淺析現澆混凝土內置保溫體系技術應用

馬小波 趙晉峰 劉鵬程

山西銘基房地產開發有限公司 山西 太原 030006

現澆混凝內置保溫墻體是施工現場在采用專用裝置固定后的保溫層兩側，同時澆筑外側保護層混凝土和內側結構混凝土形成的，兼結構受力與外墻節能于一體的復合墻體。在采用高精度鋁模板作為模板成型體系時，在提升外墻平整度、垂直度及觀感質量有顯著的效果，也有顯著的經濟效益和品牌效益。

為實現該效益，需通過有效的技術策劃、組織協調、現場管控等方面多管齊下。重點是明確技術要求、明確質量要求、明確關鍵節點，實現現澆混凝土內置保溫體系與鋁模板成型體系高度結合。

現澆混凝土內置保溫體系，主要由內側混凝土構成的結構區、中部保溫材料構成的保溫區和外側混凝土構成的保護層和防火層組成。在保溫板的室外側設置雙層雙向的焊接鍍鋅鋼筋網架，通過均勻設置尼龍錨栓，實現與保溫板的連接。尼龍錨栓伸入剪力墻內，實現與與結構墻體的連接。采用專用連接件將保護層、保溫層及結構層連接成整體。主體結構與防護層分隔為兩個獨立空間，依次由內向外澆筑混凝土實現保溫與結構的一體化，實現結構保溫同壽命。

1 充分理解規范設計的要求及要點

現澆混凝土內置保溫目前主要的行業規范是《內置保溫現澆混凝土復合剪力墻技術標準》JGJ/T451，在河北、河南、陜西、安徽有相應的地方標準，核心的設計思想是規范和明確材料要求、結構設計要求、熱工設計要求、構造設計的重點部位與構造措施，在保證熱工要求與結構安全的同時，做到安全適用、經濟合理、確保工程質量。地方標準的要求與行業標準基本一致。主要包括以下內容：

1）材料要求。主要內容：①結構墻的混凝土強度不低于C25。②保溫材料燃燒性能不低于 B2級。③防護層鋼絲網的直徑不小于3mm，網格采用50×50，100×100，間距不大于100mm。

2）結構設計滿足抗震等級的要求，具體按照圖紙的要求。

3）熱工設計主要包括：①復合剪力墻的保溫層材料的導熱系數及蓄熱系數的綜合修正系數宜取1.3。②剪力墻混凝土保護層厚度不應小于30mm，可能出現結露現象時，應進行保溫構造處理。采用不燃保溫材料封堵，保溫層的搭接長度不應小于 50mm。

4）構造設計主要內容包括：①墻體連接節點構造。②樓板屋面連接節點構造。③墻角、墻中、墻端及洞口節點構造。④豎向連接構造。⑤外墻裝飾線應與防護層或結構層有可靠的拉結措施。⑥防護層防裂引導縫設置與構造。⑦復合墻預留穿墻孔洞設置構造。⑧填充墻構造連接。

2 選擇點連式內置保溫復合剪力墻體系

主要考慮以下兩點：

1）點連式復合剪力墻在墻體連接節點方式上能與鋁模板有效結合。主要操作如下：①按照《內置保溫現澆混凝土復合剪力墻技術標準JGJ/T451-2018》（簡稱“規范”）的6.2.2復合剪力墻拉結件的要求“當點連式復合剪力墻的拉結件采用 Q235B型鋼時，間距不應大于800mm;當采用HPB300 鋼筋時，直徑不應小于8mm，間距不應大于400mm;拉結件距墻角、伸縮縫及洞口邊緣的距離不得大于 100mm;拉結件的兩端應設置可靠錨固措施。”②在工程實踐中，將連接件的設置按照上述要求設置，在連接件的功能上進行改進，將連接件設置為圖1的方式。

圖1 連接件構造平面圖、側面圖

將拉結件即作為模板的頂撐，又作為復合剪力墻的拉結件，有效的解決保溫連接，同時保證結構區域防護層區域有效分離，有助于混凝土澆筑。在拉結件的兩端進行防腐處理，保證外墻不生銹。

2）對比網架式復合保溫體系，具有便于安裝的優勢。點連式復合保溫板，由于沒有腹筋，在安裝時與主體結構鋼筋籠沒有摩擦便于位置挪動有利于保溫板就位找平，提高了保溫板安裝的進度和精度。另，點連式復合保溫板具有工廠加工快，運輸損耗小等特征。

3 現澆混凝土內置保溫板加工要點及防開裂節點設計

3.1 點連式復合保溫板的施工深化與加工，主要考慮兩點

1）復合保溫板的構成保護層區域采用3.0鍍鋅鋼絲焊接而成，網格間距有50mm×50mm，鋼絲網采用專用尼龍錨栓與保溫板連接，尼龍錨栓的端部伸入結構區鋼筋籠內。尼龍錨栓數量應符合規范的要求。

2）焊接鋼筋網架保溫板（簡稱保溫板）應根據剪力墻墻肢的長度進行施工深化設計，主要的原則：①保溫板高度應按照層高設計，中間不得有接縫，以保證保溫板在澆筑過程中混凝土側壓力下作用下剛度突變而引起變形。②保溫板寬度最小寬度不宜小于200。③轉角的墻垛的保溫板應與大墻面進行有效的連接。

3.2 結構墻與非結構墻（填充墻）的連接構造設計

3.2.1 非結構墻體（填充墻）工法

①非結構墻體采用內置保溫夾芯墻體的方式，實現與砌塊墻同等荷載置換，達到不增加結構自重，不改變承重構件受力的目的。因混凝土受力截面小，配筋小，剛度發生突變，結合防裂引導縫，在荷載作用下能協同結構構件變形。同時采用一體混凝土澆筑，具有良好的防滲漏性能。

②工藝原理：以320厚墻體為例，內外兩側各設置60厚混凝土墻體，內配置φ6.5@200單層雙向鋼筋網，中間設置200厚保溫板。內配置φ6.5@200單層雙向鋼筋網，水平方向錨入結構墻體。為窗檻墻時頂部設置50后混凝土壓頂。為填充墻時，頂部錨入框架梁或連梁。安裝工藝上，在保溫材料上室內外兩側設置限位連接件，保證保溫填充材料不發生前后位移，頂端采用封閉鋼筋籠保證填充材料不上浮。保溫材料采用選用XPS。

具體做法如圖2所示。

圖2 夾芯保溫非結構墻體示意圖

3.2.2 結構墻與非結構墻（填充墻）交接的防開裂構造

1）裂縫產生機理：由于結構墻與非結構墻（填充墻）混凝土強度相同，厚度不同，混凝土硬化收縮產生的拉應力會在強度突變的位置集中，即混凝土厚度不同的交接位置。該類裂縫的防治主要通過垂直于裂縫的方向設置抗裂鋼筋的方式進行。經計算及大量工程實踐，采用硅酸鹽類水泥，混凝土強度在C30-C40，通過鋼筋加強的方式對裂縫防治有明顯的效果。通常配筋方式為φ10@200，錨固長度為錨入兩種墻體，錨固長度各300mm。

2）按照安徽地標《建筑保溫與結構一體化——內置保溫點連式現澆混凝土復合墻體建筑構造》皖2020JZ323，河北地標《現澆混凝土內置雙掛網保溫板建筑構造》均采用該方法進行控制，防裂效果明顯。

具體做法如圖3所示。

圖3 結構墻體與非結構墻體抗裂構造示意圖

4 現澆混凝土內置保溫施工操作流程及控制要點

4.1 施工操作流程

結構構件鋼筋綁扎完成并驗收合格→點連式復合保溫板安裝并驗收合格→鋁模板支設并驗收合格→混凝土澆筑→拆模→混凝土養護

4.2 各流程控制要點

4.2.1 嚴格控制墻體鋼筋的位置

鋼筋綁扎前應根據墻體的定位線調整鋼筋的位置，保證鋼筋位置在線內且保護層的厚度滿足要求。外墻保溫墻體采用外墻內側控制的方式，因此墻體內側鋼筋的保護層厚度過大時也應向內側調整鋼筋籠的位置保證保溫板入模。

4.2.2 嚴格控制鋼筋籠的凈尺寸，梁主筋的標高

因剪力墻鋼筋較細，鋼筋籠綁扎完成后容易變形扭曲，在鋼筋籠綁扎過程中，應控制鋼筋籠的凈尺寸，以及鋼筋籠上中下的極差。鋼筋籠的凈尺寸為墻體的長度減去兩端保護層后的尺寸。梁底鋼筋標高為梁底標高扣除保護層后的標高。

保溫板安裝時應將鋼筋籠扶正后安裝。保證鋼筋籠在模板內“被扶正”后保溫板仍然位置準確。

保溫板安裝應嚴格按照排版圖安裝，門窗洞口應定位準確。

保溫板之間的連接構造應按照規范的要求，進行加強連接。保溫板之間的連接部位是薄弱環節，混凝土硬化過程中產生的收縮應力以及溫度變化產生應力的作用下，該部位因應力集中產生拉裂，因此應進行加強。按照規范要求在保溫板墻中采用直徑不小于3mm鍍鋅鋼絲網加強的方式，與保溫鋼絲網綁扎牢固。重點部位保溫板平面交接的部位、保溫板垂直拼接部位。

4.2.3 保溫板在門窗洞口部位的防開裂連接構造

門窗洞口的角部因是水平構件與豎向構件的交界處，在混凝土硬化收縮過程中，因應力集中容易產生開裂[1]。特別是混凝土強度較高時，混凝土收縮應力加大，該部位產生裂縫更大，有時表現為貫通性裂縫，影響觀感的同時，產生滲漏風險。特別是窗臺部位，因窗下墻采用非結構構件配筋較小，配筋率較低，不足以補償收縮應力，通常采用設置垂直于裂縫方向設置抗裂鋼筋的方式，避免該類裂縫。由于結構構件內部產生裂縫，在附著的保溫防護層時會進一步放大裂縫。

在規范中在窗戶四角采用設置45°斜向鋼筋網的方式進行加強很有必要，能有效控制開裂。

4.2.4 混凝土澆筑與振搗

①模板支設前檢查。模板支設前應檢查防護層內是否有雜物卡在鋼絲網架中，避免澆筑過程中因雜物阻擋造成混凝土流動不暢，從而造成混凝土夾渣、蜂窩等混凝土表觀缺陷； 模板支設前，還應檢查保溫板連接件設置的數量是否滿足要求，連接件的安裝是否可靠牢固，鋼筋保護層的厚度是否滿足設計要求。

②混凝土坍落度控制。保護層厚度為50mm時，宜采用自密實混凝土。采用粗骨料粒徑不大于20mm，混凝土坍落度不小于200mm。澆筑時，根據混凝土到達現場的時間、澆筑工藝間隔、氣溫較高造成失水等原因考慮的坍落度損失，調整坍落度的大小，使混凝土操作性滿足施工要求。

③內置保溫混凝土澆筑時，先澆筑結構墻體再澆筑保溫防護層，分層分段澆筑，澆筑的高度應滿足規范的要求。且為保證結構區混凝土的截面，結構層區混凝土面應高于防護層混凝土面。 混凝土振搗時，外側保護層振搗不易操作，且應防止外側因振搗不到位而出現孔洞、漏振等現象。內側細石混凝土振搗過程中，采用正確的振搗方法，防止漏振。混凝土澆筑宜采用帶漿下料法。

④窗臺部位應設置排氣孔，防止因模板密封嚴排氣不暢，空氣留在模板內導致澆筑不滿（排氣孔間距不大于500mm，直徑不小于20mm），具體留置數量和留置方式應結合具體的模板形式確定。混凝土澆筑過程中可使用橡膠錘敲打模板引導混凝土流動，通過排氣孔觀察混凝土澆筑情況。

4.2.5 混凝土澆筑養護

為避免窗洞口因結構表面失水或降溫速率過快導致的混凝土裂縫，應對混凝土進行養護，主要有以下幾種方式：

①帶模養護

帶模養護是指在混凝土墻體結構澆筑后適當延長拆模時間，利用模板對混凝土結構進行保溫保濕養護，防止混凝土墻體尤其是窗洞口墻體開裂。

②灑水養護

灑水養護是指混凝土墻體拆模后對墻體進行灑水來保持混凝土墻體水分的一種保水養護措施。在混凝土噴水養護時應依次連續進行噴水，噴水量以保持墻體表面濕潤為宜。當日平均氣溫低于5℃時，不宜采用噴水養護。

③養護劑養護

養護劑養護是混凝土墻體結構拆模后，在其表面涂刷養護劑，在墻體表面形成一層完整的薄膜，將混凝土與空氣隔絕，防止混凝土墻體表面水分的流失。涂刷養護劑時要保證縱橫向各刷一遍，涂刷均勻[2]。

根據大量工程實踐與規范要求，溫度較高時，墻體采用帶模養護宜為3d，噴水養護不少于7d；溫度較低時，宜采用帶模養護7d。冬期施工還應采取相應的防凍措施。

5 結語

現澆混凝內置保溫是結構保溫一體化的重要形式，且具有良好的保溫效果好。該保溫體系與鋁模板精度高、定制化加工的特征高度結合，在提升觀感質量方面有質的提升，在防開裂方面落實各項技術措施與管理措施將進一步提升外墻的觀感和性能，對增質提效方面將意義深遠。