錨栓按最小邊距30mm、最小保留石材厚度30mm考慮，不同規(guī)格錨栓會(huì)有差異。
3.在大塊石材上安裝錨栓進(jìn)行拉拔測(cè)試，剪切測(cè)試則參照背栓歐標(biāo)抗剪測(cè)試方法，在200x400mm樣塊上安裝兩個(gè)錨栓，在試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行垂直豎向拉剪。
4.實(shí)際拉拔剪切測(cè)試的情況統(tǒng)計(jì)如下表。
由上表分析可知，拉拔及剪切測(cè)試時(shí)：
1)當(dāng)破壞形式為錨栓螺桿被拉斷或剪斷，說(shuō)明錨栓在石材內(nèi)的錨固承載力高于錨栓螺桿的極限抗拉、抗剪承載力，這種情況多發(fā)生在花崗石或部分彎曲強(qiáng)度高的軟質(zhì)石材上，此時(shí)錨栓的設(shè)計(jì)承載力應(yīng)按錨栓金屬破壞時(shí)的承載力值考慮;
2)而當(dāng)破壞形式為石材劈裂時(shí)，說(shuō)明石材面板強(qiáng)度弱于錨栓在石材內(nèi)的錨固承載力，這種情況多發(fā)生在強(qiáng)度較低的軟質(zhì)石材上，此時(shí)錨栓的設(shè)計(jì)承載力應(yīng)按錨栓錨固在項(xiàng)目實(shí)際應(yīng)用的石材上的拉拔及剪切承載力值考慮。
3)當(dāng)錨栓在石材上的錨固深度適宜時(shí)，拉拔的破壞形式為石材錐形破壞，此時(shí)錨栓的設(shè)計(jì)承載力考慮同石材劈裂破壞。
4)花崗石用于外幕墻的基本要求是彎曲強(qiáng)度不得低于8Mpa，相對(duì)而言C25、C30混凝土的抗彎拉強(qiáng)度還不到5Mpa，因此，在強(qiáng)度高的石材上無(wú)法使用自擴(kuò)底錨栓。如果未采用模擴(kuò)底鉆頭進(jìn)行擴(kuò)孔，僅僅在石材上鉆直孔并安裝自擴(kuò)底錨栓，根本無(wú)法靠遞進(jìn)式刀刃切入花崗石，紅砂巖上敲擊安裝到位還會(huì)造成石材破損。
慧魚模擴(kuò)底錨栓FZA在石材上的應(yīng)用，已有實(shí)際多個(gè)案例可供參考，如：臺(tái)灣人壽總部、中正紀(jì)念堂、蘇州華為研發(fā)中心、廣州鳳凰城別墅等。
臺(tái)灣人壽總部 梁托
臺(tái)灣中正紀(jì)念堂 匾額
蘇州華為研發(fā)中心歐式門頭、梁(托)、柱(托)、窗套、女兒墻上的應(yīng)用
我們聊了模擴(kuò)底錨栓在超厚裝飾石材線條上的應(yīng)用，模擴(kuò)底錨栓錨固在石材上必須采用專用鉆頭在石材上預(yù)擴(kuò)孔。我們發(fā)現(xiàn)：模擴(kuò)底錨栓相當(dāng)于加大了螺桿規(guī)格和錨固深度的背栓產(chǎn)品，兩者最大的區(qū)別是模擴(kuò)底錨栓的鉆孔非背栓似的水鉆，因此石材越致密、強(qiáng)度越高，對(duì)其鉆頭的磨損也越大，但模擴(kuò)底錨栓在石材上的鉆孔位置在保證最小邊距的前提下可以自由調(diào)節(jié)，不受鉆孔設(shè)備的限制，靈活度高。
除了模擴(kuò)底錨栓以外，超厚裝飾石材線條的錨固我們也可以選擇化學(xué)錨固類產(chǎn)品，本期就繼續(xù)聊一聊化學(xué)錨栓在超厚裝飾石材線條上的應(yīng)用。
化學(xué)錨栓
普通化學(xué)錨栓匹配的錨固膠（詞條“錨固膠”由行業(yè)大百科提供）一般有兩種類型：乙烯基酯類和環(huán)氧樹脂類。選擇150mm的花崗石(G623)和紅砂巖(彎曲強(qiáng)度試驗(yàn)平均值為6.93Mpa)作為測(cè)試基材，對(duì)應(yīng)兩種類型的錨固膠分別選用RM II化學(xué)錨栓和FIS EM PLUS化學(xué)錨栓來(lái)進(jìn)行初步研究。同時(shí)，為了更好地了解錨固深度和承載力之間的關(guān)系，并且比對(duì)化學(xué)錨栓和擴(kuò)底錨栓在超厚石材上的應(yīng)用，選用模擴(kuò)底錨栓FZA 14x60(M10x60)作為參照進(jìn)行拉拔測(cè)試。
分別在花崗石和紅砂巖上鉆孔，由于花崗石強(qiáng)度高，紅砂巖強(qiáng)度低，非常明顯在花崗石上的鉆孔比較耗時(shí)耗力。
安裝錨栓，待化學(xué)錨栓膠體徹底固化后進(jìn)行拉拔測(cè)試，結(jié)果匯總?cè)缦拢?/P>
從上表分析可知：
1)150mm厚石材，錨固深度為60mm時(shí)，在花崗石上模擴(kuò)底錨栓螺桿被拉斷，而FIS EM PLUS化學(xué)錨栓的破壞形式多樣;在紅砂巖上模擴(kuò)底錨栓為石材錐形破壞，而FIS EM PLUS化學(xué)錨栓為錨栓拔出破壞;
2)150mm厚石材，錨固深度為90mm時(shí)，RM II和FIS EM PLUS化學(xué)錨栓在花崗石上均為螺桿被拉斷;在紅砂巖上RM II化學(xué)錨栓為錨栓拔出破壞，F(xiàn)IS EM PLUS化學(xué)錨栓為混合破壞;
3)當(dāng)發(fā)生螺桿被拉斷、石材破壞和混合破壞時(shí)，表示化學(xué)錨栓的錨固深度和該石材較匹配;
4)FIS EM PLUS化學(xué)錨栓在150mm紅砂巖上的錨固深度為60mm時(shí)，膠體錨固承載力比較低，發(fā)生錨栓拔出破壞;當(dāng)錨固深度達(dá)到90mm時(shí)，膠體錨固承載力有了很大的提高，破壞形式為混合破壞;
5)錨固深度為90mm的RM II化學(xué)錨栓在150mm紅砂巖發(fā)生拔出破壞，說(shuō)明膠體的錨固承載力不高，觀察被拔出的錨栓，可以看到膠體的分布不是很均勻，這主要是因?yàn)橐蚁┗ヮ愬^固膠的流動(dòng)性較差、固化速度快，膠體尚未在石材孔內(nèi)均勻分配，已經(jīng)開始固化，同時(shí)紅砂巖的吸水率比較大，石材含水高對(duì)膠體強(qiáng)度也有影響;
6)初步結(jié)論：在花崗石上，模擴(kuò)底錨栓和化學(xué)錨栓的錨固應(yīng)用都沒(méi)有問(wèn)題，但在紅砂巖上，考慮板材自身的強(qiáng)度及吸水率建議采用模擴(kuò)底錨栓或者FIS EM PLUS化學(xué)錨栓(環(huán)氧樹脂錨固膠)，不推薦使用RM II化學(xué)錨栓(乙烯基酯錨固膠)。
當(dāng)完成兩輪測(cè)試后，我們對(duì)模擴(kuò)底錨栓和化學(xué)錨栓在石材上的應(yīng)用有了一定的了解。同時(shí)，新問(wèn)題又出現(xiàn)了，F(xiàn)IS EM PLUS錨固膠可以匹配不同規(guī)格和強(qiáng)度的螺桿，當(dāng)需要更大錨固承載力時(shí)，是選擇加大螺桿規(guī)格還是選擇更高強(qiáng)度的螺桿更合適?而模擴(kuò)底錨栓和FIS EM PLUS化學(xué)錨栓，兩者在石材上的應(yīng)用區(qū)別在哪?為此我們又完成了一組測(cè)試來(lái)繼續(xù)進(jìn)行分析和比對(duì)。
選擇80mm花崗石G623和80mm紅砂巖作為測(cè)試基材，選用M10不銹鋼A4-70螺桿、M10電鍍鋅5.8級(jí)螺桿、M8電鍍鋅5.8級(jí)螺桿和M8熱鍍鋅8.8級(jí)螺桿匹配FIS EM PLUS錨固膠來(lái)進(jìn)行測(cè)試。經(jīng)過(guò)反復(fù)的鉆孔測(cè)試，確定80mm花崗石上錨栓錨固深度為40mm和50mm，80mm紅砂巖上錨栓錨固深度為50mm和 60mm，以下為測(cè)試結(jié)果匯總：
從上表數(shù)據(jù)分析及實(shí)際測(cè)試情況可知：
1)花崗石上的破壞形式為石材錐形破壞或螺桿被拉斷，承載力比較穩(wěn)定;
2)紅砂巖上的破壞形式為石材錐形破壞、石材劈裂破壞或螺桿被拉斷;
3)紅砂巖上的承載力在螺桿規(guī)格較大時(shí)，取決于石材自身的強(qiáng)度，超厚石材上建議采用M10及以上規(guī)格螺桿;
4)在花崗石和紅砂巖上，F(xiàn)IS EM PLUS化學(xué)錨栓的鉆孔和安裝都沒(méi)有問(wèn)題，最小邊距可按30mm考慮，最小保留板材厚度花崗石可按30mm，砂巖可按20mm考慮;
5)在選用螺桿時(shí)，以規(guī)格為主，強(qiáng)度為次，例：M10 A4優(yōu)于M10 5.8級(jí)優(yōu)于M8 8.8級(jí);
，時(shí)長(zhǎng)00:05，時(shí)長(zhǎng)00:166)FIS EM PLUS化學(xué)錨栓埋深淺時(shí)發(fā)生石材錐形破壞，與螺桿自身關(guān)系不大，主要取決于石材自身強(qiáng)度;埋深大時(shí)承載力主要取決于螺桿規(guī)格及強(qiáng)度。
根據(jù)三次測(cè)試情況，對(duì)比FZA模擴(kuò)底錨栓和FIS EM PLUS化學(xué)錨栓在花崗石G623和紅砂巖的測(cè)試結(jié)果：
施工方面：FIS EM PLUS化學(xué)錨栓與FZA模擴(kuò)底錨栓相比，鉆孔及安裝更方便，但需要考慮錨固膠的固化時(shí)間，錨栓安裝后不能立刻掛裝石材面板。
承載力方面：埋深淺時(shí)，F(xiàn)ZA模擴(kuò)底錨栓的承載力更高，埋深適中時(shí)，兩者幾乎持平，當(dāng)石材厚度>200mm時(shí)，更推薦使用FIS EM PLUS化學(xué)錨栓，其錨固深度可以根據(jù)石材厚度靈活調(diào)整。實(shí)際超厚裝飾石材線條項(xiàng)目操作中，設(shè)計(jì)師可以根據(jù)使用需求選擇合適的錨栓來(lái)進(jìn)行錨固，方案確定后應(yīng)進(jìn)行拉拔測(cè)試來(lái)確定承載力，計(jì)算校核時(shí)可參照背栓計(jì)算方法。
慧魚FIS EM PLUS化學(xué)錨栓在石材上的應(yīng)用，已有實(shí)際多個(gè)案例可供參考，如：廣東華為(松山湖)研發(fā)中心、貴州華為云數(shù)據(jù)中心、上海瑞安118項(xiàng)目等。
小小“錨栓”作用大!守護(hù)石材幕墻的安全全靠“它”……不論是采用背栓，還是采用化學(xué)錨栓，在選擇錨栓材質(zhì)時(shí)，絲毫馬虎不得。中國(guó)幕墻網(wǎng)m.adsql.cn的讀者，相信通過(guò)前文的描述，我們更加清楚了錨栓在石材幕墻項(xiàng)目應(yīng)用中的要求與特點(diǎn)，在確定錨固方案時(shí)需要考慮的各種因素，尤其是錨固深度、錨栓材質(zhì)等等。錨栓產(chǎn)品的品質(zhì)差異也相當(dāng)巨大，選擇大品牌的錨固產(chǎn)品，能夠更加合理與科學(xué)的對(duì)項(xiàng)目情況進(jìn)行掌握，在石材幕墻的安全性上更加具有保障。同時(shí)，這也是科學(xué)的、先進(jìn)的、安全的、具備經(jīng)濟(jì)性的最佳選擇。
