關于鋁合金模板在施工中的應用探討

張瑜年，張 明

（甘肅華蘭工程監理有限公司，甘肅 蘭州 730000）

0 引言

為了保護綠色建筑的發展，國家也不斷要求綠色建筑在建設中遵守可持續發展的政策，持續宣傳綠色建筑，促進人與環境的和諧發展。

為了減輕木材資源不足帶來的壓力，中國逐步開發出像鋼鐵模板、竹子模板、塑料模板和其他模板一類的新型模板，以在一定程度上節約木材。但在積極宣傳使用的過程中，仍存在嚴重的浪費地區資源、不當使用、無法保障混凝土結構等缺點，形成的質量等許多問題不能滿足環保建筑的要求。隨著對綠色建筑的需求的增加，鋁合金模板在高層建筑和超高建筑中得到了廣泛的應用，因為它具有良好的鑄造質量、高回轉率和環保效益［1］。

1 鋁合金模板概念

鋁合金模板是一種由鋁合金材料制成的模板結構系統，也稱為鋁模板，它消除了市場上許多模板系統的缺陷，大大提高了模板技術的性能。在過去的幾年里，被廣泛地用于中國的高層建筑和超高層建筑。它的結構由四部分組成：鋁板、支架、繩索和配件；模板的形式主要包括平模板、連接模板、陰陽角模等，以及橫截面和封堵邊，形成平模板，用于分擔自身重量和混凝土承重。與此同時，模板由別針、楔子等拼接在一起。用于墻體、地板和梁的構件。在施工過程中（見圖 1），角構件通常是通過連接角板、內外角板和其他形式的模板來構建的。支撐系統主要在模板系統中起支撐作用，以確保模板施工的總體穩定性，主要包括縱向支撐和側支撐。固定系統主要是保證混凝土的成型質量，不會在澆灌過程中變形或受損，因此包括墻螺絲釘、連接器及其他鋁制模具不會損壞，包括模板組裝，以滿足建筑質量等方面的要求。

圖1 鋁模板現場安裝展示

2 鋁合金模板優點

2.1 鋁合金模板特點

鋁合金模板系統在中國的模板市場上仍然是一種新型的模板系統，但它的特點是滿足高建筑和高模板技術的需求，主要體現在以下方面。

1）一旦合并完成，對建筑而言是便捷的。模壓板采用鋁合金結構，使模壓板垂直、水平連接并支撐成一個整體，并將所有模具板連接在一起后澆筑一次混凝土；與此同時，鋁合金模板的表面質量比傳統模板高得多，而且沒有松散連接造成的泄漏。此外，鋁模型很輕，有效地減少了勞動量。現場施工方便、簡單、高效，沒有復雜的工藝流程，保證混凝土澆筑進度和整體質量［2］。

2）參考早期拆模的相關原則。鋁合金建筑模板通常采用一層模板和三層支撐。模板板必須先拆卸，鋼頭和鋼支架必須專門用于執行早期拆卸理論中的“拆板不拆柱”原則，使地板處于短脈沖加載狀態。只要混凝土強度達到設計強度的 50 %，模板地板就可以拆除。當設計強度達到時，所有的縱向支撐都被移除，下層建筑就可以完成［3］。

3）有利于工業建設。在前期施工準備階段，為了便于施工和提高施工效率，樣品供應商根據工程項目的要求，對樣品的規格和尺寸進行不斷深入的設計，盡可能滿足工程施工對樣品的要求；并在運往現場前，對鋁合金樣品的質量進行檢驗和驗收，并進行整體組裝，盡可能減少現場樣品數量（見圖 2、圖 3）。

圖2 模板調整

圖3 鋁合金模板施工式樣

4）更多的周轉率和長時間的使用。根據鋁模型的相關數據，美國的使用記錄超過 3 000 次，中國的建筑記錄超過 200 次。每次銷售的成本都遠低于傳統模型，鋁模型的其他值的回收價值也很高。考慮到成本，這是應用程序的唯一客觀值。由于鋁合金模型的高銷量，鋁合金模型的使用壽命比傳統板長得多，這大大節省了木材資源，減少了中國木材市場的短缺。

2.2 鋁合金模板優勢

2.2.1 自重輕 穩定性能好

鋁制模板是市場上最輕的金屬模板，因為它的密度較小，每平方米成品的質量不足 25 kg，大大降低了建筑自重。鋁制模板的所有部件都與鋁制模板組裝在一起，形成一個完整的框架結構體系，整體硬度大，穩定性好，承受能力強，應用范圍為 10～60 kN/m2，不會出現擴展、爆炸等現象。

2.2.2 周轉率比較高 施工質量高

一套完整的鋁合金建筑模板如果注意保養，合理規范進行施工，能達到 300 次以上的周轉次數，周轉率較高，進而降低攤銷成本，應用在高層中滿足較高周轉率時，優勢明顯突出。

2.2.3 施工效率高 施工現場整潔

由于鋁合金外殼的高度標準化，其優點是它的快速拆卸速度是傳統外殼的 2～3 倍，提高了施工效率；短期周期滿足勞動力短缺或高成本的要求，短期周期也大大降低了管理成本。鋁合金外殼通過一個支撐結構系統，支撐室基本上為 1.5 m。在施工過程中，工人可以使用它，所有的配件都可以多次使用。在模板被移走后，幾乎沒有垃圾，場地又干凈又整潔（見圖 4）。

圖4 樓梯模板安裝示意圖

2.2.4 應用范圍廣 回收價值高

鋁模板可用于一般混凝土構件的墻面、梁、地板、柱、樓梯，以及陽臺、窗臺、浮板等特殊要求構件，可滿足模板技術的基本要求。

由于鋁模板屬于保護環境的建筑材料，對環境的影響有限。使用后，鋁廢料可以大量回收，購買價格可以達到 50 %。與此同時，它還減少了傳統木板的使用，這符合低碳社會的概念和綠色環境的保護且具有良好的市場前景和模具工業發展的新趨勢［4］。

2.3 鋁合金模板缺點

鋁合金模板工程在中國的開發時間短，具有很多優點，但利用率遠低于傳統的木材模板工程。況且，目前中國鋁合金模板工程系統多采用國外先進技術，缺乏創新，在使用過程中不能滿足我國建筑條件的要求。鋁合金模板的局限性主要反映在以下幾個方面。

1）在高層和超高層居住用建筑以及同一結構形態的多層建筑中，鋁合金建筑系統能更好地反映固有優點，保證工程質量和工期，將建設費用最小化。但是使用的范圍比較小。多層和小型高層建筑，特別是復雜結構的特殊情況下，鋁合金模壓造價常常高于現有結構。一般來說，不到 30 層的建筑不應考慮鋁合金建筑施工。

2）圖紙必須在設計過程中被完全理解。一旦加工，在現場施工過程中，就無法偶然修改規模及尺寸。因此，參與鋁合金加工作業的所有當事人都要做好合作、溝通，防止現場的不利情況，減少發生問題。同時，為了滿足所有者的特殊要求，設計師必須不斷深化設計，以保證工程的正常布局。

3）初始投資成本太高。第一次使用鋁合金模具工程的購買費用要比傳統的木質模具工程的購買費用高得多，因此大部分建設公司選擇建筑模具工程時都要丟棄鋁制模具工程，因此對第一次使用鋁材模具工程的投資成本高，直接影響到鋁材模具工程的宣傳和使用。

4）第一次使用鋁合金模板，鋁合金表面與混凝土之間會發生一些化學反應，氣泡較小，直接影響混凝土成型的表面質量。同時，這種化學反應還會繼續存在，作為再利用用途，使混凝土成型降低。

5）鋁制建筑暫時還沒有在地下室建筑工程系統設置中使用。主要用于高層和超高層大樓的標準層。由于復雜的建筑環境和地下室的特殊結構構成因素，鋁合金模具工程的相關規格和尺寸無法滿足要求。地下室疏松工程系統中，傳統的木質模板工程使用，可以更好地滿足地下室建筑模板工程的基礎［5］。

3 鋁合金模板施工工期對綜合經濟價值的影響

在施工項目中，除了人力成本、材料和機械成本以及其他消費成本外，施工時間是影響施工項目投資決策的最重要因素。然而，根據模板項目的要求，施工時間占了施工總時間的很大一部分。因此，施工單位需要在保證質量的基礎上盡可能縮短施工時間。然而，如果建設時間縮短，勞動強度肯定會增加，效率也會降低。雖然施工管理成本是節約的，但直接成本肯定會增加，這將導致實際工程項目的一般成本增加，不利于工程項目。由于專業水平高，鋁合金模板的施工時間通常比市場上的其他模板短。如果施工條件比較成熟，可以保證模板施工的正常速度。木板每層約 7 d，鋼板每層約 6 d，鋁板每層約 5 d。隨著鋁合金模板層數的增加，在不直接增加施工成本的情況下，可以節省更多的時間和縮短施工時間，這有利于控制工程造價，解決實際工程造價與施工造價之間的矛盾。在人們追求高層建筑和超高層建筑的過程中，由于城市土地資源的壓力，鋁制模板正開始與市場進行比較。相對于傳統模板來說，鋁合金模板質量較輕，結構簡單，規格較多，穩固性強，操作步驟大大減少，安裝起來簡便快捷，每層工期一般情況下 4～5 d 便可完成，大大提升了施工效率，縮短了施工工期，節約了施工成本，為高層建筑施工企業創造了更高的經濟收益。

4 鋁合金模板在施工中的應用價值

4.1 經濟應用價值

與傳統的模具板相比，鋁制模具板具有重量輕、結構簡單、規格多、穩定性強、操作步驟明顯減少、安裝簡單快捷的優點。每個樓層的施工時間可以在 4～5 d 內完成，大大提高了施工效率，縮短了施工時間，節約了施工成本，為高層建筑企業創造了更高的經濟效益［6］。

4.2 社會應用價值

這種材料被用來制造可再生的鋁模具，所以鋁模具可以安裝和使用多次。通常情況下，鋁合金模板可以使用 300 多次而不會損壞?？梢钥闯?，鋁制模具的回收價值很高，具有良好的節能環保性能，不會對生態環境造成任何損害，反映了中國綠色環保理念，促進了可持續發展，也改善了社會福利［7］。

5 鋁合金模板在實踐應用中的建議

5.1 鋁合金模板在研發設計中的建議

加強相應標準，統一規范開發者和設計人員的合作；借鑒國外先進設計理論，總結設計存在的問題，綜合考慮我國高層建筑的特點不斷改進早拆模板相關支撐體系缺陷，開發統一設計鋁合金施工配模軟件和產品質量管理軟件。研發鋁模板的同時，借鑒其他模板的優點，開發鋁模板和其他模板結合的新型模板結構體系，如借鑒塑料模板的優勢，研發鋁邊框木塑膠合板相應模板，可減少鋁合金的使用，同時很好利用浪費的木材，符合當前我國國情現狀。

5.2 鋁合金模板產品質量和施工中的建議

考慮到鋁合金產品的質量和施工問題，借鑒國外最新科研成果，在此基礎上加以創造，提高鋁合金模板生產的質量。要嚴格控制原材料質量，制定統一的驗收標準；電解鋁工藝不斷優化電解質工藝，在此基礎上開發出污染環境小、生產效率高的新型鋁材生產工藝；控制各工序，對鋁合金模板操作人員進行專業培訓，提高工作效率，確保工程順利進行；加強各方合作交流，共同制定更好的解決方案，解決鋁合金模板回收率低的問題；在施工過程中嚴格規劃施工，滿足進度要求，解決各個環節的質量問題；理安排施工工藝，注意保持鋁合金框架施工工藝，降低模板損失率，提高周轉率。

6 結論

鋁模在當今社會中的應用，突出了其經濟、社會、生態等方面的價值和優勢，也成為建筑行業快速發展的不可替代的環保材料。因此，推動鋁模的應用刻不容緩，但應該深入了解鋁模，了解其具體特征及應用價值，關注當前的應用，通過鋁模創造價值和效益。