ALC墙板在装配式建筑施工中的改进应用
时间：2023-04-11 10:55:03 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
乔学良 魏苏尧 温泽坤 邢 航 倪 刚
中建二局第三建筑工程有限公司 北京 100070
建筑工程常说的ALC墙板是一种简称，全称叫做蒸压轻质混凝土（autoclaved lightweight concrete），属于高性能蒸压加气混凝土（ALC）的一种[1]。ALC板的用途就是代替砌块，也被叫做加大号砌块，所以它的原材料成分与蒸压加气混凝土砌块相同，内部增加了钢筋增强[2]。ALC板常用在内隔墙，现在外围护墙中也开始使用，是一种新发展起来的性能良好的建筑材料[3]。
传统的ALC墙板已有较合理的安装工艺[4]，且多适用于普通住宅工程中。但在装配式建筑中，特别是作为装配式建筑外墙板应用时，由于装配式外墙外立面装饰装修做法相对普通建筑做法较少且做法厚度较薄，导致钩头螺栓外凸后依靠装修做法覆盖较为困难。因此，需要寻求一种改进的工艺做法。
本工程位于山西省，总建筑面积34.36万 m2，其中，北地块建筑面积25.22万 m2，包括10栋地上23层、地下2层住宅楼，1栋地上19层、地下2层办公楼，1栋地上2层换热站，1栋小学，地上1～2层主楼配套商业及地下车库；
南地块建筑面积9.14万 m2，包括10栋住宅楼、1栋幼儿园、地上1～2层主楼配套商业及地下车库。
按照当地相关标准要求，对于通过招拍挂拿到的土地，其地上建筑规模大于等于10万 m2的住宅开发工程都需要采用装配式，且其综合评分不得小于50分。在装配式预制构件深化拆分时，需充分考虑标准化、模数化，使预制构件在楼栋内及楼栋间实现最大程度的复用率，提高工业化程度[5]。通过将部分墙体拆分为ALC墙板，楼梯和楼板分别采用预制楼梯和叠合板，使综合装配率达到了52.3%。
1）ALC墙板在深化设计阶段需要多专业结合，特别是水电管综方面要结合其专业点位对板材进行合理排布排板。生产厂家需要根据施工方的深化排板图进行墙板的生产，同时，板材运抵现场后工人队伍也需要严格按照排板图进行安装和水电专业施工。
2）传统施工工艺中钩头螺栓为通圆的构造形式，然后再与角铁搭接，在钩头螺栓两侧与角铁进行焊接，此种连接方式导致钩头螺栓外凸出结构面太多，简单的外立面装饰装修做法无法覆盖其外凸尺寸。
3）图集13J104《蒸压加气混凝土砌块、板材构造》中节点做法外墙板采用膨胀螺栓固定角铁，膨胀螺栓打入结构后还有外凸的部分，会在ALC墙板立板安装时出现卡顿情况，不利于快速安装到位。
4）当入户门一侧或两侧为条板时，应增加现浇构造柱，宽度不应小于200 mm，厚度同墙厚；
与主体结构相连的小于200 mm门垛也应采用现浇构造柱，在铝模深化时应充分考虑，将其深化出来。
5）深化时应与设计院明确热水器、电视机、柜体等吊点位置及预埋范围；
ALC条板性能相较于混凝土结构来说，材料强度较低，所以强、弱电箱不应留设在条板墙上，深化设计发现有留设在条板墙上时，应及时与设计沟通修改。
6）根据施工图纸要求，住宅楼地上部分非承重外围护墙体及内隔墙采用蒸压加气混凝土板，墙厚为100、200 mm，板材要求如下：密度级别B05型，强度级别A3.5，平均干密度≤525 kN/m3，150 mm厚板耐火时间＞4 h，导热系数计算值为0.13 W/（m·K）。
3.1 方案比选
方案一：ALC外墙板采用角铁＋内圆外扁钩头螺栓固定，墙板外侧的左右两边设置通长角铁，采用4.2 cm消防钉打穿角铁固定于结构面，消防钉起步不大于100 mm，间距500 mm且不少于2个，每块板居中开通洞，用于穿钩头螺栓，洞内侧须扩孔处理，用来放置紧固钩头螺栓的螺母垫片。钩头螺栓采用内圆外扁构造，与角铁平行对接焊接。
方案二：ALC外墙板采用角铁＋通圆钩头螺栓固定，墙板左右两侧设置通长角铁，角铁开洞，采用膨胀螺栓固定于结构面，起步不大于100 mm，间距300 mm且不少于2个，每块板居中开通洞，用于穿钩头螺栓，洞内侧须扩孔处理，用来放置紧固钩头螺栓的螺母垫片。钩头螺栓采用圆钢钩头螺栓，然后与角铁垂直搭接焊接（图1）。
图1 BIM方案比选
方案二为ALC外墙板传统施工工艺，在装配式建筑中存在2个缺点：
1）采用膨胀螺栓固定角铁，会使ALC墙板在立板安装的过程中出现卡顿现象，不利于快速安装到位。
2）钩头螺栓采用通圆的构造并与角铁搭接焊接，钩头螺栓外凸出结构面太多，简单的外立面装饰装修做法无法覆盖其外凸尺寸。
方案一中通过使用消防钉代替膨胀螺栓来固定角铁，且角铁由通圆改为内圆外扁的构造，然后与角铁对接平行焊接。通过对传统工艺在材料和连接方式上进行改进，达到节省材料、方便施工的效果。
3.2 样板施工
通过方案比拟，并委托设计单位进行安全相关复核，选用方案一进行样板制作。根据现场实际情况，选在21#楼西单元3层作为样板施工层。结合BIM＋AR三维可视化技术，利用Revit软件建立三维样板模型，经过轻量化处理生产模型样板二维码，随时随地用手机扫码查看样板工艺。施工工序包括基层清理、弹线、上料、管卡安装、顺序安装板材、底缝填实、水电开槽、水电安装、嵌缝、贴布、细部处理等（图2）。
图2 BIM轻量化AR样板
进场材料须复试合格后方可开始施工，对管卡安装、墙板拼缝等严格把关。墙板安装前要做好放线、验线等相关工作，施工时不应选用有缺陷的墙板，并用塞尺配合靠尺进行墙面平整度、垂直度的控制。墙板施工完成后要进行三方验收，及时报监理会同甲方一起对样板进行验收，待验收合格后，方可参照样板进行大面积施工。
3.3 施工工艺
1）上料：板材进场后，通过报验合格后用叉车按要求堆放在材料堆场，待需要安装时用塔吊配合卸料平台运输板材上楼。所有的板位置已经确认，根据板所在的位置按照排板图板材尺寸，用小推车人工辅助将上楼后的板材堆放在离安装位置较近的位置，并需要竖向堆放，减少二次倒运。
2）清扫地面：ALC墙板安装工序在一次结构结束后，一次结构施工过程会产生很多浮灰及垃圾，所以在安装前需要清理墙板侧面、地面、与混凝土柱面的结合部，将浮灰、砂等杂物清除干净。
3）放线：根据项目控制线在每层地面弹好距离墙面300 mm控制线，根据控制线再进行内墙关卡和外围护墙角铁的定位安装。ALC板面应与结构面齐平，所以角铁定位时需要向结构面外移出一个角铁厚度。
4）安装固定：不同厚度的板材采用不同的固定形式，200 mm墙厚板材的顶端用管卡固定，100 mm墙厚板材的顶端用U形卡固定，管卡应于每块板顶端距板面80 mm处设置一个，U形卡应置于板与板拼缝处，每块板须有固定件。用射钉枪固定在混凝土结构面上，卡子的边要与弹线对齐。每个卡子至少需要用2只射钉来固定（图3、图4）。
图3 内墙标准层工艺
图4 外墙标准层工艺
4.1 配板、修板
出厂的标准板尺寸为600 mm，不足模数的部位需要在现场切割制作。现场加工板尺寸宽度减去30 mm。在现场加工墙板的过程中应弹线，切割过程中应一次切割完成，尽量避免产生切割缺陷，有缺陷的板应上墙后修补。切割后出现的钢筋应做防锈处理。
4.2 板缝处理
外墙角铁与ALC板缝隙之间、外墙ALC板与结构之间、外墙ALC板与ALC板之间应采用专业密封胶处理后，方可进行抹灰防水涂料施工。其中，打胶前需要在板缝塞PE棒，抹灰前需要挂玻纤网。
4.3 防开裂措施
嵌缝时，先在墙板之间的拼接处用毛刷蘸水清灰，然后再粘贴玻纤网格布，挂网要求按照设计院复核确认图纸中的各节点做法进行。挂网抹灰后还需要刷一层聚氨酯防水涂料来防止接缝处渗漏。
4.4 伸缩缝处理
先用普通胶浆填缝，贴网格布，然后用弹性防裂胶凝材料把板缝嵌平。再在外面贴玻纤网格布一道，最后用嵌缝胶浆进行厚2 mm、宽100 mm的抹平压光。除嵌缝带外，宜增加满墙挂网的防开裂措施。
4.5 附墙水电管线安装的技术要求
1）开槽：应使用轻型电动切割机并辅以镂槽器，不得采用錾子直接剔凿墙面。开槽深度不宜大于1/4墙厚，开槽与板边的距离小于100 mm，不得将管槽设置于板缝位置。如有该问题，应及时调整排板图。
2）敷设管线及填槽：管线应采用管卡固定在墙上后再填槽。填槽做法按照建筑构造做法严格执行，具体要求为：敷设管线后应采用专用砂浆填塞密实，与墙面凹2 mm，再用专用嵌缝材料找平，沿槽长外侧粘贴宽度不小于100 mm的耐碱玻纤网格布增强。
4.6 接板处理
为了节省板材，个别部位存在板材高度不够的情况，对高度需接板的部位，接板高度不应小于300 mm，应错缝接板，错缝高差范围为300～500 mm。
随着装配式建筑的不断发展，ALC条板的应用越来越普遍。本工程通过使用消防钉固定角铁和内圆外扁的钩头螺栓并与角铁对接平行焊接，对传统工艺在材料和连接方式上进行了改进，达到节省材料、方便施工的效果。经过设计复核，虽然结构安全性验算能够得到保证，但在承受荷载方面不可避免地会有一定的削减。后续研究可以尝试通过适当加宽角铁，改进角铁与钩头螺栓的连接方式，尽可能去除施工工艺中的焊接工序，从而实现施工便捷和增加承载力的双重效果。
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