蒸壓加氣輕質(zhì)混凝土板安裝控制技術(shù)

賀勃濤 梁新凱 李海峰 馮 浩 馮一博

（中建七局第四建筑有限公司，陜西 西安 710016）

蒸壓加氣輕質(zhì)混凝土板具有較好的保溫、隔熱和隔音性能，是一種性能穩(wěn)定的節(jié)能環(huán)保材料[1-2]?；诖耍疚囊阅辰ㄖこ虨槔?，提出了ALC板安裝控制技術(shù)，為促進(jìn)建筑行業(yè)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)的協(xié)同發(fā)展提供保障。

1 ALC板結(jié)構(gòu)與性能

ALC板與普通的混凝土板不同，主要原料包括水泥、石灰、硅砂，結(jié)合發(fā)泡劑的催化作用，通過(guò)高壓蒸汽技術(shù)，生成的封閉性孔洞較多、體積較小的硅酸鹽板材[3]，其干密度在450kg/m3～650kg/m3范圍內(nèi)，具有較高的耐火性。ALC板采用的鋼筋經(jīng)過(guò)增強(qiáng)防銹處理，使用性能得到了顯著提高，在建筑工程使用中，墻板整體使用時(shí)間與性能更加具有優(yōu)勢(shì)[4]。

在安裝過(guò)程中，ALC板的施工成本較低，板材厚度相對(duì)較薄，能夠有效地節(jié)省建筑空間。ALC板在施工方面具有良好的性能，廣泛應(yīng)用于裝配式建筑與抗震建筑結(jié)構(gòu)中，一方面，板材的抗壓強(qiáng)度較高，極限承載力較好；另一方面，混凝土板各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的連接較牢固，在自然條件與環(huán)境的影響下，不容易出現(xiàn)風(fēng)化現(xiàn)象，整體性能較穩(wěn)定，適用于建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)質(zhì)量與節(jié)能環(huán)保的要求[5]。

2 ALC板安裝控制技術(shù)研究

2.1 建立ALC板安裝可靠度指標(biāo)

通過(guò)對(duì)墻體結(jié)構(gòu)的可靠性進(jìn)行概率量度分析，獲取ALC板結(jié)構(gòu)的安全性，為ALC板安裝控制技術(shù)的質(zhì)量提供保障。本文在建立ALC板安裝可靠度指標(biāo)時(shí)，基于結(jié)構(gòu)功能函數(shù)的原則，將ALC板的極限狀態(tài)作為安裝的可靠度指標(biāo)。設(shè)定影響可靠度指標(biāo)的隨機(jī)變量分別為X1，X2，…，Xn，則ALC板安裝可靠度指標(biāo)的結(jié)構(gòu)功能函數(shù)為：

式中，n表示影響可靠度指標(biāo)的隨機(jī)變量總數(shù)；g表示ALC板的結(jié)構(gòu)功能系數(shù)。在上述結(jié)構(gòu)功能函數(shù)表達(dá)式中，隨機(jī)變量具有一定的可變性，應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際的建筑工程施工情況進(jìn)行選取。依據(jù)結(jié)構(gòu)功能函數(shù)的變化與可靠度指標(biāo)，判斷ALC板的結(jié)構(gòu)狀態(tài)，判斷結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 ALC板結(jié)構(gòu)狀態(tài)判斷結(jié)構(gòu)

如圖1所示，當(dāng)Z＞0時(shí)，表示此時(shí)ALC板結(jié)構(gòu)處于規(guī)定功能狀態(tài)，使用性能較好，整體結(jié)構(gòu)較可靠，可以投入安裝使用；當(dāng)Z=0時(shí)，表示此時(shí)ALC板結(jié)構(gòu)性能較低，結(jié)構(gòu)安全性處于臨界狀態(tài)，在投入安裝使用前應(yīng)當(dāng)進(jìn)行相關(guān)的性能檢測(cè)，確認(rèn)性能無(wú)誤后可投入使用；當(dāng)Z＜0時(shí)，此時(shí)ALC板結(jié)構(gòu)性能達(dá)到了危險(xiǎn)狀態(tài)，失去安裝要求的規(guī)定功能，不能投入安裝使用。

基于ALC安裝可靠度指標(biāo)，全方位地判斷ALC板的結(jié)構(gòu)性能，為ALC安裝控制技術(shù)的質(zhì)量與應(yīng)用效果提供保障。

2.2 計(jì)算ALC板安裝墻體的抗剪承載力

基于上述ALC板安裝可靠度指標(biāo)，獲取ALC板的結(jié)構(gòu)性能，接下來(lái)基于墻體豎向壓應(yīng)力與構(gòu)造方式的不同，計(jì)算ALC板安裝墻體的抗剪承載力。豎向壓應(yīng)力對(duì)墻體的剪切破壞形態(tài)與抗剪強(qiáng)度具有直接的影響，ALC板安裝墻體的抗剪承載力隨著豎向壓應(yīng)力的增加而下降，墻體會(huì)產(chǎn)生一定的斜壓破壞裂縫。因此，本文在考慮砌體墻豎向壓應(yīng)力的基礎(chǔ)上，結(jié)合主拉應(yīng)力理論，計(jì)算ALC板安裝墻體的抗剪承載力，公式為：

式中fv-表示ALC板安裝墻體截面抗剪承載力設(shè)計(jì)值；

fa-表示主拉應(yīng)力下砌體墻的抗剪強(qiáng)度值；

φN-表示ALC板安裝墻體抗剪正應(yīng)力影響系數(shù)。

通過(guò)計(jì)算，獲取到ALC板安裝墻體的抗剪承載力，經(jīng)過(guò)形態(tài)擬合處理，為ALC板的安裝提供良好的安裝環(huán)境。

為了提高ALC板安裝的質(zhì)量，基于ALC板安裝控制技術(shù)的相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范，對(duì)ALC板安裝墻體的抗剪承載力進(jìn)行驗(yàn)算，公式為：

式中V-表示墻體剪力設(shè)計(jì)值；

φs-表示蒸壓加氣輕質(zhì)混凝土中鋼筋的工作系數(shù)；

fb-表示ALC板安裝墻體的縱向鋼筋拉伸強(qiáng)度；

Ase-表示墻體的豎向鋼筋面積。

通過(guò)驗(yàn)算公式，獲取符合ALC板的墻體抗剪承載力。

2.3 ALC板測(cè)量放線與安裝就位

通過(guò)上述計(jì)算出ALC板安裝墻體的抗剪承載力后，就要開(kāi)始ALC板的測(cè)量放線與安裝就位工作，實(shí)現(xiàn)ALC安裝控制。首先，針對(duì)ALC板測(cè)量放線來(lái)說(shuō)，施工人員應(yīng)當(dāng)對(duì)工程建設(shè)圖紙中的控制線與軸線進(jìn)行嚴(yán)格分析，在工程建筑中的ALC墻板位置設(shè)置水平分割線與板材標(biāo)高線，對(duì)測(cè)量放線拼接節(jié)點(diǎn)進(jìn)行排板處理。結(jié)合U形角鋼與墨斗，共同對(duì)建筑的板材控制線進(jìn)行標(biāo)注?；赨形角鋼安裝的位置線，設(shè)定角鋼拼縫上端為ALC安裝控制面，利用射釘槍，固定U形角鋼位置，固定結(jié)束后，基于ALC安裝控制的設(shè)計(jì)要求，選擇角鋼的一端貼近ALC板，在另一端墻面設(shè)置門窗洞口線，從墻板底端不斷調(diào)整ALC板的方向，進(jìn)而完成測(cè)量放線工作。

基于ALC板安裝就位來(lái)說(shuō)，具體安裝流程如圖2所示。

如圖2所示，首先清理ALC板結(jié)構(gòu)安裝面，在外墻板處安裝就位裝置，固定建筑結(jié)構(gòu)的上部位置，不斷調(diào)整就位裝置的位置，實(shí)現(xiàn)ALC板著力點(diǎn)的調(diào)節(jié)；結(jié)合豎向起吊的方式，在外墻板與ALC板之間進(jìn)行固定連接，適當(dāng)調(diào)整；在豎向起吊裝置中增設(shè)兩條牽引拉繩，用于控制板材的移動(dòng)；采用1∶3比例的水泥砂漿填充ALC板與墻體之間的縫隙，鋪設(shè)玻璃纖維網(wǎng)格布，利用木楔固定ALC板的上端與下端。利用2.0m托線板，調(diào)整ALC板表面的垂直度，控制ALC板的安裝誤差。最后，設(shè)定墻板的彈設(shè)定位線，采用勾頭螺栓，將ALC板牢固連接在角鋼上，完成ALC安裝控制操作。

圖2 ALC板安裝流程

3 對(duì)比分析

為了對(duì)本文設(shè)計(jì)的ALC板安裝控制技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用效果做出進(jìn)一步的客觀分析，進(jìn)行了如下文所示的實(shí)驗(yàn)。本次實(shí)驗(yàn)以某地區(qū)裝配式建筑工程項(xiàng)目A為研究對(duì)象，該項(xiàng)目的建筑總面積包括地上與地下兩個(gè)部分，總共56230.15m2，整體建筑樓層的高度不同，一至六層層高為5.5m，七至二十層層高4.5m，框剪結(jié)構(gòu)體系，在結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與牢固性中具有較高的優(yōu)勢(shì)，施工材料的耐火性能較好，耐火等級(jí)符合一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。建筑結(jié)構(gòu)的立面造型采用構(gòu)件式玻璃幕墻與穿孔鋁板，結(jié)合了現(xiàn)代化建筑與節(jié)能環(huán)保建筑的全新理念。墻體的地上部分采用厚度為200mm、125mm的ALC蒸壓加氣混凝土條板，地下部分采用厚度為300mm、350mm、400mm的剪力墻。通過(guò)上述本文設(shè)計(jì)的安裝控制步驟，安裝ALC板。將安裝后的ALC板進(jìn)行分類處理，并根據(jù)不同的安裝部位進(jìn)行編號(hào)，明確各個(gè)ALC板的方向。利用鋼板直尺，測(cè)量試件的實(shí)際尺寸，設(shè)置ALC板試驗(yàn)機(jī)的加載位置與中心部位，實(shí)時(shí)記錄ALC板在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的承載能力與峰值荷載變化。在實(shí)驗(yàn)中，充分考慮ALC板的發(fā)氣方向以及ALC板試件實(shí)際大小對(duì)安裝后ALC板抗壓強(qiáng)度的影響，計(jì)算安裝后的ALC板的抗壓強(qiáng)度，計(jì)算公式為：

式中fcu-表示安裝后的ALC板抗壓強(qiáng)度；

P-表示ALC板試驗(yàn)機(jī)在安裝過(guò)程中施加的外力荷載；

A-表示ALC板試件安裝后加載面的實(shí)際面積。

通過(guò)計(jì)算公式，獲取到該項(xiàng)目ALC板安裝后的抗壓強(qiáng)度與極限荷載，與傳統(tǒng)建筑材料安裝控制技術(shù)試件的抗壓強(qiáng)度與極限荷載進(jìn)行對(duì)比，進(jìn)而判斷本文設(shè)計(jì)的安裝控制技術(shù)的可行性，對(duì)比結(jié)果如表1所示。

表1 抗壓強(qiáng)度與極限荷載對(duì)比

根據(jù)表1可知，本文設(shè)計(jì)的ALC板安裝控制技術(shù)，其試件的抗壓強(qiáng)度與極限荷載均高于傳統(tǒng)建筑材料安裝技術(shù)，建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的承載能力更好，整體建筑工程的穩(wěn)定性與安全性效果顯著。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，ALC板對(duì)于建筑工程節(jié)能環(huán)保施工至關(guān)重要，在提高建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)可靠性的同時(shí)，減少建筑資源與能源的浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)建筑工程綠色環(huán)保的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。通過(guò)本文的研究，改善了傳統(tǒng)輕質(zhì)混凝土板安裝中存在的不足，使ALC板的承載能力得到了顯著提高，對(duì)建筑行業(yè)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)的協(xié)同發(fā)展具有一定的促進(jìn)作用。