聚碳酸酯模板在裝配式住宅工程中的應用分析

劉汝超 陶雨晨 王鶴群 潘泳龍 蔡 武 楊 俊 曾 莎

（中國建筑第七工程局有限公司，廣東 佛山 528000）

經(jīng)濟快速發(fā)展的同時，社會也在不斷進步，人們對于建筑工程的整體要求不斷提高，建筑設計理念也發(fā)生了極大轉變，開始充分考慮到社會與自然環(huán)境的和諧共存。建筑結構材料作為建筑工程的基礎，其在建筑空間中的功能價值也越來越豐富多樣化，而建筑的藝術價值和文化價值也備受社會各界的廣泛關注。新型建筑材料出現(xiàn)，使得現(xiàn)代建筑結構設計更加合理，安全性更高，并且維護成本明顯降低，其中聚碳酸酯模板便是最具代表性的材料之一。聚碳酸酯模板具有保溫、輕質(zhì)、隔音、耐久等諸多優(yōu)點，在建筑行業(yè)當中得到了廣泛應用。

1 聚碳酸酯模板材料的特性

當前聚碳酸酯模板在建筑工程當中是比較常見的材料之一，主要用于房建住宅、橋涵、管廊等工程，國外對于聚碳酸酯模板的應用已經(jīng)非常成熟，其不僅節(jié)能環(huán)保，并且能夠重復利用，成本相對低廉，發(fā)展空間更廣闊。數(shù)據(jù)顯示，聚碳酸酯生產(chǎn)能耗是鋁材的1/8，鋼材的1/5，該材料質(zhì)量普遍較輕，造型豐富，成型美觀。聚碳酸酯材料在國外應用時間較早，我國雖起步晚，但發(fā)展快，目前我國超過30%的區(qū)域開始使用聚碳酸酯模板與建材，發(fā)達地區(qū)已經(jīng)超過了90%，和發(fā)達國家相比較，聚碳酸酯模板在我國仍處于發(fā)展階段，生產(chǎn)規(guī)模較小，應用范圍有待進一步擴大。

1.1 安全性

聚碳酸酯模板在熱塑性建筑塑料當中抗沖擊性最強，6mm 厚的聚碳酸酯多層板抗沖擊強度是一般普通玻璃的80 倍，安全玻璃的16 倍，因此很難被破壞。同時該材料安全性更高，不會出現(xiàn)鋼化玻璃自爆的現(xiàn)象，其密度也僅為玻璃的一半，施工便捷、質(zhì)量輕，能夠減少運輸、安裝成本。聚碳酸酯模板多用于大型公共建筑，在許多大型體育場館結構當中也比較常見，如看臺罩棚與外墻透明度高，能夠保障日光照射，并減少支撐結構。

1.2 可加工性

聚碳酸酯模板具有很強的加工性，可進行手工切割、鉆孔，且不容易斷裂，施工過程簡單，不需要加溫，熱彎、冷彎都可以。可以根據(jù)設計圖使用冷彎方法，安裝形成拱形等曲線結構，如沈陽奧林匹克中心體育場屋頂使用的便是多層板材，拱形的設計形式，能夠充分體現(xiàn)聚碳酸酯模板安裝的靈活性，也使得建筑結構富有藝術表現(xiàn)力，如圖1所示。聚碳酸酯模板安裝簡單容易，上海青浦體育館采用的是實心聚碳酸酯板，將其與鋼架固定，并在建筑外側增加裝飾層，原建筑面貌有了很大變化。將紫外線保護層與聚碳酸酯模板牢固的粘在一起，兩者相結合，不龜裂、不剝落，能夠有效防護紫外線，避免模板在長時間使用之后質(zhì)量變差以及顏色變黃，如圖2所示。

圖1 沈陽奧林匹克中心體育場

圖2 上海青浦體育館

1.3 設計性

聚碳酸酯模板不僅加工便捷容易，同時可以設計規(guī)劃成各類不同的形狀，顏色的可選擇性也非常多，可結合實際需求選擇各種顏色產(chǎn)品，保障建筑風格和藝術效果。新加坡PILL城市娛樂中心幕墻主要使用了透明板材，其具有防紫外線的作用，通過不同的模板可以創(chuàng)造出不同的形狀與顏色，讓人瞬間聯(lián)想到埃舍爾畫作品中不規(guī)則碎片的圖形，帶給人一種美的體驗，讓人印象深刻[1]，如圖3所示。

圖3 新加坡PILL城市娛樂中心

1.4 節(jié)能環(huán)保

隨著人們的生活水平不斷提高，對現(xiàn)代建筑的整體要求也在不斷提高，越來越注重環(huán)保以及材料的生態(tài)功能。在設計中融入生態(tài)理念和環(huán)保意識，并將新型材料與空間相結合，圍護結構具有劃分空間的功能，并且可以實現(xiàn)建筑內(nèi)外能量實時交換，圍護結構的同時具有采暖、降溫等功能，也設計了太陽能。聚碳酸酯模板的熱導率比較低，多層板是中空結構，隔熱性也比實心建材更高，是節(jié)能性突出的材料。同時其還能減少制冷與取暖的投入成本，大大提升了能源的實際利用率。昆山德國工業(yè)園區(qū)便根據(jù)該地區(qū)氣候，設計了節(jié)能模擬，用多層板作為外墻，形成保溫系統(tǒng)，同時能夠防紫外線。新型多層板經(jīng)過特殊處理后，其能夠有效阻隔紅外線和熱能，隔熱效果良好，和其他產(chǎn)品相比較，整體性能更加穩(wěn)定。當外界氣溫較低時，多層板也能夠盡可能減少熱量逐漸向外散發(fā)，保障了室內(nèi)溫度，節(jié)能效果顯著，和傳統(tǒng)板材相比較，可節(jié)省超過50%的能源，所以在各個季節(jié)都能夠營造良好的室內(nèi)環(huán)境，讓人感到愉悅舒適。

2 聚碳酸酯模板在裝配式住宅工程中的應用

2.1 工程概況

以某商業(yè)街房地產(chǎn)開發(fā)項目為例，進一步分析了聚碳酸酯模板在裝配式住宅中的實際應用，該建筑面積約為165755m2，地上高為300m，地下1 層，屬于裝配式建筑結構。地上部分豎向墻體主要使用的是組合式聚碳酸酯模板，標準層為裝配式預制剪力墻，目前多為短肢墻，模板加固難度也有所增加。此次工程聚碳酸酯模板主要被應用于4層及以上結構墻柱模板。

2.2 方案及流程

該項目工作流程如下：優(yōu)化圖紙→三維建模→配模→支撐設計，設計方案：提前繪制CAD 圖紙，對施工任務給予指導，細化施工方案，同時進行方案、技術交底，保障各項技術要求落到實處。現(xiàn)場試驗，在樓體東側聚碳酸酯模板和傳統(tǒng)模板之間嘗試搭接，同時對其成型效果進行檢測，把控節(jié)點優(yōu)化，與廠家及時溝通，減少優(yōu)化設計所需時間，最大程度上保障優(yōu)化質(zhì)量[2]。

2.3 材料選擇及施工方法

使用聚碳酸酯板條+方木的方式進行連接，聚碳酸酯板條實際厚度在50mm，可釘性比較差，木模和方木結合，這樣能夠減少施工環(huán)節(jié)難度，同時板條和混凝土之間也能夠有效結合。在連續(xù)施工環(huán)節(jié)中，施工難度有所增加，因此選擇該連接方式。根據(jù)工程配模圖，背楞和模板垂直放置，應先將背楞放橫，橫背楞是從底部200mm開始，間距為400mm，螺栓水平間距600mm[3]。

2.4 連接與加固方式

墻體使用聚碳酸酯模板在拼縫處設置豎向海綿條，并設置配套背楞，在上、中、下部分設置3 道背楞以及預制墻板加固，在剪力墻預留穿墻孔，增加豎向背楞。組合式聚碳酸酯模板和疊合板木模板連接加固方法：首先在頂端部位通過豎向膨脹螺絲固定一塊方木，注意其厚度，在施工環(huán)節(jié)中，使用短釘與海綿條和豎向聚碳酸酯模板頂端處方木進行連接。螺栓連接方法實際應用過程中耗時較長，但是相對更加緊固，不容易松動，并且可多次周轉使用。

2.5 施工流程與技術要點

施工流程：控制線、定位線→樓面整平→側模版→套管安裝→安裝主背楞→標高→垂直度→平整度校核→預檢。

（1）底板部位需提前彈好墻邊線，墻體控制線距離墻邊線大約500mm，同時需要對模板進行檢驗校正，查看其是否存在偏位的情況，墻體四角部位做好標高控制點，具體為樓層+0.5m，這樣也便于查看標高。安裝墻柱模板：在安裝之前，應當提前放置定位筋，并使用鉆頭在墻邊線處打眼，同時放置鋼筋頭，出板面應當在50mm。

（2）模板在進行拼裝之前，應進行清理，將其擦拭干凈，清理掉墻體根部的垃圾及混凝土等殘渣[4-5]。

（3）根據(jù)配模圖紙，依次進行墻體模板拼接，使用卡口連接，針對墻體厚度，定制相同厚度的塑料套管，保障在完成加固之后截面尺寸精準無誤。墻體加固節(jié)點與聚碳酸酯模板以及木模板之間進行連接。

（4）安裝背楞，在完成墻體模板拼裝之后，需要進行背楞安裝，在安裝過程中，需要在墻柱兩側一同進行，安裝螺栓和背楞時，一定要保障緊固，不能太松，也不能太緊，一旦太緊，容易導致背楞出現(xiàn)彎曲變形的情況，對墻柱實際測量數(shù)據(jù)會造成影響，過松會造成混凝土澆筑過程中發(fā)生脹模。

（5）在完成背楞、模板安裝以后，使用斜撐對墻體垂直度進行調(diào)節(jié)。

（6）墻膜和樓板膜在連接過程中，陰角模要壓在墻膜上方，這樣也便于后續(xù)拆除。

（7）為了避免墻柱模下方出現(xiàn)跑漿，在進行混凝土澆筑之前，應當根據(jù)實際要求，堵好砂漿，不能使用水泥袋[6-7]。

（8）現(xiàn)澆剪力墻模板背楞是7 道，每個單元應當安裝一個肋鎖扣。

（9）在第一次安裝時，如果螺栓孔位置有誤，技術人員應當指導相關人員重新開孔，并使用堵塞對原來的孔洞封堵，還需對預制剪力墻背楞進行加固。

2.6 拆除剪力墻模板方法與技術要點

在拆除墻模板過程中，通過腳手架搭建腳手板，保障整個過程安全性，由上到下進行拆除螺栓、鋼楞，讓相鄰的模板斷開，使用木榔頭輕輕敲擊模板的上口以及邊肋處，模板逐漸松動，并自動脫落混凝土，之后拆下模板，不能使用撬棒胡亂擊打模板邊肋。在拆模過程中，注意盡可能不要用力過猛，力度要適宜，禁止使用大錘硬砸，避免對模板造成一定損壞。拆下來的模板，不能隨意拋棄，安排人員傳遞，并放置在規(guī)定區(qū)域，及時清理、維修，保存?zhèn)溆肹8-9]。

2.7 聚碳酸酯模板的常見問題與處理方法

2.7.1 常見問題

聚碳酸酯模板在實際應用過程中，效果明顯，充分體現(xiàn)了該材料自身的優(yōu)勢特點，混凝土澆筑成型后效果較好，平整度和垂直度也有所保障。混凝土成型合格率顯著高于傳統(tǒng)木模板。經(jīng)過試驗，混凝土成型美觀性更好，施工方便，實用性和經(jīng)濟性更強，極大地保障了裝配式模板施工作業(yè)效果。但是也存在如下問題：

（1）聚碳酸酯建筑模板實際剛度較小，墻體根部可能會發(fā)生脹模，在對模板加固時，很容易會發(fā)生棱角變形的情況。

（2）模板應用過程中，熱脹冷縮系數(shù)比較大，甚至大于鋼鐵和木材。

（3）模板標準版比較小，該工程當中最大為1500mm×600mm，該住宅標準層豎向墻體使用了2塊板進行組合拼裝，背楞數(shù)量增加，效率降低。

（4）由于材料剛度小，因此，其對模板加固整體要求比較高，加固環(huán)節(jié)也比較煩瑣，卡扣間距比較小、且密度大，使用一般雙鋼管進行加固難度較大，應當使用配套標準背楞[10-11]。

2.7.2 處理方法

（1）為了保障該材料在實際施工建設過程中能夠被有效利用，需要進行施工技術交底，保障圖紙設計精度以及模板加工質(zhì)量符合要求。項目管理人員要積極學習相關工程經(jīng)驗，繪制安裝深化圖，同時嚴格檢查螺栓安裝情況，保障螺旋定位的尺寸誤差要合理控制，保持在5mm 之內(nèi)。現(xiàn)場施工人員要進行技術交底，對重點關鍵工序要進行詳細說明，施工人員要簽書面交底文件，并對整個實施過程給予全程指導。

（2）為了保障成型質(zhì)量，要檢查螺栓安裝，保障定位間距以及尺寸誤差，應當合理控制在5mm之內(nèi)，可使用激光掃平儀或者卷尺檢查模板安裝的平整度、垂直度以及接縫質(zhì)量，安裝誤差要合理控制在5mm 以內(nèi)。在對模板完成拆除之后，還需要對墻面平整度、垂直度等進行測量檢查，保障其整體質(zhì)量，混凝土墻面垂直度與平整度要合理控制在8mm之內(nèi)[12-13]。

3 結語

通過對施工工藝和方法進行改進優(yōu)化，對施工過程進行全面管控，整體施工效果如下：在混凝土澆筑施工環(huán)節(jié)中，未發(fā)生模板變形以及漏漿等情況，完成拆模之后，整體結構良好，未超出偏差范圍。聚碳酸酯模板材料可再生，因此，價格相對低廉，生產(chǎn)效率也比較高。生產(chǎn)廠家大大降低了生產(chǎn)成本，施工企業(yè)也節(jié)省了材料處理費用，降低工程造價。聚碳酸酯模板是一種新型的建筑材料，其具有綠色節(jié)能的特點，符合低碳社會發(fā)展目標，通過對其存在的不足進行分析，并及時改進，希望該材料的應用范圍將進一步擴大。