裝配式鋼結構廠房鋼梁及鋼柱外保溫固定技術的研究與應用

張銀羽

（山西三建集團有限公司，山西 長治 046000）

0 引言

裝配式建筑成為目前廣泛推廣的綠色建筑[1]。在裝配式建筑廠房中往往采用鋼柱、鋼梁作為框架結構，其填充墻有蒸壓加氣混凝土砌塊、ALC 蒸壓加氣混凝土板和預制夾心墻板等。當采用外墻外保溫時，需要在墻體外側進行粘貼巖棉板時，由于其裝配式結構的特殊性，傳統的錨栓無法打入鋼結構結構體系中。因此如何保證裝配式廠房中外墻保溫粘貼牢固，保證其施工的安全性、合理性便成為當前的技術難點。

1 裝配式建筑概況

1.1 裝配式框架結構

裝配式鋼結構具有建筑形式靈活，總重量輕，施工周期短，抗震、抗風、環保性能較好，其結構類型一般為由鋼柱鋼梁組成的鋼框架結構，而鋼結構鋼柱中上層鋼柱與下層鋼柱及鋼梁橫向的節點處，高層住宅樓上下柱與橫梁的節點通常情況下采用輔助鋼板焊接搭配高強螺栓連接的形式。

1.2 裝配式結構填充墻

在裝配式鋼結構中，往往采用蒸壓加氣混凝土板（ALC 板）作為填充墻，ALC（autoclaved lightweight concrete）板全稱為高壓蒸養輕質加氣混凝土，是一種具有保溫、隔熱、隔聲和抗震性能良好的綠色建材[2]。

1.2.1 ALC 內墻板施工流程

ALC 內墻板作為內墻板安裝時，ALC 頂端與鋼梁底端相連，ALC 底端擱置在樓板上固定的槽鋼內。主要是通過平板小車將ALC 內墻板移動到預安裝位置，接著調整現場采用鋼管搭設的臨時吊裝架，將鋼管架與凹槽型鋼梁兩者固定牢靠，隨后在牽引電機與定滑輪的共同作用下，可以將待安裝內墻板懸吊起；隨后通過人工推動待安裝內墻板并配合控制牽引電機，將待安裝內墻板的下端放置到內墻板底端安裝槽鋼。

1.2.2 ALC 外墻板施工流程

作為外墻板施工時，首先確定外墻板的安裝位置線，根據墻體位置線，在頂部鋼梁下翼緣板的下底面上，按墻體走向通長布置63mm×63mm 的頂部角鋼[2]。在廠房樓層內，采用小型吊裝升降機，將ALC 外墻板吊至安裝位置，墻板安裝時，施工人員推擠墻板，將墻板定位到頂部角鋼，進行墻板校正及穩固；ALC 外墻板就位后，在板上打孔安裝φ12 鉤頭螺栓，將螺栓與角鋼進行固定焊接，保證ALC 墻板的穩定性及垂直度[3]。

2 施工特點

（1）本工程采用BIM 技術對凹槽型鋼梁腹板進行蒸壓粉煤灰磚砌筑排列形成水平封閉，與翼板為同一平面，方便凹槽型鋼梁處保溫板的粘貼。

（2）在鋼柱上進行提前排版，確定預埋件L 型夾的布設，解決了凹槽型鋼梁、鋼柱無法與保溫系統錨栓無法連接，加固不穩定、外墻巖棉容易產生脫落、施工困難的問題。

3 適用范圍

適用于裝配式結構中，特別是裝配式鋼結構中，框架結構采用鋼柱、鋼梁，圍護結構外墻采用ALC 墻板，外墻外保溫采用巖棉保溫時。由于巖棉保溫施工流程需要配合打入錨釘，傳統的施工工藝無法滿足施工要求時的一種措施及方法。

4 工藝原理及操作要點

4.1 施工工藝流程

施工工藝流程如下：施工準備→基層驗收→鋼柱處錨固件焊接、驗收→H 型鋼梁腹板處砌筑→基層上部分粘貼網格布→涂抹膠粘劑→粘貼巖棉板→ALC 墻板及鋼梁處錨固件安裝→涂抹底面抹面砂漿→第一次網格布鋪設→涂抹第一遍抹面砂漿→第二次網格布鋪設→涂抹第二遍抹面砂漿。

4.2 操作要點

4.2.1 施工準備

現場管理人員及操作工人需要充分熟悉圖紙，明確外墻巖棉板保溫厚度及施工區域；現場管理人員對施工班組進行可視化交底[4]；現場材料及施工機具準備齊全，材料具有合格證及復試報告。

4.2.2 基層驗收

施工前應對基層進行檢查，保證表面干凈、癥結，不存在油脂，蠟，脫模劑，防水劑、憎水劑等物質，以及油漆、涂料，包括還有風化物，污垢，土壤和其他阻礙粘合的材料。在ALC 墻板局部凹凸不夠平滑的部分采用配合比為1:3 的水泥砂漿，對整個部分進行整體找平，并保證基層表面絕對水平與不平之間的所差數據不大于4mm。

4.2.3 鋼柱處錨固件焊接、驗收

在鋼柱處采用φ6mm 的鋼筋采用鋼筋埋弧焊，伸出鋼柱長度約140mm，以至伸出巖棉板外側網格布為準。焊接選用電動埋弧焊，為保證焊接質量，施工前需進行焊接工藝評定。焊接時嚴格按照《鋼結構焊接規范》（GB 50661—2011）中的參數進行，焊接質量與正式焊縫質量要求相同，不準有裂紋、夾渣、氣孔等缺陷。本方案中鋼柱處錨固件焊接完成中需要對錨固件進行實驗。針對每一個驗收批次要在其預埋件任意抽取3 個樣品實驗件進行拉伸試驗，其中驗收批次的要求是此類同種類型的預埋件按7d 進行計數，7d 內以此累計和為300 個時，此時計入一個驗收批次，同種類型構件7d內不足300 個時也要按一個驗收批次進行實驗。預埋件的焊接數量為6 個／m2，并采用梅花形布置。

4.2.4 凹槽型鋼梁腹板處磚砌筑

凹槽型鋼梁是鋼結構體系中的常用構件，為了保證凹槽型鋼梁能夠與墻體的墻面成型一致，并考慮到鋼梁的保溫隔聲效果要求，故需對鋼梁兩側的凹槽部分進行填充。本論文提出的方法是采用蒸壓加氣粉煤灰磚進行填充，并在外側磚的表面涂抹水泥漿[5]。

（1）原材要求。①磚：其進場時應具有出場合格證，在監理的見證下取樣并送有資格的實驗室進行實驗，復試合格后方可進場使用。②水泥：水泥入場前應有相應的合格證和3d 及28d 的實驗報告，砌筑時應對砂漿進行現場取樣，制作砂漿試塊。其強度應該滿足設計要求。一般來說，將水泥用于砌筑砂漿時，水泥的強度等級不小于32.5 級，宜采用42.5 級。③砂：砂建議采用經過篩分的中砂，其中要保證砂漿用砂不得含有有害物質。④摻合料：混合砂漿中要根據自己的需求對將摻合料摻入混合砂漿中進行摻和。針對摻合料的品種、用量、性能等，應在入場后第一時間送往實驗室檢測，應根據有資質的實驗室評定的檢驗和數據進行確定。

（2）主要機具。設備應有攪拌機、抹泥板、砌磚刀、線墜、托灰板、水平尺、大鏟、水泥桶、鋼尺等。

（3）操作工藝。①工藝流程：砂漿拌制→作業準備→磚澆水→磚砌墻→驗收。②磚澆水：磚必須在砌筑前一天澆水濕潤，不得隨澆隨砌，含水率為8%~12%，在常溫下不得使用干燥磚墻進行建造，不得使用含有飽和水分的磚墻。③砂漿攪拌：為了降低勞動強度和由于人工攪拌砂漿導致不均勻的特點，在砂漿攪拌時應采用機械攪拌。同時，在現場混合攪拌砂漿時，水泥、砂、摻合料、外加劑的含量應采用該組分的重量進行計算。攪拌好的砂漿應儲存在砂漿罐內，不宜露天儲存，并應配有遮陽、防雨雪措施，每次攪拌的量不宜過多，現場施工時要求隨拌隨用，施工現場嚴禁在攪拌好的砂漿內添入新水。④磚墻砌筑：選磚時應選擇邊角規整、色澤均勻、整齊一致的磚。砌磚則宜采用“三一”砌筑法，即一鏟灰、一塊磚、一揉壓的砌筑方法。水平灰縫厚度和豎向灰縫寬度一般為10mm[6]。同時，砌筑完成后，清除砌筑部位處所殘存的砂漿、雜物等。⑤驗收標準：磚墻的水平灰縫厚度和垂直灰縫寬度宜為10mm，但不得小于8mm，也不應大于12mm。

4.2.5 巖棉板粘貼

在外墻貼巖棉側面暴露部位需要預先粘貼狹窄的耐堿玻璃纖維網格，應當指出部位包括門窗等開口、突出陽角部位、管道等設備通過墻體開口；陽臺端部、遮陽篷等系統；變形縫等需要終止系統的部位[7]。現場切割標準耐堿玻璃纖維網帶300mm 寬，在底座上鋪上100mm 寬，2~3mm 厚的黏合劑。在膠粘劑上鋪上耐堿玻璃纖維網布，用不銹鋼刮刀將其壓入膠粘劑中，按寬度100mm 來操作，最后將剩余部分拋出保持清潔，以備將來使用。

4.2.6 ALC 墻板及鋼梁處錨固件安裝

（1）針對巖棉板比較柔軟的結構特性，當巖棉板與本身纖維方向采取平行的這種粘貼方式時，外墻保溫體系就需要通過結構內的一些網格布和搭配固定的錨固件才可以有效的保證在基礎墻體上不脫落。

（2）在施工現場完成粘貼巖棉后，一般不可再次對巖棉板進行前后左右的平移，此時可以進行錨固件的安裝作業。根據設計的要求對沖擊鉆孔位進行布設，要求是底部錨固深度為50mm，錨塊邊距大于或等于板厚的2 倍。落定應擠壓塑料膨脹螺絲帽，最后達到螺釘表面與巖棉表面處在同一水平線或螺釘稍稍擰入巖棉板一些。

（3）塑料釘和塑料膨脹套管原材應合格，并具有出場合格證和相應檢驗證明，不得使用回收的再生材料。其中塑料錨栓圓盤的直徑應不小于80mm，錨固件采用梅花形布置，其中數量為每平方米6 個

4.2.7 涂抹底層抹面膠漿

（1）在現場配置面層水泥漿和摻膠劑：現場尋找潔凈的容器，將與現場相適宜的水傾倒進入。此時，一般也要進行水泥漿的倒入工作，并搭配棍子等在混合物中轉動、和弄，使其均勻。現場施工時不宜采用人工攪拌，建議采用機械作業進行拌勻，作業速度為400 轉/min。要求將現場拌合物均勻進行攪拌，在攪拌的過程中進行水和添加物的添加，最后成混合物水泥漿狀，最終形成的拌合物使用時效為1h。

（2）底層抹面膠漿：通過使用不銹鋼抹子在巖棉板表面上抹出1~2mm 的上述配置好的底層抹面膠漿。涂抹過程要求將巖棉板充分覆蓋。

4.2.8 網格布鋪設

底層抹面膠漿抹面完成后，在其相應的部位，需要鋪設一層網格布。在鋪設時現場作業人員需要從網格布靠中間的位置開始，隨著抹子的抹漿作業，抹至網格布角落四周，用抹子抹平。其中網格布的搭接要求為60cm。

4.2.9 涂抹抹面砂漿

上一層網格布按照規范要求進行施工、鋪設完成后，現場施工人員可以開始進行涂抹抹面膠漿施工。抹面膠漿需涂抹三遍，保證表面無裂痕，可以完全將網格布包裹住。涂抹抹面砂漿完成后，由施工作業人員檢查完畢后。施工單位管理人員，質量員、施工員對本道工藝進行檢查驗收，合格后，通知業主方及監理方進行驗收，三方代表同意認可并簽字確認合格后方可開始下道工序。

4.2.10 成品保護

在施工中不能對所施工的工序操作進行倒置，土建、裝修、電氣給排水等相關專業的工種應該銜接恰當，配合合理，合格安排工序，并在施工操作的先后及時間上應有統一的調配。

在裝配式鋼結構廠房中外墻巖棉保溫施工完成后，應按照規范要求對墻體進行保護，嚴令禁止并杜絕尖銳的物品刺傷及重物對外墻外保溫造成破壞。

5 安全措施

（1）作業人員入場前必須經入場教育考試合格后方可上崗作業，進入施工現場必須戴合格的安全帽

（2）外保溫施工所用的電動吊籃、防護設施應齊全，需經項目部搭設班組、使用班組、技術、安全等部門人員驗收合格后方能使用。

（3）外保溫施工時，在同一垂直作業面內不得出現交叉作業，特殊情況必須采取的防護措施。施工原材料應放在干燥、通風的專用庫房內，遠離火源，并配備消防器材。

6 結語

本文提供了一種裝配式鋼結構的外墻外保溫施工方法，該技術應用于長治高新區科技工業園智能制造項目（一期）工程中效果良好，既保證了外墻外保溫的施工質量，同時又能夠為采用裝配式鋼結構體系建設的外墻保溫提供技術參考。