鋼模板和鋁合金模板的對比分析研究

劉運高

(華北水利水電大學 土木與交通學院，河南 鄭州 450045)

0 前 言

在整個建筑工程施工中，確保模板工程的施工安全是不可忽略的組成部分。另外，模板工程的投入占據較長的工期和較高的成本，據統(tǒng)計，模板的支建工程約占工程量的50%，鋼筋混凝土結構工程總費用的20%～30%耗費在模板工程上。同時，由于模板工程本身也將消耗大部分優(yōu)質的建筑材料，在保證工程質量的前提下，對模板工程的投入進行控制，將能顯著降低整個建筑工程的造價。所以對模板材料的選擇是重中之重。

1 鋼模板

鋼模板一般分為兩類：全鋼模板和組合鋼模板。在力學性能上，鋼模板不管是強度、剛度還是穩(wěn)定性都具有極大的優(yōu)越性，鋼模板設計應符合鋼結構設計要求，根據《鋼結構設計規(guī)范》(GB50017-2017)[1]，鋼結構的最小設計強度抗剪強度最低為115 N/mm2，承載力應根據鋼的材質確定，鋼材應符合以下要求：材料最低采用Q235型鋼、抗拉強度375～460 N/mm2、屈服點205～460 N/mm2、延伸率20%～26%。另外，全鋼模板和組合鋼模板在力學性能上存在著差異，組合鋼模板的剛度不及全鋼模板的剛度，承載力約為全鋼模板的50%，這是因為組合鋼模板存在拼接面尺寸小、拼縫多等缺陷。

鋼模板中的全鋼模板主要應用于小高層及高層建筑中的剪力墻部位。組合鋼模板大部分用于基礎、柱、梁、板、墻等部位。

鋼模板在經濟性上具有較高的優(yōu)越性。鋼模板的最低周轉率約為50次，大型木模板約為15次，一般木模板約為7次，鋼模板可比木模板提高工效2～4倍(工效包括安裝、拆模、電焊、鑿毛、搭設)，達到相同周轉率的成本僅為木模板的50%。賴品丞[2]介紹了鋼模板在大截面框架柱施工應用中，與以往采用傳統(tǒng)木模板施工的工程實例對比研究后，發(fā)現采用傳統(tǒng)木模板施工引起豎向構件垂直度、平整度不易控制的問題在采用鋼模板施工工藝時得到了解決，且混凝土澆筑完成后成型漂亮，混凝土色澤均勻，陰陽角平順筆直，表面平整光滑、垂直度好，達到了清水混凝土較好的效果(中級抹灰標準)。但是鋼模板在酸性、水、潮濕的條件下易腐銹，有一定的局限性。又由于鋼材與混凝土的熱膨脹系數相差不大，模板和新澆的混凝土容易粘合一起，必須使用脫模劑才易脫模。另外，鋼模板中的全鋼模板由于其自重大，質量約125 kg/m2，在施工中較為不便，必須配備相應的起重設備和人工輔助，其對節(jié)點多及結構復雜的建筑成模困難；一次投入較高，模板設計加工周期長，對預埋件位置調整適應能力較差；特別是設計、使用都是一次性的大型構件模板時，設計的尺寸精度要求高、制作的難度大，局限性較大，因而它的發(fā)展受到了一定的制約。組合鋼模板使用方便，裝拆靈活，比較適合人工操作。

2 鋁合金模板

鋁合金模板主要由墻體模板及加固體系、頂板模板和快拆支撐體系、封閉式樓梯模板體系與其他細部節(jié)點等體系構造而成[3]?！督M合鋁合金模板工程技術規(guī)程》(JGJ386-2016)[4]表明，鋁合金模板應采用現行國家標準《一般工業(yè)用鋁和鋁合金擠壓型材》(GB/T6892)[5]中的Al6061-T6或Al6082-T6擠壓鋁合金型材，最小的抗拉強度為260 MPa，彈性模量7×104MPa，剪變模量2.7×104MPa。鋁合金模板拼縫精度高穩(wěn)定性較好，組合成的整體模板承載能力可達到60 kN/m2，是傳統(tǒng)木模板承載力30 kN/m2的2倍左右。

鋁合金模板適用于混凝土現澆結構的各種形狀的墻柱、梁板、樓梯等工程部位，適用于大面積高層、超高層建筑。

鋁合金模板的經濟效益顯著。首先，鋁合金模板質量輕，僅20 kg/m2，可以人工搬運裝拆，無需機械設備協(xié)助，拆模后其混凝土的表面完全實現了清水混凝土的要求，并且不需要刮膩子，減少了一部分成本支出；該模板拼裝靈活不受限制，標準板和局部非標準板可以相互搭配，相同構件的標準板不分類別可以互相使用，加快了拼裝速度。其次，鋁合金模板屬于可再生材料，在施工中完全符合環(huán)保節(jié)能的要求，報廢后可全部回收，殘值可達到30%以上，維修費用低，周轉次數高達300～500次；耐濕、不怕冷、不怕熱、不怕酸堿、抗變形能力強等特性，使其能在各種溫度環(huán)境下正常作業(yè)，不受天氣影響。另外，鋁合金模板以銷釘和楔片為主進行連接，這種拆裝操作的構件技術很好地實現了拆裝速度的提升，融入頂板支撐系統(tǒng)的早拆技術省去了木模的支護以及碗扣式腳手架或鋼管扣件，高效且節(jié)約了材料的成本、降低了工程費用。但是鋁合金模板有一種獨有的特性，表面有一層氧化薄膜不易與混凝土粘貼，易與表面混凝土反應使表面強度降低。鋼模板和鋁合金模板技術經濟性能指標對比如表1所示。

表1 鋼模板和鋁合金模板技術經濟性能指標對比

3 結束語

綜合以上兩種模板的對比分析，發(fā)現每種模板有自己獨特的特點及本身適用的工程條件，同時模板之間存在著相同的優(yōu)缺點。對比發(fā)現鋁合金模板更適合應用在裝配式建筑中，自重輕是鋼模板不可替代的，將為工程實際模板安裝減少很多工程量，具有明顯的經濟實用性。

[ID:009389]