清水混凝土外墻保溫中置一體澆筑技術

徐志斌 李 雄 龔 湧 曾億軍 楊 彪 劉建升

中建三局集團有限公司（滬） 上海 200129

為響應國家綠色、節能、環保的號召、規定，目前正在建造的房屋外圍護結構均需要設置保溫層或者圍護結構，其本身具備低傳熱系數的特性。但目前業內主流的外墻外保溫、外墻內保溫做法均為在原始墻體上附加構造層，會掩蓋現澆混凝土墻、砌塊墻的原始表面。清水混凝土直接采用現澆混凝土的自然表面效果作為飾面，與普通混凝土不同，其只是在表面涂1層或2層透明的保護劑，不得在墻體表面上設置額外的功能、裝飾面層，但是混凝土本身是一個高導熱系數的建筑材料，設置保溫層是必需的。所以當墻體兩面均需要有飾面清水效果時，保溫層只能設置在現澆墻體中部。目前，主流的墻體保溫材料——擠塑聚苯板密度小、強度低，如何控制擠塑聚苯板不在混凝土澆筑過程中漂浮、移動，并被混凝土、振動棒的沖擊破壞，繼而影響墻體表面清水混凝土觀感，是一個把控重難點。本文分析了清水混凝土外墻保溫中置一體澆筑技術[1-5]。

1 研究背景

1.1 常規外墻保溫現狀

1.1.1 外墻內保溫

我國在早期常使用的外墻保溫技術是外墻內保溫技術，從技術角度上來說施工簡單方便，具有對建筑物外墻垂直度要求不高，工人可以在建筑物內側施工保溫材料、施工速度快，不需要額外搭設大量操作架、節約造價等優點。

但是此技術有一個明顯缺陷：上層與下層房間中間的結構梁板會形成結構熱橋，此處的結構梁板與周邊結構將會形成明顯溫差，繼而導致該部位不間斷地生成露水，露水會造成發霉、產生裂縫，影響建筑的耐久性。另外，外墻外側無保溫層，外墻會受到室外季節變化、白天黑夜變化等溫差影響，反復產生熱脹冷縮的問題，外墻內部的應力持續反復變化，在這種情況下，內保溫體系受到相應影響而反復出現變形，導致內墻面發生空鼓和開裂。

1.1.2 外墻外保溫

世界范圍內外墻外保溫技術至今已經被使用了70多年。我國是在近40年前將其引入。與外墻內保溫相比，外墻外保溫技術綜合效益好，具有以下幾個優點：適用范圍廣，基本消除了熱橋效應，改善了墻體受潮的情況，有利于保持室溫穩定。

1.2 雙面清水混凝土墻體保溫現狀

清水混凝土在國外已經被使用很多年，近十幾年國內也越來越流行。它最大的特點就是將混凝土原始表面作為裝飾面，所謂拆模即精裝，所以它表面不得有任何材料覆蓋。目前，國內清水混凝土得到了越來越多的設計師的青睞，如何在完美呈現高品質清水混凝土墻面的同時滿足建筑節能的要求，這個問題亟需解決。

目前，當需要外圍護墻體做雙面清水效果時，采用將保溫板設置在兩面墻中間的施工方法。先后分別澆筑內外清水墻，即先施工保溫板一側的墻體，然后拆模，再在已澆筑墻的中間一側粘貼保溫板，再用保溫板作為后澆筑墻體的內側模板，外側清水模板重新支設，已澆筑墻體上提前預埋對拉螺桿，用于加固后澆筑墻體的外側模板。但是先后澆筑兩側清水墻的施工工藝存在幾個弊端：拉長工期，增加管理成本；預埋螺桿施工過程中極易發生變形、位置跑偏的情況，導致后澆筑墻體的螺桿眼不能完全按照深化排版位置定位。

2 保溫中置一體澆筑技術

2.1 保溫中置設計

借鑒目前在超高層住宅鋁模施工中“全混凝土外墻”思路：設計院在設計超高層住宅時采用剪力墻結構，剪力墻墻體中間的空隙采用砌體結構封堵。施工單位采用鋁模時，為減少二次結構施工工程量、節約工期，通常會與設計院溝通將剪力墻中間的封堵二結構墻體修改為混凝土墻體，鋁模深化時考慮與剪力墻一次澆筑。設計院出于抗震及減輕此部分“現澆填充墻”自重的角度考慮，會在“現澆填充墻”中間設置泡沫板，然后一起澆筑。

新建太倉美術館項目設計了大面積白色清水混凝土，約30 000 m2，其中存在多片雙面清水混凝土墻體。該項目結構形式為框架結構，清水墻體為現澆混凝土填充裝飾墻，雙面清水墻體采用了類似上述“超高層住宅鋁模施工全混凝土外墻”的建筑墻體夾心保溫一體化。清水混凝土外墻保溫中置一體澆筑技術中，保溫不在清水混凝土的墻體表面，而將其設置在墻體中部，使保溫變成墻體內部保溫。因為內保溫層被混凝土包裹在其中，完全與外界隔絕，故耐久性、穩定性大大提升，同時對消防安全也有極大的幫助。保溫板采用50 mm厚擠塑聚苯保溫板，保溫板兩側的清水墻厚度分別為150、200 mm，墻體外側再涂刷透明氟碳樹脂保護涂料1道，如圖1所示。

圖1 夾心保溫一體化清水墻

2.2 一體澆筑方案比選

當保溫板與兩側墻體一體化澆筑時，存在幾個施工難點：清水混凝土流動性大，擠塑聚苯板密度小，混凝土澆筑過程中容易漂起來；擠塑聚苯板強度低，混凝土澆筑過程中受到混凝土、振動棒的沖擊很容易被破壞，破壞的碎片會在墻體里隨意移動、上浮，拆模后有可能會出現在墻體表面影響清水混凝土觀感，并且節能體系也受到了破壞。為解決上述最主要的2個問題，起初設想了2個解決方案。

方案1：兩側墻體鋼筋先行綁扎，在保溫板兩側使用厚14 mm模板包裹，包裹用的模板上按照清水混凝土的排板深化圖開好螺桿眼，放入兩側墻體中間的縫隙中，墻體一側清水大模板安裝，安裝清水專用五段式螺桿，螺桿穿透包裹保溫板用的模板及保溫板，再安裝清水墻的另一側清水模板，然后按照飾面清水工藝將模板體系加固穩定，最后進行澆筑。

方案2：兩側墻體鋼筋先行綁扎，使用2層φ1.2 m@12 mm×12 mm的鍍鋅鋼絲網將擠塑聚苯板包裹加強，放入兩側墻體中間的縫隙中，使用扎絲將鍍鋅鋼絲網與兩側墻筋綁扎牢固，墻體一側清水大模板安裝，安裝清水專用五段式螺桿，螺桿穿透鍍鋅鋼絲網及保溫板，余同方案1。

研究對比2個方案，方案1有2個較大的缺陷：

1）兩側清水墻中間只預留了50 mm保溫板的空間，保溫板兩側的模板占用了墻體靠保溫板一側的保護層，如果鋼筋施工過程中受到沖擊移位的話，極有可能導致墻體靠保溫板一側無保護層，影響鋼筋的耐久性。

2）包裹保溫板用的模板無法取出，存在吸水發霉腐爛的可能性，影響建筑耐久性和圍護墻的導熱系數。

方案2可以保證保溫板在澆筑過程中不發生移位、不受到破壞，同時避免了方案1的2個缺陷，所以比選確定使用方案2。

2.3 保溫板定位控制及保護

由于清水混凝土的流動性很大，澆筑過程中保溫板會受到很大的浮力，如果沒有可靠的固定措施，就會很容易出現保溫板漂浮上來的情況。為控制保溫板不漂浮，最核心的工藝就是上述方案2中的2層φ1.2 m@12 mm×12 mm的鍍鋅鋼絲網。鍍鋅鋼絲網將保溫板完全裹住，形成一個整體，再使用扎絲與鋼絲網綁扎牢固，這樣保溫板就通過鍍鋅鋼絲網固定在清水墻體鋼筋上，可以抵抗大流動性的清水混凝土對保溫板的浮力。

同時，鍍鋅鋼絲網相當于保溫板的保護裝置，保護保溫板在澆筑過程中不會因受到混凝土的沖擊、石子的撞擊、滑動而導致被破壞。

2.4 澆筑工藝

因為保溫板強度不高，無抵抗側向壓力的能力，同時為了保證墻體不出現熱橋，保溫板與保溫板之間的連接是非常緊密的，所以當保溫板兩側混凝土一起澆筑時，如果兩側澆筑速率不一致或導致兩側混凝土出現高差，將會使保溫板向一側擠壓傾倒破壞，繼而導致墻體自身的節能效果受影響，甚至會擠壓一側墻體鋼筋，出現保護層過小、鋼筋貼上模板的問題。因此，澆筑時需要安排專人使用卷尺測量兩側已澆筑混凝土高度，保證兩側混凝土高度基本一致，如圖2所示。

圖2 保溫板兩側混凝土澆筑面高度控制

3 結語

在建筑行業高速發展、各種新型建筑材料不斷涌現的今天，清水混凝土因為其樸實無華、自然沉穩的外觀韻味，與生俱來的厚重與清雅而獨樹一幟，所以現在國內清水混凝土建筑在不斷涌現。清水混凝土墻體的雙面清水效果與保溫板設置間的矛盾必然會在設計、施工中持續出現，本文所述的“清水混凝土外墻保溫中置一體澆筑技術”打破了傳統的外墻外保溫、外墻內保溫的設置方式，相對于兩側墻體分開澆筑的方式，其可以縮短工期，減少材料、設備、人力等資源投入，為需要設置保溫的雙面清水墻設計與施工提供一種解決思路，具有較大的推廣應用前景。