改良ALC 轻质板建筑性能及碳减排措施研究

张素菊

（中铁十五局第二工程有限公司，上海510007）

1 前言

建筑、交通行业及工业是三大能耗主要来源，建筑行业占比已超过50%，建筑在生产及运行中产生的能耗造成了较大的能源危机。在“两型社会”的国策要求下，近来国家已发布系列墙体改革政策，大力推广绿色、节能、环保建材。ALC 是高强蒸压加气混凝土的简称，经高温蒸汽养护而成的多孔结构，属于装配式构件，在时下建筑行业独树一帜，是一种性能优异的新型建材。但目前蒸压混凝土墙板对废弃建材二次利用或矿渣蒸压加气混凝土的碳减排研究应用还不足，因此本文利用项目所在地废弃矿渣，研究其改良ALC 的工程性能及碳减排措施，论证该工艺的可行性及优越性。

2 工程应用

2.1 项目概况

某大型在建项目占地面积8.72 万m2，总建筑面积26.712 万m2，地下车库建筑面积5.57 万m2。该项目规划用途为住宅、商业、幼儿园以及相关配套设施。配套建筑为地下一层，地上26 层，最大结构高度为75.55m，结构形式为钢筋混凝土结构。主要工程内容包括：土石方工程、地基基础工程、深基坑围护、主体结构工程、屋面工程、水电安装工程、消防工程、室内外装饰、装修工程、室外及附属等。该项目从规划设计期开始，对低碳节能的要求较高，目标为当地低碳节能新地标建筑。

图1 项目建筑效果图

2.2 内隔墙ALC 板施工工艺

本项目内隔墙采用100mm、200mm 厚ALC 轻质凹凸T 型混凝土预制墙板。施工前准备好管卡、钩头螺栓、卷扬机、电焊机、射钉等器材。墙板安装节点上端采用管卡连接固定，用射钉将其连接混凝土结构，外部基墙选用钩头螺栓、角钢和管卡与主体结构连接相邻ALC 板缝隙嵌缝剂填充抹平，并压入玻纤布条（规格100/50mm）。内隔墙ALC 板施工顺序为进行内隔墙版面设计- 清理基层及墙体弹线定位-ALC 板转运安装- 安装管卡定位- 缝隙处理。第一块板在板端头80mm 处各固定管卡一个，后面每块板用一个管卡固定，空隙处用砂浆嵌填，ALC 内墙板与钢梁及建筑梁柱结构需用柔性连接。内隔墙ALC 轻质板技术参数具体如下表：

表1 ALC 轻质混凝土预制墙板技术参数

（1）安装板材时按顺序从墙向内进行。窗洞口顶部过梁应采用模板安装，下部以竖板安设。割或拼接的板应安装在墙体的内角处或靠近内角的整块板之间，在扁铁上每30cm 固定一根膨胀螺栓。

（2）第一张板材调整合格后，用射钉枪将管夹固定在结构上，靠近下一块板一侧的管夹固定在墙体上层的底部。板材安装后上下两端留有10mm-20mm 的间隙，用PU 发泡胶填充，对于有防火要求时也可用岩棉填充。

（3）管卡打入距板边80mm 处的ALC 板中间位置，连接板材方法同上。用2m 导尺检查平整度，用铅锤和导尺挂垂直度调整板材至设计位置，并用射钉枪固定管夹，每个管夹有两个固定点，按此顺序周而复始。

（4）钢梁两面电焊，各三点。墙体转角或T 型连接φ8mm、长300mm-400mm 的销钉锚固，沿墙高按三等份设置2 个销钉，以30°的角度斜向打入。

（5）内墙面装修时满铺玻纤网格布，对防水要求较高的地方应钢丝网加强。砂浆硬化后拆除木楔并填充砂浆，用修补材料填充板与隔墙与柱、外墙、上端连接处的接缝。上部洞口及隔墙与柱的连接处以及外墙，一侧同日修补两次，次日再修补另一侧。对于超出允许偏差的墙面，使用钢齿磨板或砂光板进行修正；缺棱缺角的墙板，采用专用修补砂浆。

图2 ALC 轻质混凝土内隔墙安装示意图

3 工程性能分析

3.1 轻质量

改良ALC 的干密度为400kg/m3-500kg/m3，单位体积重量是粘土砖的30%，钢筋混凝土的40%。ALC 板可以减轻建筑物的自重，从而减少建筑设计中梁、柱的配筋或截面尺寸、基础尺寸等，从而降低建筑物成本。同时，轻质建材也降低了运输施工成本及碳排放。

3.2 防火性

改良ALC 墙板采用废弃矿渣、粉煤灰等无机材料制成，无可燃性，不额外产生有毒有害烟雾。ALC 轻质内墙板耐火极限大于一般建筑耐火极限要求，其耐火极限在常规建筑内火灾情况下超过8h，在着火情况下为建筑内人员争取足量逃生时间。

图3 ALC 板示例图

3.3 隔声性

100mm 厚板材的隔声量达到40.5dB，B06 级板材隔声量达到46dB，200mm 厚板材隔声量51.3dB，通过改变内墙尺寸及密度的设计参数可获得不同的建筑结构隔音效果。ALC 墙板面积大、性能均匀，增大了墙板的隔声效果。本项目含幼儿园及商业区，可满足对墙板隔音效果的高要求。

3.4 保温隔热性

经改良ALC 板的干导热系数为0.16W/(m.k)，是混凝土板块的3 倍。在运行期间ALC 板的节能效果可达到65%，较大程度减少了空调使用频率。同时ALC 板材面积大，其整体保温效果较好。

3.5 抗震性

ALC 板抗压强度高达3.5MPa，其安装工程属于大板项目。在框架结构和钢结构建筑中，整体性好，较大的层间角变位使得抗震性加倍增强。ALC 板自重小，可减轻建筑物自重及支撑梁柱结构尺寸。另外，通过改变内墙厚度尺寸可使得ALC 板结构在地震作用力下具有良好的抗震性能。

4 碳排放量及减排措施

ALC 板墙体施工过程中的碳排放来源主要分为材料及机械设备运输两大类。改良ALC 板用材包括水、水泥、粉煤灰、碎石、砂浆等；机械设备包括塔吊、传送机、平刨、压刨、木工圆盘锯、手枪式电钻等。本项目碳排放计算采用工程量清单法，材料碳排放系数及机械设备碳排放系数取值采用中国碳核算数据库（CEADs）或IPCC 排放因子数据库基于项目当地碳排放系数数据库求得。采用工程量清单法，经查询碳排放系数可知单元ALC 板碳排放量为31.014×103tCO2。

碳减排主要从建材制造、运输、建造阶段进行优化。建材制造减排主要是充分利用废旧建材、工业废渣等制作“可再生骨料混凝土”，可节省一半以上的普通混凝土用量；建材运输减排主要是减少交通运输距离以减少交通能耗，建议尽量就地取材从而减少运输费用及碳排放；结构建造阶段优化施工组织及施工方案，加大科技创新投入，开发新型绿色节能施工工艺。

5 结论

建筑业碳排放是能耗三大产业之一，在碳达峰碳中和的目标下亟待向绿色施工转化。本文以在建某大型建筑项目为背景，研究了改良ALC 轻质板的工程性能（良好的轻质、防火性、隔声性、保温隔热性、抗震性等）。经碳排放计算单元ALC 板碳排放量为31.014×103tCO2，比常规混凝土板墙减碳约50%，且在使用过程中因其保温隔热性将显著降低空调使用能耗，其碳减排量较为可观。碳减排主要从结构设计、建材制造、运输、建造阶段进行优化，在各环节具有较大的研究优化空间。