孫佰成
(中冶建工集團有限公司,重慶 400084)
在建筑物結構外側施工保溫層,可有效緩解因室外季節溫度變化導致結構變形收縮產生的應力,減輕雨、雪、凍、融、干、濕循環等環境下對結構墻體的破壞,同時也可減少大氣中有害氣體和紫外線對外圍結構墻體的侵蝕。由此可見采用外墻外保溫既可以對主體結構起到保護作用又能延長主體結構的耐久性[1]。
外墻外保溫技術,保溫材料貼在墻體的外側,不減少住宅用戶的使用面積。
外墻外保溫還可有效消除“熱橋”的影響,防止結構“熱橋”部位產生的結露,又可降低“熱橋”造成的熱損失。這一點在北方嚴寒地區表現尤為明顯。鑒于外墻外保溫方式的諸多優點,據統計,現階段 90 % 以上的住宅及商業建筑均采用外墻外保溫方式。
外墻外保溫同時也存在一定的缺點,比如施工成本較高、施工難度相對內保溫較大(特別是高層建筑),對外墻保溫系統施工工藝和施工步序要求較為嚴格,施工過程中又涉及到裝飾層的施工,其施工質量控制難度較大。
LS 復合保溫外模板是最近幾年投入建筑實體的一種新型外保溫復合材料,其外保溫系統具備常規外墻外保溫的優點而又不同于傳統常規外墻外保溫系統,LS 外模板復合保溫系統由 LS 復合保溫外模板和自保溫砌塊墻體系統組成,其中自保溫砌塊為 LS 復合保溫外模板保溫系統的配套使用材料,用于外墻填充墻部位[2]。
目前 LS 復合保溫外模板及其配套自保溫砌塊均采用多層構造設計和工廠預制生產,具有較高的強度和良好的保溫、防火性能,滿足現行建筑節能設計標準要求和混凝土模板的使用要求。LS 復合保溫外模板由保溫芯材、粘結層、保溫漸變層等構成,從而緩解了最外側保溫模板因環境變化所產生的應變,相對于傳統外墻外保溫施工,LS 外模板復合保溫系統在施工外墻外保溫的同時其復合保溫外模板又兼做了主體結構墻體施工的外模板。
常規外墻外保溫系統多為高空施工作業,并且現場施工面積較大,各施工步序在把控過程中人為因素產生質量問題的概率也較大,極易造成結構基層處理不到位出現里外“兩層皮”的現象留下質量隱患。LS 復合保溫外模板由工廠預制生產,現場施工過程中其內側面與結構墻體現澆混凝土接觸面可以達到近乎 100 % 密封粘結,實現了建筑節能與結構一體化同步施工的理想施工步序。相對于常規外墻外保溫系統,LS 復合保溫外模板兼做結構施工模板,其本身剛度完全能夠滿足要求,采用 LS 復合外保溫系統則更加牢固可靠。
當然,LS 外模板復合保溫系統也存在一些的缺點,例如 LS 外模板復合保溫系統中 LS 外模板的分層厚度 δ 較厚(≥80mm),相對于常規木模板來說,不便于吊運、安裝、支撐加固等。LS 外模板安裝前,需要對整個涉及到外保溫部位的結構墻體外模板進行細致的深化設計排版工作,其前期技術準備工作相對較大。在安裝施工過程中,其吊運、安裝、支撐加固等關鍵工序要引起足夠重視,避免出現吊運及安裝過程中的外觀破損影響外觀成型質量的現象,尤其注意 LS 復合保溫外模板的外墻陰陽角、窗洞口、分隔縫等特殊節點部位的支撐加固,要采取切實可靠的施工措施確保外模板不移位,板與板接縫處不漏漿、不脹模,因為一旦出現常規的外墻結構施工的質量缺陷,LS 復合保溫外模板可能會更加難于處理,也會影響后序施工。本文通過具體工程實例總結 LS 外模板復合保溫系統的施工工藝流程和其外模板排版、吊運、安裝、支撐加固等關鍵工序的施工技術應用及具體控制要點。
本工程為濟南市某小區建設項目,建筑高度 76.8 m,總建筑面積 88 500.0 m2,剪力墻結構,住宅樓標準層層高 3.0 m。本工程原建筑節能設計為常規 15 mm 厚膠粉聚苯顆粒+80 mm 厚擠塑聚苯板 +10 mm 厚膠粉聚苯顆粒+5 mm 厚耐堿網格布、抗裂砂漿的外墻外保溫系統。后根據濟南市現行工程竣工驗收標準和消防規范要求,防止高層建筑外墻保溫材料脫落,有效提高建筑外墻保溫材料質量和使用年限,變更為采用 80 mm 厚 LS 復合保溫外模板和配套自保溫砌塊的外保溫系統。其具體構造如圖 1 所示。
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圖1 LS 復合保溫外模板構造圖
本工程是實現建筑節能與結構一體化同步施工的又一實體項目,在 LS 外模板復合保溫系統施工前分別對其施工工藝、建筑外立面結構墻體外模板深化設計排版等關鍵工序及外墻陰陽角、外模板拼縫、分隔縫特殊節點部位外模板的支撐加固均采取了切實可行的施工措施,施工前做到了盡可能充分考慮施工中遇到的問題,施工過程中嚴把了各個施工步序的施工質量,施工完成后達到了預期的施工質量標準要求。
LS 外模板復合保溫系統的施工工藝已比較成熟,具體工藝流程如圖 2 所示。

圖2 施工工藝流程圖
1)LS 外模板外保溫系統性能指標(見表 1)。

表1 LS 外模板外保溫系統性能指標
2)LS 外模板復合保溫系統中的連接件是外模板與現澆結構混凝土的重要連接構件,應采用正規新料尼龍或尼龍金屬組合等材質(不銹鋼或經過表面防腐處理的金屬制成),杜絕使用再生料劣質制品過早老化留下質量隱患。端部應帶有圓盤,尾部應帶有羊角端頭或本身帶有倒刺,圓盤直徑不小于 60 mm。具體如圖 3 所示;其性能指標如表 2 所示。

圖3 連接件大樣圖

表2 連接件性能指標
3)LS 復合自保溫砌塊性能指標(見表 3)。

表3 LS 復合自保溫砌塊性能指標
4)專用砌筑砂漿主要性能指標(見表 4)。

表4 專用砌筑砂漿主要性能指標
5)LS 復合保溫外模板抗裂粘結層主要材料為抗裂砂漿,其主要性能指標如表 5 所示。

表5 抗裂砂漿的性能指標
1)LS 外模板及配套自保溫砌塊材料進場后,按相關要求進行現場取樣復試。LS 外模板墻面使用面積5 000 m2劃分為一個檢驗批,不足 5 000 m2也劃分為一個檢驗批,LS 外模板的厚度、長寬尺寸和板面平直度應符合規范要求,其尺寸及安裝后允許偏差值如表 6~7 所示。

表6 LS 外模板尺寸允許偏差

表7 LS 外模板安裝允許偏差
2)L S 復合自保溫砌塊允許尺寸偏差要求如表 8 所示。

表8 自保溫砌塊允許尺寸偏差
3)LS 外模板復合保溫系統節能工程檢驗批質量驗收,其檢驗批應按主控項目和一般項目驗收,主控項目應全部合格。一般項目,當采用計數檢驗時,至少應有 90 % 以上的檢查點合格,且其余檢查點不得有嚴重缺陷;應有完整的施工操作依據和質量檢查記錄,檢驗批質量驗收記錄表按 GB 50300-2013《建筑工程施工質量驗收統一標準》執行。
施工前要對所有施工人員進行 LS 外模板復合保溫系統施工工藝、特殊節點部位施工方法和施工措施等內容進行系統培訓。讓現場施工人員了解掌握 LS 外模板復合保溫系統的質量驗收標準和相關的施工技術要求。
LS 復合保溫外模板用量應根據施工現場的進度要求陸續組織進場,運輸時應輕拿輕放,裝卸時嚴禁摔震、踩踏。要設有專門的堆放和分割加工場地,場地應進行平整夯實、硬化處理,并有排水措施。要分類儲存平放碼垛,不宜露天存放,要有防雨、防曝曬措施;最高堆放不應超過 20 層。場地宜設在吊裝設備覆蓋工作半徑范圍之內,便于用塔吊等進行垂直運輸。吊運外模板,可根據所選用的外模板最大規格尺寸制作成成品安全吊斗,吊斗上方應配有安全防護兜網,并確保吊斗環索牢固可靠,防止吊運過程中外模板滑落造成物體打擊等安全事故。吊斗內部尺寸要選用 LS 外模板最大規格尺寸每邊外擴 150 mm,并對吊斗四周采用膠墊作為防護,避免外模板在吊運過程中出現棱角破損而影響后序施工。
LS 復合保溫外模板使用前,應結合建筑、節能、結構設計圖紙反復對照平、立面圖運用 BI M 技術和 CAD 制圖法等制定排版分格方案,并繪制 LS 復合保溫外模板深化設計安裝排版圖。其排版原則應根據每個建筑外立面結構墻體寬度做為參照,并編號標示清楚,盡可能選用大規格整板外模板,減少拼接。減少了外模板的拼接次數就減少下一步外模板安裝、加固的施工難度,同時也將減少因外模板拼縫處防止收縮變形、開裂所采取的附加熱鍍鋅電焊網(耐堿網布)抗裂砂漿找平等后期諸多工序。
一般情況下,房屋建筑的標準結構層高為 3.0 m,LS 復合保溫外模板的規格尺寸一般長度為 2 400、2 900、 3 000 mm;寬度為 600 mm、1 200mm;其規格尺寸均能滿足一般標準層結構外墻體的使用要求。如有超過 3.0 m 標準層結構高度的,必須進行豎向拼接外模板時,排版原則上不宜超過兩塊,相鄰外模板間要進行相互錯縫布置,其中所選用拼接的小規格外模板長度不宜小于整板板長的 1/3,對局部無法滿足規格安裝要求的部位,可根據現場實際截面尺寸進行切割配模,但非規格外模板最小寬度不應小于 150 mm,并應增設固定連接件。
外模板連接件宜在外模板安裝之前安裝,這樣便于連接件間距的控制和外模板鉆孔施工。首先在一側外模板上準確標記出連接件的間距和具體位置,然后用電鉆(手槍鉆)在 LS 復合保溫外模板上鉆透孔,鉆孔時,外模板下方連接件孔與孔之間要下墊木枋,木枋厚度應大于外模板連接件外露長度。將帶圓盤的連接件從孔中穿入,連接件在混凝土內的有效錨固長度應≥50 mm;自室外地坪標高以上 20 m 高度范圍內每平方米≥ 5 個,且間距≤ 500 mm ;20~60 m 高度范圍內每平方米≥ 6 個;60 m 以上高度范圍每平方米≥10 個。連接件距離 LS 板外邊緣至少 100 mm,并在外模板另一側用帶有羊角的專用螺母擰緊固定,待后序外模板安裝完成后,在內模板安裝前,用扎絲固定在結構墻體鋼筋上,用與墻體 LS 復合保溫外模板的暫時固定。
依據外立面 1∶1 比例排版設計方案進行 LS 復合保溫外模板安裝,要確保外模板外立面位置與排版設計方案編號位置一一對應準確。原則上先安裝陰陽角部位置,然后按順序依次進行安裝,外模板的拼接縫處應拼裝嚴密[5],接縫處均加設雙面膠海綿條確保混凝土澆筑過程中不漏漿。針對首層墻體根部外側可將 LS 復合保溫外模板延外結構墻體根部向下再延伸 100 mm,并在根部貼近結構墻體處加設雙面膠海綿條。待 LS 復合保溫外模板安裝位置準確就位后,在結構墻體內側用扎絲將外模板連接件與墻體鋼筋進行暫時固定拉結。
1)LS 外模板的陰、陽角施工措施:陰、陽角處外模板在墻角處兩塊板相交接處,為確保拼接縫處嚴密,在相交接處加設雙面膠海綿條,保證其在澆筑混凝土時不漏漿,以確保其施工質量。待混凝土澆筑完成時,在陰、陽角處分別鋪設熱鍍鋅電焊網(耐堿網布)延外墻面延伸 100 mm,以防開裂。如圖 4 所示。

圖4 外墻陰、陽角施工大樣圖
2)結構墻體鋼筋綁扎完成后,其結構墻體內涉及水電安裝的預埋線管、線盒、預埋件等應在墻體內、側模板安裝前隨墻體鋼筋驗收同步完成驗收,線管、線盒的安裝固定應盡可能避開 LS 復合保溫外模板的固定連接件。
3)安裝墻體內、側模板應依據 GB 50204-2015《混凝土結構工程施工質量驗收規范》和 JGT 162-2008《建筑施工模板安全技術規范》的要求,采用常規施工方法安裝,鋼筋綁扎驗收合格之后,為控制內外模板之間的距離和混凝土保護層的厚度和結構幾何尺寸,需要在模板之間放置模板定型限位撐(控制在 3~4 個/m2),具體限位撐型式與放置方法如圖 5 所示。

圖5 模板限位撐安裝大樣圖(單位:mm)
LS 復合保溫外模板與內、側模板準確就位安裝完成后,對外模板進行加固,首先用電動開孔器對 LS 復合保溫外模板進行開孔,孔內穿 PVC 塑料套管,套管中穿對拉螺栓,安裝次楞(50 mm×80 mm 木枋,豎向間距 200~300 mm)和主楞(48.3 mm×3.6 mm 鋼管,與對拉螺栓配合使用)并初步調節螺栓,螺栓間距控制在 400~500 mm,外模板開孔應避開LS復合保溫外模板固定連接件位置。對拉螺栓緊固前,先進行外、內側模板的垂直度校正和結構幾何尺寸復核,直至達到準確位置時緊固螺栓完成外模板加固。
在 LS 復合保溫外模板的模板豎向通長拼縫處的木枋底部附加一塊 18 mm 厚 300 mm 寬的竹膠板沿豎向板拼縫通長布置,用于防止外模板較長拼縫處脹模、漏漿。為保證外模板加固整體平整,在對拉螺栓處附加一塊 18 mm 厚 100 mm×200 mm 的竹膠板,使其各加固點在同一水平面標高位置,對涉及有外立面墻體超過標準層高,豎向結構 LS 復合保溫外模板必須拼接時,其拼縫處加固可同樣采用此施工方法加固(見圖 6)。

圖6 外模板拼縫及加固施工大樣圖(單位:mm)
混凝土澆筑前,采用鍍鋅鐵皮根據外模板的厚度制作成扣槽扣在 LS 復核保溫外模板的上口使其形成保護帽,防止在混凝土澆筑過程中對外模板造成破損,影響后序外模板間拼接縫施工質量。振搗混凝土時,應注意振搗棒盡可能避開外模板連接件位置,避免澆筑過程中造成振搗棒觸碰連接件,造成外模板連接件松動影響外模板與結構墻體的粘結力。
拆除墻體模板時,新澆混凝土強度達到 1.2 N/mm2后方可拆模。墻體進行分散拆除,先拆除斜撐拉桿、自上而下拆除外楞及對拉螺栓、分層自上而下拆除次楞(木枋)或主楞(鋼管)及零配件和內、側模板[6]。當墻體混凝土澆筑完成時,LS 復合保溫外模板與結構墻體已形成一體,將進入外側結構墻體的戴模養護階段,其內、側模板拆除后,可采用灑水等常規混凝土養護方式,必要時,也可采用覆蓋養護或噴涂養護劑等方式養護[7],養護時間不得少于 14 d。在外側墻體裝飾面層施工前,要對墻體對拉螺栓孔進行封堵,首先采用發泡劑對孔洞進行充填,再用成品堵漏劑進行封堵,以防后期外墻滲水。
LS 復合保溫外模板當立面使用面積超出 36 m2時,應設置抗裂分隔縫以防止面積過大造成開裂,標準結構層高為 3.0 m 時,其豎向分隔縫間距控制在≤12.0 m,其中水平抗裂分隔縫按設計要求設置,一般為每 3~4 層設置一道分隔縫,分隔縫應采用專用切割工具進行切割,分隔縫寬度為 20 mm,分隔縫內采用聚苯板條材料及背襯加建筑密封膠嵌縫處理。具體施工大樣圖如圖 7 所示。

圖7 抗裂分隔縫大樣圖(單位:mm)
LS 外模板復合保溫系統外圍護結構中局部采用配套的自保溫砌塊,自保溫砌塊填充墻外側宜與 LS 復合保溫外模板系統墻體在同一垂直面上。砌筑 LS 自保溫砌塊前,將原施工墻體的側面墻體拉結筋預埋件根據自保溫砌塊的模數(幾何尺寸)焊接完成墻體拉結筋與自保溫砌塊砌筑拉結,砌筑要采用配套使用的專用砌筑砂漿。其與保溫外模板墻體砌塊相交處構造如圖 8 所示。

圖8 保溫板與墻體砌塊相接構造示意圖(單位:mm)
LS 外模板現澆混凝土復合保溫系統可有效降低外墻外保溫系統中保溫層與附加裝飾層的施工難度,又可有效減小外墻面層空鼓、開裂和墻面滲水等質量通病問題,是目前較為可靠的復合外保溫系統建筑構造。因其施工工藝簡單,真正實現了建筑節能與結構一體化同步施工,施工過程中受天氣及環境影響較小,目前外模板已大量進入產業化生產,保證了產品質量和工程質量,為用戶帶來了更好的建筑品質,其質量已得到多工程實體施工質量的有力驗證,不久的將來將會得到極大的推廣應用,具有更為廣泛的發展前景。