淺談蒸壓輕質混凝土在工程應用中的經濟效益

郭培成

(廈門大學嘉庚學院，福建漳州 363105)

ALC是蒸壓輕質混凝土(Autoclaved Lightweight Concrete)的簡稱，也有稱AAC板。采用水泥、粉煤灰、爐渣(或硅砂)、石灰等主要原料，在內部增加部分加強處理的鋼筋(一般工程上采用熱處理HPB300)，再經過高壓蒸汽工藝的養護工序，形成的具有多氣孔混凝土成型板材，稱之為蒸壓輕質混凝土。它的特點是：高強輕質(類似于木材、鋼材，屬于強度較高且質量輕的高性能材料)、保溫隔熱、阻燃耐火、吸聲隔音、承載力較強、抗震效果好、環保性能高、施工過程更為便捷、節約成本；能有效地解決混凝土結構面的外觀平整度以及保證工程進度，與鋼模、木模板支撐體系相比較而言，提高了拆模速度；鋁模板的周轉利用率高、經濟效益好；工程材料搬運、工作人員正常通行、現場的安全施工提供了保障；材料回收價值較高，從制作生產、工程應用到回收等可以全部由供應廠商來負責完成，從而受到國內外的普遍重視。

ALC板最早在歐洲出現，日本、歐洲等地區已有四十多年的生產、應用歷史。早期國內廠家的生產技術和生產設備主要引自日本和德國。目前該技術在國內已完全消化吸收，設備實現完全國產化。ALC板包括各種工程構件，如外墻非承重板、內墻非承重板、樓板和屋面受力板、防火非承重、裝飾非承重等，不僅被大量使用在傳統混凝土框架結構、剪力墻結構、框架-剪力墻結構的內外墻體、防火板等圍護結構上，而且近些年也應用在興起的各種鋼結構多高層民用住宅、大型酒店、賓館、綜合寫字樓以及工業廠房等建筑的內外隔墻、屋面上。近十年在河南、山東、山西等地，發展較快，也取得了較好的經濟效益。

1 工程概況

該工程共分為住宅、幼兒園、酒店、商場幾個功能，分三期完成，建筑工期2015年4月至2019年11月。該工程占地面積約3.5×104m2，住宅建筑總面積近37×104m2(包括多層和高層，其中主要以30層左右的建筑為主)，采用剪力墻結構體系JGJ 3-2010《高層建筑混凝土結構技術規程》第3.3.1條，最大適用高度120 m，本工程結構高度96 m，超過60 m，屬于對風荷載敏感，在計算承載力極限狀態時時基本風壓應放大1.1倍，對于位移計算基本風壓仍保持不變)。建筑物抗震設防類別為丙類，場地類別二類，設計基準期50 a，當地基本風壓0.4 kPa，結構安全等級二級，剪力墻抗震等級均為二級，地基基礎設計等級為甲級(基礎采用筏板形式，地下室兩層，地基受力層土體主要是中粗砂土，承載力320 kPa)。本結構采用結構整體計算分析，使用中國建筑科學研究院編制的PKPM系列SATWE ( V3.1.6版、V4.2版)。

2 ALC板的具體施工要求

2.1 施工順序流程

第一天測量放線、綁扎墻柱鋼筋，做好剪力墻水電預留孔；第二天拆除下層墻板，傳至上層進行墻模板安裝；第三天，拆下層梁板模板，傳至上層安裝；第四天綁扎梁鋼筋，布置懸挑構件模板并進行墻模板局部位置校對調整，綁扎樓板鋼筋、樓板水電預留預埋；第五天整體表面清理、校對復核構件尺寸、現場混凝土澆筑；第六天繼續上一層施工各個環節。

2.2 改進工程質量和提高經濟效益

ALC板材可根據設計要求進行構件加工，采用電子自動化生產，避免了人為因素導致的質量下降；其次結合國家提倡的建筑業節能和可持續發展的國家戰略，ALC板結合本地資源，充分利用各種工業廢渣保護生態環境。目前一般ALC板材的規格：樓面頂板標準尺寸400 mm×1 200 mm、墻板標準尺寸400 mm×2 700 mm ，類似于目前裝配式建筑，構件的尺寸設計盡量模板化或接近模板化，這樣有利于材料利用的最大價值化，減少不必要的浪費，提高了經濟效益。

2.3 ALC板的安裝工藝要求

板材安裝時的含水率不應大于15 %；每道墻應選用外觀相同，薄厚一致的條板；安裝前先做作板圖，列出板安裝順序，盡量減少和避免在隔墻的垂直方向嵌入板的數量，以保證拼縫的粘結質量；安裝時板縫要粘結牢固，板上部用U型卡或管卡固定，板就位后在板底打入木楔，底部塞入細石混凝土；在墻體粘縫沒有一定強度前，嚴禁碰撞振動，以免板縫錯動開裂；板安裝好后板縫用抗裂砂漿粘貼100 mm玻璃纖維耐堿網格布(底部塞縫2周后)待板有一定的強度后，電工才能在板上開槽。

2.4 板與板之間如何進行預防開裂

首先板材在加工時進行防裂槽的設置，防裂槽的質量主要取決于技術工人的水平，還應考慮熱脹冷縮、板材質量等因素，后期建議進行抽樣檢查；其次板縫之間用抗裂砂漿或粘結劑貼寬8 cm左右的耐堿玻纖涂塑網格布。

2.5 板與梁之間預防開裂

在板材與梁與柱交接的板縫處，由于板材上已經具有40～50 mm防裂槽, 梁上也應有對應的防裂槽，以便處理板與梁柱的板縫裂紋問題。

2.6 板與地面預防開裂

板與樓層地面之間的板縫，板材安裝完成后，地面應做找平、貼磚，板與地面的縫隙處會隱藏起來。樓板與樓層頂板之間的板縫隙應進行內部填塞防裂砂漿。

2.7 水電管線線路的開槽和開孔

板材內置鋼筋網片，開槽后走管線和開孔，必須采用防裂砂漿填縫。為降低成本，管線大縫內底部可以采用水泥砂漿填充，外部采用聚合物砂漿。

2.8 支撐體系的選擇

板材之間的連接采用螺栓或銷釘，間距為300 mm左右一道；梁底支撐間距1 200～1 300 mm一道；外墻、內墻分別采用5道背楞與4道背楞加固，主要因為外墻的受力比較復雜，適當加強。

3 綜合效益比較分析

3.1 各種模板體系類別的綜合效益比較

正常的施工工期：木模、鋼模、鋁模分別是6 d/層、7 d/層、5 d/層；模板系統費用：分別是180 元/m2、850 元/m2、1 400 元/m2；對技術工人的依賴程度：高、不高、幾乎沒要求；安裝人工費：分別是36 元/m2、34 元/m2、27 元/m2；最終施工成績效果：分別是86 %、95 %、98 %。在現在勞動力嚴重缺乏、勞動力技術水平不高、勞動力費用越漲越高，采用鋁模板配備ALC板是今后建筑行業發展的一種必然趨勢，它可以改善施工現場的干凈度，節約大量時間和成本。

3.2 技術經濟指標分析

在二期開發過程中，共11棟29層的高層住宅樓，在其中選擇了3#樓、5#樓、7#樓、9#樓采用鋁模板的技術、經濟指標進行分析，其它樓采用傳統的施工工藝和技術。

3.3 各種模板費用比較

鋁模板費用清單：3#樓、5#樓、7#樓、9#樓單層模板展開面積約1 900 m2，因為采用早拆模體系，現場配備模板4套、梁支撐體系8套、支撐立桿16套，工廠生產加工單價約1 350 元/m2，連同相關輔材，總價約700萬元；木模板費用清單：施工過程中支撐體系配模15套，墻模板配模12套，梁板模板總計配模20套，總造價約為400萬元；鋼模板費用清單：施工過程中支撐體系配模12套，墻模板配模12套，梁板模板總計配模16套，總造價約為600萬元。

3.4 各種模板攤銷成本分析：

鋁模板的周轉材料與支撐體系損耗程度，總體幾乎為0，模板中標準構件約占鋁模板全部構件70 %～80 %，正常使用周轉次數為280次以上，殘值率25 %～30 %；非標構件占20 %，周轉次數為26次(4層以上使用鋁模)，殘值率30 %；成本攤銷費用約為每層1.45萬元。方木模板殘值率極低，方木周轉率約為10次，成本攤銷費用約為每層1.4萬元。

3.5 技術、質量成本分析

使用鋁模板代替鋼模、木模完成的混凝土構件(梁板墻)平整度、垂直度控制精確，各個房間最大程度避免大小頭，常見的建筑局部缺陷減少，從而節省了了混凝土結構的后期處理加工費用。

采用鋁模板進行主體結構施工，內墻配合ALC板，可以內、外墻免抹灰，節約了人工和內外墻粉刷成本。以3#樓為例，內、外墻粉刷面積約51 000 m2，可節約粉刷費用共計138萬元；另外在施工工藝上避免了空鼓、開裂，初步計算分析節約主體維修費用至少60萬元/棟，且裝修完成后的質量問題界定明確。鋁模板后期配合ALC板，樓地面施工完成即可進行精裝面；外墻同主體一次性澆筑，施工進度明顯改善。

3.6 不同模板、不同板材對應下建筑物的基礎和主體比較

5#樓與10#樓的建筑圖紙一樣，采用ALC做墻體板材，通過PKPM系列SATWE V3.1.6版分析，整體計算結果分析得出，基礎頂部由豎向傳遞下來的荷載較之前墻體采用空心磚、加氣混凝土砌塊而言，減少了7 %，從而使筏板厚度由原設計的1 700 mm降低為1 450 mm 即可滿足抗沖切等要求，配置受力鋼筋的面積由較原來的單位寬度減少了6 %，節約成本近80萬元左右。計算中還有大部分框架梁、剪力墻中配置的受力鋼筋面積也有下降，整體經濟效益比較明顯。

4 質量控制方面

4.1 保證項目及控制標準

原材料應符合設計要求和施工規范；條板必須符合設計要求；認真養護，強度應達到設計要求。

4.2 控制標準

板材以1 000塊為一批，不足1 000塊時亦做一批計。每批隨機抽取50塊板，按照國標規定進行檢查,鋼筋保護層厚度可用量具直接測量,圖紙深化設計工作；每層ALC隔墻板安裝后，進行驗收并做好記錄；施工最后階段應逐層、逐間檢查，發現問題及時返修。

5 結束語

采用ALC板材可以降低整體建筑物的費用，改善了建筑內部美觀性；采用鋁模板可以更有效地提高施工工藝，縮短工期，保證工程質量，減少環境污染，節約了大量勞動力；采用ALC板材，較傳統的加氣混凝土砌塊、空心磚，使整體建筑物的基礎受力減小，從而更加有利于控制建筑物的沉降問題；技術裝備現代化、規模生產集約化、施工裝備一體化，可以有效地控制建筑材料的質量，提高建筑物抗震效果和安全性能，促進建筑行業更有效的發展。