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摘要：近些年，随着我国建筑行业的不断发展，接缝材料成为制约装配式建筑发展的关键因素之一，结合目前的研究成果，总结了目前装配式建筑常用的有机材料和无机材料的优点，针对目前接缝材料的不足之处，提出采用聚合物和工业废物作为其未来的研究方向。
关键词：装配式建筑；接缝材料；研究现状
引言
装配式混凝土构件在工厂预制成型后，通过节点连接或者拼缝将预制构件连接为整体，合理的节点连接构造和接缝连接材料才能保证整个结构有足够的刚度、强度、粘结性和延性，满足结构安全性、适用性和耐久性的要求。因此在装配式混凝土结构中，安全可靠的节点连接构造和经济适用的接缝材料已经成为制约装配式建筑大规模推广的关系因素。装配式建筑作为新一轮建筑产业的变革方向，目前占新建建筑的比例还不到5%，有着巨大的推广空间和海量市场。作为影响装配式建筑产业化的关键技术之一，接缝材料无疑有着广阔的市场应用前景。
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。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。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、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，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《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。
2装配式建筑面临的问题
目前国内对装配式建筑接缝材料研究较少，采用水泥作为接缝材料在水化和凝结硬化过程中容易引起膨胀和收缩，易产生温度裂缝。后浇筑的水泥体积收缩比较大，与预制混凝土构件变形不一致，新旧混凝土的结合面易出现开裂。水泥硬化后作为一种刚性材料，在结构发生挠曲和变形时，容易产生裂缝和脱落，失去连接和防水能力。因此只用水泥作为接缝材料，难以解决预制构件之间接缝裂缝、外墙面裂缝和渗水等问题。
我国对有机接缝材料的研究较晚，缺乏合理的标准。在使用过程中，有机材料对环境的污染较大，多数还对人体有害。比如常用的硅酮类密封胶，其耐火性、耐高温性和耐老化性比较差，在生产使用过程中会排放有害气体，污染环境。虽然硅酮胶比单纯的水泥更适合作为装配式建筑的接缝材料，但是其价格昂贵，且质量较好的硅酮胶大多来源于进口，因此无法得到大规模应用。
3接缝发展方向研究
3.1硫铝酸盐水泥（SAC）基接缝材料
硫铝酸盐水泥以无水硫铝酸钙（C4A3S）和硅酸二钙（C2S）为主要矿物熟料，SAC加水后凝结时间很快，迅速形成大量溶解度较低的水化物-高硫型水化物-硫铝酸钙（钙矾石），同时另一矿物硅酸二钙水化后生成Ca（OH）2和水化硅酸钙（C-S-H）凝胶，该系列水泥具有早期强度高、凝结时间快和低收缩等特性。
通过对SAC净浆按不同水灰比进行试验，分析SAC的性能，如表1所示，目前被应用于国产灌浆料，以及抢修工程和GRC制品中。对于SAC膨胀性能的影响及机理，国内外的学者曾就石膏品种、石膏用量、钙矾石形貌、液相碱度等因素进行过研究。对钙矾石的膨胀，提出通过控制石膏的掺量、制备成不同比表面积的SAC改善其膨胀性能，研究表明其膨胀率不稳定，极易分解释放游离水造成结构不稳定、强度下降带来质量问题。研究表明SAC存在抗折强度倒缩的缺点，当该水泥用于结构工程时特定龄期会导致构件破坏。从微观结构分析发现SAC抗折强度的倒缩出现在特定龄期，通过熟料率值设计、烧成质量控制、水泥制备工艺参数调整以及应用技术的结合，改善SAC力学性能，但还没有形成量化措施解决抗折强度倒缩的问题。
对于SAC混凝土中钙矾石结晶化抑制剂的研究以国外较多，国内对这方面的研究甚少。国外多采用“外掺”的方法但在实际工程中很难实现，采用“内掺”方式直接掺入到SAC中，通过砂浆棒长度试验，结果表明，掺入质量分数为0.1%的结晶化抑制剂能有效抑制SAC的膨胀性能，凝结时间有所延缓，对胶砂强度基本无影响，但是对掺入结晶化抑制剂的质量分数不易确定。用SAC作混凝土路面修补材料，试验研究表明水灰比降低、抗压强度显著提高，但混凝土表面易产生收缩裂缝。研究表明SAC过快的水化进程对工程施工产生不利影响，缩短了混凝土的操作时间。采用SAC加粉煤灰、膨胀剂和聚羧酸减水剂进行接缝材料的试配，但胶凝材料体系的干燥收缩大、膨胀剂的补偿收缩效率有限，混凝土构件接缝处的收缩控制效果并不理想。
综合现有研究的进程来看，对SAC的抗折强度倒缩的缺点、结晶化抑制剂的技术和收缩控制效果并不理想，因此，SAC水泥基材料作接缝材料的性能需要进一步提高。
表1硫铝酸盐水泥灌浆性能表
3.2节约环保型接缝材料
聚合物造价较高，由于装配式接缝材料的广泛应用，必须考虑其经济性，同时为了响应国家绿色节能环保的号召，适当的重新利用工业废物，达到绿色经济的目的，在接缝材料加入橡胶颗粒、塑料颗粒、粉煤灰和高炉矿渣等。
3.2.1加入橡胶颗粒能降低接缝材料的透水性
橡胶集料主要由废旧轮胎碾磨破碎而成，粒径为通常在2mm以下，加入橡胶颗粒后的复合材料，其抗裂、抗冻融循环和抗渗性都比较好。接缝材料中加入橡胶颗粒后，能够填充粗集料之间的空隙，使材料中的连接孔洞数量减少，孔隙率降低，透水性也下降。加入橡胶轮胎集料将废物重新利用，也能有效的降低成本。
3.2.2加入适量粉煤灰能够提高接缝材料的抗压强度和抗渗性
粉煤灰新的作用与其粒径有很大关系，粉煤灰粒径越小，粉煤灰水泥的抗压强度增加的越多。粉煤灰还可以和硅灰一起使用，掺入适量细粒度粉煤灰和硅灰，水泥各龄期胶砂强度均超过了硅酸盐水泥，充分体现了硅灰/粉煤灰复掺的协同效应和复合材料的“超叠效应”。此外，粉煤灰能够优化骨料的孔隙结构，填充内部微小空隙，从而提高材料的抗渗性，但是粉煤灰含量过高会降低材料的抗压强度和抗渗性。
结语
装配式建筑作为建筑业的发展方向，接缝材料作为其推广的关键部分，重要性越来越高。在将来的研究中，要充分掌握有机材料和无机材料的优缺点，让二者优势互补，研发出低成本、高性能的接缝材料。
参考文献：
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