免拆模板墻體技術發展現狀淺析
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摘要:免拆模板墻體技術作為一種施工簡便、綠色環保，同時又能提高現澆混凝土結構工業化水平的技術，在工程中得到廣泛應用。綜述了國內外免拆模板墻體技術的發展現狀，概述了國內相關標準的整體情況，對比分析了典型免拆模板墻體的產品構造、技術特點等，展望了今后免拆模板墻體技術的發展趨勢。
關鍵詞:免拆模板;外保溫免拆模板;空腔免拆模板
1概述
近年來，我國建筑仍以傳統現澆混凝土的方式建造為主，模板雖然是施工措施，但在混凝土施工中至關重要。傳統的模板工程施工需要大量的人工，且勞動強度大，約占土建施工1/3的工期和用工。發達國家的經驗表明，改進傳統建造模式，將大量的現場作業轉移至工廠完成，現場盡量裝配化施工，是實現建筑業轉型升級的有效途徑之一。事實上，傳統現澆模式仍有諸多優點，只要通過技術創新提高裝配化程度，減少現場用工、加快施工速度、保證施工質量，仍不失為建筑工業化的有效方式。免拆模板墻體技術作為遵循現澆技術路線下實現建筑工業化目標的關鍵技術，應用前景廣泛。本文在調查研究的基礎上，梳理了國內外免拆模板墻體技術的發展現狀和國內相關標準的總體情況，分析比較了幾種典型免拆模板墻體的構造和技術特點，展望了免拆模板墻體技術的發展趨勢。
2免拆模板墻體技術的發展及現狀
2．1國內外技術的發展及現狀
20世紀中期，歐洲國家開始應用保溫與結構一體化的免拆模板復合現澆混凝土墻體技術。20世紀70年代，北美和西歐出現了一種采用發泡聚苯乙烯為原材料加工制作的永久性保溫模板現澆墻體。80年代，美國和歐洲等地開發了一種將異形薄壁鋼板作為免拆模板并澆筑混凝土的墻體。90年代以來，許多國家均致力于開發新型建筑體系。目前，國外免拆模板墻體存在不同形式:德國雙皮剪力墻、美國復合保溫混凝土結構體系(ICF)、德國MAGU-ICF混凝土保溫剪力墻、意大利聚苯免拆模板墻體、澳大利亞ＲBS纖維石膏速成模板等免拆模板產品。國內在免拆模板墻體技術領域也在積極探索。20世紀末，學者借鑒國外相關技術，研發出一種適合我國國情的拼裝式現澆混凝土免拆模板墻體技術［1］。進入21世紀后，隨著技術的不斷發展，更多新型墻體不斷出現在工程應用中，如聚氨酯免拆模板墻體、礦棉(MF)保溫免拆模板墻體［2］、植物纖維免拆模板墻體［3］、DM免拆模板墻體［4］、玻化微珠免拆模板復合墻體［5］、木絲水泥免拆模板墻體［6］等外保溫免拆模板復合墻體，以及聚苯免拆模板剪力墻、EVE空心板剪力墻、復合保溫鋼筋焊接網架混凝土剪力墻等新型墻體。
2．2免拆模板墻體技術標準現狀
據不完全統計，目前我國涉及免拆模板的標準和圖集主要有23部，其中包括3部行業標準，12部地方標準，6部協會標準和2部地方圖集。除了兩本地標圖集《建筑節能與結構一體化高性能泡沫混凝土免拆模板保溫系統圖集》陜16J18、《輕質復合保溫免拆模板建筑構造圖集》陜2020TJ053外，與外保溫免拆模板相關的標準有11部，其中，行業標準有2部，即JC/T2493—2018建筑用免拆復合保溫模板和JGJ/T377—2016木絲水泥板應用技術規程;地方標準有7部，即DB/T29－281—2020天津市外模板現澆混凝土復合保溫系統應用技術規程、DB21/T3236—2020YZ復合保溫免拆模板應用技術規程、DB21/T3244—2020外免拆模板現澆混凝土復合保溫系統應用技術規程、XJJ110—2019現澆混凝土復合外保溫模板應用技術標準、DBJ04/T365—2018免拆外模板現澆混凝土復合保溫系統(FS)應用技術標準、DBJ43/T135—2016現澆混凝土保溫免拆模板復合體系應用技術規程和DB43/T1081—2015建筑用保溫免拆模板;協會標準有2部，即T/CECS572—2019現澆混凝土復合外保溫模板應用技術規程和CECS272:2010預制塑筋水泥聚苯保溫墻板應用技術規程。這些標準分別對外保溫免拆模板相關技術的適用范圍、材料、設計、施工、驗收等方面進行了規定。夾芯保溫免拆模板復合墻體標準有3部，即DBJ51/T100—2018四川省現澆混凝土鋼絲網架免拆模板建筑保溫系統技術標準、DB13(J)/T196—2015CL建筑體系技術規程、CECS365:2014夾模噴涂混凝土夾芯剪力墻建筑技術規程，規定了噴涂混凝土夾芯剪力墻的設計、構造、施工及驗收要求。空腔免拆模板墻體標準有7部，其中1部與聚合聚苯板有關，即T/CECS378—2019聚苯免拆模板應用技術規程，規定了墻體用聚苯免拆模板的設計、施工和驗收要求。3部與聚苯模塊有關，即JGJ/T420—2017聚苯模塊保溫墻體應用技術規程、DB64/T1510—2017EPS模塊節能建筑應用技術標準、CECS409:2015模塑聚苯模塊混凝土剪力墻建筑技術規程，分別對聚苯模塊混凝土墻體夾芯保溫系統、外保溫系統以及空腔聚苯模塊混凝土墻體等提出了設計、施工和驗收標準。3部與鋼筋混凝土疊合板剪力墻有關，即DBJ/T15－203—2020籠模裝配整體式混凝土結構技術規程、DB37/T5133—2019預制雙面疊合混凝土剪力墻結構技術規程、T/CECS579—2019裝配整體式鋼筋焊接網疊合混凝土結構技術規程，規定了結構設計、結構制作、結構施工、質量驗收等內容。
3典型免拆模板墻體技術
3．1外保溫免拆模板復合墻體
外保溫免拆模板復合墻體是在外側使用保溫免拆模板，內部澆筑混凝土形成的墻體，現澆墻體與保溫免拆模板采用專用錨固件連接。此類墻體種類較多，如聚氨酯免拆模板復合墻體、礦棉(MF)保溫免拆模板復合墻體、DM免拆模板復合墻體、玻化微珠免拆保溫模板復合墻體等。外保溫免拆模板將保溫芯材與水泥基面層相結合，經工廠預制，在現澆混凝土施工中起模板作用。外保溫免拆模板復合墻體將保溫與結構一體化，具有保溫隔熱效果好、施工質量穩定、節省施工工期等特點，適用于各類建筑并已在全國多個省市的外墻工程中應用。
3．2夾芯保溫免拆模板復合墻體
復合保溫鋼筋焊接網架混凝土剪力墻［7］作為一種夾芯保溫免拆模板復合墻體，是把永久的保溫材料植入墻體中間，用工廠生產的鋼筋焊接網組成鋼筋立體焊接網架保溫夾芯板，現場在保溫板兩側澆筑或噴涂混凝土，形成集承重、保溫、隔熱和隔聲于一體的現澆混凝土復合剪力墻。類似產品有河北石家莊晶達研發的現澆鋼筋焊接網架復合混凝土剪力墻(CL建筑體系)、清華大學建筑設計院研發的夾膜噴涂混凝土夾芯剪力墻(SW建筑體系)、河北曼尚建材研發的點連式內置保溫現澆混凝土復合墻體(SCS體系)、河南洛陽盛都研發的現澆混凝土內置保溫墻體(SD體系)等。該墻體具有保溫與主體結構同壽命、耐火性能好、施工速度快、外墻可裝飾性強等特點。適用于縱橫墻較多的住宅、公寓、賓館、商住樓等民用建筑，也可以和框架結構或鋼結構相結合，應用于公共建筑、工業建筑等大跨度建筑。目前在國內多個省市的多層、小高層和高層建筑中應用。
3．3空腔免拆模板復合墻體
3．3．1疊合剪力墻疊合剪力墻包括雙面疊合剪力墻和夾芯保溫疊合剪力墻兩類，是由桁架鋼筋連接兩側預制混凝土板，再在空腔中現澆混凝土形成整體。桁架作為連接兩側預制墻板和夾芯現澆混凝土的拉結筋，可以提高結構的整體性能和抗剪性能。疊合剪力墻空心模板在澆筑混凝土時充當模板，并與現澆混凝土共同受力。該墻體標準化程度高、安裝速度快、施工質量可靠，且預制構件的自重比同量級普通預制剪力墻輕1/2。適用于多層和高層住宅，因其具有較好的整體性和防水性能，也適用于地下室、地下車庫、地下綜合管道等地下工程。近年來，疊合剪力墻結構體系已在國內多個保障性住房、住宅項目中應用。3．3．2PI剪力墻［8］PI體系是將混凝土構件中的鋼筋籠與保護層相結合，在工廠一體化制作成中空、自平衡的籠模預制件。PI體系中剪力墻籠模混凝土構件的箍筋采用焊接成型格網箍筋網片，形成籠模構件時最外側箍筋嵌入外殼保護層，并在外殼與核心混凝土的界面形成抗剪鍵。混凝土澆筑時籠模構件外殼充當模板，成型格網箍筋對外殼起拉結支承作用，形成自平衡體系。PI體系剪力墻實現了模板與鋼筋籠一體化，質量僅為混凝土預制構件質量的1/3，而且其獨特的自平衡穩定體系可獨立承擔施工荷載，減少了支撐，增加了施工便利性。剪力墻籠模混凝土構件工廠預制，裝配簡便，提高了施工速度，主體結構可實現3d～4d一層。適用于多層、高層和超高層建筑，目前已在國內試點應用。3．3．3聚苯免拆模板剪力墻［9］聚苯免拆模板是一種工廠自動化生產的新型免拆模板，是由鋼筋梯架、對拉栓和內外兩側燃燒性能為A2級的聚合聚苯板組成的帶空腔的部品，在空腔中澆筑混凝土形成墻體。該免拆模板保溫與結構一體化，解決了傳統外墻外保溫易脫落的問題，其規格可根據墻體厚度和節能要求靈活選擇，且安裝操作簡便、施工速度快，節省勞動力，符合我國建筑節能要求，具有鮮明建筑工業化特點和顯著優勢。適用于6層以下，高度不大于20m的建筑。3．3．4聚苯模塊剪力墻［10］聚苯模塊剪力墻，是以聚苯乙烯為原料在工廠預制成型的保溫模型，經積木式錯縫插接形成空腔，空腔內布置鋼筋并澆筑混凝土，內外表面采用厚抹灰防護面層或安裝纖維水泥板，構成保溫結構一體化的墻體。聚苯模塊四周有接口且內外表面有均勻分布的燕尾槽，在澆筑混凝土時，使混凝土與聚苯模塊結合牢固且不脫落，實現保溫與結構同壽命。聚苯模塊剪力墻具有良好的保溫性能，還能避免建筑結露、長毛、開裂、鼓包、脫落等現象的產生，且具有較好的抗震、抗沖擊和耐久性能，適用于3層以下不超15m、結構層高不大于5．1m的建筑，尤其適用于有低耗能和有抗震需求的建筑結構，目前在農村地區得到了較多的應用。3．3．5EVE空心板剪力墻［11］EVE空心板剪力墻是由鋼筋和混凝土預制成帶圓孔的標準空心板，預制空心板同時設置豎向孔和水平孔，相鄰圓孔板結合處及板體圓孔內分別配置鋼筋籠及鋼筋網片，并現澆混凝土實現預制空心墻板的整體連接，可以等同于現澆混凝土結構，結構質量安全可靠。EVE空心板剪力墻具有質量輕、安裝簡易、施工方便、無需大型起重設備等優點，預制墻體構件實現模數化、標準化生產，其標準模板可以任意組合，滿足絕大多數住宅建筑需求，適用于低層、多層、小高層住宅建筑，已在國內試點應用。3．3．6石膏復合混凝土剪力墻石膏復合混凝土剪力墻是以脫硫石膏為主要膠凝材料在工廠預制成帶空腔的腔板，腔板兩側和腔肋配有提高石膏復合腔板的韌性的纖維網，空腔內設置鋼筋并澆筑混凝土形成整體。作為外墻板使用時，墻板外側可以復合保溫板和裝飾面層。石膏復合混凝土剪力墻在保留現澆鋼筋混凝土結構優勢的同時，實現部品全部工廠化生產。不僅整體堅固、抗震性能好，還具有節能、低耗、環保等性能。墻體的石膏層具有呼吸功能且熱傳導系數低，居住舒適、健康。通過調整保溫層和鋼筋混凝土結構層厚度，可以適應不同氣候區中高層住宅建筑的需求并在國內試點應用。
3．4技術對比
外保溫免拆模板墻體的保溫與結構一體化，但保溫免拆模板不足以支撐混凝土澆筑側壓力時仍需要支撐模板;復合保溫鋼筋焊接網架混凝土剪力墻集保溫、防火、結構于一體，但建筑開間尺寸不宜過大;疊合剪力墻構件質量輕，安裝速度快，施工質量可靠;PI剪力墻構件自重輕，施工效率高;聚苯免拆模板剪力墻保溫、隔熱、隔聲性能好，模板與保溫、鋼筋一體化;聚苯模塊剪力墻保溫性能好、抗沖擊性能強;但房屋透氣性差;EVE空心板剪力墻抗震性能好、構件標準化;石膏復合混凝土剪力墻節能、環保、低耗。這些典型免拆模板復合墻體各具特色，目前推廣應用情況不一。雖然都經過了一系列的試驗研究、技術開發和工程應用，分別具有保溫與結構同壽命、安裝速度快、施工質量可靠等優勢且滿足建筑工業化的發展要求，但也存在如連接精度不夠、需要設置支撐、運輸不便等不足之處，有待進一步優化改進。
4發展趨勢
隨著國家大力推進新型建筑工業化，免拆模板墻體技術將得到更大發展。未來免拆模板墻體將朝著形式多樣化、功能一體化和產品通用化的方向發展。1)形式多樣化。免拆模板作為墻體施工過程中的重要構件，其形式不僅限于將模板與墻體通過連接件組合，還出現了網架保溫組合模板、中空夾芯模板、預制圓孔模板等多種形式的免拆模板墻體類型，為今后研發更高性能的免拆模板墻體提供了更為廣闊的思路。2)功能一體化。免拆模板墻體的功能也不僅限于減少資源消耗、縮短施工工期、提高工業化水平，還需要在滿足承載能力的基礎上，提高抗風、抗震、保溫、隔熱、防潮、耐高溫、抗老化、防鼓包、防脫落、裝飾等性能。3)產品通用化。免拆模板墻體作為建筑結構的重要構件，以少規格、多組合為原則，以設計標準化、生產工廠化、施工裝配化為特征，以適應多種不同建筑設計需要，滿足不同應用需求。
5結語
免拆模板技術不但能大幅度提高現澆混凝土結構的工業化水平，而且可以充分體現現澆混凝土結構的一系列優點，應用前景廣泛。本文綜述了免拆模板墻體技術的發展現狀，從構造、特點、適用范圍、應用情況等方面對比了國內典型免拆模板墻體技術。雖然免拆模板墻體具有一定的技術優勢，但也存在如施工操作復雜、運輸不便等不足之處，還需要更深入的研究和優化，以適應當今社會經濟發展的需求。
作者:熊珍珍 閆紫娟 王飛 單位:中國建筑科學研究院有限公司 中國建筑技術集團有限公司中建科技集團有限公司
