關(guān)于鋁合金模板在施工中的應(yīng)用探討

張瑜年，張 明

（甘肅華蘭工程監(jiān)理有限公司，甘肅 蘭州 730000）

0 引言

為了保護(hù)綠色建筑的發(fā)展，國(guó)家也不斷要求綠色建筑在建設(shè)中遵守可持續(xù)發(fā)展的政策，持續(xù)宣傳綠色建筑，促進(jìn)人與環(huán)境的和諧發(fā)展。

為了減輕木材資源不足帶來(lái)的壓力，中國(guó)逐步開發(fā)出像鋼鐵模板、竹子模板、塑料模板和其他模板一類的新型模板，以在一定程度上節(jié)約木材。但在積極宣傳使用的過(guò)程中，仍存在嚴(yán)重的浪費(fèi)地區(qū)資源、不當(dāng)使用、無(wú)法保障混凝土結(jié)構(gòu)等缺點(diǎn)，形成的質(zhì)量等許多問(wèn)題不能滿足環(huán)保建筑的要求。隨著對(duì)綠色建筑的需求的增加，鋁合金模板在高層建筑和超高建筑中得到了廣泛的應(yīng)用，因?yàn)樗哂辛己玫蔫T造質(zhì)量、高回轉(zhuǎn)率和環(huán)保效益［1］。

1 鋁合金模板概念

鋁合金模板是一種由鋁合金材料制成的模板結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，也稱為鋁模板，它消除了市場(chǎng)上許多模板系統(tǒng)的缺陷，大大提高了模板技術(shù)的性能。在過(guò)去的幾年里，被廣泛地用于中國(guó)的高層建筑和超高層建筑。它的結(jié)構(gòu)由四部分組成：鋁板、支架、繩索和配件；模板的形式主要包括平模板、連接模板、陰陽(yáng)角模等，以及橫截面和封堵邊，形成平模板，用于分擔(dān)自身重量和混凝土承重。與此同時(shí)，模板由別針、楔子等拼接在一起。用于墻體、地板和梁的構(gòu)件。在施工過(guò)程中（見(jiàn)圖 1），角構(gòu)件通常是通過(guò)連接角板、內(nèi)外角板和其他形式的模板來(lái)構(gòu)建的。支撐系統(tǒng)主要在模板系統(tǒng)中起支撐作用，以確保模板施工的總體穩(wěn)定性，主要包括縱向支撐和側(cè)支撐。固定系統(tǒng)主要是保證混凝土的成型質(zhì)量，不會(huì)在澆灌過(guò)程中變形或受損，因此包括墻螺絲釘、連接器及其他鋁制模具不會(huì)損壞，包括模板組裝，以滿足建筑質(zhì)量等方面的要求。

圖1 鋁模板現(xiàn)場(chǎng)安裝展示

2 鋁合金模板優(yōu)點(diǎn)

2.1 鋁合金模板特點(diǎn)

鋁合金模板系統(tǒng)在中國(guó)的模板市場(chǎng)上仍然是一種新型的模板系統(tǒng)，但它的特點(diǎn)是滿足高建筑和高模板技術(shù)的需求，主要體現(xiàn)在以下方面。

1）一旦合并完成，對(duì)建筑而言是便捷的。模壓板采用鋁合金結(jié)構(gòu)，使模壓板垂直、水平連接并支撐成一個(gè)整體，并將所有模具板連接在一起后澆筑一次混凝土；與此同時(shí)，鋁合金模板的表面質(zhì)量比傳統(tǒng)模板高得多，而且沒(méi)有松散連接造成的泄漏。此外，鋁模型很輕，有效地減少了勞動(dòng)量。現(xiàn)場(chǎng)施工方便、簡(jiǎn)單、高效，沒(méi)有復(fù)雜的工藝流程，保證混凝土澆筑進(jìn)度和整體質(zhì)量［2］。

2）參考早期拆模的相關(guān)原則。鋁合金建筑模板通常采用一層模板和三層支撐。模板板必須先拆卸，鋼頭和鋼支架必須專門用于執(zhí)行早期拆卸理論中的“拆板不拆柱”原則，使地板處于短脈沖加載狀態(tài)。只要混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的 50 %，模板地板就可以拆除。當(dāng)設(shè)計(jì)強(qiáng)度達(dá)到時(shí)，所有的縱向支撐都被移除，下層建筑就可以完成［3］。

3）有利于工業(yè)建設(shè)。在前期施工準(zhǔn)備階段，為了便于施工和提高施工效率，樣品供應(yīng)商根據(jù)工程項(xiàng)目的要求，對(duì)樣品的規(guī)格和尺寸進(jìn)行不斷深入的設(shè)計(jì)，盡可能滿足工程施工對(duì)樣品的要求；并在運(yùn)往現(xiàn)場(chǎng)前，對(duì)鋁合金樣品的質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)和驗(yàn)收，并進(jìn)行整體組裝，盡可能減少現(xiàn)場(chǎng)樣品數(shù)量（見(jiàn)圖 2、圖 3）。

圖2 模板調(diào)整

圖3 鋁合金模板施工式樣

4）更多的周轉(zhuǎn)率和長(zhǎng)時(shí)間的使用。根據(jù)鋁模型的相關(guān)數(shù)據(jù)，美國(guó)的使用記錄超過(guò) 3 000 次，中國(guó)的建筑記錄超過(guò) 200 次。每次銷售的成本都遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)模型，鋁模型的其他值的回收價(jià)值也很高?？紤]到成本，這是應(yīng)用程序的唯一客觀值。由于鋁合金模型的高銷量，鋁合金模型的使用壽命比傳統(tǒng)板長(zhǎng)得多，這大大節(jié)省了木材資源，減少了中國(guó)木材市場(chǎng)的短缺。

2.2 鋁合金模板優(yōu)勢(shì)

2.2.1 自重輕 穩(wěn)定性能好

鋁制模板是市場(chǎng)上最輕的金屬模板，因?yàn)樗拿芏容^小，每平方米成品的質(zhì)量不足 25 kg，大大降低了建筑自重。鋁制模板的所有部件都與鋁制模板組裝在一起，形成一個(gè)完整的框架結(jié)構(gòu)體系，整體硬度大，穩(wěn)定性好，承受能力強(qiáng)，應(yīng)用范圍為 10～60 kN/m2，不會(huì)出現(xiàn)擴(kuò)展、爆炸等現(xiàn)象。

2.2.2 周轉(zhuǎn)率比較高 施工質(zhì)量高

一套完整的鋁合金建筑模板如果注意保養(yǎng)，合理規(guī)范進(jìn)行施工，能達(dá)到 300 次以上的周轉(zhuǎn)次數(shù)，周轉(zhuǎn)率較高，進(jìn)而降低攤銷成本，應(yīng)用在高層中滿足較高周轉(zhuǎn)率時(shí)，優(yōu)勢(shì)明顯突出。

2.2.3 施工效率高 施工現(xiàn)場(chǎng)整潔

由于鋁合金外殼的高度標(biāo)準(zhǔn)化，其優(yōu)點(diǎn)是它的快速拆卸速度是傳統(tǒng)外殼的 2～3 倍，提高了施工效率；短期周期滿足勞動(dòng)力短缺或高成本的要求，短期周期也大大降低了管理成本。鋁合金外殼通過(guò)一個(gè)支撐結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，支撐室基本上為 1.5 m。在施工過(guò)程中，工人可以使用它，所有的配件都可以多次使用。在模板被移走后，幾乎沒(méi)有垃圾，場(chǎng)地又干凈又整潔（見(jiàn)圖 4）。

圖4 樓梯模板安裝示意圖

2.2.4 應(yīng)用范圍廣 回收價(jià)值高

鋁模板可用于一般混凝土構(gòu)件的墻面、梁、地板、柱、樓梯，以及陽(yáng)臺(tái)、窗臺(tái)、浮板等特殊要求構(gòu)件，可滿足模板技術(shù)的基本要求。

由于鋁模板屬于保護(hù)環(huán)境的建筑材料，對(duì)環(huán)境的影響有限。使用后，鋁廢料可以大量回收，購(gòu)買價(jià)格可以達(dá)到 50 %。與此同時(shí)，它還減少了傳統(tǒng)木板的使用，這符合低碳社會(huì)的概念和綠色環(huán)境的保護(hù)且具有良好的市場(chǎng)前景和模具工業(yè)發(fā)展的新趨勢(shì)［4］。

2.3 鋁合金模板缺點(diǎn)

鋁合金模板工程在中國(guó)的開發(fā)時(shí)間短，具有很多優(yōu)點(diǎn)，但利用率遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)的木材模板工程。況且，目前中國(guó)鋁合金模板工程系統(tǒng)多采用國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，缺乏創(chuàng)新，在使用過(guò)程中不能滿足我國(guó)建筑條件的要求。鋁合金模板的局限性主要反映在以下幾個(gè)方面。

1）在高層和超高層居住用建筑以及同一結(jié)構(gòu)形態(tài)的多層建筑中，鋁合金建筑系統(tǒng)能更好地反映固有優(yōu)點(diǎn)，保證工程質(zhì)量和工期，將建設(shè)費(fèi)用最小化。但是使用的范圍比較小。多層和小型高層建筑，特別是復(fù)雜結(jié)構(gòu)的特殊情況下，鋁合金模壓造價(jià)常常高于現(xiàn)有結(jié)構(gòu)。一般來(lái)說(shuō)，不到 30 層的建筑不應(yīng)考慮鋁合金建筑施工。

2）圖紙必須在設(shè)計(jì)過(guò)程中被完全理解。一旦加工，在現(xiàn)場(chǎng)施工過(guò)程中，就無(wú)法偶然修改規(guī)模及尺寸。因此，參與鋁合金加工作業(yè)的所有當(dāng)事人都要做好合作、溝通，防止現(xiàn)場(chǎng)的不利情況，減少發(fā)生問(wèn)題。同時(shí)，為了滿足所有者的特殊要求，設(shè)計(jì)師必須不斷深化設(shè)計(jì)，以保證工程的正常布局。

3）初始投資成本太高。第一次使用鋁合金模具工程的購(gòu)買費(fèi)用要比傳統(tǒng)的木質(zhì)模具工程的購(gòu)買費(fèi)用高得多，因此大部分建設(shè)公司選擇建筑模具工程時(shí)都要丟棄鋁制模具工程，因此對(duì)第一次使用鋁材模具工程的投資成本高，直接影響到鋁材模具工程的宣傳和使用。

4）第一次使用鋁合金模板，鋁合金表面與混凝土之間會(huì)發(fā)生一些化學(xué)反應(yīng)，氣泡較小，直接影響混凝土成型的表面質(zhì)量。同時(shí)，這種化學(xué)反應(yīng)還會(huì)繼續(xù)存在，作為再利用用途，使混凝土成型降低。

5）鋁制建筑暫時(shí)還沒(méi)有在地下室建筑工程系統(tǒng)設(shè)置中使用。主要用于高層和超高層大樓的標(biāo)準(zhǔn)層。由于復(fù)雜的建筑環(huán)境和地下室的特殊結(jié)構(gòu)構(gòu)成因素，鋁合金模具工程的相關(guān)規(guī)格和尺寸無(wú)法滿足要求。地下室疏松工程系統(tǒng)中，傳統(tǒng)的木質(zhì)模板工程使用，可以更好地滿足地下室建筑模板工程的基礎(chǔ)［5］。

3 鋁合金模板施工工期對(duì)綜合經(jīng)濟(jì)價(jià)值的影響

在施工項(xiàng)目中，除了人力成本、材料和機(jī)械成本以及其他消費(fèi)成本外，施工時(shí)間是影響施工項(xiàng)目投資決策的最重要因素。然而，根據(jù)模板項(xiàng)目的要求，施工時(shí)間占了施工總時(shí)間的很大一部分。因此，施工單位需要在保證質(zhì)量的基礎(chǔ)上盡可能縮短施工時(shí)間。然而，如果建設(shè)時(shí)間縮短，勞動(dòng)強(qiáng)度肯定會(huì)增加，效率也會(huì)降低。雖然施工管理成本是節(jié)約的，但直接成本肯定會(huì)增加，這將導(dǎo)致實(shí)際工程項(xiàng)目的一般成本增加，不利于工程項(xiàng)目。由于專業(yè)水平高，鋁合金模板的施工時(shí)間通常比市場(chǎng)上的其他模板短。如果施工條件比較成熟，可以保證模板施工的正常速度。木板每層約 7 d，鋼板每層約 6 d，鋁板每層約 5 d。隨著鋁合金模板層數(shù)的增加，在不直接增加施工成本的情況下，可以節(jié)省更多的時(shí)間和縮短施工時(shí)間，這有利于控制工程造價(jià)，解決實(shí)際工程造價(jià)與施工造價(jià)之間的矛盾。在人們追求高層建筑和超高層建筑的過(guò)程中，由于城市土地資源的壓力，鋁制模板正開始與市場(chǎng)進(jìn)行比較。相對(duì)于傳統(tǒng)模板來(lái)說(shuō)，鋁合金模板質(zhì)量較輕，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，規(guī)格較多，穩(wěn)固性強(qiáng)，操作步驟大大減少，安裝起來(lái)簡(jiǎn)便快捷，每層工期一般情況下 4～5 d 便可完成，大大提升了施工效率，縮短了施工工期，節(jié)約了施工成本，為高層建筑施工企業(yè)創(chuàng)造了更高的經(jīng)濟(jì)收益。

4 鋁合金模板在施工中的應(yīng)用價(jià)值

4.1 經(jīng)濟(jì)應(yīng)用價(jià)值

與傳統(tǒng)的模具板相比，鋁制模具板具有重量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、規(guī)格多、穩(wěn)定性強(qiáng)、操作步驟明顯減少、安裝簡(jiǎn)單快捷的優(yōu)點(diǎn)。每個(gè)樓層的施工時(shí)間可以在 4～5 d 內(nèi)完成，大大提高了施工效率，縮短了施工時(shí)間，節(jié)約了施工成本，為高層建筑企業(yè)創(chuàng)造了更高的經(jīng)濟(jì)效益［6］。

4.2 社會(huì)應(yīng)用價(jià)值

這種材料被用來(lái)制造可再生的鋁模具，所以鋁模具可以安裝和使用多次。通常情況下，鋁合金模板可以使用 300 多次而不會(huì)損壞?？梢钥闯?，鋁制模具的回收價(jià)值很高，具有良好的節(jié)能環(huán)保性能，不會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成任何損害，反映了中國(guó)綠色環(huán)保理念，促進(jìn)了可持續(xù)發(fā)展，也改善了社會(huì)福利［7］。

5 鋁合金模板在實(shí)踐應(yīng)用中的建議

5.1 鋁合金模板在研發(fā)設(shè)計(jì)中的建議

加強(qiáng)相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)一規(guī)范開發(fā)者和設(shè)計(jì)人員的合作；借鑒國(guó)外先進(jìn)設(shè)計(jì)理論，總結(jié)設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題，綜合考慮我國(guó)高層建筑的特點(diǎn)不斷改進(jìn)早拆模板相關(guān)支撐體系缺陷，開發(fā)統(tǒng)一設(shè)計(jì)鋁合金施工配模軟件和產(chǎn)品質(zhì)量管理軟件。研發(fā)鋁模板的同時(shí)，借鑒其他模板的優(yōu)點(diǎn)，開發(fā)鋁模板和其他模板結(jié)合的新型模板結(jié)構(gòu)體系，如借鑒塑料模板的優(yōu)勢(shì)，研發(fā)鋁邊框木塑膠合板相應(yīng)模板，可減少鋁合金的使用，同時(shí)很好利用浪費(fèi)的木材，符合當(dāng)前我國(guó)國(guó)情現(xiàn)狀。

5.2 鋁合金模板產(chǎn)品質(zhì)量和施工中的建議

考慮到鋁合金產(chǎn)品的質(zhì)量和施工問(wèn)題，借鑒國(guó)外最新科研成果，在此基礎(chǔ)上加以創(chuàng)造，提高鋁合金模板生產(chǎn)的質(zhì)量。要嚴(yán)格控制原材料質(zhì)量，制定統(tǒng)一的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)；電解鋁工藝不斷優(yōu)化電解質(zhì)工藝，在此基礎(chǔ)上開發(fā)出污染環(huán)境小、生產(chǎn)效率高的新型鋁材生產(chǎn)工藝；控制各工序，對(duì)鋁合金模板操作人員進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)，提高工作效率，確保工程順利進(jìn)行；加強(qiáng)各方合作交流，共同制定更好的解決方案，解決鋁合金模板回收率低的問(wèn)題；在施工過(guò)程中嚴(yán)格規(guī)劃施工，滿足進(jìn)度要求，解決各個(gè)環(huán)節(jié)的質(zhì)量問(wèn)題；理安排施工工藝，注意保持鋁合金框架施工工藝，降低模板損失率，提高周轉(zhuǎn)率。

6 結(jié)論

鋁模在當(dāng)今社會(huì)中的應(yīng)用，突出了其經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)等方面的價(jià)值和優(yōu)勢(shì)，也成為建筑行業(yè)快速發(fā)展的不可替代的環(huán)保材料。因此，推動(dòng)鋁模的應(yīng)用刻不容緩，但應(yīng)該深入了解鋁模，了解其具體特征及應(yīng)用價(jià)值，關(guān)注當(dāng)前的應(yīng)用，通過(guò)鋁模創(chuàng)造價(jià)值和效益。