加強型ALC條板在裝配式建筑中的應用

徐雙平 胡緒剛 王飛

1.行業背景

1.1裝配式建筑的發展

改革開放以來，尤其是自2000年以來，隨著我國國民經濟的高速發展和工業科技的不斷進步，建筑行業作為經濟發展新的增長點，迎來了前所未有的市場機遇。

裝配式建筑在20世紀初就開始引起人們的關注，到60年代終于實現。英、法、蘇聯等國率先作了嘗試。由于裝配式建筑的建造速度快，而且生產成本較低，迅速在世界各地推廣開來。2017年12月12日，中華人民共和國住房和城鄉建設部發布《裝配式建筑評價標準》國家標準，自2018年2月1日起實施;2016年2月國務院頒布《關于進一步加強城市規劃建設管理工作的若干意見》，加大政策支持力度，力爭用10年左右時間，使裝配式建筑占新建建筑的比例達到30%，積極穩妥推廣鋼結構建筑;2017年3月中華人民共和國住房城鄉建設部一次性印發《“十三五”裝配式建筑行動方案》《裝配式建筑示范城市管理辦法》《裝配式建筑產業基地管理辦法》三大文件，全面推進裝配式建筑發展。文件提出，到2020年全國裝配式建筑占新建建筑的比例達到15%以上，其中重點推進地區達到20%以上，積極推進地區達到15%以上，鼓勵推進地區達到10%以上;培育50個以上裝配式建筑示范城市，200個以上裝配式建筑產業基地，500個以上裝配式建筑示范工程，建設30個以上裝配式建筑科技創新基地。

裝配式建筑行業迎來了高速發展的歷史時機。

1.2蒸壓加氣混凝土條板

蒸壓加氣混凝土條板（Autoclaved Lightweight Concrete）采用硅砂、粉煤灰、尾礦砂等硅源為主要原料，添加硅酸鹽水泥、石灰等鈣質材料，以及發泡材料、調節材料等，在反應釜中經蒸壓加氣過程形成一種多孔的建筑材料。由于具有輕質、保溫隔熱性好、耐久性好、防火耐熱性好、施工便捷等諸多特點，蒸壓加氣混凝土條板越來越廣泛地應用于裝配式建筑的圍護結構中。

2.現有產品和技術

在建造多層裝配式建筑中，典型的技術體系主要為預制混凝土體系和鋼結構體系，但這些體系普遍存在構件重、運輸困難，運費高、安裝困難，造價高，抗震等級低等缺陷。尤其是在我國新農村建設領域，缺少適宜的輕型預制板材類產品技術體系與應用標準。

在高層建筑外圍護墻體產品體系中，目前應用的是以砌塊為主，其裝配率低、施工復雜。蒸壓加氣混凝土條板用于高層外圍護結構是較為理想的產品體系，但由于蒸壓加氣混凝土條板力學性能低，根據《蒸壓加氣混凝土砌塊、板材構造》（13J104）中對于蒸壓加氣混凝體條板應用于結構外墻時規定：不論形式是內嵌或外包，允許使用范圍，即建筑高度均為H≤24米，當H>24米時，需進行個體設計。

GB15726《蒸壓加氣混凝土條板》中，ALC條板根據強度級別規定如下：

目前市面上通用的蒸壓加氣條板以A5.0型為主，由于ALC條板尺寸較大，常用規格一般為600mm*3300，常用厚度為100～200mm，在運輸以及安裝過程中邊角容易被破壞，產生部分破損，導致施工中需以砂漿、膩子等材料補齊，但往往補齊的部分由于膨脹系數和吸水率等不同而發生開裂等現象。另外，對于高層和超高層建筑，普通型ALC條板在強度和抗震等級上難以滿足要求，再者普通ALC條板施工過程較為復雜，在找平和拼接時，對工藝要求更高，也直接影響建筑質量等問題。

3.角鋼加強型ALC條板

3.1角鋼加強型ALC條板的設計

為了改善傳統蒸壓加氣混凝土條板以及其它類型輕質隔墻板在裝配式建筑施工中存在的缺陷等，研究并生產一種單側或雙側加強型ALC條板勢在必行。

其中：1）角鋼一般采用鍍鋅（25*25*3mm）型，厚度規格根據不同ALC的要求，一般為100～200mm;

2）角鋼連接件一般采用條形鍍鋅件或D8～12mm螺紋鋼; 3）加強件間隔距離為400～600mm;

3.2生產工藝介紹

3.2.1生產工藝和生產線

1）在生產蒸壓加氣混凝土ALC條板的過程中，注料后，需在模具中加入增強型網片（由于增強型網片和內嵌鋼片均在生產ALC條板過程中預先放入，成型后無法從外觀上顯示出來，因此對網片的尺寸和模具布局精準度要求較高，需按要求正確擺放），其中網片上間隔600mm的位置，焊接厚度約3mm的鋼片，如下圖4所示。一方面提高了ALC條板自身的機械強度，另一方面便于下一步在其單側或雙側錨固復合角鋼加強鋼構件，形成更為穩固的一體。

2）采用一種自動上料焊接生產線，將型號為25*25*3mm的角鋼與鍍鋅鋼片或螺紋鋼焊接在一起，為防止焊接過程中鋼材產生形變，采用電阻瞬時焊接，形成角鋼加強鋼構件。根據ALC條板的尺寸不同，以及安裝部位如外墻板、隔墻板、樓板等不同，加強構件可采用鋼片型、螺紋鋼型及其它特殊形式。再將這種加強鋼構件與網片增強型ALC條板通過錨固的方式復合在一起。

3）帶有加強網片的國標ALC條板，由機械手抓取放置于復合生產線上，自動定位后，帶有銑刀的機構，先將ALC條板兩側銑出凹槽和導向槽，再將焊接好的加強鋼構件靠在ALC條板兩側的凹槽中。帶有鉆頭的機構將角鋼加強件和ALC條板內側的加強件打孔鉆穿，再由給釘機利用燕尾釘將二者鎖緊。其中凹槽和導向槽可將鋼構件鑲嵌在里面，也方便現場施工時兩片ALC條板之間的拼接;沿著板材表面寬度約20～30mm，深度約2～3mm的區域為了處理拼縫時，壓入玻璃纖維網格布和涂覆抗裂砂漿。

3.2.2產品屬性

本文中生產加工的蒸壓加氣混凝土ALC條板，可采用以硅砂或粉煤灰等硅質材料為主加工的產品，內部含有鋼絲網片加強筋，根據不同的應用部位，可在單側或雙側進行加強。加強后的ALC產品，由于在產品兩側復合了角鋼構件，可有效保護ALC條板邊緣在包裝、運輸、安裝過程中不受破壞;另外在制品總體強度和施工方面都得到了很大提高。

加強型蒸壓加氣混凝土條板結構體系的整體裝配率可達90%;整體耐火極限大于5.5小時;隔聲性能大于46分貝（dB）;構件輕（體積密度約600Kg/m3），運輸和安裝方便;節能性能優良（150mm厚墻板K值<0.82W/（m2·K）），適合于低層、多層和高層建筑的需要。隨著裝配式建筑市場的不斷發展，以及各地產品標準的不斷出臺，加強型ALC條板必將迎來廣闊的市場前景。

3.2.3安裝和應用

傳統蒸壓加氣混凝土ALC條板，在施工現場安裝過程中，可采用人工或輔助機械手進行施工作業。由于ALC條板尺寸較大，常用規格為600*3300mm，單片板材重量超過200Kg，搬運和安裝相對困難。而加強型ALC條板一般采用條形基礎，基礎內預埋抗拔件，墻板與預埋件焊接為一體。每層墻板頂部需設型鋼格構圈梁，圈梁上部安裝樓板或屋面板，樓板或屋面板兩側的加強格構與圈梁焊接，樓板及屋面板的平面拼接處需要焊接形成整體平面結構。

圖5：隔墻板施工安裝示意

裝配式建筑體系中采用加強型ALC條板，相比于普通內外隔墻板節省現場用工20%，安裝工期減少20%，節省安裝成本32%，減少大量的現場找平、抹灰等復雜工序，不受天氣等影響，可連續施工。因此，更符合標準化生產和自動化施工的要求，建筑品質更穩定可控。

4.小結

一種鋼構件加強型的蒸壓加氣混凝土條板，可適用于目前裝配式建筑體系中，相比于現有普通蒸壓加氣混凝土條板，強度更高?，F場施工過程中，通過焊接的方式將墻板之間，或預埋件，圈梁等焊接為一體，避免板材錯位、移位和應力形變等缺陷。在墻板之間的拼縫處理時，由于尺寸精準度高，又通過銑刀開槽，凹凸結構拼接在一起。表面接觸部分，預留了寬度約20mm，厚度約2～3mm的連接處，可通過玻璃纖維網格布拼接，涂抹抗裂砂漿，防止開裂，基本解決了普通ALC條板施工以及使用中存在的問題。

（本文作者單位為青島千城綠界裝配式建筑科技有限公司 ）