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探讨蒸压加气混凝土板的应用问题与对策

2020-06-09 346 上传者：管理员

摘要：对蒸压加气混凝土板设计、生产、施工及应用关键技术进行研究，提出建筑设计与板材生产的协同与模数协调要求，总结板材生产、施工工艺并分析各环节质量控制要点，介绍板材应用现状及在某工程案例中板材安装、节点连接、板缝构造等做法，最后针对目前蒸压加气混凝土板的应用及存在的问题提出建议。

关键词：
施工
生产
节点
蒸压加气混凝土板
设计
质量控制
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蒸压加气混凝土板是一种无机多孔质新型绿色建材，具有轻质、保温隔热、抗震性能好、A级不燃、可加工性能好等特点[1]。蒸压加气混凝土板材最早于瑞典开始工业化生产，在日本和德国已有40多年的应用历史，广泛应用于建筑承重墙、隔墙、楼板与屋顶。目前，国内对蒸压加气混凝土板的应用日益增多，涵盖住宅、公建等多种建筑类型，全国已有约2 000家蒸压加气混凝土制品生产企业，年产量可达2.5亿m3[2]。然而，由于板材生产质量参差不齐、施工技术差距大、安装操作不规范等，导致板材应用过程中出现破损、裂缝等诸多质量问题[3]，有必要对板材设计、生产、施工技术及质量控制要点进行研究，以提高蒸压加气混凝土工程质量。

1、建筑设计与生产协同

蒸压加气混凝土板材的设计与排版一般由板材生产厂家完成，设计单位考虑较少，导致柱距与墙板宽度不协调、门窗洞口设置与板材宽度不协调等产生大量的切板与拼缝(见图1)，在板材施工环节耗费大量人力与资源，同时会由于板材切割不合理而导致板材破损、产生裂缝等。

图1 板材排版不合理案例

在蒸压加气混凝土板材的应用中，应考虑设计与生产的协同，加强设计单位与生产单位的沟通。在建筑方案设计阶段，应确定外围护体系及隔墙板等的选择，对于采用蒸压加气混凝土板的，在保证满足使用功能基础上，需考虑模数协调，立面设计要考虑门窗洞口尺寸及位置;总平面设计应充分考虑板材运输、存放、吊装施工等因素，进行运输通道与板材临时堆场设计。

2、板材生产工艺及质量控制

蒸压加气混凝土板(ALC板)是以钙质材料(水泥、石灰等)和硅质材料(硅砂、粉煤灰、含硅尾矿等)为主要原材料，一般以铝粉为发气剂，在高温高压下进行水热合成反应，形成高性能、多孔质混凝土成型板材[4]。蒸压加气混凝土中的气孔主要是由于铝粉在碱性环境和一定温度下反应产生气体，在混凝土内部形成气孔[5]，气孔数量、形态及尺寸直接影响蒸压加气混凝土强度和热工性能等;而板材生产过程的诸多因素对板材收缩和裂缝的产生影响也很大，因此其生产工艺更严格。由于板宽固定，板材生产规模化和自动化水平较高，蒸压加气混凝土板制备工艺如图2所示。

图2 蒸压加气混凝土板制备工艺

2.1 原材料准备

蒸压加气混凝土板材制备的原材料主要包括水泥、石灰、砂、石膏、铝粉等，生产前需对块状石灰石、石膏分别破碎、粉磨，原材料质量及分散程度直接影响板材发泡的稳定性及板材力学和热工性能等[6]，因此在生产前必须对原材料进行严格把关。

2.2 钢筋加工

钢筋经过除锈、调直、切断、焊接制备钢筋网，为防止外界水气、湿气及有侵蚀性物质通过板材气孔进入内部侵蚀钢筋，在钢筋加工过程中，必须对钢筋网进行防腐处理，一般将钢筋网片放入防腐材料中浸渍后烘干方可使用。

2.3 料浆制备

按设定配合比，电子称量投料，依次投入粉料、铝粉，加水搅拌，为确保铝粉发气量及坯体正常硬化，浆料制备时需保证投料量的准确性及搅拌的均匀性。

2.4 浇筑

模具组装完成，钢筋网置于模具中固定，将搅拌完成达到入模要求的浆料浇筑入模。浆料在模具内发生反应，铝粉产生气泡，浆料膨胀、稠化、硬化，形成坯体。

2.5 预养护

预养护阶段，胶凝材料的水化物不断增多，硅质材料在凝胶的黏合和支撑下，越来越牢固，坯体继续硬化使其强度达到可切割。预养护温度一般≥20℃，为缩短预养护时间，温度可提升至40～50℃。

2.6 坯体切割

模具移至切割区，由翻转机分离模具将坯体翻转90°，利用自动化切割工具将坯体按设定厚度进行切割。

2.7 蒸压养护

将切割好的坯体经摆渡车移至蒸压釜进行蒸压养护，以实现钙质材料与硅质材料的水热合成反应。养护需经过升温、恒温、降温过程，养护温度174.5～200℃，压力1.0～1.2MPa;养护前，蒸压釜内应先进行抽真空处理，养护过程中，升温时间控制在2～3h，恒温时间一般为6～10h，排气降温时间约为2h[7]。蒸压养护是板材生产中极为重要的环节，避免温度或压强不足而导致强度降低、坯体内外温差过大而产生裂缝。板材坯体进入蒸压釜后，先将蒸压釜抽真空，以免由于蒸汽导致坯体上部温度高、升温快，下部温度低、升温慢而温差过大;泄压排气时需缓慢[8]。

3、板材安装

3.1 工艺流程

1)外墙板安装工艺流程(钩头螺栓法)板材准备→结构基层清理、找平→放线→安装角钢→板材就位→板钻孔，预装钩头螺栓→板面调整→钩头螺栓紧固、焊接→安装门窗加固钢材及洞口部位板材→修补→侧缝及顶缝塞岩棉、放置PE棒、打密封胶→清理→报验。2)内墙板安装工艺流程(管卡法)板材准备→结构基层清理、找平→放线→板材就位→检测垂直度、平整度→固定板材(上、下端管板固定)→板材修补→自检→报验。

3.2 质量控制要点

1) 板材施工前应编制合理的施工方案，明确板材安装施工组织与各项技术措施。

2) 蒸压加气混凝土板堆放场地需坚硬、平整、无积水，板材不得直接接触地面，存放时需做好防止雨雪污染等措施，一般堆放于室内或不受雨雪影响的场所，室外露天堆放时应采用覆盖措施。

3) 由于板材强度相对于混凝土强度较低，搬运时应轻装轻放平行搬运或两侧支撑平行运输，严禁单边抬起、拖地拉运或单边支撑运输，防止对板材的破坏。

4) 板缝质量控制直接影响墙体开裂问题，板材与主体结构间采用柔性连接构造，利于适应主体结构在地震或风荷载作用下的层间变形，缓解地震破坏;板材间竖缝应涂刷黏结剂后再安装下一块板，涂抹黏结剂前应先将基层清理干净，黏结剂灰缝应饱满均匀，厚度应≤5mm，饱满度应>80%。

5) 为减小产生裂缝的可能性，必须严格按规范图集及施工节点施工。板材施工完成后，对所有板缝处采用耐碱网格布粘贴，外墙采用高弹性腻子，最后使用高弹性涂料进行施工。

6) 板材切割、开槽、位置调整等需采用专用工具，在墙板上钻孔开槽等(如安装门、窗框、敷设管线、预埋铁件等)应在板材安装完毕且板缝内黏结剂达到设计强度后方可进行，严禁剔凿，避免操作过程中破坏板材外观。

7) 墙板防水施工完毕后，应及时进行淋水试验以检验防水的有效性，淋水的重点部位为墙板十字接缝处、预制墙板与现浇结构连接处及窗框。

4、板材应用现状

蒸压加气混凝土板的应用较广泛，中国尊、北京电视台等项目中隔墙板采用蒸压加气混凝土板;北京城市副中心项目为8层混凝土框架结构，外围护墙和内隔墙皆采用蒸压加气混凝土板;北京市丰台区成寿寺B5地块定向安置房项目为9～16层钢结构住宅，其中南立面采用300mm厚蒸压加气混凝土外墙板自保温，其余外墙板采用150mm厚蒸压加气混凝土板+装饰保温一体板，内隔墙采用蒸压加气混凝土板;首钢铸造村为15层钢框架-支撑体系，采用蒸压加气混凝土条板，并做100mm厚外保温岩棉板，节点采用自复位减震摇摆节点;北京市黑庄户定向安置房项目4号住宅楼为28层钢结构住宅，外围护墙为200mm厚蒸压加气混凝土板，粘贴80mm厚岩棉外保温层，并在围护墙外做铝板幕墙，室内隔墙为100～200mm厚蒸压加气混凝土板;深圳市库马克大厦为17层全装配式钢结构，外墙采用外挂蒸压加气混凝土板+幕墙形式。

5、工程应用

5.1 工程概况

本项目占地面积约150亩，建筑面积为107 728m2。项目为装配整体式混凝土框架结构，建设有教学楼(5层)、学生宿舍(8层)、教师公寓(5层)、图文楼(5层)、行政楼(3层)、体育馆、音乐厅等11栋单体。项目整体预制率为30.1%，单体建筑最高装配率达60%以上。其中1～3号教学楼、7号学生公寓、8号教师公寓为框架结构，内隔墙和外围护墙均采用蒸压加气混凝土板。

5.2 板材设计及排布

在方案设计阶段已确定采用蒸压加气混凝土板，并与生产单位进行较好的协同，故项目中未产生过多的裁板现象，较好地实现模数协调。本项目板材排版设计如图3所示。

图3 蒸压加气混凝土板立面排版

5.3 外墙板安装

1)板材准备将板材运至作业层，按排版图进行板材切割。2)清理基层、找平板材安装前，对安装区域的基层墙体表面进行清理、清扫，并找平。3)放线对照图纸在现场弹出轴线和1道边线，并按排版设计标明板位置。4)安装角钢根据控制线位置，使用膨胀螺栓固定角钢。5)板材就位使用专用尼龙吊带将板材上端吊装于起重机上，起吊板材就位放置于安装部位。6)板材安装将板材钩头螺栓孔位置进行钻孔后预安装，调整板面位置，利用吊线及2m靠尺检查垂直度和平面，若不符合要求则使用专用撬棍调整，而后将钩头螺栓焊接在角钢上。7)防锈处理所有焊接部位和角钢位置进行除渣后涂刷防锈漆。8)板缝处理侧缝及顶缝塞岩棉、放置PE棒、打密封胶。9)清理、报验。

5.4 内墙板安装

内墙板安装绝大部分与外墙板一致，只是板材安装时采用管卡连接，上、下端管板采用射钉固定。

5.5 板材节点构造

板材与主体结构之间采用柔性连接构造，利于适应主体结构在地震或风荷载作用下的层间变形，缓解地震破坏。外墙可采用内嵌或外挂两种形式，节点连接包括钩头螺栓法、滑动螺栓法、内置锚法、ADR摇摆法等，内置锚法在日本应用较多，但由于材料等的限制，国内应用最多的为钩头螺栓法。内墙节点连接包括U形卡法、直角钢件法、钩头螺栓法和管卡法，常用U形卡和管卡两种方式。本项目外墙采用内嵌式钩头螺栓连接方式，如图4所示，内墙采用管卡连接，如图5所示。

图4 蒸压加气混凝土外墙板节点

图5 蒸压加气混凝土内墙板节点

门窗洞口处可采用角钢或钢板等进行加固，本项目门窗洞口采用钢板加固方式(见图6)，调整设计施工方案。

图6 窗加固节点

5.6 板缝处理方式

蒸压加气混凝土板的板缝一般采用构造防水+材料防水，其构造包括C型和TU型板构造，如图7所示。本项目采用TU型板构造。

图7 蒸压加气混凝土板构造

墙板接缝处打胶严格按设计流程和设计要求进行，基底层和预留空腔内必须使用高压空气清理干净。打胶前，要认真检查墙板外侧背衬深度，严格控制打胶厚度，打胶部位的墙板要利用底涂处理增强胶与混凝土墙板之间的黏结力，打胶中断时要留好施工缝，施工缝内高外低，互相搭接≥5cm。板缝处理如图8所示。

图8 板缝处理做法

6、结语

针对目前蒸压加气混凝土板的应用及存在的问题，提出以下建议。1)应充分利用蒸压加气混凝土板的优势，加强设计、生产、安装各环节的协同，全面提高工程质量。2)积极探索生产工艺的改良，提高板材生产过程中气孔的稳定性和裂缝控制因素，降低板材自身开裂。3)加强施工过程质量管控，避免由于施工操作不规范导致板材破坏、墙体开裂等问题。

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