裝配式免拆底模樓承板的研究與探討

張迎新 譚 鑫 趙澤桐 劉佳楠 承德建元科技股份有限公司

武海鵬 中國礦業大學（北京）

1 樓承板綜述

樓承板的主要功能就是傳遞荷載，將其所承受的荷載傳遞給梁柱，是主要承受重力荷載的水平構件。目前建設工程中常用的樓承板[1]有整體現澆板、壓型鋼板樓承板和預制疊合樓板。整體現澆板[2]是混凝土結構的常用樓板形式，需要現場支模板、綁鋼筋、澆筑混凝土等多道工序，無法與裝配式建筑的施工速度相匹配。壓型鋼板[3]在施工過程中作為混凝土板的永久性模板，省掉了安裝與拆除模板的工序，加快了施工進度，縮短了施工工期，但因為底部壓型鋼板過薄，肋高不足等情況，造成了焊點穿透、扣縫不嚴、樓承板受力后底部鋼板率先剝離的缺陷。鋼筋桁架疊合板[4、5]是混凝土預制構件，在工廠澆筑完成，雖然具有不用支模、施工方便快捷、工期短、效率高等特點，但是鋼筋混凝土預制構件存在自重大、運輸安裝不方便等缺點。為解決樓承板不需要支模、受力時底模不脫落問題，達到樓板整體性能好、便于運輸、安裝速度快的目的，筆者公司研發了一款新型的裝配式免拆底模樓承板。

2 免拆底模樓承板及組合樓板系統的組成

裝配式免拆底模樓承板示意圖如圖1 所示。該樓承板由免拆底模、底板鋼筋（鋼筋焊接網片）、鋼筋桁架及專用連接件在工廠制作加工而成。樓承板按照序號鋪裝好后，尚需在樓承板上現澆一定厚度的混凝土，樓承板、樓板分布筋及附加連接鋼筋與混凝土共同承受荷載，整個系統構成了免拆底模的混凝土組合樓板系統。

圖1 裝配式免拆底模樓承板構造示意圖

3 免拆底模的選擇及性能要求

3.1 免拆底模的作用

樓承板中免拆底模的作用是替代傳統現澆屋面或者樓面支設的膠合板模板，澆筑混凝土完成后不需要拆底模，簡化工序，節省工期。免拆底模初步可考慮選用無石棉纖維水泥平板、硫鎂平板。除了實現免拆外，還要避免出現傳統膠合板模板吸水率大、板縫不平影響構件觀感、后續裝修需要多次抹灰等弊端。

3.2 免拆底模的材料選擇

硫鎂板的吸潮返鹵性能雖比氯鎂板提高改善了很多，但很多專家依然對硫鎂板的返鹵性能存在很大質疑，且考慮到Cl-是親水性離子，同時會引起金屬部件的腐蝕，免拆底模又需要與鋼筋組合使用，故一般不考慮將硫鎂板作為底模使用。纖維水泥板為水泥基材料，與鋼筋混凝土具有較好的相容性，且強度高、不吸潮返鹵，因此將無石棉纖維水泥板作為免拆底模進行考慮并研究其替代木模板的性能。

3.3 免拆底模的力學性能研究

作為免拆模板，水泥纖維板要滿足模板在運輸安裝和使用過程中的強度、剛度和穩定性要求。靜曲強度是板材在最大載荷作用時的彎矩和抗彎截面模量之比，即板材在受力彎曲到斷裂時所能承受的壓力強度。彈性模量是表現板材剛性的性能指標，撓度是樓承板在澆筑混凝土承受荷載下沿豎向方向的變形，表現為垂直于軸線下彎的線位移。施工現場，澆筑混凝土時，免拆底模因吸收混凝土的水分影響到自身的抗折強度，因此也要檢測飽水狀態下免拆底模抵抗彎曲不斷裂的能力，即飽水抗折強度。纖維水泥板的力學性能及與傳統膠合板的性能對比見表1所示。

表1 纖維水泥板和傳統膠合板的性能對比

從表1中可以看出，纖維水泥板靜曲強度小于膠合板靜曲強度，但二者均符合GB/T 17656—2018《混凝土模板用膠合板》中大于5GPa的要求，如果后期要提高纖維水泥板的靜曲強度，建議通過增加密實度、加大纖維摻量的方法解決。纖維水泥板彈性模量32.2GPa 大于膠合板彈性模量的26.9GPa，代表纖維水泥板比膠合板剛度大，纖維水泥板撓度0.52mm 小于膠合板撓度2.24mm，說明纖維水泥板在承受同等荷載作用下，撓度小不宜發生彎曲。剛度和撓度性能說明纖維水泥板比膠合板的平整度更好。飽水抗折強度滿足企業標準中的要求，達到無石棉纖維水泥平板B類板R3級要求。

另外，纖維水泥板作為免拆底模的抗沖擊性、握釘力、浸泡干燥性能、抗凍性、不燃性委托了河北省建筑機械材料設備產品質量監督檢驗站，依據備案企標進行了檢測，檢測結果見表2，其性能指標均滿足企標要求，也滿足JC/T 412.1—2018《纖維水泥平板 第1部分：無石棉纖維水泥平板》中無石棉纖維水泥平板B類板的要求。

表2 纖維水泥板免拆底模其他力學性能

3.4 免拆底模的物理性能研究

本文檢測了無石棉纖維水泥平板B 類板的含水率、吸水率、孔隙率、表觀密度、干縮率、濕漲率、不透水性等性能。檢測結果見表3 和表4，物理力學性能指標均滿足企標中的規定。

表3 纖維水泥平板含水率、吸水率、孔隙率、表觀密度檢測結果

表4 纖維水泥平板干縮率、濕漲率測試結果

實驗室內溫度為23℃±2℃，相對濕度大于50%。不透水性實驗檢測時將試件正面朝上水平放置，將圍水框放置試件表面，與試件的接觸處用密封膠完全密封，確保不滲水。待密封膠完全干燥，將自來水注入框架至水面高出板面20mm 并保持水溫不低于5℃，注水24h 后檢查纖維水泥板試件板底均出現了濕痕，但未發現水滴。檢測結果見圖2。

圖2 纖維水泥平板不透水性測試結果

4 樓承板與連接件的連接方式及力學性能

專用連接件由高強塑料墊塊（見圖3）和不銹鋼螺釘組成。焊接網片中的橫向鋼筋卡在塑料墊塊的凹槽中，塑料墊塊通過不銹鋼螺釘與免拆底模連接，鋼筋桁架與鋼筋網片通過焊接連接在一起，如圖4所示。免拆底板、專用連接件、焊接網片和鋼筋桁架組成了完整的裝配式免拆底模的樓承板。為保證在受力狀態下樓承板與后澆混凝土的整體性，需要檢測樓承板免拆底模與專用連接件的錨固性能——握釘力。

圖3 塑料墊塊

圖4 樓承板各組成部分連接方式

北京礦業大學武海鵬特意建立了加載模型（圖5～圖6），改進了加載裝置（圖7）。檢測了12mm 厚纖維水泥板對不同直徑M4.2、M4.8 的不銹鋼螺釘的握釘力，檢測結果見表5。測試結果表明，隨著不銹鋼螺釘直徑的增大握釘力也增大。當選用M4.2的螺釘時，握釘力依然滿足企標中錨固力的要求。

表5 握釘力測試結果

圖5 加載裝置模型

圖6 加載裝置模型

圖7 加載裝置

5 示范項目

本項目位于承德市承德縣，是三層磚混宿舍樓項目。建筑面積1456m2，建筑高度5.9m。地面和屋頂均采用裝配式免拆底模樓承板進行鋪設，安裝效果見圖8。拼縫節點采用密拼形式，后期現場搭接鋼筋網片；連接件采用“塑料墊塊+不銹鋼自攻螺釘”?，F場澆筑120mm厚混凝土（圖10），正常養護后，免拆底模無變形、混凝土也無滲漏現象，屋面平整度較高（圖11），只需簡單抹灰即可裝修。裝修后效果見圖12。

圖8 樓承板安裝效果

圖9 樓承板拼縫鋼筋搭接

圖10 澆筑混凝土

圖11 樓承板內表面平整度效果

圖12 樓承板裝修后效果

6 結論與建議

筆者公司研發的新型裝配式免拆底模樓承板，與后期搭接鋼筋和現澆混凝土組成樓板系統，共同承受樓屋面的荷載。樓承板的底模可實現免拆，解決了傳統施工中需要支模拆模的問題，工序更簡化；樓承板自重輕、運輸吊裝方便，安裝省時省力。在實際應用中，免拆底模沒有出現變形、混凝土也沒有滲漏現象，免拆底模平整度較好，只需要簡單抹灰即可進行裝修作業，裝修后半年沒有出現開裂現象。

該樓承板可實現工業化生產、裝配式施工、耐火等級高、整體性良好、抗震能力強、結構安全性等同于現澆樓板，適合在裝配式混凝土結構和裝配式鋼結構建筑上大面積使用。