李寶勇
隨著建筑行業(yè)的快速發(fā)展和技術(shù)的不斷創(chuàng)新,外墻裝飾材料也在不斷演變和改進(jìn)。陽極氧化鋁板幕墻作為一種具有輕質(zhì)、耐候、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)的建筑外墻裝飾材料,正逐漸受到廣泛的關(guān)注和應(yīng)用[1]。其不僅可以呈現(xiàn)美觀的外觀效果,還能有效保護(hù)建筑物免受外部環(huán)境侵害。正確的施工方法和技術(shù)是確保幕墻安全性和質(zhì)量的關(guān)鍵。因此,需要對(duì)陽極氧化鋁板幕墻施工過程中的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行深入研究。本文從陽極氧化工藝控制、板材加工制作和密封處理等多個(gè)方面進(jìn)行深入探討與分析。通過研究這些關(guān)鍵技術(shù),可為建筑行業(yè)提供參考,提高陽極氧化鋁板幕墻施工的效率和質(zhì)量。
該項(xiàng)目案例位于浙江省杭州市濱江區(qū),總用地面積約9.1 萬m2,總建筑面積約56.8 萬m2,其中地上總建筑面積約36 萬m2,由6 棟研發(fā)辦公樓、2 棟酒店和1 棟活動(dòng)中心組成。外立面幕墻主要由玻璃幕墻、鋁板幕墻、鋁合金格柵、鋁合金窗、裝飾線條及鋁板雨篷等多種先進(jìn)的幕墻體系組成。整座建筑物線條流暢,立面造型新穎。
本項(xiàng)目的陽極氧化鋁板面積用量大,約占幕墻總面積的60%,鋁板的質(zhì)量與色差等的控制是本工程質(zhì)量控制的重點(diǎn)和難點(diǎn)。本項(xiàng)目的質(zhì)量控制指標(biāo)具體為:第1,基材?;倪x用5005 系,板厚3 mm,分隔尺寸主要為1500、1400 和1200 mm?;纳a(chǎn)廠家、工藝和化學(xué)成分不能隨意更換,避免因基材變化造成氧化膜出現(xiàn)色差。第2,氧化膜厚度。氧化膜應(yīng)均勻穩(wěn)定,無龜裂現(xiàn)象。第3,生產(chǎn)工藝。采用全自動(dòng)加工和連續(xù)氧化工藝。
陽極氧化鋁板的表面處理技術(shù)與普通涂漆技術(shù)有著明顯的區(qū)別,它通過施加電流使鋁板與酸性電解液進(jìn)行電解反應(yīng),在鋁金屬表面形成一層厚度均勻、致密的氧化鋁保護(hù)膜。這一層氧化保護(hù)膜并非附加物,而是鋁板的一部分,因此具有極好的附著力和穩(wěn)定性,不會(huì)脫落或掉色。鋁板經(jīng)過陽極氧化處理后,能夠更好地抵抗各種環(huán)境腐蝕,延長了鋁板的使用壽命。經(jīng)過色彩著色處理后,陽極氧化鋁板還能夠呈現(xiàn)出豐富多樣的裝飾效果,滿足不同的設(shè)計(jì)需求。
一般情況下,陽極氧化鋁板的生產(chǎn)工藝主要包括鋁材準(zhǔn)備、陽極氧化處理、染色處理及封孔處理等[2]。
陽極氧化鋁板工藝流程(圖1),具體步驟為:第1,準(zhǔn)備鋁材,選擇高純度的鋁合金材料作為原材料。第2,將經(jīng)過準(zhǔn)備的鋁材放入陽極氧化槽中,槽內(nèi)注入相應(yīng)的電解液,并通過電流進(jìn)行陽極氧化處理。在電解液的作用下,鋁表面會(huì)形成一層致密的氧化膜。經(jīng)過陽極氧化的鋁板根據(jù)需求可以選擇染色處理[3]。第3,將已經(jīng)經(jīng)過陽極氧化和染色處理的鋁板,使用封孔液進(jìn)行封孔處理。封孔處理的目的是填充陽極氧化膜表面的微孔,提高其耐候性和耐腐蝕性,保護(hù)氧化膜不易受到機(jī)械損傷和化學(xué)腐蝕。這些步驟能夠使陽極氧化鋁板具有優(yōu)異的耐候性、耐腐蝕性和豐富的顏色選擇,滿足建筑設(shè)計(jì)和幕墻施工的需求。
圖1 陽極氧化鋁板工藝流程(來源:作者自繪)
質(zhì)量檢驗(yàn)階段,對(duì)鋁板(卷)的表面質(zhì)量、顏色和尺寸等進(jìn)行檢查,確保符合要求,對(duì)不合格的鋁板進(jìn)行返工或報(bào)廢處理。將檢驗(yàn)合格的鋁板(卷)進(jìn)行包裝,以防止氧化膜受損,并運(yùn)送到指定的儲(chǔ)存地點(diǎn)進(jìn)行儲(chǔ)存。儲(chǔ)存期間需要定期檢查鋁板(卷)的表面質(zhì)量。
3.2.1 基板原材料控制
由于氧化膜的顏色受基材化學(xué)成分影響大,因此需要選取高品質(zhì)的用于制作建筑裝飾級(jí)氧化板的鋁卷材。同時(shí),為保證在項(xiàng)目中的顏色均勻穩(wěn)定,對(duì)于建筑物同一立面的鋁板,應(yīng)使用同爐的原材料進(jìn)行加工,確?;瘜W(xué)成分一致。每批次采購的原材料必須進(jìn)行色差偏差檢測,確保符合規(guī)定的質(zhì)量要求。
3.2.2 染料控制
首先,要求供應(yīng)商一次性統(tǒng)一足量采購氧化染料。在染料采購階段,供應(yīng)商應(yīng)一次性提供足夠數(shù)量的染料,確保在整個(gè)生產(chǎn)過程中不改變?nèi)玖吓巍F浯?,在染色過程中,需嚴(yán)格控制染料的使用量和濃度,確保按照規(guī)定的比例和工藝要求進(jìn)行染色,以獲得所需的顏色效果。過多或過少的使用量都可能導(dǎo)致顏色偏差。此外,還需定期檢測染料的質(zhì)量,包括染料的純度、穩(wěn)定性和色彩效果,確保染料的質(zhì)量和穩(wěn)定性。
3.2.3 生產(chǎn)過程控制
在整個(gè)生產(chǎn)過程中,應(yīng)對(duì)槽內(nèi)溫度、電流強(qiáng)度和走卷速度等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,并通過各種檢測設(shè)備記錄每一卷材料在加工過程中的氧化膜厚度和亮度值,確保顏色在要求的管控范圍內(nèi)。鋁板的色差采用分光測色儀檢測,避免鋁板加工過程中產(chǎn)生色差。
陽極氧化鋁板的加工制作方法與普通涂漆鋁板存在差異。普通涂漆鋁板通常先進(jìn)行鈑金加工,再進(jìn)行涂漆處理。然而,陽極氧化鋁板的加工制作過程是在已完成陽極氧化表面處理的鋁卷上進(jìn)行鈑金加工,以滿足設(shè)計(jì)的尺寸和形狀要求。在加工制作過程中,處理好的陽極氧化鋁卷需要特別注意保護(hù)成品。整個(gè)鈑金加工過程中,必須輕拿輕放,嚴(yán)禁拖拉,防止損壞表面氧化膜。
陽極氧化板的另一個(gè)主要特點(diǎn)是有方向性,方向不一致會(huì)造成視覺色差。鋁板加工圖紙需要按建筑物的同一立面、同一批次下單,生產(chǎn)前應(yīng)事先制作排版圖,明確編號(hào)。所有板材下料切割都要按照排版圖進(jìn)行下料加工,確保安裝后的幕墻鋁板方向一致。
為避免塌邊缺陷,落料加工應(yīng)使用雕刻機(jī)或激光切割機(jī)。植釘工序須注意植釘印痕對(duì)表觀效果的影響,控制電壓和電流的大小。每個(gè)加工批次均須嚴(yán)格試樣后才能開始本批次加工,每批次加工周期不能大于6 h,超出時(shí)段應(yīng)重新試樣后才能繼續(xù)加工。
加工好的陽極氧化鋁板到達(dá)現(xiàn)場后,除進(jìn)行成品保護(hù)檢查外,還應(yīng)對(duì)每塊到場的氧化鋁板進(jìn)行色差檢查。色差是指板材之間的顏色差異,需要確保相鄰兩塊板間的色差不大于0.5。此外,還需要對(duì)到場材料進(jìn)行成品保護(hù)檢查,確保板材表面沒有明顯劃痕、污染或者其他的損傷。如果發(fā)現(xiàn)問題,必須及時(shí)采取措施進(jìn)行修復(fù)或更換,以確保陽極氧化鋁板的質(zhì)量和外觀完好無損。
施工順序:測量、放線—固定骨架的連接件—固定骨架—安裝鋁板—收口構(gòu)造處理—清潔—檢查、驗(yàn)收。
進(jìn)行陽極氧化鋁板幕墻的框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與搭建時(shí),需精確計(jì)算和設(shè)計(jì),確??蚣芙Y(jié)構(gòu)具有足夠的承載能力和穩(wěn)定性,滿足建筑物的安全要求。橫梁與立柱、橫梁角碼與立柱連接焊縫的焊接形式為滿焊,焊縫按《鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)范》(GB 50661―2011)中的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行檢驗(yàn),焊縫高度5 mm。焊接后,其他非焊接部位應(yīng)保持無焊渣和電弧損傷的狀態(tài),而表面的焊渣和飛濺物需要進(jìn)行徹底清理[4]。焊條型號(hào)選用E43xx 系列焊條。角碼與橫梁采用螺栓連接,螺栓需要配置防松墊片。角碼與埋板連接焊縫的焊接形式為滿焊,焊縫按《鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)范》(GB 50661―2011)中的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行檢驗(yàn),焊縫高度為6 mm。焊接后,除焊接部位外,非焊接部位也須保持無焊渣和電弧損傷,并做好清理工作,以確保整個(gè)框架結(jié)構(gòu)的表面質(zhì)量。在清理過程中,需徹底清除焊渣和飛濺物,以免影響后續(xù)的防腐處理和美觀效果。所有焊縫清理完成后,應(yīng)盡快進(jìn)行二度防腐處理。
現(xiàn)場施工時(shí),應(yīng)嚴(yán)格按照排版圖安裝鋁板。施工前,需要檢查選用的鋁板和型材,確保其符合要求[5]。安裝過程中,要注意板材的準(zhǔn)確定位、水平調(diào)整和垂直度控制,確保板材之間的平整度和間隙的一致性。施工人員應(yīng)嚴(yán)格按照施工圖紙和技術(shù)要求安裝板材,確保板材的位置和間距與設(shè)計(jì)要求一致。此外,施工過程中還要注意板材的處理和保護(hù)。在搬運(yùn)和安裝過程中,應(yīng)輕拿輕放,避免劃傷板材表面,以保證陽極氧化膜完好。對(duì)于有特殊表面處理的板材,如鏡面或拉絲面等,要特別小心處理。鋁板的安裝與固定規(guī)范,如圖2 所示。
圖2 鋁板的安裝與固定規(guī)范(來源:作者自繪)
除安裝與固定規(guī)范外,鋁板幕墻還需要進(jìn)行密封處理,以確保其防水性能。在板材的接縫處和與建筑墻體之間需要采用合適的密封材料進(jìn)行密封處理,以防止漏水現(xiàn)象[6]。在明框組件中,玻璃與鋁框之間的裝配空隙需使用建筑密封膠進(jìn)行密封,確保幕墻的防水性能和空氣密封性能。在施工過程中,注膠需均勻、密實(shí)且無氣泡。施工人員應(yīng)使用適當(dāng)?shù)墓ぞ?,如注膠槍,控制膠流的速度和壓力,保證膠料充滿整個(gè)裝配空隙,并緊密粘附在玻璃和鋁框之間。在注膠后,多余的膠應(yīng)立即刮除,保持膠縫表面平整。如果裝配空隙過深,應(yīng)首先使用聚氯乙烯發(fā)泡條或其他適當(dāng)材料填充空隙,然后再注入密封膠,這樣可以避免過多的密封膠消耗和浪費(fèi),并確保裝配空隙的充實(shí)度。在不同縫寬和縫深的情況下,密封膠的使用量也會(huì)有所不同。施工人員根據(jù)實(shí)際情況,選擇合適的密封膠材料和使用量,并根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)和標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算密封膠的需求量[7]。
陽極氧化鋁板幕墻施工質(zhì)量檢驗(yàn)與保證是確保幕墻工程符合設(shè)計(jì)要求和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的重要環(huán)節(jié)[8]。施工前,應(yīng)檢查陽極氧化鋁板的表面質(zhì)量,確保氧化膜均勻且粘附良好。在施工過程中,必須嚴(yán)格按照施工圖紙和技術(shù)規(guī)范進(jìn)行施工,并監(jiān)控施工現(xiàn)場的操作流程、工藝參數(shù)以及施工質(zhì)量。抽樣檢查陽極氧化鋁板和鋁合金型材的尺寸、外觀質(zhì)量以及連接件的安裝質(zhì)量,以驗(yàn)證其符合設(shè)計(jì)要求和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。完成安裝后,進(jìn)行幕墻的抗風(fēng)壓試驗(yàn)。通過模擬風(fēng)荷載檢驗(yàn)?zāi)粔ο到y(tǒng)的穩(wěn)定性、剛度和連接處的密封性能等,確保其能夠承受實(shí)際使用中的風(fēng)壓力。通過這些質(zhì)量檢驗(yàn)和保證措施,確保陽極氧化鋁板幕墻施工質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),延長幕墻的使用壽命[9]。通過采取質(zhì)量控制和檢驗(yàn)措施,有效保證陽極氧化鋁板幕墻施工質(zhì)量符合要求。
陽極氧化鋁板幕墻施工關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用,能帶來多方面的效益:第1,通過合理的設(shè)計(jì)、精確的板材加工制作、準(zhǔn)確的安裝與固定以及有效的密封處理,能夠大幅提升陽極氧化鋁板幕墻的施工質(zhì)量。第2,正確的密封處理能夠有效防止漏水現(xiàn)象,進(jìn)一步增強(qiáng)陽極氧化鋁板幕墻的防水性能,這樣可減少因水的侵入而引起的損壞和腐蝕,延長幕墻的使用壽命。第3,由于陽極氧化鋁板幕墻具有優(yōu)異的隔熱和保溫性能,科學(xué)的板材安裝與密封處理能夠減少熱量和能量的損失,進(jìn)而提高建筑的節(jié)能效果[10]。這有助于控制室內(nèi)溫度,并降低建筑的能耗,達(dá)到節(jié)能的目的。
因此,通過科學(xué)合理的加工制作和安裝方法,可以實(shí)現(xiàn)多樣化的設(shè)計(jì)要求和藝術(shù)效果,提升建筑物的外觀效果。美觀的外觀不僅能增加建筑物的視覺吸引力,還能提升其整體價(jià)值。
陽極氧化鋁板具有耐腐蝕性,不易受到氧化和腐蝕的影響,維護(hù)保養(yǎng)也相對(duì)方便,節(jié)省了后期維護(hù)的成本和工作量。總的來說,陽極氧化鋁板幕墻施工關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用能夠提升施工質(zhì)量,實(shí)現(xiàn)快速施工和便捷維護(hù)。
隨著科技和工藝的進(jìn)步,陽極氧化鋁板的生產(chǎn)和加工技術(shù)不斷創(chuàng)新,使其具備耐腐蝕、高強(qiáng)度和耐久性等特性,滿足了不同建筑的需求。通過分析相關(guān)關(guān)鍵技術(shù),能夠?yàn)殛枠O氧化鋁板幕墻施工提供參考,進(jìn)一步提高施工質(zhì)量和陽極氧化鋁板的使用效果,從而推動(dòng)陽極氧化鋁板幕墻施工向可持續(xù)性發(fā)展方向發(fā)展。