輕鋼龍骨泡沫混凝土管線集成墻體在建筑工程施工中的應(yīng)用

何琪順

婁底市城市發(fā)展集團(tuán)有限公司 湖南 婁底 417000

1 輕鋼龍骨墻板的特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)

輕鋼龍骨墻板與傳統(tǒng)混凝土墻板結(jié)構(gòu)相比，輕鋼龍骨墻板具有輕質(zhì)高強(qiáng)、保溫隔熱、耐火系數(shù)高、施工簡(jiǎn)單、可模塊化生產(chǎn)等優(yōu)勢(shì)，但是鋼龍骨比填充材料導(dǎo)熱系數(shù)高約1000～1500倍，其良好的傳熱性能會(huì)使龍骨處產(chǎn)生過(guò)多的熱量而出現(xiàn)熱橋效應(yīng)，降低墻板的熱阻，增加了建筑能耗；同時(shí)，填充材料極低導(dǎo)熱系數(shù)和體積密度，導(dǎo)致輕鋼龍骨結(jié)構(gòu)整體熱容較低，蓄熱能力較差，導(dǎo)致更高的加熱或致冷的能源需求。因此，在輕鋼龍骨體系中選用具有高熱容和較低的導(dǎo)熱系數(shù)的材料有助于提高居住者的熱舒適性，提升建筑的熱行為和能源效率。泡沫混凝土采用物理發(fā)泡，將發(fā)泡劑水溶液制成泡沫，再將泡沫加入水泥基材料的料漿中，經(jīng)過(guò)混合攪拌、澆筑成型、靜停養(yǎng)護(hù)，最終形成多孔輕質(zhì)材料。泡沫混凝土的干體積密度為200～800kg／m3，導(dǎo)熱系數(shù)通常為0.09～0.17W/（m·K），同樣厚度條件下，熱惰性指標(biāo)比巖棉高1～2倍，隔熱保溫效果比普通混凝土高數(shù)倍。因此，采用泡沫混凝土作為充填材料，對(duì)提升輕鋼龍骨結(jié)構(gòu)的熱學(xué)性能非常有利。利用輕鋼龍骨作為支撐，以硅鈣板作為面層材料，在面層間澆筑泡沫混凝土漿體，形成完整一體的輕鋼龍骨泡沫混凝土復(fù)合墻板。

1.1 施工工期短

本工法免除了管線開槽、修補(bǔ)、拉毛、抹灰等施工工藝，綜合比較節(jié)約墻體施工工期約30%，可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化、工業(yè)化，縮短施工周期；輕鋼龍骨體系構(gòu)配件制作工廠化和機(jī)械化、商品化程度高，利用計(jì)算機(jī)軟件等可以對(duì)其進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)。

1.2 質(zhì)量可靠，感官效果好

發(fā)泡混凝土強(qiáng)度高，與輕鋼龍骨結(jié)合牢固，面板由工廠統(tǒng)一加工制作，墻體的平整度、垂直度控制好。輕鋼住宅輕質(zhì)高強(qiáng)，抗震性能好，安全性高。

1.3 墻體管線集成

在墻體龍骨安裝完成后線管線盒即可進(jìn)行預(yù)埋，墻體集成化程度高，布置靈活，修改方便。

1.4 經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益好

墻體造價(jià)相較于裝配式ALC條板約低220元/m3，且節(jié)約工期、建筑垃圾極少，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。符合國(guó)家環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的要求，鋼材作為可回收的建筑材料，建造和拆除對(duì)環(huán)境影響很小[1]。

2 應(yīng)用領(lǐng)域

目前，在髙層框架結(jié)構(gòu)建筑的內(nèi)隔墻應(yīng)用中，該墻體較為廣泛，但在外墻應(yīng)用中較少見。在低層建筑，內(nèi)外墻都有應(yīng)用。該墻體按應(yīng)用方式的不同劃分，有如下三大應(yīng)用領(lǐng)域。

2.1 高層框架結(jié)構(gòu)

非承重外墻和內(nèi)隔墻高層是指6層以上框架建筑?？蚣芙Y(jié)構(gòu)包括輕鋼框架、重鋼框架、輕鋼重鋼混合框架、混凝土現(xiàn)澆框架、預(yù)制件組合框架、鋼與混凝土混合框架等。內(nèi)外墻體是指這種墻體既可以作為外墻使用，也可以作為內(nèi)墻使用，內(nèi)外墻兼具。

2.2 低層輕鋼結(jié)構(gòu)

住宅承重外埔和內(nèi)墻低層是指6層以下輕鋼結(jié)構(gòu)建筑。輕鋼結(jié)構(gòu)是指冷彎薄壁型鋼房屋建筑結(jié)構(gòu)，以C形鋼結(jié)構(gòu)為代表，適用于3層以下低層住宅；也是指組合方管形鋼房屋建筑結(jié)構(gòu)，以格構(gòu)形鋼結(jié)構(gòu)為代表，適用于6層以下低層住宅。承重是指這類墻體可以承載建筑自重及風(fēng)雪等外加荷載，不需要另加框架或承重柱。外墻和內(nèi)隔墻是指這種復(fù)合墻體可以作為這類建筑的外墻，也可以作為這類建筑的內(nèi)隔墻。

2.3 鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)化廠房非承重外墻及內(nèi)隔墻

鋼結(jié)構(gòu)包括輕鋼結(jié)構(gòu)小型工業(yè)廠房及重型結(jié)構(gòu)大型工業(yè)廠房。非承重指這種現(xiàn)澆復(fù)合墻體只作為這些工業(yè)廠房的非承重墻體，不承載建筑自重及外加荷載。外墻及內(nèi)隔墻指這種現(xiàn)澆復(fù)合墻體主要用于這些工業(yè)廠房的自保溫外墻，在需要時(shí)，也可以用于工業(yè)廠房的內(nèi)部隔斷墻。

3 工藝原理及流程

墻體由輕鋼龍骨卡槽、雙層輕鋼龍骨、發(fā)泡混凝土、線管及開關(guān)盒、硅酸鈣板面板構(gòu)成。墻體施工中依照設(shè)計(jì)圖紙對(duì)墻體定位放線，在主體結(jié)構(gòu)上用射釘固定輕鋼龍骨卡槽；鍍鋅輕鋼龍骨采用射釘固定于上下卡槽內(nèi)，雙排橫豎龍骨之間由螺桿、自攻螺絲連接固定；依照水電施工圖紙埋設(shè)相應(yīng)水電線管、開關(guān)盒等；然后采用硅酸鈣板封閉墻體并標(biāo)記線盒位置；墻體一側(cè)完全封閉，一側(cè)逐層封閉并澆灌混凝土；待下層發(fā)泡混凝土具有一定強(qiáng)度后，再澆筑上層發(fā)泡混凝土[2]。墻體構(gòu)造如下圖所示：

圖1 墻體構(gòu)造

工藝流程：墻體龍骨卡槽定位及安裝→雙排龍骨安裝→水電線管線盒預(yù)埋→面板安裝及發(fā)泡混凝土澆筑→修補(bǔ)及清理養(yǎng)護(hù)。

4 質(zhì)量控制

4.1 原材料的質(zhì)量控制

對(duì)于進(jìn)場(chǎng)的原材料，需嚴(yán)格依照?qǐng)?bào)驗(yàn)程序進(jìn)行材料報(bào)驗(yàn)，提供相應(yīng)輕鋼龍骨、螺桿、鋼釘?shù)仍牧系暮细褡C、檢測(cè)報(bào)告、出廠證明文件。對(duì)于水泥、粉煤灰等需現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室送檢的材料，需進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)抽樣送檢方可投入使用。

4.2 墻體龍骨可靠性的控制

輕鋼龍骨為墻體施工過(guò)程中對(duì)墻體主要起支撐及固定面板的結(jié)構(gòu)，因此，施工過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格控制墻體龍骨的施工質(zhì)量以防止出現(xiàn)墻體變形、爆模的現(xiàn)象。對(duì)此，主要通過(guò)對(duì)龍骨間距及面板螺釘間距進(jìn)行控制，以確保加固可靠。

4.3 墻體定位、垂直度、平整度控制

現(xiàn)場(chǎng)施工過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格依照?qǐng)D紙施工，對(duì)定位軸線進(jìn)行復(fù)核控制，測(cè)量房間方正度。面板安裝過(guò)程中，板與板之間應(yīng)留縫不小于3mm，螺絲間距不能大于200mm，在澆筑前應(yīng)對(duì)墻面垂直度、平整度進(jìn)行檢查復(fù)核，滿足相關(guān)要求后，方可進(jìn)行下一步發(fā)泡混凝土灌注施工。每次澆筑完成后應(yīng)對(duì)墻體垂直度、平整度、軸線定位進(jìn)行檢查復(fù)核，發(fā)現(xiàn)有墻體變形應(yīng)立即進(jìn)行整改。

4.4 發(fā)泡混凝土的配合比及澆筑質(zhì)量控制

4.4.1 發(fā)泡混凝土灌注前應(yīng)對(duì)其配合比、坍落度、和易性進(jìn)行檢查，每批次水泥、粉煤灰進(jìn)場(chǎng)需進(jìn)行配合比實(shí)驗(yàn)，確定施工配合比后方可開盤。每批次灌注發(fā)泡混凝土需制作不少于3組發(fā)泡混凝土同條件養(yǎng)護(hù)試塊，待下次澆筑前進(jìn)行檢查復(fù)核。墻體內(nèi)部發(fā)泡混凝土抗壓強(qiáng)度及干密度等級(jí)應(yīng)與設(shè)計(jì)保持一致，以同條件養(yǎng)護(hù)試塊實(shí)驗(yàn)結(jié)果作為依據(jù)。

4.4.2 每批次澆筑應(yīng)先行對(duì)樣料進(jìn)行復(fù)核檢查，確保其拌和效果及和易性，過(guò)程中合理控制澆筑速度及一次澆筑高度，每次澆筑高度不得超過(guò)1m，氣溫低于5°時(shí)嚴(yán)禁澆筑。澆筑過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格控制澆筑速度及高度，防止出現(xiàn)離析、脹模等質(zhì)量通病[3]。

5 安全措施

施工實(shí)施過(guò)程中嚴(yán)格執(zhí)行《建設(shè)工程施工現(xiàn)場(chǎng)供用電安全規(guī)范》GB50194、《施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)用電安全技術(shù)規(guī)范》JGJ46、《建筑施工安全檢查標(biāo)準(zhǔn)》JGJ59 和省、市、企業(yè)制定的施工現(xiàn)場(chǎng)及專業(yè)工種安全技術(shù)操作規(guī)程。

各工種專業(yè)人員嚴(yán)格執(zhí)行崗位責(zé)任制和“三級(jí)安全教育”制度，嚴(yán)格按照現(xiàn)場(chǎng)施工技術(shù)交底執(zhí)行，現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)人員嚴(yán)格遵守項(xiàng)目部各項(xiàng)規(guī)章制度和行業(yè)要求，施工作業(yè)人員進(jìn)場(chǎng)前需進(jìn)行身體檢查和安全教育，對(duì)于患高血壓病的人員一律不得進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)。

墻體澆筑過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)格控制出料速度，遇到堵管、出料速度不均勻等問(wèn)題，嚴(yán)禁肉眼查看管內(nèi)情況。每次澆筑前應(yīng)試機(jī)出料，以確保出料質(zhì)量及安全。

墻體澆筑完成后，嚴(yán)禁在墻體內(nèi)部發(fā)泡混凝土凝固前，對(duì)墻體進(jìn)行打孔、固定、敲擊等操作，以防墻體爆模造成安全事故。

6 環(huán)保措施

施工現(xiàn)場(chǎng)的建筑垃圾應(yīng)及時(shí)用封閉式容器清運(yùn)至垃圾堆場(chǎng)集中處理，澆筑時(shí)外漏的少許泡沫混凝土要及時(shí)清理。

定期對(duì)施工場(chǎng)界噪聲進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)超標(biāo)立即采取措施進(jìn)行控制；合理安排施工工序，噪聲大的工序盡量避免在夜間或休息時(shí)施工。

施工現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)生的揚(yáng)塵應(yīng)采取措施進(jìn)行控制，施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)配備降塵設(shè)備。

7 效益分析

7.1 經(jīng)濟(jì)效益

輕鋼龍骨泡沫混凝土管線集成墻體對(duì)比ALC條板相應(yīng)性能，其處于優(yōu)勢(shì)。根據(jù)某地區(qū)造價(jià)站提供的相應(yīng)信息價(jià)，采用的輕鋼龍骨泡沫混凝土管線集成墻體為1200元/m3，ALC條板的信息價(jià)為1400元/m3，價(jià)格已相差200元/m3。同時(shí)，可做到管線一體化施工，免除了后期ALC條板開槽切割及垃圾運(yùn)輸?shù)馁M(fèi)用，此項(xiàng)費(fèi)用需根據(jù)水電管線施工圖具體部位進(jìn)行核定計(jì)算，預(yù)計(jì)綜合價(jià)格為20元/m3。綜上所述，預(yù)計(jì)本工法相較于ALC條板約計(jì)降低工程造價(jià)220元/m3。

7.2 社會(huì)效益

隨著建筑市場(chǎng)施工從業(yè)人員日益減少，行業(yè)主管部門對(duì)裝配式建筑的比例提出了更高要求，人員需求更少的裝配式建筑應(yīng)用要求更為廣泛。輕鋼龍骨泡沫混凝土管線集成墻體較好的應(yīng)對(duì)這一現(xiàn)狀，具有良好的社會(huì)效益。

7.3 環(huán)保效益

輕鋼龍骨泡沫混凝土管線集成墻體采用發(fā)泡混凝土、鍍鋅輕鋼龍骨、水泥硅酸鈣板等建筑材料來(lái)源廣泛，結(jié)構(gòu)保溫可實(shí)現(xiàn)建筑自保溫，徹底解決建筑保溫及防火的矛盾，解決了鋼結(jié)構(gòu)的防火難題。為環(huán)保材料的同時(shí)產(chǎn)生的建筑垃圾極少，施工現(xiàn)場(chǎng)易于管理，滿足建筑施工現(xiàn)場(chǎng)節(jié)材、環(huán)保的要求。

8 結(jié)束語(yǔ)

現(xiàn)澆泡沫混凝土輕鋼龍骨復(fù)合墻體目前仍處于發(fā)展初期，從發(fā)展態(tài)勢(shì)看，今后的幾年將是現(xiàn)澆泡沫混凝土輕鋼龍骨復(fù)合墻體快速全面發(fā)展并普及的階段。它適合了中國(guó)大眾對(duì)住宅建筑的三點(diǎn)需求：高性能、低造價(jià)、短工期，這三大優(yōu)勢(shì)決定了這種墻體是中國(guó)建筑的未來(lái)之選，也是世界建筑的未來(lái)之選。雖然現(xiàn)澆泡沫混凝土輕鋼龍骨復(fù)合墻體越來(lái)越受到大家的關(guān)注與應(yīng)用，但目前工藝技術(shù)仍不成熟，很多工藝細(xì)節(jié)有待完善。今后的發(fā)展努力方向如下。

8.1 研發(fā)外墻應(yīng)用技術(shù)體系

目前，在高層建筑中現(xiàn)澆墻體主要用于內(nèi)墻，其外墻應(yīng)用技術(shù)尚不完善。而建筑保溫重點(diǎn)是外墻。因此，要著力于對(duì)外墻應(yīng)用技術(shù)的研發(fā)，從而擴(kuò)大外墻的應(yīng)用規(guī)模。這將是一項(xiàng)長(zhǎng)期的任務(wù)。

8.2 進(jìn)一步完善墻體結(jié)構(gòu)

目前，對(duì)于提高結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能、保溫性能、隔聲性能等各方面有待創(chuàng)新，使結(jié)構(gòu)更合理、更科學(xué)。爭(zhēng)取在近幾年內(nèi)使墻體結(jié)構(gòu)基本定型，趨向完善。

8.3 重點(diǎn)工藝問(wèn)題

應(yīng)繼續(xù)完善幾個(gè)重點(diǎn)技術(shù)問(wèn)題，如板縫的密封與防裂，爆板防控，防止?jié)仓展募巴饷?，澆筑速率的保障，墻頂?shù)某两悼p，面板脫釘?shù)姆揽?，成本控制等?/p>