基于裝配式混凝土夾心保溫外墻板技術研究

池啟貴

0 引言

為了提高建筑工程節能效益，我國積極推廣應用裝配式夾心保溫外墻板體系，與傳統的墻板施工方式相比，不僅能夠發揮圍護作用，還具有良好的節能保溫、防火效果，并且可裝飾美化建筑外觀，局部澆筑混凝土，并聯合應用鋼筋套筒進行連接，即可形成裝配式建筑工程外墻體結構。通過對裝配式夾心保溫外墻板結構進行分析，在外葉墻板和內葉墻板之間用保溫材料，形成三明治墻板，可顯著提升墻體安裝施工效率，同時延長保溫材料使用年限，與傳統的預制構件平模施工方式相比優勢顯著。因此，對裝配式夾心保溫外墻板施工技術進行深入研究意義重大。

1 夾心保溫外墻板的定義與技術原理

1.1 夾心保溫外墻板定義

通過對裝配式夾心保溫外墻板內葉墻與外葉墻之間的相互作用程度，可劃分為三種類型，包括組合式墻體、部分組合式墻體以及非組合式墻板。內葉墻與外葉墻二者之間并非獨立存在，通過應用拉結件，即可將二者連接成為一個整體，如圖1所示。在預制混凝土墻板設計中，一般采用非組合式墻板設計形式，即對于外葉墻僅作為保護層，其厚度在50～60mm 之間，內葉墻需承擔外葉墻的重量。

圖1 組合式墻體與部分組合式墻體

1.2 技術原理

預制夾心板是由三個結構組成的，包括內葉混凝土層、內置保溫層以及外葉細石混凝土保護層，通過應用專用連接件，即可組合形成預制夾心板。預制夾心板可在工廠預制生產，然后翻轉，并以豎直形式放置在墻體插放架中，并采用專業設備運輸至施工現場。在各個預制夾心板表面，均需預留螺栓孔，在運輸至施工現場后，即可安裝斜支撐調節桿。對于建筑工程主體排模，首先需進行測量放線，在夾心板安裝施工中，采用調車進行吊裝，將墻板控制線作為依據，聯合應用短斜支撐調節桿以及千斤頂，夾心板垂直度可應用長支撐調節桿進行調節，而夾心板的標高可采用微調螺栓進行調整。

1.3 應用優點

（1）在傳統施工中，在施工現場，需進行鋼筋材料綁扎、支設模板、澆筑混凝土，并進行包圍施工，而冬季環境溫度比較低，施工難度比較大，同時很難保證施工質量。在裝配式建筑工程施工中應用夾心保溫外墻板，可在工廠中批量生產墻板結構，同時，對于保溫以及混凝土結構，可進行一體化施工，進而顯著提升施工效率。（2）在夾心保溫外墻板施工中，采用灌漿套筒即可進行連接，而在現場施工中，僅需安裝墻板結構即可，隨后灌注拌合物，因此施工方式簡單，同時可避免對施工現場環境造成較大不良影響，顯著降低施工成本。

2 預制混凝土夾心保溫墻板連接件的應用

在夾心墻板施工中，需選擇適宜的連接件，其中，拉結件的應用比較常見，可將內、外葉混凝土墻板與保溫層進行連接，對兩片墻板之間發揮抵抗作用。

2.1 不銹鋼拉結件

在拉結件的實際應用中，可發生冷熱橋反應，對此，應用不銹鋼拉結件，可顯著降低冷熱橋。不銹鋼拉結件的類型比較多，包括支撐錨固件、平板錨固件以及桁架式拉結件等。通過將不銹鋼拉結件和斜負筋進行對比，在不銹鋼拉結件的實際應用中，用材比較少，可顯著降低熱橋，并且承載能力強，有利于減少拉結件用量。

2.2 FRP 連接件

在夾心保溫墻板外葉墻施工中，不具有承重能力，僅可作為保護層。在FRP 拉結件的實際應用中，其能夠將外葉墻板的重力傳遞至內葉墻。在FRP 拉結件生產制造中，需將纖維增強塑料作為原材料，另外可加入一定量高性能樹脂，金屬模具在經過高溫固化后拉擠成型即可，FRP 拉結件的導熱系數比較低，因此，需適當增加保護層厚度，一般要求控制在25mm 以上。對于FRP 拉結件，可分為三種類型，包括格構式拉結件、棒狀拉結件以及片狀拉結件，其中，片狀連接件、格構式連接件的截面尺寸比較大，同時，抗彎能力和剛度均比較大，因此，主要被應用于組合式預制夾心保溫墻板施工中，而棒狀連接件的抗彎性能、結構剛度均比較低，因此，主要被應用于組合式預制夾心保溫墻板施工中。

3 預制夾心保溫墻板的制作工藝

預制夾心保溫墻板是由三層結構組成的，因此，在設計階段必須保證墻板結構整體性，但是在拉結件安裝施工中，放置位置不合理、拉結件松動等問題均比較常見，對此，在拉結件生產制造中，必須加強質量控制。

如果選用FRP 拉結件，則在預制墻板制作過程中，首先需鋪設外葉混凝土板，然后在模板中鋪設鋼筋材料，再澆筑混凝土材料，保證達到一定的厚度。在外側板還需鋪設保溫層，同時預留FRP 連接件孔洞，連接件還需插入至孔槽中。在外葉墻板混凝土澆筑施工中，適當提升混凝土坍落度，保證拉結件與混凝土形成整體結構，在將拉結件插入至外葉墻板后，還需旋轉180°。

在預制夾心保溫墻板生產制造完成后，應當做好防護管理，避免陽光照射，并且放置在通風環境中，避免溫差過大而產生收縮裂縫，導致墻板結構彎曲變形。

4 工程概況

本文選擇某住宅小區作為研究對象，其中包含37 棟單體建筑，包括25 棟別墅、9 棟高層商品房、1 棟自持、1 棟保障以及1 棟會所。在商品房、自持施工中，均應用預制夾心保溫剪力墻體系。通過對該項目建設要求進行分析，在預制夾心保溫剪力墻結構設計中，外葉板厚度為60mm，內葉板厚度為200mm，另外，XPS 保溫層厚度為40mm。在9 棟高層商品房施工中，采用預制裝配式建筑施工方式，預制裝配率為45%以上，另外，其他單體建筑施工中，預制裝配率為40%以上。在實際施工中，對于剪力墻、陽臺、樓梯等，均應用預制構件施工方式。

5 裝配式混凝土夾心保溫外墻板技術方案

5.1 預制夾心保溫墻板施工

5.1.1 預制夾心墻板受力特性分析

通過對夾心板的受力特性進行分析，可將其受力分為多種類型，包括外葉板自重、外葉板平面內變形、平面內水平荷載等。在外葉墻板與內葉墻板連接施工中，關鍵荷載為外葉板自重，在結構設計以及計算分析中，應當重點關注力的傳遞路徑，同時需保證荷載承擔過程中的安全性。在非抗震地區項目建設中，一般無需考慮平面中的水平荷載，但是要求注意，在平面中外葉墻板會發生旋轉，因此需采用有效的預防措施。平面外水平荷載包含多種類型，包括風荷載、外葉墻板內外表面溫差所造成的變形應力以及地震荷載。當環境溫度發生變化時，外葉墻板可發生平面內膨脹以及收縮，并發生變形。當建筑工程室內外環境溫度差異比較大時，墻板結構可發生一定的變形，如果受到剛性束縛，則會導致作用力顯著增加，由于不同時間段溫度變化差異比較大，因此，這一作用力的生產方向以及大小均有所不同。在墻板構件生產、運輸以及現場安裝施工中，必須保證連接件安裝固定效果，同時還需注意，在平面中避免對外葉墻板形成過大應力，避免對施工質量造成不良影響。

5.1.2 構件生產

在預制保溫夾心墻體施工中，連接件質量會對墻體結構整體性能產生直接影響，為提升連接件質量，應當盡量降低導熱系數，提升墻體結構保溫性能，同時提高連接件耐腐蝕性。根據建筑工程施工要求選擇適宜的連接件，在本工程施工中，通過對市面上多種連接件的性能進行對比分析，在外葉板以及內葉墻連接施工中，聯合應用片式連接件以及針式連接件，在一塊構件中，聯合應用2 個豎向承重以及2 個橫向抗扭錨固件，即可有效承擔平面中的荷載，另外，通過應用多個針式連接件，可有效承擔由于溫度應力、風壓所造成的荷載。對于連接件應用數量以及安裝位置，要求根據不同建筑工程的建設要求進行專項設計和計算分析。

需要注意，在片式、針式連接件安裝施工中，應當注意避免片式連接件和主筋之間相互碰撞，同時，在預制外掛墻板施工中，如果應用針式連接件，需要注意，在構件加工環節需采用鋼絲材料綁扎，避免連接件沉降，如果內側綁扎鋼筋材料與連接件發生碰撞，則會對連接效果造成不良影響，因此，對于針式連接件，應當先扳彎90°。在現澆段位置，如果需安裝片式連接件，則可能會遺漏部分鋼筋材料。對于上述問題，必須重點關注，強化質量管控。

5.1.3 駁運、存放與安裝

對于預制混凝土夾心保溫墻板，首先需在工廠預制生產，然后運輸至施工現場臨時存放，在安裝過程中采用吊裝施工方式。在墻板結構運輸以及存放過程中，應當注意應用插放架，保證墻板結構直立放置，在存放過程中，應當在墻板底部增加墊塊。門窗洞口等部位比較薄弱，為了避免發生變形或者產生裂縫，需應用臨時加固措施。在插放架過程中，必須保證結構設計計算合理性，保證插放架具有一定的剛度和強度，保證支撐穩定性。

在構件安裝施工過程中，應當注意避免外葉板受力，首先對外葉板安裝區域以及拼縫部位進行全面清理，避免灌漿砂漿等雜物對施工質量造成不良影響，避免在外葉板安裝過程中發生變形。

5.2 構件連接節點施工

5.2.1 套筒灌漿連接、分倉與封堵

5.2.1.1 分倉處理

在該工程項目豎向套筒灌漿建設過程中，需應用連通腔灌漿施工方式，在灌漿區域中，對于任意2 個灌漿套筒之間的距離，需控制在1.5m 以內，對于分倉材料結構強度，應當控制在被連接構件混凝土結構強度以下。對于分倉大小，應當控制為160mm×20mm×20mm，和內外側封堵，即可形成“工”字形，避免分倉縫處雨水進入室內環境中。

5.2.1.2 外墻封堵處理

在預制混凝土夾心保溫墻板吊裝施工前，首先需全面檢查根部外側縫隙，并做好封堵處理，隨后，對內側進行封堵，最后即可進行混凝土灌漿施工。在內葉板投影范圍中進行灌漿施工，如圖2 所示。另外，對于預制夾心保溫墻板，也需進行封堵處理，外葉板具有熱脹冷縮效應，如果拼縫部位有硬物，可能會造成葉板發生裂縫，因此必須做好全面清理。

圖2 外墻拼縫節點做法

①嵌縫處理。在各類預制構件設計和施工中，均需應用嵌縫處理措施，在本工程施工中，選用厚度為20mm 的專用高強灌漿料，對墻板內外側邊緣下方部位進行封堵處理。

②封堵處理。在建筑工程內隔墻以及外墻預制構件內側施工中，需進行封堵處理，對結合面面積進行有效控制，在墻板根部外側封堵處理中，由于沒有平臺，一般僅應用腳手架，因此無需應用這一施工方式。

5.2.1.3 套筒灌漿

在套筒灌漿施工中，需將JGJ355—2015《鋼筋套筒灌漿連接應用技術規程》作為重要依據，加強施工質量控制。

5.2.2 后澆混凝土連接節點

在預制構件后澆連接部位施工中，也需進行外葉板安裝施工，與單面疊合剪力墻施工方式大致相同。在混凝土澆筑施工中，首先需在內側封閉外葉板進行拼縫處理，即可避免在混凝土澆筑施工中流入至外葉板中。但是具體的施工方式與單面疊合剪力墻有所不同，對于夾心保溫墻板部位，需應用連接件和后澆節點進行連接處理，在這一部位的連接件，處于裸露狀態，同時，在生產和運輸過程中，還需做好防護管理。在安裝完成后，對于澆節點鋼筋，需做好防護管理，避免發生遺漏問題。

5.3 建筑外墻防水

5.3.1 拼縫節點做法

在外葉板施工中，必須保證避免侵占結構面積，并預留一定的防水空間。在該工程項目外墻防水施工中，首先應用外部耐候膠以及PE 棒，再分別設置空腔、膠條，并進行混凝土澆筑施工。在該工程項目構件接縫處理方面，應當使用平口對接方式，與企口構造相比，防水效果比較差，因此必須加強耐候膠質量控制，保證防水效果。

5.3.2 密封膠施工

在密封膠施工前，首先需對接縫填膠的寬度以及深度進行檢查，確保能夠滿足打膠施工要求。如果現場接縫間距偏差在10mm 以內，則應當結合施工現場實際情況采用適宜的防水措施。首先，需應用鏟刀或者磨光機，去除黏結物質，避免刮膠不平整，再采用軟毛刷，蘸取適量防水材料涂抹均勻，避免涂刷厚度過大，在涂刷完成后，要求必須在底涂開放時間段內打膠，通常情況下，在底涂完成后0.5～8.0h 打膠。在施膠過程中，應當膠槍嘴延伸至接縫底部，保證密封膠用量充足，避免在膠體下產生空腔，在施工完成后，現場施工人員針插等進行檢查，保證膠體厚度符合工程設計要求以及施工規范。

5.3.3 外墻裝飾處理

在施膠完成后，拼縫位置和外飾面施工處理難度比較大，很難將二者相結合。根據以往的施工經驗，可在膠體上制作外飾面，但是隨著時間的延長，外飾面可產生裂縫，進而對建筑工程結構外觀以及防水性能造成不良影響。對此，在本工程施工中，選用真石漆，另外，對于拼縫位置，聯合應用掛網以及砂漿找平施工技術，而對于構件的其他外表面，應用拍漿施工方式，有效避免結構表面產生裂縫。

6 結論

綜上所述，本文結合工程實例，對裝配式建筑工程夾心保溫外墻板施工技術進行了詳細探究。我國建筑行業已逐漸朝向工業化方向發展，裝配式建筑工程建設數量和規模均顯著增加，通過應用預制夾心保溫外墻施工方式，可充分發揮裝配式建筑工程的優勢，減少外墻保溫施工量，促進施工效率的提升，提高建筑工程節能環保效益。但是預制保溫墻體尚未得到推廣和應用，因此在技術工藝、節能效益、安全性能方面依然存在很多不足，還需強化技術研發，以推進裝配式建筑行業發展創新。