改良ALC 輕質板建筑性能及碳減排措施研究

張素菊

（中鐵十五局第二工程有限公司，上海510007）

1 前言

建筑、交通行業及工業是三大能耗主要來源，建筑行業占比已超過50%，建筑在生產及運行中產生的能耗造成了較大的能源危機。在“兩型社會”的國策要求下，近來國家已發布系列墻體改革政策，大力推廣綠色、節能、環保建材。ALC 是高強蒸壓加氣混凝土的簡稱，經高溫蒸汽養護而成的多孔結構，屬于裝配式構件，在時下建筑行業獨樹一幟，是一種性能優異的新型建材。但目前蒸壓混凝土墻板對廢棄建材二次利用或礦渣蒸壓加氣混凝土的碳減排研究應用還不足，因此本文利用項目所在地廢棄礦渣，研究其改良ALC 的工程性能及碳減排措施，論證該工藝的可行性及優越性。

2 工程應用

2.1 項目概況

某大型在建項目占地面積8.72 萬m2，總建筑面積26.712 萬m2，地下車庫建筑面積5.57 萬m2。該項目規劃用途為住宅、商業、幼兒園以及相關配套設施。配套建筑為地下一層，地上26 層，最大結構高度為75.55m，結構形式為鋼筋混凝土結構。主要工程內容包括：土石方工程、地基基礎工程、深基坑圍護、主體結構工程、屋面工程、水電安裝工程、消防工程、室內外裝飾、裝修工程、室外及附屬等。該項目從規劃設計期開始，對低碳節能的要求較高，目標為當地低碳節能新地標建筑。

圖1 項目建筑效果圖

2.2 內隔墻ALC 板施工工藝

本項目內隔墻采用100mm、200mm 厚ALC 輕質凹凸T 型混凝土預制墻板。施工前準備好管卡、鉤頭螺栓、卷揚機、電焊機、射釘等器材。墻板安裝節點上端采用管卡連接固定，用射釘將其連接混凝土結構，外部基墻選用鉤頭螺栓、角鋼和管卡與主體結構連接相鄰ALC 板縫隙嵌縫劑填充抹平，并壓入玻纖布條（規格100/50mm）。內隔墻ALC 板施工順序為進行內隔墻版面設計- 清理基層及墻體彈線定位-ALC 板轉運安裝- 安裝管卡定位- 縫隙處理。第一塊板在板端頭80mm 處各固定管卡一個，后面每塊板用一個管卡固定，空隙處用砂漿嵌填，ALC 內墻板與鋼梁及建筑梁柱結構需用柔性連接。內隔墻ALC 輕質板技術參數具體如下表：

表1 ALC 輕質混凝土預制墻板技術參數

（1）安裝板材時按順序從墻向內進行。窗洞口頂部過梁應采用模板安裝，下部以豎板安設。割或拼接的板應安裝在墻體的內角處或靠近內角的整塊板之間，在扁鐵上每30cm 固定一根膨脹螺栓。

（2）第一張板材調整合格后，用射釘槍將管夾固定在結構上，靠近下一塊板一側的管夾固定在墻體上層的底部。板材安裝后上下兩端留有10mm-20mm 的間隙，用PU 發泡膠填充，對于有防火要求時也可用巖棉填充。

（3）管卡打入距板邊80mm 處的ALC 板中間位置，連接板材方法同上。用2m 導尺檢查平整度，用鉛錘和導尺掛垂直度調整板材至設計位置，并用射釘槍固定管夾，每個管夾有兩個固定點，按此順序周而復始。

（4）鋼梁兩面電焊，各三點。墻體轉角或T 型連接φ8mm、長300mm-400mm 的銷釘錨固，沿墻高按三等份設置2 個銷釘，以30°的角度斜向打入。

（5）內墻面裝修時滿鋪玻纖網格布，對防水要求較高的地方應鋼絲網加強。砂漿硬化后拆除木楔并填充砂漿，用修補材料填充板與隔墻與柱、外墻、上端連接處的接縫。上部洞口及隔墻與柱的連接處以及外墻，一側同日修補兩次，次日再修補另一側。對于超出允許偏差的墻面，使用鋼齒磨板或砂光板進行修正；缺棱缺角的墻板，采用專用修補砂漿。

圖2 ALC 輕質混凝土內隔墻安裝示意圖

3 工程性能分析

3.1 輕質量

改良ALC 的干密度為400kg/m3-500kg/m3，單位體積重量是粘土磚的30%，鋼筋混凝土的40%。ALC 板可以減輕建筑物的自重，從而減少建筑設計中梁、柱的配筋或截面尺寸、基礎尺寸等，從而降低建筑物成本。同時，輕質建材也降低了運輸施工成本及碳排放。

3.2 防火性

改良ALC 墻板采用廢棄礦渣、粉煤灰等無機材料制成，無可燃性，不額外產生有毒有害煙霧。ALC 輕質內墻板耐火極限大于一般建筑耐火極限要求，其耐火極限在常規建筑內火災情況下超過8h，在著火情況下為建筑內人員爭取足量逃生時間。

圖3 ALC 板示例圖

3.3 隔聲性

100mm 厚板材的隔聲量達到40.5dB，B06 級板材隔聲量達到46dB，200mm 厚板材隔聲量51.3dB，通過改變內墻尺寸及密度的設計參數可獲得不同的建筑結構隔音效果。ALC 墻板面積大、性能均勻，增大了墻板的隔聲效果。本項目含幼兒園及商業區，可滿足對墻板隔音效果的高要求。

3.4 保溫隔熱性

經改良ALC 板的干導熱系數為0.16W/(m.k)，是混凝土板塊的3 倍。在運行期間ALC 板的節能效果可達到65%，較大程度減少了空調使用頻率。同時ALC 板材面積大，其整體保溫效果較好。

3.5 抗震性

ALC 板抗壓強度高達3.5MPa，其安裝工程屬于大板項目。在框架結構和鋼結構建筑中，整體性好，較大的層間角變位使得抗震性加倍增強。ALC 板自重小，可減輕建筑物自重及支撐梁柱結構尺寸。另外，通過改變內墻厚度尺寸可使得ALC 板結構在地震作用力下具有良好的抗震性能。

4 碳排放量及減排措施

ALC 板墻體施工過程中的碳排放來源主要分為材料及機械設備運輸兩大類。改良ALC 板用材包括水、水泥、粉煤灰、碎石、砂漿等；機械設備包括塔吊、傳送機、平刨、壓刨、木工圓盤鋸、手槍式電鉆等。本項目碳排放計算采用工程量清單法，材料碳排放系數及機械設備碳排放系數取值采用中國碳核算數據庫（CEADs）或IPCC 排放因子數據庫基于項目當地碳排放系數數據庫求得。采用工程量清單法，經查詢碳排放系數可知單元ALC 板碳排放量為31.014×103tCO2。

碳減排主要從建材制造、運輸、建造階段進行優化。建材制造減排主要是充分利用廢舊建材、工業廢渣等制作“可再生骨料混凝土”，可節省一半以上的普通混凝土用量；建材運輸減排主要是減少交通運輸距離以減少交通能耗，建議盡量就地取材從而減少運輸費用及碳排放；結構建造階段優化施工組織及施工方案，加大科技創新投入，開發新型綠色節能施工工藝。

5 結論

建筑業碳排放是能耗三大產業之一，在碳達峰碳中和的目標下亟待向綠色施工轉化。本文以在建某大型建筑項目為背景，研究了改良ALC 輕質板的工程性能（良好的輕質、防火性、隔聲性、保溫隔熱性、抗震性等）。經碳排放計算單元ALC 板碳排放量為31.014×103tCO2，比常規混凝土板墻減碳約50%，且在使用過程中因其保溫隔熱性將顯著降低空調使用能耗，其碳減排量較為可觀。碳減排主要從結構設計、建材制造、運輸、建造階段進行優化，在各環節具有較大的研究優化空間。