關于鋁合金模板與木模板組合工藝問題的研討

王 歡，苗 碩，郭德強

（1.中建鋁新材料河南有限公司，河南 鶴壁 458030；2.中建七局安裝工程有限公司，河南 鄭州 450000）

進行模板工程的目的，是保證混凝土工程質量與施工安全、加快施工進度和降低工程成本。建筑模板的優劣便直接關系到工程的質量。鋁模板作為一種在建筑方面，新型綠色環保、高效、并可多次重復利用的新型模板系統，因其展現出的耐用性、利用率、優秀的支撐系統等優異表現，在國內慢慢被大規模使用和認可。而木模板的低成本，更高的可操作性等優異性能也被廣泛利用[1]。但兩者模板均有弊端，是否可以使用兩種模板組合工藝，即可滿足工程需要，且使用方便，降低使用成本。

1 鋁合金模板與木模板及其他建筑模板發展及工藝了解

1.1 鋁合金模板

鋁合金模板作為新興的建筑模板，鋁合金模板技術于20世紀60年代年起始于美國，先后在加拿大、巴西、韓國和印度等多個國家和地區受到重視并應用于建筑行業。我國于20世紀80年代引入建筑鋁合金模板，一經出現便被大量使用，之所以成為建筑模板的寵兒，深究其原因，我們不難發現鋁合金模板的優點：①優秀的耐用性。全鋁材質，不會生銹，易于保管，沒有失火安全隱患。②超高的利用率。在保證建筑物的整體強度的條件下，周轉使用壽命可達150次以上，在回收時也具有較高的回收價值，可一直循環利用。③優秀的支撐系統。使用快拆技術，一套模板、三套支撐完成整個建筑施工。④更好的操作性與安裝性。作業簡便，拼裝較快，可解決木工短缺等問題，鋁合金模板強度高、重量輕，可全部使用人工拼裝、轉運，不依賴起重機械，適應性廣，降低塔吊占用及運輸設備運行費用。也不使用釘子，可避免現場人員被扎傷手腳等安全事故，文明施工效果明顯，且現場整潔，無廢舊木模板堆積現象。⑤混凝土的成型質量與成型后的平整光滑度。⑥施工精度和拼縫精度更高，可達清水墻效果，減少二次抹灰作業成本。⑦施工時間短，整體澆筑，一次成型。⑧低碳環保等其他優異的性能。這些優點便是鋁合金模板備受建筑行業青睞的原因。且鋁模板是標準化生產，不斷循環利用，跟其他傳統建筑模板相比較，能夠滿足絕大部分需求。但鋁合金模板并不是完美的，我們避其鋒芒，尋找更深層次的答案，可以發現盡管鋁合金模板優勢非常明顯，但其昂貴的成本與造價是不可忽視的，也是客觀存在的事實。在超高層或是標準層較多的建筑物或多次循環利用時，平均成本才會相較于木模板、鋼模板和塑料模板等其他建筑模板達到同一起跑線，甚至更省錢，但并不是每個項目都會是這樣的情況。在非常復雜的結構，或是狹小空間或是存在很多變更的時候，鋁合金模板卻變得會麻煩一些，不如木模來的簡單，便于運輸。綜上所述，我們不難發現，鋁合金模板最大的短板就在于成本與價格和復雜變化多次的情況。

通過近幾年市場的鋁模板產量及遞增速率來看，雖然受疫情影響，各個行業受影響嚴重，但鋁模板市場仍有巨大潛力空間。2014～2019年，我國鋁合金模板產量由100萬平米快速增加至4920萬平米，CAGR達118%。根據中國基建物資租賃承包協會數據顯示，截至2020年12月底，全國鋁合金模板市場保有量達6200萬平方米（含非標模板），相關鋁合金模板研發設計、生產加工、租賃承包企業800余家。

鋁合金模板國外方面：國外政府對建筑模板行業市場監管十分嚴格，對質量差、技術落后的模板產品實行淘汰制，鼓勵行業積極研發新型優質模板，制定了優惠政策大力推廣新型優質模板，優勝劣汰的市場競爭機制之下涌現出多家頭部企業。以德國PERI、奧地利DOKA、韓國金剛、韓國三木等為代表的國外鋁合金模板企業，通過產品研發，技術創新，提高產品技術性能，不斷滿足施工工程的需要，目前已經成長為鋁合金模板行業巨頭，業務輻射全球。

鋁合金模板國內方面：我國模板企業在吸收歐洲和韓國等國技術的基礎上，對技術進行了優化和改進。鋁合金模板企業生產廠家眾多，生產的模板品種規格多樣，較難建立統一的鋁合金模板產品標準，給鋁合金模板的推廣應用和市場管理帶來一定的困難[2]。鋁合金模板行業是完全競爭行業，市場化程度較高，市場競爭較為激烈，鋁合金模板行業內企業的競爭包括：與其他建筑模板企業的競爭及鋁合金模板行業內卷嚴重。

圖1 鋁合金模板拼裝完成圖

圖2 2014-2021年鋁模板產量及增速圖

1.2 木模板

木模板相較于鋁合金模板來講，在建筑行業中，已經使用數年，其優劣性分化明顯。木模板的優點：①成本低、重量較輕。②柔韌性較好、成型較好、可再次進行加工，也沒有模數限制。③板面平整、承載力強等其他優異的特性。而其中成本低廉且重量較輕和可再次加工這兩個優點是不少項目選擇使用木模的主要原因。當項目遭遇復雜、特殊形狀要求或是變化次數較多的情況下，木模板相較于鋁合金模板更易于加工，在現場即可處理完成，也可以更快的投入使用，哪怕在場內加工也會以更快的速度加工完成，也更方便運輸，從而可以有效地減少工期。而鋁合金模板是標準化生產，施工的結構圖及建筑圖紙需要十分準確，對項目的技術工作要求較高，需要提前做好施工前的圖紙變更和圖紙會審工作。在鋁模板加工出來后，現場安裝基本上不能修改，如若有設計變更、總包變更修改的，則需提前跟廠家溝通，重新設計，加工及制作，再從廠家運至施工現場，而木模板在工地上可以隨意切割，變更更加方便。當然木模板缺點也不容忽視：①木模板易燃，泡水后容易變形，需要額外做好防火和防水的工作。②木質建筑模板的木材消耗量大、加工損耗多，重復使用率低，周轉次數少，再利用價值低，資源破壞大，需要二次抹灰，長遠來看提高了綜合成本。③加工精度低，容易變形等。

圖3 木模板施工圖

2 鋁合金模板與木模板組合工藝可行性分析

無論是鋁合金模板還是木模板或是傳統的鋼模板、竹膠模板或是塑料模板，都不能同時滿足建筑施工的所有要求，施工時只能做出取舍。另外，從對各種建筑模板的優劣對比我們可以明顯的發現，相較于其他模板，鋁合金模板與木模板的特性更為優秀和突出，無論從使用角度、成型效果，還是從市場使用率來看鋁合金模板與木模板都是建筑施工最好的選擇。

所以我們是否可以選擇將鋁合金模板與木模板組合使用，揚長避短，彌補兩大工藝自身的缺陷，分別發揮兩種建筑模板自身的特性，尋求是否可以產生1+1＞2的結果。

在不改變鋁合金模板和木模板加工及使用機制的前提下，我們可以做出一些適時地改變去迎合施工需求，譬如在節點復雜、空間狹小、造型較多，或是使用鋁合金模板難以操作施工、鋁合金模板異形件過多、樓面C槽不常用或是難以加固、加工困難等情況下，選擇使用木模版。在變化層變化較多、較大、且不為標準模數的部分，放棄鋁合金模板，而使用木模板與鋁合金模板組合使用，這樣即可以提升操作性與操作速度，保證工期，另一方面，木模板重量較輕，也方便搬運，施工安全。兩種模板的相互結合施工，各自的缺陷可以有效地進行互補，既可以增加鋁合金模板的標件率，更多的型材去生產標準板，也可以避免大范圍使用木模板造成的木材浪費，還可以節約工期，降低成本，保證項目進度。

故從理論角度，鋁合金模板與木模板組合工藝可以達到我們目標期待中1+1＞2的效果。

3 某項目案例分析

對于大部分鋁模項目，均存在變化層，或奇偶變化等非標層。首層、頂層一般為非標準層，非標準層結構相對標準層結構的層高、梁、板尺寸會有局部變化。如本工程頂層（31層）為非標準層，層高增加12cm（即墻柱增高），頂板原三小間位置降板取消，梁截面尺寸及標高改變、空調板等懸挑板做法改變等。由于以上所述部分變動而導致標準層鋁模無法正常使用，如若因此一層而重新配置一套新的模板，對項目進度和成本都是相當不友好的。所以由此衍生出了鋁木結合的形式，利用標準層鋁模進行二次深化與木模結合，重新配模,以達到節約成本，保證工期，材料周轉等多贏的效果。

問題一：頂層層高增加（墻體高度增加）。

解決方案：在鋁模底部增加木方墊高，通過對拉螺栓/M14螺栓將木方與鋁模進行連接固定，以實現層高增高的目的。

圖4 非標準層圖紙分析標注

圖5 墻柱增高節點實例

圖6 標準層圖紙

圖7 變化層圖紙

問題二：梁截面尺寸變化。

解決方案：將鋁模中，原梁側板其中一塊取消，換成截面增加后所需高度的木模板，外側使用短木方支撐,模板之間采用對拉螺栓/M14螺栓進行連接固定。

圖8 梁高變化現場實例

問題三：31層頂板降板取消

由于31層頂板為屋面層，故需將原衛生間、廚房、陽臺等位置的降板取消，板面高度統一。

圖9 降板取消現場實例

解決方案：用原有鋁模板支模，在鋁模上部用相應高度的方木墊高木模板，以達到取消降板的目的。

運用鋁木結合的組合施工工藝勢必會涉及到鋁模與木模的連接，這也是保證質量的重要一環，節點可采用螺栓固定、對拉螺桿固定等。各節點連接要做到穩定、牢固，以保證澆筑過程中不出現任何安全質量問題。

圖10 節點連接示意圖

圖11 成型效果圖

從項目反饋及成型效果來看，此項目使用的鋁合金模板與木模板組合工藝是成功的，既避免了二次設計，二次投入，減少了運輸、人工、設計、安裝等成本，又縮短了工期，達到項目要求。

針對鋁模樓棟非標準層施工，目前行業內通常采用兩種做法：

（1）非標層結構施工用傳統木模替代；

（2）利用標準層鋁模進行二次深化，并進行二次配模。

據此已完成項目我們可以發現，此項目采用鋁木結合的施工方式，不僅可以縮短工期，還能夠降低工程施工成本，減少材料二次投入，是鋁模樓棟非標準層施工的最佳選擇，與目標期待的理論一致。

4 結語

鋁合金模板與木模板系統各有優勢，均為建筑施工提供了便利與支持，只是側重點不同。鋁合金模板與木模板的組合工藝充分發揮出了散拼木模板配模靈活、操作簡潔的優點，及時消除了由于鋁模樓棟非標準層構件尺寸的變化對鋁模板固定尺寸產生的限制，標準層又發揚了鋁模板的標準化特性，從而對鋁合金模板的實際應用產生顯著的補充效應，可以避免工期的延誤，有效節約施工成本。鋁合金模板與木模板的組合是技術與施工的完美結合，互相成就，未來鋁合金模板與木模板的組合工藝將會是市場的追捧的寵兒，必將展現出極高的潛力。