石材帷幕牆之施工技術

一、石材帷幕牆之施工技術

(一)石材
         建築用石材是用來裝飾、保護建築物軀體。在建築物使用期間，石材的外觀不能毀損，不能脫落，更而要求的性能為容易安裝及維修。因此，於表1中列出了滿足這些特性要求的一些性質。用於帷幕牆的石材，外牆多使用花崗岩、安山岩等耐久性材料，內牆多使用大理石、蛇紋石等色彩、模樣多樣性及富於變化的材料。但是，因為石材的物性會隨著種類、礦源的不同及尺寸大小的不同而有極大的差異，所以設計時的容許使用應力，希望以實驗來加以確認。又，使用公訂的物性數值時，因為採掘礦區的不同，所訂的值會乘上(3/4)的降低係數。
(二)施工方法
         石材帷幕牆的施工方法，分別有使用砂漿的濕式工法及不使用砂漿的乾式工法。以下便做一概要性介紹。
1.濕式工法
         濕式工法是安裝金屬與石材緊結後，石材與建築物軀體之間充填砂漿，將石材與建築物軀體形成一體化。濕式工法於地震時，建築物軀體的移動難以追從，所以這種施工法多使用於剛硬構造(層間變位1/500以下程度)且僅用於小規模之中低層建築物(10公尺以下)。又，依照濕式工法的砂漿填充方式，濕式工法又可分為全部填塞工法、局部填塞工法及空積工法。
         (1)全部填塞工法：建築物軀體的面積及石材的背面之間有4cm程度以砂漿填充，錨釘是打入建築物軀體，掛件金屬是安裝在石材上，上下石材之間以double pin接合，之後再灌入填充砂漿使建築物軀體與石材成一體的工法。這種工法，砂漿是分多次填充，所以砂漿的粘著性很有問題。最近有新規定，每隔3公尺以內，由建築物軀體延伸出去的L型掛件，必須呈載石材的重量。又，使用的石材厚度最少要25mm以上，希望是30cm以上。
         (2)局部填塞工法：不像全部填塞工法以砂漿充填全部的石材背面，只有在石材上下的橫方向，也就是在金屬掛件部分，上下100mm程度，帶狀式範圍充填砂漿，其他空間則不充填砂漿。兵庫縣南部地震時，此種工法的損害最大，因此現在多不採用這種工法。
         (3)空積工法：安裝金屬物件的周圍以超速硬性水泥砂漿包覆，其他空間則不充填砂漿。高度在4公尺以下的內壁牆多採用此種工法。又，此種工法採用石材厚度在25mm以上，一塊石板的面積在0.8m2以下。
2.乾式工法
         乾式工法有兩種工法：一種是將單片石材以金屬掛件直接固定在建築物軀體的石材張貼工法。另一種工法，是以不銹剛連接掛件將石板並排安裝，以補強用篩網狀筋為配筋，再以混凝土填鑄、養生的石材預鑄PC板工法。前者，為近年急速擴大使用的工法。
         (1)乾式石材張貼工法：此法與濕施式工法不同，完全不採用充填砂漿，而是以錨定螺栓、金屬墊片等安裝掛件將石板固定在建築物軀體。乾式石材張貼工法的石板會隨著建築物軀體產生變形，因此在轉角等部位所使用的材料之可移動性要非常注意要求。本工法所使用的石材，厚度要在30mm以上，寬度要120mm以下，長度要800mm以下，面積要1m2以下。石材室依靠金屬掛件支撐，因此稍有裂縫產生，它的破片就會掉落而產生危險。為了提高石材的耐衝擊性，石材的背面以玻璃纖維，或者是乙烯樹脂纖維織布，以環養樹脂、聚脂樹脂黏結劑黏貼。據已經發表的報告顯示，經過上述處理的石板，其耐衝擊性可以提高1.5～2.0倍。全國建築石材工業會，將此工法的適用範圍限定為：「高度30公尺以下的鐵筋混凝土造及鐵骨鐵筋混凝土造的外牆，高度在16公尺以下的部分石材以locking方式施工的場合」。最近，ALC帷幕牆及押出成型混凝土帷幕牆採用的場合也有。
         (2)石材預鑄PC板工法：石材預先在工廠施工成PC預鑄板，成為帷幕牆的構造材料。因為此種工法可以縮短工期，安全性也可以提高，所以很多的高層建物或是柔性建物都採用此種工法。石材預鑄PC板，石材與混凝土的漲縮有差異，兩者的附著性不是很好，因此石材要用金屬件加以固定。因此，此工法比乾式石材張貼工法所使用的金屬件要多。固定金屬件已經成為多樣化在發展。
         石材預鑄PC板的重量太重為其缺點，最近改用輕量混凝土，及開發使用金屬框架來安裝石材。本工法使用的石材厚度多為25～40mm，石材的面積0.8m2以下。
(三)安裝金屬件
         安裝金屬件是用來固定石材於建築物軀體。安裝金屬件依施工方法及變形吸收機能等不同而有不同式樣。圖1～圖3所顯示的為施工方法別的代表例。
         1.濕式工法安裝金屬件有double pin、插銷、承載金屬件、拉引金屬件。其中，double pin、插銷與乾式工法安裝金屬件相同。承載金屬件為angle(角鐵)狀，尺寸及斷面的大小，由所支撐的石材重量來決定。拉引金屬件為直徑3.2～4.0mm的不銹鋼製品。
         2.乾式石材張貼工法所使用的安裝金屬件有一次角鐵、二次plate、double pin、插銷、錨掛件、連結掛件。必須確保對石材重量、慣性力、及風壓力等外力的安全性。為提高耐久性的問題，希望能採用不銹鋼製品。
         3.石材預鑄PC板工法所使用的安裝金屬件有安裝於軀體金屬件、安裝於預鑄板之金屬件、連結用金屬件、調整用金屬件、接合用連結掛件等。為了防止生銹，安裝金屬件會有事先做鍍鉛防銹處理。安裝於軀體金屬件是安裝於建物的樑，安裝於預鑄板之金屬件是預先在工廠就埋在PC板內。連結用金屬件是用來連接軀體金屬件及預鑄板之金屬件。為了吸收軀體及施工誤差，連結掛件設計有可供移動大螺栓孔。為了減少連結用金屬件與安裝於預鑄板之金屬件之間移動時產生的摩擦力，會插入不銹剛片或氟素樹脂片；因此，地震時就不會拘束PC板的移動，可充分發揮本來的層間變位追蹤機能。用來減低摩擦力的材料也具有防止生銹的功能。
(四)接縫
         1.濕式工法的全部填塞工法的接縫：石材往上連續張貼石，上方石材的本身重量不會被最下段的石材承受，依此來設計3公尺以內的承載金屬件，此部份即是作為伸縮調整的接縫。其他的接縫寬度設為6～12mm。空積工法的接縫，一般是採用睡眠態(接縫處為突出狀態)接縫。
         2.乾式石材張貼工法的接縫：依照石材層間變位追蹤方式，此種工法的接縫有兩種，根部接縫及破裂接縫。前者適用於鎖定式，後者適用於拖曳式。鎖定式的縱方向移動接縫較大，拖曳式的橫方向移動接縫較大。接縫寬度的大小，以石材相互間移動時，不會發生碰撞為原則，一般式設定在8～10mm之間。
         3.石材預鑄PC板工法的接縫：設計的考慮點為，地震時，石材預鑄PC板的晃動，石材預鑄PC板相互間及其他部位的衝撞，來決定接縫的寬度。特別在拖曳式的場合，角落部位的PC板若有接縫，比一般部位的接縫要來的寬。但是，接縫處的止水問題及PC板的施工性也都要列入考慮。又，不必考慮石材間的接縫寬度，接縫部位的舉動，6～8mm的寬度要確保。
(五)乾式工法與濕式工法的比較
         

 資料來源:http://www.arch.net.tw/modern/month/274/274-2.htm