清水混凝土外墙保温中置一体浇筑技术

徐志斌 李 雄 龚 湧 曾亿军 杨 彪 刘建升

中建三局集团有限公司（沪） 上海 200129

为响应国家绿色、节能、环保的号召、规定，目前正在建造的房屋外围护结构均需要设置保温层或者围护结构，其本身具备低传热系数的特性。但目前业内主流的外墙外保温、外墙内保温做法均为在原始墙体上附加构造层，会掩盖现浇混凝土墙、砌块墙的原始表面。清水混凝土直接采用现浇混凝土的自然表面效果作为饰面，与普通混凝土不同，其只是在表面涂1层或2层透明的保护剂，不得在墙体表面上设置额外的功能、装饰面层，但是混凝土本身是一个高导热系数的建筑材料，设置保温层是必需的。所以当墙体两面均需要有饰面清水效果时，保温层只能设置在现浇墙体中部。目前，主流的墙体保温材料——挤塑聚苯板密度小、强度低，如何控制挤塑聚苯板不在混凝土浇筑过程中漂浮、移动，并被混凝土、振动棒的冲击破坏，继而影响墙体表面清水混凝土观感，是一个把控重难点。本文分析了清水混凝土外墙保温中置一体浇筑技术[1-5]。

1 研究背景

1.1 常规外墙保温现状

1.1.1 外墙内保温

我国在早期常使用的外墙保温技术是外墙内保温技术，从技术角度上来说施工简单方便，具有对建筑物外墙垂直度要求不高，工人可以在建筑物内侧施工保温材料、施工速度快，不需要额外搭设大量操作架、节约造价等优点。

但是此技术有一个明显缺陷：上层与下层房间中间的结构梁板会形成结构热桥，此处的结构梁板与周边结构将会形成明显温差，继而导致该部位不间断地生成露水，露水会造成发霉、产生裂缝，影响建筑的耐久性。另外，外墙外侧无保温层，外墙会受到室外季节变化、白天黑夜变化等温差影响，反复产生热胀冷缩的问题，外墙内部的应力持续反复变化，在这种情况下，内保温体系受到相应影响而反复出现变形，导致内墙面发生空鼓和开裂。

1.1.2 外墙外保温

世界范围内外墙外保温技术至今已经被使用了70多年。我国是在近40年前将其引入。与外墙内保温相比，外墙外保温技术综合效益好，具有以下几个优点：适用范围广，基本消除了热桥效应，改善了墙体受潮的情况，有利于保持室温稳定。

1.2 双面清水混凝土墙体保温现状

清水混凝土在国外已经被使用很多年，近十几年国内也越来越流行。它最大的特点就是将混凝土原始表面作为装饰面，所谓拆模即精装，所以它表面不得有任何材料覆盖。目前，国内清水混凝土得到了越来越多的设计师的青睐，如何在完美呈现高品质清水混凝土墙面的同时满足建筑节能的要求，这个问题亟需解决。

目前，当需要外围护墙体做双面清水效果时，采用将保温板设置在两面墙中间的施工方法。先后分别浇筑内外清水墙，即先施工保温板一侧的墙体，然后拆模，再在已浇筑墙的中间一侧粘贴保温板，再用保温板作为后浇筑墙体的内侧模板，外侧清水模板重新支设，已浇筑墙体上提前预埋对拉螺杆，用于加固后浇筑墙体的外侧模板。但是先后浇筑两侧清水墙的施工工艺存在几个弊端：拉长工期，增加管理成本；预埋螺杆施工过程中极易发生变形、位置跑偏的情况，导致后浇筑墙体的螺杆眼不能完全按照深化排版位置定位。

2 保温中置一体浇筑技术

2.1 保温中置设计

借鉴目前在超高层住宅铝模施工中“全混凝土外墙”思路：设计院在设计超高层住宅时采用剪力墙结构，剪力墙墙体中间的空隙采用砌体结构封堵。施工单位采用铝模时，为减少二次结构施工工程量、节约工期，通常会与设计院沟通将剪力墙中间的封堵二结构墙体修改为混凝土墙体，铝模深化时考虑与剪力墙一次浇筑。设计院出于抗震及减轻此部分“现浇填充墙”自重的角度考虑，会在“现浇填充墙”中间设置泡沫板，然后一起浇筑。

新建太仓美术馆项目设计了大面积白色清水混凝土，约30 000 m2，其中存在多片双面清水混凝土墙体。该项目结构形式为框架结构，清水墙体为现浇混凝土填充装饰墙，双面清水墙体采用了类似上述“超高层住宅铝模施工全混凝土外墙”的建筑墙体夹心保温一体化。清水混凝土外墙保温中置一体浇筑技术中，保温不在清水混凝土的墙体表面，而将其设置在墙体中部，使保温变成墙体内部保温。因为内保温层被混凝土包裹在其中，完全与外界隔绝，故耐久性、稳定性大大提升，同时对消防安全也有极大的帮助。保温板采用50 mm厚挤塑聚苯保温板，保温板两侧的清水墙厚度分别为150、200 mm，墙体外侧再涂刷透明氟碳树脂保护涂料1道，如图1所示。

图1 夹心保温一体化清水墙

2.2 一体浇筑方案比选

当保温板与两侧墙体一体化浇筑时，存在几个施工难点：清水混凝土流动性大，挤塑聚苯板密度小，混凝土浇筑过程中容易漂起来；挤塑聚苯板强度低，混凝土浇筑过程中受到混凝土、振动棒的冲击很容易被破坏，破坏的碎片会在墙体里随意移动、上浮，拆模后有可能会出现在墙体表面影响清水混凝土观感，并且节能体系也受到了破坏。为解决上述最主要的2个问题，起初设想了2个解决方案。

方案1：两侧墙体钢筋先行绑扎，在保温板两侧使用厚14 mm模板包裹，包裹用的模板上按照清水混凝土的排板深化图开好螺杆眼，放入两侧墙体中间的缝隙中，墙体一侧清水大模板安装，安装清水专用五段式螺杆，螺杆穿透包裹保温板用的模板及保温板，再安装清水墙的另一侧清水模板，然后按照饰面清水工艺将模板体系加固稳定，最后进行浇筑。

方案2：两侧墙体钢筋先行绑扎，使用2层φ1.2 m@12 mm×12 mm的镀锌钢丝网将挤塑聚苯板包裹加强，放入两侧墙体中间的缝隙中，使用扎丝将镀锌钢丝网与两侧墙筋绑扎牢固，墙体一侧清水大模板安装，安装清水专用五段式螺杆，螺杆穿透镀锌钢丝网及保温板，余同方案1。

研究对比2个方案，方案1有2个较大的缺陷：

1）两侧清水墙中间只预留了50 mm保温板的空间，保温板两侧的模板占用了墙体靠保温板一侧的保护层，如果钢筋施工过程中受到冲击移位的话，极有可能导致墙体靠保温板一侧无保护层，影响钢筋的耐久性。

2）包裹保温板用的模板无法取出，存在吸水发霉腐烂的可能性，影响建筑耐久性和围护墙的导热系数。

方案2可以保证保温板在浇筑过程中不发生移位、不受到破坏，同时避免了方案1的2个缺陷，所以比选确定使用方案2。

2.3 保温板定位控制及保护

由于清水混凝土的流动性很大，浇筑过程中保温板会受到很大的浮力，如果没有可靠的固定措施，就会很容易出现保温板漂浮上来的情况。为控制保温板不漂浮，最核心的工艺就是上述方案2中的2层φ1.2 m@12 mm×12 mm的镀锌钢丝网。镀锌钢丝网将保温板完全裹住，形成一个整体，再使用扎丝与钢丝网绑扎牢固，这样保温板就通过镀锌钢丝网固定在清水墙体钢筋上，可以抵抗大流动性的清水混凝土对保温板的浮力。

同时，镀锌钢丝网相当于保温板的保护装置，保护保温板在浇筑过程中不会因受到混凝土的冲击、石子的撞击、滑动而导致被破坏。

2.4 浇筑工艺

因为保温板强度不高，无抵抗侧向压力的能力，同时为了保证墙体不出现热桥，保温板与保温板之间的连接是非常紧密的，所以当保温板两侧混凝土一起浇筑时，如果两侧浇筑速率不一致或导致两侧混凝土出现高差，将会使保温板向一侧挤压倾倒破坏，继而导致墙体自身的节能效果受影响，甚至会挤压一侧墙体钢筋，出现保护层过小、钢筋贴上模板的问题。因此，浇筑时需要安排专人使用卷尺测量两侧已浇筑混凝土高度，保证两侧混凝土高度基本一致，如图2所示。

图2 保温板两侧混凝土浇筑面高度控制

3 结语

在建筑行业高速发展、各种新型建筑材料不断涌现的今天，清水混凝土因为其朴实无华、自然沉稳的外观韵味，与生俱来的厚重与清雅而独树一帜，所以现在国内清水混凝土建筑在不断涌现。清水混凝土墙体的双面清水效果与保温板设置间的矛盾必然会在设计、施工中持续出现，本文所述的“清水混凝土外墙保温中置一体浇筑技术”打破了传统的外墙外保温、外墙内保温的设置方式，相对于两侧墙体分开浇筑的方式，其可以缩短工期，减少材料、设备、人力等资源投入，为需要设置保温的双面清水墙设计与施工提供一种解决思路，具有较大的推广应用前景。