新型裝配式混凝土結(jié)構(gòu)墻板的應(yīng)用研究

盧保樹(shù) 孔令海 張寒松

1. 濟(jì)南市城鄉(xiāng)建設(shè)發(fā)展服務(wù)中心 山東 濟(jì)南 250000；2. 山東平安建設(shè)集團(tuán)有限公司 山東 濟(jì)南 250306

裝配式保溫結(jié)構(gòu)瓷粉混凝土復(fù)合板（HJCF板）是在綜合近年來(lái)國(guó)內(nèi)外先進(jìn)節(jié)能保溫受力外墻板技術(shù)的前提下，結(jié)合國(guó)家節(jié)能環(huán)保、綜合降廢的大背景，研制出來(lái)的一種新型建筑墻體材料，具有輕質(zhì)高強(qiáng)、隔聲防火、抗?jié)B等優(yōu)點(diǎn)，該外墻板能杜絕混凝土熱橋效應(yīng)，外墻導(dǎo)熱系數(shù)為0.085 W/（m·K），具有優(yōu)異的保溫性能，技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國(guó)家節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)[1-2]。

1 外墻結(jié)構(gòu)板工藝原理

HJCF板是由瓷粉板與混凝土承重構(gòu)件反打一次成型的新型復(fù)合墻板（圖1），其中瓷粉板是以陶瓷廢渣為主要原料，以生石灰、水泥作鈣質(zhì)材料，鋁粉作發(fā)泡劑，經(jīng)蒸壓養(yǎng)護(hù)而成的輕質(zhì)板材，瓷粉板經(jīng)熱工設(shè)計(jì)計(jì)算厚度為100～150 mm，而后在工廠車間經(jīng)反打成厚200 mm鋼筋混凝土，形成復(fù)合外墻板，待混凝土板強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的100%時(shí)，設(shè)置錨栓釘，梅花形布設(shè)，間距350 mm，確保2種類型的板材能牢固連接，增加外墻板整體剛度。實(shí)踐表明，2種材料的板材抗滑移效果優(yōu)良，錨栓釘?shù)脑O(shè)置是保證2種材料板材緊密復(fù)合的輔助保證措施，目的是確保復(fù)合板材在各種惡劣氣候條件下，都能確保外墻圍護(hù)功能的安全可靠。

2 HJCF外墻板特點(diǎn)

圖1 HJCF外墻板基本構(gòu)造示意

1）HJCF板質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、質(zhì)量易保證，是二合一板材，比目前市場(chǎng)流行的三明治外墻板生產(chǎn)工藝操作簡(jiǎn)單，省工、省料、省時(shí)，相應(yīng)的運(yùn)輸、吊裝都具有明顯的建造優(yōu)勢(shì)。

2）由于瓷粉板是利用陶瓷廢渣為主要原料，因而成本低廉，且符號(hào)國(guó)家節(jié)能環(huán)保的相關(guān)要求。外墻板裝飾面由施工現(xiàn)場(chǎng)空中作業(yè)改為工業(yè)廠房平面模臺(tái)作業(yè)后，質(zhì)量、安全都得到了確保。

3）因HJCF板質(zhì)量輕，現(xiàn)場(chǎng)操作人員少，減少了現(xiàn)場(chǎng)材料消耗，建筑垃圾大大減少，利于環(huán)保。

3 HJCF外墻板樣板樓的施工情況

濟(jì)南某試驗(yàn)樓工程，總建筑面積3 598 m2，地上5層，建筑高度15 m。在工程施工過(guò)程中，從1層開(kāi)使用預(yù)制構(gòu)件，構(gòu)件種類有外墻板、內(nèi)墻板、疊合梁、疊合板、樓梯、女兒墻、陽(yáng)臺(tái)、陽(yáng)臺(tái)掛板、空調(diào)板、雨篷，工程結(jié)構(gòu)主體為剪力墻結(jié)構(gòu)體系，其中5層外墻構(gòu)件使用HJCF板。目前該試驗(yàn)樓已交付使用1 a，質(zhì)量良好，取得了預(yù)期效果。

4 HJCF外墻板施工工藝

4.1 施工流程

依施工圖進(jìn)行二次深化設(shè)計(jì)及外墻板制作→確定結(jié)構(gòu)中預(yù)埋鐵件→結(jié)構(gòu)驗(yàn)收→HJCF板運(yùn)輸→進(jìn)場(chǎng)復(fù)驗(yàn)→外墻板安裝→板縫按圖紙要求施工→外墻板整體質(zhì)量驗(yàn)收

4.2 現(xiàn)場(chǎng)HJCF外墻板施工前的技術(shù)準(zhǔn)備工作

1）軸線控制：采用經(jīng)緯儀確定工程墻體軸線，彈出外墻板安裝控制線。

2）標(biāo)高控制線：依工程設(shè)置的±0 m水準(zhǔn)點(diǎn)，依次向上傳遞建筑物標(biāo)高線。

3）軸線、標(biāo)高的復(fù)測(cè)：安裝前由總承包單位測(cè)量員，對(duì)外墻板軸線、標(biāo)高、預(yù)埋件中心線復(fù)核測(cè)量，確保準(zhǔn)確無(wú)誤后，開(kāi)始安裝。

4.3 HJCF外墻板安裝要點(diǎn)

1）墻體吊裝工藝流程：放線→抄平（做灰餅或墊塊找平）→核對(duì)漿錨預(yù)留鋼筋→起吊就位→臨時(shí)支撐→脫鉤、校正→砂漿堵墻板水平縫→連接套筒灌漿→墻體豎縫支模、混凝土澆筑[3-4]。

2）吊裝墻板前，對(duì)下部結(jié)構(gòu)軸線、標(biāo)高、預(yù)留連接鋼筋進(jìn)行核對(duì)。檢查核對(duì)方法是：外墻彈出軸線控制線、內(nèi)皮線，內(nèi)墻板彈出軸線及兩面墻皮線，核對(duì)軸線尺寸。

3）現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)與預(yù)制墻體連接預(yù)留連接鋼筋檢查方法：用鋼筋定位板檢查，鋼筋長(zhǎng)度根據(jù)每層標(biāo)高控制線測(cè)量核對(duì)。

4）為保證現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)預(yù)留套筒連接鋼筋長(zhǎng)度，預(yù)留鋼筋長(zhǎng)度應(yīng)大于設(shè)計(jì)長(zhǎng)度，墻板安裝前再核查長(zhǎng)度，切除多余部分鋼筋。

5）起吊前先將吊裝索具與板頂端吊環(huán)螺栓牢固連接后進(jìn)行試吊，要求外墻板離開(kāi)地面50 cm，稍作停頓，對(duì)吊索連接點(diǎn)進(jìn)行復(fù)查，無(wú)異樣后降落在地面上，開(kāi)始正式吊裝，待構(gòu)件初步就位后，采取臨時(shí)固定措施，確保穩(wěn)定后，摘除吊鉤。

6）外墻板固定要求采用不少于2根斜支撐固定，斜支撐安裝在構(gòu)件的同一側(cè)面，對(duì)外墻板定位軸線及垂直度進(jìn)行校正，確保無(wú)偏差，外墻水平接縫平直（圖2）。7）一個(gè)流水段墻體吊裝完成后，統(tǒng)一核對(duì)位置尺寸，使外墻外表面整體平順、豎縫均勻美觀。

圖2 墻板臨時(shí)支撐示意

4.4 鋼筋套筒灌漿連接

套筒灌漿連接施工是裝配式混凝土結(jié)構(gòu)工程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，灌漿質(zhì)量是保證結(jié)構(gòu)安全的關(guān)鍵工序，灌漿前制訂套筒灌漿操作的專項(xiàng)質(zhì)量保證措施，培訓(xùn)操作人員。

1）墻板安裝時(shí)檢查連接鋼筋，要求預(yù)留鋼筋偏離套筒中心線不超過(guò)3 mm，鋼筋長(zhǎng)度不出現(xiàn)負(fù)偏差。灌漿前板底縫隙封堵完成，每個(gè)灌漿孔通暢，灌漿操作全過(guò)程質(zhì)檢人員旁站監(jiān)督施工。

2）灌漿工藝：堵縫→封堵下排灌漿孔→拌和灌漿料→檢查漿料、留置試塊→注漿→封堵灌漿孔。

3）嚴(yán)格按照使用說(shuō)明的要求量取灌漿料和水，并按要求攪拌。為保證灌漿料的流動(dòng)性及防止堵塞設(shè)備，攪拌好的漿料需要在半小時(shí)內(nèi)用完，灌漿作業(yè)應(yīng)采取壓漿法從套筒下口注入，當(dāng)漿料從上口流出且沒(méi)有氣泡時(shí)用配套封帽封堵。

4）灌漿前應(yīng)將同一墻板除注漿口外其他下灌漿孔封堵，板底水平縫用砂漿封堵，外墻外側(cè)板底縫吊裝前用泡沫棉封堵。

5）灌漿作業(yè)應(yīng)及時(shí)形成施工質(zhì)量檢查記錄表，并按要求每工作班制作一組40 mm×40 mm×160 mm的長(zhǎng)方體試件。

6）冬季施工時(shí)環(huán)境溫度應(yīng)在5 ℃以上，并應(yīng)對(duì)連接處采取加熱保溫措施，保證漿料在48 h凝結(jié)硬化過(guò)程中連接部位溫度不低于10 ℃。

4.5 HJCF外墻板窗縫防水處理

1）HJCF外墻板在窗框部位預(yù)留預(yù)埋件，窗框再用后塞口做法處理，窗框固定完成后，外側(cè)采用中性硅酮密封膠封閉，防水縫隙內(nèi)填堵發(fā)泡聚氨酯保溫材料，內(nèi)側(cè)采用聚合物砂漿封閉。密封膠填充至縫內(nèi)后，要使其略高于填充面，用抹刀沿覆蓋膠帶邊緣內(nèi)用力抹壓均勻，然后刮平。

2）HJCF外墻板窗洞口上端外側(cè)設(shè)有滴水槽，防止水流向內(nèi)側(cè)，下端外側(cè)設(shè)有小的坡口，坡度以10%為宜，安裝時(shí)注意保護(hù)防水構(gòu)造（圖3）。

3）HJCF外墻板板縫處防水在板縫處理時(shí)一并進(jìn)行，選用涂刷JS復(fù)合防水涂料作為板縫防水，待板縫內(nèi)泡沫混凝土凝固后在外側(cè)板縫涂刷JS復(fù)合防水涂料。

5 質(zhì)量與安全管理措施

5.1 質(zhì)量措施

1）裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)的預(yù)制構(gòu)件制作、運(yùn)輸和堆放，均需嚴(yán)格遵守國(guó)家規(guī)范及建筑安裝工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)中的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。構(gòu)件在制作過(guò)程中及出廠前需進(jìn)行檢查，應(yīng)有出廠合格證，并與施工總承包單位辦理驗(yàn)收手續(xù)。

圖3 窗洞口節(jié)點(diǎn)大樣

2）依據(jù)質(zhì)量管理體系要求，編制“質(zhì)量計(jì)劃”并制訂現(xiàn)場(chǎng)的相關(guān)管理制度，完善計(jì)量及質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)和手段。各級(jí)施工人員在施工前應(yīng)認(rèn)真熟悉和審查圖紙，按照管理制度要求做好技術(shù)交底，對(duì)施工技術(shù)、操作要點(diǎn)、材料、質(zhì)量和安全等提出要求。

3）預(yù)制構(gòu)件的安裝應(yīng)嚴(yán)格按照施工組織設(shè)計(jì)中擬定的施工順序進(jìn)行。做好構(gòu)件安裝前的預(yù)檢與驗(yàn)線；構(gòu)件安裝要位置準(zhǔn)確，臨時(shí)支撐體系安全穩(wěn)固，吊裝時(shí)不損壞，做好成品保護(hù)；節(jié)點(diǎn)現(xiàn)澆部分混凝土應(yīng)及時(shí)澆筑，振搗密實(shí)，套筒灌漿連接應(yīng)編制專項(xiàng)施工方案，保證接頭施工質(zhì)量。節(jié)點(diǎn)部位現(xiàn)澆段混凝土及灌漿連接接頭達(dá)到設(shè)計(jì)要求強(qiáng)度后方可進(jìn)行后續(xù)施工作業(yè)。

4）每道工序完成后，均需認(rèn)真執(zhí)行自檢、互檢、交接檢的“三檢”制度，最后由分管技術(shù)負(fù)責(zé)人按設(shè)計(jì)及規(guī)范的要求進(jìn)行驗(yàn)收，隱蔽工程應(yīng)由項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人組織檢查并做出詳細(xì)的文字記錄，做好技術(shù)檔案資料的積累并及時(shí)歸檔。

5.2 安全措施

1）貫徹國(guó)家與地方有關(guān)法規(guī)，嚴(yán)格遵守建筑安裝的安全操作規(guī)程及有關(guān)規(guī)定。

2）在技術(shù)交底和計(jì)劃交底的同時(shí)，必須做好安全交底，構(gòu)件堆放場(chǎng)地要進(jìn)行平整夯實(shí)，宜做場(chǎng)地硬化處理，墻板插放架應(yīng)墊實(shí)放穩(wěn)，嚴(yán)防構(gòu)件傾倒。

3）構(gòu)件吊裝前應(yīng)檢查各種機(jī)具設(shè)備，對(duì)起重機(jī)械要進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn)。現(xiàn)場(chǎng)嚴(yán)禁亂拉亂接電線，每臺(tái)用電機(jī)具均應(yīng)配裝漏電保護(hù)器。

4）高層建筑安裝的指揮員，應(yīng)采取可靠的上下通信聯(lián)系，構(gòu)件就位后未經(jīng)初交和臨時(shí)固定不得脫鉤，防止高空墜物，建筑物出入口、樓梯孔洞及交通要道應(yīng)搭護(hù)頭棚及防護(hù)欄。

5）做好特殊工種作業(yè)人員的教育培訓(xùn)工作，做到作業(yè)人員持證上崗、人證相符。

6 效益分析

我國(guó)是混凝土生產(chǎn)與消耗第一大國(guó)，截至2017年底，年累計(jì)消耗混凝土達(dá)1.868×109m3，如此大的產(chǎn)量給自然資源和能源環(huán)境帶來(lái)的影響是十分巨大的。HJCF墻板每平方米混凝土用量比三明治外墻板混凝土用量節(jié)約1/3，從而節(jié)約了建筑材料，對(duì)保護(hù)生態(tài)環(huán)境作用顯著。

HJCF外墻板相較于目前市場(chǎng)上流行的三明治外墻板，由于省去了中間擠塑板及外側(cè)混凝土保護(hù)層60 mm混凝土外墻板，總成本節(jié)約造價(jià)1/4，且安裝快捷，從而降低了工程造價(jià)。

以目前濟(jì)南三明治外墻板價(jià)格3 600元/m3計(jì)算，該外墻板在濟(jì)南試驗(yàn)樓工程，5層比4層節(jié)約造價(jià)27萬(wàn)元。

加之板材相對(duì)較輕，基礎(chǔ)承重小，基礎(chǔ)成本相應(yīng)得以節(jié)約，大規(guī)模的投入使用，可使投資商取得良好收益，因而市場(chǎng)前景廣闊。

7 工程案例

山東濟(jì)南某試驗(yàn)樓項(xiàng)目外墻墻體構(gòu)造，由外到內(nèi)依次為：彈性涂料、柔性耐水膩?zhàn)?、瓷粉板、混凝土結(jié)構(gòu)板、內(nèi)墻膩?zhàn)印?nèi)墻涂料。

經(jīng)過(guò)相應(yīng)的熱工計(jì)算驗(yàn)證，該住宅項(xiàng)目的外墻傳熱系數(shù)≤1，滿足DB 37/5026—2014《山東居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定。

該墻板的應(yīng)用與目前應(yīng)用的三明治外墻板相比，無(wú)論是在制造工藝還是施工工藝上，都有明顯的市場(chǎng)優(yōu)越性，是一項(xiàng)值得大力推廣的新產(chǎn)品、新技術(shù)。

8 結(jié)語(yǔ)

HJCF板的研發(fā)是在國(guó)家大力提倡建設(shè)節(jié)約型社會(huì)的背景下，企業(yè)科技人員研發(fā)的一種新型墻體材料，將目前市場(chǎng)通用的三明治外墻板又進(jìn)一步簡(jiǎn)化合成二合一板材，經(jīng)山東省權(quán)威檢測(cè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行的導(dǎo)熱、隔聲、防火、抗滑移等系列試驗(yàn)，各項(xiàng)指標(biāo)均滿足相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)技術(shù)要求，并即將投放市場(chǎng)進(jìn)行大規(guī)模應(yīng)用。該墻板的成功應(yīng)用是新型墻板革新的一次飛躍性進(jìn)步。