新型装配式混凝土结构墙板的应用研究

卢保树 孔令海 张寒松

1. 济南市城乡建设发展服务中心 山东 济南 250000；2. 山东平安建设集团有限公司 山东 济南 250306

装配式保温结构瓷粉混凝土复合板（HJCF板）是在综合近年来国内外先进节能保温受力外墙板技术的前提下，结合国家节能环保、综合降废的大背景，研制出来的一种新型建筑墙体材料，具有轻质高强、隔声防火、抗渗等优点，该外墙板能杜绝混凝土热桥效应，外墙导热系数为0.085 W/（m·K），具有优异的保温性能，技术指标达到国家节能设计标准[1-2]。

1 外墙结构板工艺原理

HJCF板是由瓷粉板与混凝土承重构件反打一次成型的新型复合墙板（图1），其中瓷粉板是以陶瓷废渣为主要原料，以生石灰、水泥作钙质材料，铝粉作发泡剂，经蒸压养护而成的轻质板材，瓷粉板经热工设计计算厚度为100～150 mm，而后在工厂车间经反打成厚200 mm钢筋混凝土，形成复合外墙板，待混凝土板强度达到设计强度的100%时，设置锚栓钉，梅花形布设，间距350 mm，确保2种类型的板材能牢固连接，增加外墙板整体刚度。实践表明，2种材料的板材抗滑移效果优良，锚栓钉的设置是保证2种材料板材紧密复合的辅助保证措施，目的是确保复合板材在各种恶劣气候条件下，都能确保外墙围护功能的安全可靠。

2 HJCF外墙板特点

图1 HJCF外墙板基本构造示意

1）HJCF板质量轻、强度高、质量易保证，是二合一板材，比目前市场流行的三明治外墙板生产工艺操作简单，省工、省料、省时，相应的运输、吊装都具有明显的建造优势。

2）由于瓷粉板是利用陶瓷废渣为主要原料，因而成本低廉，且符号国家节能环保的相关要求。外墙板装饰面由施工现场空中作业改为工业厂房平面模台作业后，质量、安全都得到了确保。

3）因HJCF板质量轻，现场操作人员少，减少了现场材料消耗，建筑垃圾大大减少，利于环保。

3 HJCF外墙板样板楼的施工情况

济南某试验楼工程，总建筑面积3 598 m2，地上5层，建筑高度15 m。在工程施工过程中，从1层开使用预制构件，构件种类有外墙板、内墙板、叠合梁、叠合板、楼梯、女儿墙、阳台、阳台挂板、空调板、雨篷，工程结构主体为剪力墙结构体系，其中5层外墙构件使用HJCF板。目前该试验楼已交付使用1 a，质量良好，取得了预期效果。

4 HJCF外墙板施工工艺

4.1 施工流程

依施工图进行二次深化设计及外墙板制作→确定结构中预埋铁件→结构验收→HJCF板运输→进场复验→外墙板安装→板缝按图纸要求施工→外墙板整体质量验收

4.2 现场HJCF外墙板施工前的技术准备工作

1）轴线控制：采用经纬仪确定工程墙体轴线，弹出外墙板安装控制线。

2）标高控制线：依工程设置的±0 m水准点，依次向上传递建筑物标高线。

3）轴线、标高的复测：安装前由总承包单位测量员，对外墙板轴线、标高、预埋件中心线复核测量，确保准确无误后，开始安装。

4.3 HJCF外墙板安装要点

1）墙体吊装工艺流程：放线→抄平（做灰饼或垫块找平）→核对浆锚预留钢筋→起吊就位→临时支撑→脱钩、校正→砂浆堵墙板水平缝→连接套筒灌浆→墙体竖缝支模、混凝土浇筑[3-4]。

2）吊装墙板前，对下部结构轴线、标高、预留连接钢筋进行核对。检查核对方法是：外墙弹出轴线控制线、内皮线，内墙板弹出轴线及两面墙皮线，核对轴线尺寸。

3）现浇结构与预制墙体连接预留连接钢筋检查方法：用钢筋定位板检查，钢筋长度根据每层标高控制线测量核对。

4）为保证现浇结构预留套筒连接钢筋长度，预留钢筋长度应大于设计长度，墙板安装前再核查长度，切除多余部分钢筋。

5）起吊前先将吊装索具与板顶端吊环螺栓牢固连接后进行试吊，要求外墙板离开地面50 cm，稍作停顿，对吊索连接点进行复查，无异样后降落在地面上，开始正式吊装，待构件初步就位后，采取临时固定措施，确保稳定后，摘除吊钩。

6）外墙板固定要求采用不少于2根斜支撑固定，斜支撑安装在构件的同一侧面，对外墙板定位轴线及垂直度进行校正，确保无偏差，外墙水平接缝平直（图2）。7）一个流水段墙体吊装完成后，统一核对位置尺寸，使外墙外表面整体平顺、竖缝均匀美观。

图2 墙板临时支撑示意

4.4 钢筋套筒灌浆连接

套筒灌浆连接施工是装配式混凝土结构工程的关键环节，灌浆质量是保证结构安全的关键工序，灌浆前制订套筒灌浆操作的专项质量保证措施，培训操作人员。

1）墙板安装时检查连接钢筋，要求预留钢筋偏离套筒中心线不超过3 mm，钢筋长度不出现负偏差。灌浆前板底缝隙封堵完成，每个灌浆孔通畅，灌浆操作全过程质检人员旁站监督施工。

2）灌浆工艺：堵缝→封堵下排灌浆孔→拌和灌浆料→检查浆料、留置试块→注浆→封堵灌浆孔。

3）严格按照使用说明的要求量取灌浆料和水，并按要求搅拌。为保证灌浆料的流动性及防止堵塞设备，搅拌好的浆料需要在半小时内用完，灌浆作业应采取压浆法从套筒下口注入，当浆料从上口流出且没有气泡时用配套封帽封堵。

4）灌浆前应将同一墙板除注浆口外其他下灌浆孔封堵，板底水平缝用砂浆封堵，外墙外侧板底缝吊装前用泡沫棉封堵。

5）灌浆作业应及时形成施工质量检查记录表，并按要求每工作班制作一组40 mm×40 mm×160 mm的长方体试件。

6）冬季施工时环境温度应在5 ℃以上，并应对连接处采取加热保温措施，保证浆料在48 h凝结硬化过程中连接部位温度不低于10 ℃。

4.5 HJCF外墙板窗缝防水处理

1）HJCF外墙板在窗框部位预留预埋件，窗框再用后塞口做法处理，窗框固定完成后，外侧采用中性硅酮密封胶封闭，防水缝隙内填堵发泡聚氨酯保温材料，内侧采用聚合物砂浆封闭。密封胶填充至缝内后，要使其略高于填充面，用抹刀沿覆盖胶带边缘内用力抹压均匀，然后刮平。

2）HJCF外墙板窗洞口上端外侧设有滴水槽，防止水流向内侧，下端外侧设有小的坡口，坡度以10%为宜，安装时注意保护防水构造（图3）。

3）HJCF外墙板板缝处防水在板缝处理时一并进行，选用涂刷JS复合防水涂料作为板缝防水，待板缝内泡沫混凝土凝固后在外侧板缝涂刷JS复合防水涂料。

5 质量与安全管理措施

5.1 质量措施

1）装配式剪力墙结构的预制构件制作、运输和堆放，均需严格遵守国家规范及建筑安装工程质量检验评定标准中的有关规定执行。构件在制作过程中及出厂前需进行检查，应有出厂合格证，并与施工总承包单位办理验收手续。

图3 窗洞口节点大样

2）依据质量管理体系要求，编制“质量计划”并制订现场的相关管理制度，完善计量及质量检测技术和手段。各级施工人员在施工前应认真熟悉和审查图纸，按照管理制度要求做好技术交底，对施工技术、操作要点、材料、质量和安全等提出要求。

3）预制构件的安装应严格按照施工组织设计中拟定的施工顺序进行。做好构件安装前的预检与验线；构件安装要位置准确，临时支撑体系安全稳固，吊装时不损坏，做好成品保护；节点现浇部分混凝土应及时浇筑，振捣密实，套筒灌浆连接应编制专项施工方案，保证接头施工质量。节点部位现浇段混凝土及灌浆连接接头达到设计要求强度后方可进行后续施工作业。

4）每道工序完成后，均需认真执行自检、互检、交接检的“三检”制度，最后由分管技术负责人按设计及规范的要求进行验收，隐蔽工程应由项目技术负责人组织检查并做出详细的文字记录，做好技术档案资料的积累并及时归档。

5.2 安全措施

1）贯彻国家与地方有关法规，严格遵守建筑安装的安全操作规程及有关规定。

2）在技术交底和计划交底的同时，必须做好安全交底，构件堆放场地要进行平整夯实，宜做场地硬化处理，墙板插放架应垫实放稳，严防构件倾倒。

3）构件吊装前应检查各种机具设备，对起重机械要进行试运转。现场严禁乱拉乱接电线，每台用电机具均应配装漏电保护器。

4）高层建筑安装的指挥员，应采取可靠的上下通信联系，构件就位后未经初交和临时固定不得脱钩，防止高空坠物，建筑物出入口、楼梯孔洞及交通要道应搭护头棚及防护栏。

5）做好特殊工种作业人员的教育培训工作，做到作业人员持证上岗、人证相符。

6 效益分析

我国是混凝土生产与消耗第一大国，截至2017年底，年累计消耗混凝土达1.868×109m3，如此大的产量给自然资源和能源环境带来的影响是十分巨大的。HJCF墙板每平方米混凝土用量比三明治外墙板混凝土用量节约1/3，从而节约了建筑材料，对保护生态环境作用显著。

HJCF外墙板相较于目前市场上流行的三明治外墙板，由于省去了中间挤塑板及外侧混凝土保护层60 mm混凝土外墙板，总成本节约造价1/4，且安装快捷，从而降低了工程造价。

以目前济南三明治外墙板价格3 600元/m3计算，该外墙板在济南试验楼工程，5层比4层节约造价27万元。

加之板材相对较轻，基础承重小，基础成本相应得以节约，大规模的投入使用，可使投资商取得良好收益，因而市场前景广阔。

7 工程案例

山东济南某试验楼项目外墙墙体构造，由外到内依次为：弹性涂料、柔性耐水腻子、瓷粉板、混凝土结构板、内墙腻子、内墙涂料。

经过相应的热工计算验证，该住宅项目的外墙传热系数≤1，满足DB 37/5026—2014《山东居住建筑节能设计标准》的规定。

该墙板的应用与目前应用的三明治外墙板相比，无论是在制造工艺还是施工工艺上，都有明显的市场优越性，是一项值得大力推广的新产品、新技术。

8 结语

HJCF板的研发是在国家大力提倡建设节约型社会的背景下，企业科技人员研发的一种新型墙体材料，将目前市场通用的三明治外墙板又进一步简化合成二合一板材，经山东省权威检测机构进行的导热、隔声、防火、抗滑移等系列试验，各项指标均满足相关规范标准的有关技术要求，并即将投放市场进行大规模应用。该墙板的成功应用是新型墙板革新的一次飞跃性进步。