鋼筋混凝土夾保溫板復合外墻及施工工藝

吳東煥

1 鋼筋混凝土聚苯乙烯保溫外墻的構造

鋼筋混凝土聚苯乙烯保溫外墻是在兩層鋼筋混凝土薄板中夾一定厚度的聚苯乙烯保溫板來達到承重、保溫、增大使用空間并且減少材料使用量的一種外墻設計。通常兩個鋼筋混凝土薄板厚度不小于 50 mm,內配φ 8@200的鋼網,混凝土強度等級不小于C20。中間所夾的聚苯乙烯保溫層厚度不小于100 mm,其導熱系數λ=0.042 W/(m·K)[1],能滿足切斷或大大地降低室內熱量向室外流失。

2 鋼筋混凝土聚苯乙烯保溫外墻的性能

1)保溫性能。一般用墻體的傳熱系數k[2]來衡量保溫性能的好壞程度。通過計算得知鋼筋混凝土聚苯乙烯保溫外墻的傳熱系數 k=0.378 4 W/(m2·℃)[2]。

2)承重能力。承重能力的大小是以每米長墻軸心受壓承載力來衡量的。按圖1尺寸,墻高為2.8 m,混凝土強度等級為C20時每米長墻軸心受壓承載力[N]=1 155 kN/m。

3)使用空間。鋼筋混凝土聚苯乙烯保溫外墻的總厚度h=200 mm,比490 mm厚磚外墻少了290 mm,從而在同樣建筑面積情況下其使用面積大于使用490 mm厚磚外墻的房屋。

4)整體性。鋼筋混凝土聚苯乙烯保溫外墻的內外兩層鋼筋混凝土薄板實際是中間空心的箱形結構,此種結構是用較少的材料增大剛度和強度的最好形式,并且內外配置的鋼筋網均與樓板、梁、墻、柱有很好的錨固連接,增大了房屋的整體性和抗震性。

5)破壞形式。眾所周知,脆性破壞產生的危害遠遠大于柔性破壞產生的危害。由于鋼筋混凝土聚苯乙烯保溫外墻的外殼均由柔性材料鋼筋所組成,所以該墻的破壞是柔性破壞。

6)經濟效益。根據吉林省工程預算定額[4]計算可知,內外鋼筋混凝土板厚各為50 mm,中間夾100 mm厚聚苯乙烯保溫外墻的價格為95.27元/m2(混凝土強度等級為C20),此價格大于傳統490 mm厚磚外墻價格(85.19元/m2)。從購房者角度看,每平方米多花3元～5元就能買到上述諸多優點的房屋是比較合算的。

表1 鋼筋混凝土聚苯乙烯保溫外墻與其他外墻比較

3 鋼筋混凝土聚苯乙烯保溫外墻與其他幾種外墻的比較分析

鋼筋混凝土聚苯乙烯保溫外墻與其他外墻的比較結果見表1。

通過表1可知:1)表中4號墻的厚度最小,表明在同一建筑面積的房屋中使用該外墻時用戶的使用面積最大;2)表中4號墻的傳熱系數最小,表明室內熱量向室外傳導的數量最小,說明該墻在保溫性能方面明顯優于其他外墻;3)表中4號墻的每米長墻軸心承載力最大,表明該墻完全可以按承重結構應用;4)表中4號墻為柔性破壞,表明該墻其他外墻降低了在破壞時的危害程度;5)表中4號墻的自重最輕,表明材料消耗量最小;6)表中4號墻的單價雖最高,但與其他外墻價格相差不大。

4 鋼筋混凝土聚苯乙烯保溫外墻的施工工藝

4.1 鋼筋混凝土聚苯乙烯保溫外墻中的肋帶位置設定

4.1.1 肋帶的重要性

鋼筋混凝土聚苯乙烯保溫外墻中的肋帶是增大墻體面垂直方向及水平方向剛度的重要構件。我們要尋求的是相等截面面積條件下讓構件中的剛度最大,或者是同等剛度條件下使截面面積最小。鋼筋混凝土聚苯乙烯保溫外墻中肋帶設置實際上是把墻體分割為六面,用鋼筋混凝土圍起中間空心的直方體。這樣增大了墻體的剛度,正好解決了上述我們所尋求的問題。

4.1.2 住宅樓外墻情況的分析

住宅樓外墻有南北外墻、分戶墻、東西山墻。一般情況下南北墻由房間的間隔墻分割,各房間的外墻上設有門和窗,其數量有陽臺者一門一窗,無陽臺者只設一個窗。墻體高度一般為2.80 m～3.00 m(層高),窗臺高度為900 mm,窗高一般為1 500 mm;寬根據房間寬度而定,一般為1 200 mm,1 500 mm,1 800 mm,2 100 mm,2 400 mm等(見圖1)。

4.1.3 豎向肋帶的設置

[13] 榮正通：《身份認知差異與中美關系中的南海問題》，《國際關系研究》2016年第2期，第140-152頁；柳思思：《身份認知與不對稱沖突》，《世界經濟與政治》2011年第2期，第114-127頁；齊尚才：《錯誤知覺、議題身份與國際沖突—以中美南海航行自由爭議為例》，《外交評論》2017年第5期，第65頁。

豎向肋帶設在門兩側,窗洞口兩側,外墻與內墻交接處(見圖2)。

4.1.4 水平向肋帶設置

水平向肋帶設置在窗臺下、窗豎向高度的中間處和窗洞口上皮等處(見圖3,圖4)。

4.2 鋼筋混凝土聚苯乙烯保溫外墻的施工順序

4.2.1 基礎圈梁上面或樓板上面放墻線

澆筑基礎圈梁時在墻中心軸線兩側各75 mm處預設φ 6@200的鋼筋,并伸出圈梁頂面250 mm的搭接長度(見圖3)。

放線時先放復合保溫外墻的中心軸線,再根據中心軸線放100 mm厚聚苯乙烯保溫板兩面邊線,然后放復合保溫外墻的內外邊線。

4.2.2 立100 mm厚聚苯乙烯保溫板

立100 mm厚聚苯乙烯保溫板之前,先根據肋帶間設計尺寸對保溫板進行裁剪,把已裁剪好的聚苯乙烯保溫板立于基礎圈梁上的放線位置或樓板上的放線位置上,然后做臨時斜支承固定(見圖3)。

先根據設計對鋼筋進行加工,或加工成鋼筋網片后運至施工現場進行綁扎。需注意的是鋼筋要伸出肋帶上搭接長度,待進行肋帶上部施工時進行搭接綁扎(見圖3)。

4.2.4 模板安裝

先在模板加工場里按設計尺寸加工或拼裝成一個個定型模板塊,然后用卡具進行拼裝,并在安裝固定之前進行校正,檢查后進行加固[5]。

4.2.5 混凝土澆筑

施工對混凝土的要求:1)因復合保溫外墻兩側的混凝土板厚均為50 mm,因此為方便混凝土澆筑,混凝土必須為細石混凝土,石子粒徑為5 mm～15 mm;2)為方便混凝土的澆筑,混凝土的坍落度選為50 mm～70 mm[5]為宜;3)要注意先澆混凝土與后澆混凝土之間的搭接時間不能超過混凝土的凝固時間 180 min～210 min[5];4)混凝土的強度根據設計要求施工,一般為C20～C30;5)根據施工進度和拆模時間要求可以適量摻入早強劑。早強劑的摻入數量根據凝固時間的提前量試驗確定;6)為保證所立聚苯乙烯保溫板在施工時不偏位,要做如圖5所示的漏斗,混凝土澆筑時要注意保溫板兩側混凝土澆筑量必須大致平衡,避免保溫板偏位;7)振搗要用附著式振搗器,根據單個振搗器振搗范圍確定其位置和數量。

4.2.6 模板拆除及養生

1)模板拆除時的混凝土強度應符合設計或規范規定,并應能保證表面及棱角不受損傷。2)養生時用噴霧器噴水后用塑料薄膜覆蓋。

4.2.7 墻面抹灰

在墻內外表面鋼筋混凝土肋帶設置處粘100 mm寬,5 mm厚皮棉帶,其上粘紗網后進行抹灰即可達到保溫效果的目的(見圖6)。

4.3 鋼筋混凝土聚苯乙烯保溫外墻與其他構件連接

1)鋼筋混凝土聚苯乙烯保溫外墻與柱的連接。2)鋼筋混凝土聚苯乙烯保溫外墻與梁的連接(見圖7)。3)鋼筋混凝土聚苯乙烯保溫外墻與樓板的連接(見圖4)。4)鋼筋混凝土聚苯乙烯保溫外墻與內墻的連接(見圖8)。

5 結語

從上述能得出如下結論:1)保溫性能滿足北方地區房屋設計的要求。2)墻體承重滿足結構設計的要求。3)保溫層不受破壞,能保證房屋的保溫效果。4)經濟合理,有推廣價值。

[1]章熙民,任 澤,梅飛鳴.傳熱學[M].第4版.北京:中國建筑工業出版社,2001:12.

[2]賀 平,孫 剛.供熱工程[M].第3版.北京:中國工業出版社,1993:11.

[3]唐錦春,郭鼎康.簡明建筑結構設計手冊[M].第2版.北京:中國建筑工業出版社,1992:12.

[4]唐淑英,褚鵬翼.吉林省建筑工程預算定額[M].長春:吉林人民出版社,2001:10.

[5]李樹梅.建筑外墻保溫技術[J].山西建筑,2008,34(1):249-250.

[6]毛鶴琴.土木工程施工[M].第2版.武漢:武漢理工大學出版社,2006:7.