GRC材料在上海虹桥协信中心项目上的应用

GRC材料在上海虹桥协信中心项目上的应用

顾云霞

创羿（上海）建筑工程咨询有限公司上海201106

摘要：本文重点介绍了GRC材料在上海虹桥协信中心项目上的应用，主要从建筑设计角度进行阐述，通过材料使用前的对比分析及工程案例考察，制定GRC原材料、生产及构件安装流程中的要求，最后对应用情况进行了总结。

关键词：GRC；GRC材料；项目；设计；应用

1前言

GRC是英文GlassfibreReinforcedConcrete的缩写；中文全称是玻璃纤维增强混凝土。GRC以耐碱玻璃纤维为主要增强材料、硫铝酸盐水泥或铁铝酸盐水泥或硅酸盐水泥为胶凝材料、沙子为集料，采用直接喷射工艺或者预棍喷射工艺制成的玻璃纤维增强水泥复合材料。GRC中的纤维对水泥砂浆具有明显的增强增韧作用，可大幅度提高水泥的抗拉性能、抗弯性能和抗冲击性能；通常可选择性地加入高效减水剂、塑化剂、缓凝剂、早强剂、防冻剂、防锈剂等外加剂。GRC材料具有良好的工艺性能，便于各种复杂外形和复杂断面的成型，可制作成装饰制品及墙板等。

GRC装饰制品产品包含柱、栏杆、扶手、门窗套、山花、支托、线脚、块石、窗棂、斗拱、筒瓦、假山、雕塑等等。GRC不仅可以应用于装饰制品，还可应用于外墙板上。按照板的构造将其分为单层板、有肋单板、框架板与夹芯板四种类型。对于GRC外墙板，常用固定系统主要有：封装固定（固定件设在GRC材料内）、粘结固定（用GRC材料将锚固件附着在GRC板的内表面）、表面固定（通过板表面进行的固定）及隐藏固定等。

随着我国GRC行业技术水平的不断提高和人们对GRC材料的认知，GRC外墙板已将在国内一些大型建筑和著名工程中得到成功应用。

2上海虹桥协信项目的概况

本项目位于上海市虹桥商务区北片区南端，东临申虹路，西临申长路，南临兴虹路，北临润虹路，分为南、北两个地块，以稀缺花园式生态、全私密总部办公空间、纯甲级商务品质、星光高端商业配套的优势组合，打造惊艳之作。从“竹子”中启发设计出独特外立面，呈花瓣形的外型极具生态感。总用地面积约45516㎡，其中北地块8409㎡、南地块37107㎡。项目总建筑面积约22.5万㎡，其中地上建筑面积约12.5万㎡，地下建筑面积约10万㎡。该项目包含地上的10幢独立建筑（4~9层不等），另外还包含商业裙房、下沉庭院、南北玻璃展厅及多个采光顶等。

图1上海虹桥协信中心整体效果图

本项目幕墙类型主要包括了GRC幕墙、玻璃幕墙、铝板幕墙、点式玻璃幕墙及采光顶等。幕墙总面积约11.5万㎡，幕墙总造价约1.5亿，其中GRC幕墙面积约6万㎡，数量约12000块。

3设计方案阶段的材料选择

本项目建筑方案设计由著名的荷兰MVRDV建筑事务所负责，外立面不透明区域，建筑师力求简洁流畅的水平及竖向U型大线条，其中竖向线条为1.0m宽、4.2~4.4m高（根据不同建筑层高设置）的带通风格栅的一体板；水平线条为1.0m高、1.1~4.5m宽的水平一体板，整个建筑在弧形平面区域存在较多弯弧板块，效果图如下：

面对复杂异性的造型大板，设计方案阶段甄选对比各类材料，根据造型板特点，建议业主采用GRC面板。

由于GRC材料为新型材料，业主对其效果存在疑虑，本人作为幕墙设计方负责人展开了多种材料的对比及分析汇报，主要集中在GRC及石材的对比，对比表如下：

在材料比选过程中，协助业主在项目现场做了GRC与石材材料的1：1比例视觉样板。业主在查看视觉样板中，对于GRC材料使用于复杂造型大板上的优势有了一个全新的认识。

与此同时间阶段，本人陪同建筑师及业主，对国内较大型的GRC工程案例进行了为期五天的项目考察，重点考察的项目包括大连科技城、天津港国际邮轮码头客运大厦、武汉软件新城、武汉辛亥革命纪念馆、南京青奥中心及常州迪诺水镇等。在考察中我们认真听取了施工单位、物业方及材料供应商等意见，从原材料的选择、节点设计、工厂加工工序、材料养护周期及板块现场安装等，吸取各方经验并对GRC材料做了归纳总结，形成了详细的项目考察报告，主要内容如下：

（1）采用白色GRC时，为尽量避免表面脏差效果及日后更便于清洗维护，建议北地块使用光面效果的白色GRC板材；

（2）为了保证GRC板面及线条的平整度，建议使用玻璃钢模板制作；

（3）GRC原材料中的抗碱玻璃纤维，建议使用比较有知名度的进口或国产品牌；

（4）由于GRC生产周期长，建议GRC厂址选择在项目所在的上海或上海周边区域，另外GRC施工工期及加工工期需控制在正常工期内，避免压缩工期而导致板块养护周期无法保证；

（5）GRC板块设计需综合考虑可更换节点形式，另在玻璃窗台檐口设计中，需充分考虑檐口上方线条及滴水线的构造做法；

（6）GRC板块出厂前须考虑憎水型封闭保护剂，建议憎水型保护剂选用进口品牌优质原材料；同时保护剂应具备以下功能特点：憎水、憎油、抗污性强，自洁性好，易清洗；不改变水泥制品的酸碱度，不使被防护材料表面中性化，不改变被防护材料成分；不成膜或非膜盖防护，不影响后期建筑物检测（如外观检查及裂缝检测等）；耐久性好，不起鼓，不起皮。施工工艺为喷涂三遍（安装前喷涂两遍，安装完成并清洗后再整体喷涂一遍）。

（7）为保证GRC产品质量，建议生产期间业主、监理、总包及幕墙顾问等定期到生产车间进行质量抽检；

（8）GRC材料需要堆放场地大，建议对现场材料堆放详细规划及各批次材料有序进场计划；

（9）GRC板块在运输及现场安装过程中需做好成品保护措施，任何板块不允许破损情况下的使用，杜绝板块的后期修补处理，一旦破损立即更换；

（10）本项目运营后，建议半年清洗保洁一次，每5年表面喷刷水性保护封闭剂一次。

对项目案例考察结束后，本人紧接着对国内较大的几个GRC生产厂商进行了工厂考察：

图4GRC外墙板生产流程

通过GRC生产厂商的考察，一方面对原材料选择、材料配比、生产工艺、后期养护等重要环节，有了一个全面的认知与了解，初步形成了GRC材料的产品技术说明书，为项目材料招标及采购准备了重要的资料；另一方面，对各厂商的场地面积、生产能力、供货周期以及内部产品相关检查报告等做了一系列对比分析，这样就便于后续材料供货商的品牌选择。

通过多轮与业主材料汇报沟通、现场多种不同材料拼接U型造型视觉样板、GRC案例考察以及国内知名生产厂商考察，业主对GRC材料有了逐步的了解，从刚开始的心理抵触到后面慢慢建立了信心，最终明确本项目将采用GRC材料。

4GRC幕墙节点设计

根据材料特点，本项目GRC外墙板主要采用了粘结固定方式，主要设计方案节点如下：

5GRC外墙板的现场安装

由于虹桥协信中心现场的材料堆放场地有限，现场没有多余的堆放场地，需要严格的控制材料进场的先后顺序，同时控制好材料的进场时间节点，还需要按照施工工序有条理有计划进行。

本项目GRC幕墙与玻璃幕墙存在较多交接区域，施工工序步骤如下：

弹线放样→预埋件复核及修补→铝框料施工（同时防雷施工）→GRC挂件施工→13mmSTP保温板施工→墙体保温防水及交界面外防水层施工及打胶→GRC幕墙施工（从下往上）→玻璃安装（从上往下）→室内层间封堵（保温棉及岩棉施工）→室内钢板封堵施工→玻璃打胶→淋水试验→收尾工作由于GRC板块（连同背负的钢架）重量较重，单块重量将近400㎏，现场吊装前做好吊装准备及试吊。

当各项设备安装完毕后，现场要进行设备的载荷试验，为保证本起重设备的安全性，设备安装完毕后，在一层配置500㎏重的物体进行试吊，以检验本设备的牢靠性。吊装设备设置在屋面，屋顶吊装支架在脚手架拆除前安装完毕，吊装起重设备采用2吨卷扬机吊装，提升速度不大于15米/分钟。

在现场施工过程中，根据施工工序计划安排，本人对现场施工质量定期进行巡检。根据前期考察及招标制定的要求，对GRC板块出现蜂窝、麻面、边缘不平整及缺棱掉角等情况，要求施工单位返工整改，情况恶劣情况要求重新加工及安装。

6实施效果与体会

本项目利用GRC材料的独特优势，最终竣工呈现的效果达到了建筑师原始设计的初心，大板块、竹林流线错落布置，将整个建筑效果表现得淋漓尽致。

通过项目前期方案的深入探索、材料比选及制定生产技术要求可知，只有对材料性能有充分的了解，才能将不同的材料在项目上应用自如。体会到GRC材料是解决大型板、复杂板的很好选择，发挥其造型与质感表现力，最终呈现的建筑表皮效果才比较完美。随着现代建筑表皮多样化，随着国内外墙板在各种大型建筑上应用，相信GRC外墙板将会有更加广阔的发展前景。

参考文献：

（1）《建筑幕墙》GB/T21086-2007

（2）《玻璃纤维增强水泥外墙板》JC/T1057-2007

（3）《玻璃纤维增强水泥（GRC）装饰制品》JC/T940-2004

（4）《玻璃纤维增强水泥性能试验方法》GB/T15231

（5）《上海市工程建设规范-建筑幕墙工程技术规范》DGJO8-56-2012