建筑裝飾項(xiàng)目工程中輕鋼龍骨水泥纖維板板內(nèi)隔墻施工技術(shù)研究

吳建書 陳 奧 陳振剛 彭文濤 吳 杰

目前，建筑行業(yè)對(duì)于構(gòu)件模塊化機(jī)械加工的要求越來越高，要求對(duì)結(jié)構(gòu)部件進(jìn)行規(guī)范化、分級(jí)，在工廠內(nèi)進(jìn)行預(yù)制，在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行裝配，從而大大縮短項(xiàng)目的建設(shè)時(shí)間，提高項(xiàng)目的品質(zhì)和精細(xì)化[1]。通過對(duì)建筑物的能量消耗進(jìn)行分析，得出墻體的能量消耗約占整個(gè)建筑物能量消耗的二分之一，所以墻體作為墻體的能量消耗是建筑節(jié)能的關(guān)鍵[2]。常規(guī)的單質(zhì)墻體很難兼顧其力學(xué)性能和隔熱性能，因此出現(xiàn)復(fù)合型墻板。在新興的復(fù)合型墻板中，輕鋼龍骨水泥纖維板全面投入使用，逐漸展現(xiàn)其具備的多種優(yōu)勢(shì)，例如高強(qiáng)度、輕質(zhì)量以及便利施工等[3]。同時(shí)，輕鋼龍骨水泥纖維板材料在隔墻技術(shù)中也得到廣泛的應(yīng)用，在餐廳、酒店、工業(yè)廠房等地方起到良好的分隔空間作用。輕鋼龍骨還具備工期短、吸音、恒溫等功效?；谳p鋼龍骨水泥纖維板的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，依托某建筑裝飾項(xiàng)目工程，開展對(duì)板內(nèi)隔墻施工技術(shù)的研究。

1 建筑裝飾項(xiàng)目工程概況

以某大型高科技廠房建筑裝飾項(xiàng)目為例，針對(duì)該項(xiàng)目中的板內(nèi)隔墻施工，引入輕鋼龍骨水泥纖維板材料。本工程占地65000 m2，總建筑面積132500 m2，包括辦公樓、研發(fā)樓及其他商業(yè)設(shè)施。本工程的1#大樓是多層的實(shí)驗(yàn)廠房（4 個(gè)地面、2 個(gè)地下），總高度21.24 m。工程2#廠房是一個(gè)多層的廠房，包括兩個(gè)地面層，總高度13.4m。項(xiàng)目#3 號(hào)樓層高為3.2 m。項(xiàng)目#1 ～#3 號(hào)樓墻板均采用輕鋼龍骨水泥纖維板，應(yīng)用量超過6000 m2。該項(xiàng)目板內(nèi)隔墻采用厚度為112 mm，寬度為550 mm，強(qiáng)度等級(jí)為A5.0 的輕鋼龍骨水泥纖維板[4]。該輕鋼龍骨水泥纖維板采用的重量配合比為1.0（水泥）：0.2（108 膠）：0.6（水）的專用粘結(jié)材料作為嵌縫劑，板底部采用M10 水泥砂漿嵌縫。

2 輕鋼龍骨水泥纖維板板內(nèi)隔墻施工

2.1 輕鋼龍骨水泥纖維板連接節(jié)點(diǎn)的相關(guān)設(shè)計(jì)

在強(qiáng)震下，無論是組合墻板與框架之間的連接部位，或是覆面板與龍骨之間的連接部位，都有可能引起整個(gè)或局部的倒塌，引發(fā)重大的次生災(zāi)害，造成重大的人身和財(cái)產(chǎn)損失[5]。在地震荷載下，70%以上的損傷來自支護(hù)墻的損傷及其所引起的門窗和水電設(shè)備的損傷[6]。輕鋼龍骨水泥纖維板連接節(jié)點(diǎn)的強(qiáng)度與整體結(jié)構(gòu)承載力、剪切剛度都有著直接影響，而結(jié)構(gòu)整體橫向剛度與板內(nèi)隔墻強(qiáng)度有著極大關(guān)系[7]。根據(jù)上述建筑裝飾項(xiàng)目工程的施工需要，提出一種輕鋼龍骨水泥纖維板與鋼框架連接的方法，通過使用套管、U 型鋼筋與輕鋼龍骨水泥纖維板內(nèi)的預(yù)埋件進(jìn)行直接連接（圖1）。

圖1 輕鋼龍骨水泥纖維板與鋼柱連接示意圖（來源：作者自繪）

針對(duì)目前結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中未考慮墻體外貼面對(duì)結(jié)構(gòu)體系抗震性能的影響，提出一種基于滑動(dòng)摩擦的節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)體系。接頭由帶孔角鋼，鋼板和高強(qiáng)度螺栓組成。在橫向荷載作用下，可以利用節(jié)點(diǎn)的滑動(dòng)作用對(duì)墻體起到保護(hù)作用[8]。同時(shí)，本文還針對(duì)與之相對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)，對(duì)該框架的整體抗側(cè)力和抗震性能進(jìn)行分析。通過分析得出，滯回線為完整的梭型，滯回環(huán)所包含的范圍很大，且具有一定的穩(wěn)定性，且有明顯的摩擦力和滑動(dòng)點(diǎn)[9]。由于節(jié)點(diǎn)自身具備較好的彈性和塑性位，同時(shí)，將墻體和墻體結(jié)合起來，可以有效地增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力和消能、阻尼等性能。

2.2 板內(nèi)隔墻連接件連接施工

選擇自攻螺釘和剪力釘作為輕鋼龍骨水泥纖維板板內(nèi)隔墻連接件[10]。自攻螺釘在連接時(shí)受到剪力影響，它的失效方式有：螺釘受剪切、邊緣撕裂、螺釘傾斜等，這些失效還會(huì)對(duì)連接材料的壓力失效產(chǎn)生影響。破壞模式可能是一種也可能是多種同時(shí)存在。自攻螺釘?shù)尼旑^形式、螺紋大小、螺釘數(shù)量都需要根據(jù)具體情況進(jìn)行合理選擇。在進(jìn)行自攻螺釘連接施工時(shí)可以采用手動(dòng)或自動(dòng)方式，根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇。手工操作是使用一把改錐，根據(jù)自攻螺絲的槽型，挑選一把合適的改錐，將改錐的口子對(duì)準(zhǔn)螺桿槽型，對(duì)準(zhǔn)需要固定的位置之后，再用力擠壓，然后順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)螺絲刀。當(dāng)安裝自攻螺釘?shù)臄?shù)量不多時(shí)，可以采用簡單的安裝方式，即利用對(duì)應(yīng)規(guī)格的螺栓+螺帽，將自攻螺釘與對(duì)應(yīng)型號(hào)的螺帽固定在對(duì)應(yīng)型號(hào)的螺帽上，再用同型號(hào)的螺帽固定，使3 個(gè)螺釘連成一個(gè)整體，再用扳手將螺套擰入底孔，將螺釘抽出。如果有大量的自攻式螺絲需要安裝，可以使用特制的螺絲固定器，該機(jī)器的末端是一六角形的頭部，可以連接電動(dòng)或氣壓工具。

剪力釘是輕鋼龍骨水泥纖維板板內(nèi)隔墻結(jié)構(gòu)中承上啟下的關(guān)鍵構(gòu)造。在連接施工中，將一根工字鋼與兩片混凝土板之間的剪切接頭連接起來，在其一端加載時(shí)，對(duì)埋入混凝土板中的接頭進(jìn)行剪切，測(cè)定接頭的荷載-滑移，得到接頭在靜載荷下的承載力以及剪切剛度，從而得到接頭的受力性能。

隨著橡膠量的增大，其抗剪切能力有明顯提高，橡膠含量在10%時(shí)，其強(qiáng)度提高最大。剪力釘采用焊接的方式連接，剪切釘焊接是在一塊金屬的一端和另一塊金屬的一端形成一道電弧，并在接觸的一端對(duì)另一塊金屬的一端快速加壓而形成的一種焊接工藝，該焊接方法屬高壓熔化焊接。在焊接過程中，首先連接好焊接用的動(dòng)力和制動(dòng)裝置，然后將剪刀釘在焊槍的長口處，將剪刀釘?shù)南露朔旁诨迳戏降拇森h(huán)中。按下焊槍的開關(guān)，使電弧在引弧藥劑中形成電弧，在規(guī)定的時(shí)間里，將剪切釘熔化，然后壓下，回彈，斷弧，從而完成連接。

2.3 連接件固定與纖維板固定

為了達(dá)到板內(nèi)隔墻的位置，在混凝土反坎澆筑之前，對(duì)照施工圖進(jìn)行復(fù)核，以軸線位置的移動(dòng)距離為一條線，再以精確定位的墻體邊線的移動(dòng)距離為另一條線，相交處為曲線圓心，然后根據(jù)直線拉線法，進(jìn)行準(zhǔn)確的放線定位。在直線段板料固定完畢后，在輕鋼龍骨水泥纖維板的安裝之前，首先在它的底端和頂端安裝并使用射釘，將標(biāo)準(zhǔn)U 型固定卡在兩個(gè)直線段的接合點(diǎn)上。將特殊的雙 U 型連接件安裝到兩個(gè)平面之間。之后，根據(jù)隔板安裝的深化布置圖，將厚度為2 mm、寬度為80 mm 的雙U 型連接物，尤其是在上、下節(jié)接合點(diǎn)處，再用射釘將連接物與隔板表面緊密地固定在一起，具體如圖2 所示。

圖2 雙U 型連接件排布結(jié)構(gòu)示意圖（來源：作者自繪）

進(jìn)行面板裝配前，輕鋼龍骨水泥纖維板材料的養(yǎng)護(hù)齡期應(yīng)在28 d 以上，且強(qiáng)度為100%后，才能進(jìn)行拼裝。根據(jù)垂直面板的深化設(shè)計(jì)，在現(xiàn)場(chǎng)裁剪出合格的紙面，紙面寬為300 mm，紙面縫間距為350 mm。將直的一頭安裝到彎的一頭。在下一節(jié)已經(jīng)切好的輕鋼龍骨水泥纖維板的側(cè)面涂上刮聚合物水泥，然后對(duì)著混凝土反坎中心線垂直卡進(jìn)雙 U 型接頭，下端對(duì)著墨線進(jìn)行安裝，同時(shí)在上端涂上刮聚合物水泥，然后在上一節(jié)輕鋼龍骨水泥纖維板接頭的側(cè)面和頂端涂上刮聚合物水泥，然后豎起卡進(jìn)雙 U 型接頭，然后在上面用木楔進(jìn)行臨時(shí)固定，按照上述操作一次完成裝板，錯(cuò)開縫隙進(jìn)行安裝，最后組裝完畢。

輕鋼龍骨混凝土纖維板的垂直度＜2 mm 時(shí)，要對(duì)雙層 U 型接頭進(jìn)行加工，這樣雙層 U 型接頭就能與輕質(zhì)壁板形成很好的整體，再用木楔把輕質(zhì)壁板從上到下都能牢牢地釘在結(jié)構(gòu)表面上。在整個(gè)安裝完成后，在48 h后，用聚合水泥砂漿對(duì)頂?shù)走M(jìn)行填補(bǔ)，以確保7 d 的平板垂直完整沉降穩(wěn)定后，再將木楔拔出，并用相同的聚合水泥砂漿對(duì)木楔進(jìn)行填充，并填充密實(shí)。

2.4 接縫處理與裝飾面層施工

拼接部位的模板縫隙用聚合物水泥砂漿進(jìn)行緊密擠壓，縫隙寬度保持在約2.5 mm，在彎曲部位的凹陷部位，根據(jù)加深的需要，鋪上110 mm的鋼絲，然后用鏟子將鋼絲全部覆蓋在聚合物水泥砂漿上，并進(jìn)行平整，確保雙層U 型接頭全部被聚合物水泥砂漿所覆蓋。在組裝好的輕型隔斷板上，以及與其他結(jié)構(gòu)接合處的裂縫，在進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì)之后，采用100 mm 厚的耐堿網(wǎng)格布和200 mm 厚的高密度纖維布。與設(shè)計(jì)圖中所示的80 mm 寬度的織物和100 mm 的無彈性的非織造織物相比，本項(xiàng)目在和設(shè)計(jì)人員交流后，確定耐堿網(wǎng)格布的覆蓋面更大，耐久性更好，收縮性更低，密度更大，覆蓋面更大，起到更好的防裂性和防裂性。在確保常溫狀態(tài)下，超過7 d 干燥硬化后，按照建筑裝飾項(xiàng)目設(shè)計(jì)圖紙要求，在板內(nèi)隔墻表面抹灰、抹膩?zhàn)雍屯克o機(jī)涂料，以達(dá)到最終理想的外觀效果，完成對(duì)板內(nèi)隔墻的施工。

3 施工技術(shù)應(yīng)用效果分析

按照上述論述內(nèi)容，完成對(duì)該建筑裝飾項(xiàng)目工程中板內(nèi)隔墻施工后，為驗(yàn)證新施工技術(shù)的應(yīng)用可行性，分別從板內(nèi)隔墻接縫抗拉強(qiáng)度和隔墻最大位移兩方面進(jìn)行檢驗(yàn)。在完成施工的板內(nèi)隔墻接縫上設(shè)置10 個(gè)測(cè)點(diǎn)，分別編號(hào)為CD#01 ～CD#10。

首先針對(duì)各個(gè)測(cè)點(diǎn)的抗拉強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)定。選用抗拉強(qiáng)度測(cè)量儀器進(jìn)行測(cè)定，儀器測(cè)量精度等級(jí)為0.5 級(jí)。將測(cè)量結(jié)果記錄，得到如表1 所示的結(jié)果。從表1 中記錄的數(shù)據(jù)可以看出，測(cè)點(diǎn)CD#03 的抗拉強(qiáng)度最高，為12.32 MPa；測(cè)點(diǎn)CD#04 的抗拉強(qiáng)度最低，為10.25 MPa。通過進(jìn)一步分析得出，應(yīng)用本文上述提出的施工技術(shù)施工后，板內(nèi)隔墻接縫抗拉強(qiáng)度最低數(shù)值也超過了該建筑裝飾項(xiàng)目規(guī)定要求的接縫抗拉強(qiáng)度大于或等于9 MPa 的要求。上述得出的結(jié)果可證明，本文上述施工技術(shù)具備實(shí)際應(yīng)用可行性。

表1 板內(nèi)隔墻裂縫抗拉強(qiáng)度測(cè)量結(jié)果記錄表

再從隔墻最大位移角度對(duì)施工技術(shù)可行性進(jìn)行驗(yàn)證。在板內(nèi)隔墻平面上選擇5 個(gè)測(cè)點(diǎn)，分別編號(hào)為PM#01 ～PM#05。針對(duì)各個(gè)測(cè)點(diǎn)在10、20 和50 d 內(nèi)的最大位移進(jìn)行記錄，如表2 所示。對(duì)表2 中的測(cè)量數(shù)據(jù)結(jié)果分析可以得知，在10 d 內(nèi)板內(nèi)隔墻表面最大位移為0.035 mm；在20 d 內(nèi)板內(nèi)隔墻表面最大位移為0.86 mm；在50 d 內(nèi)板內(nèi)隔墻表面最大位移為0.132 mm。根據(jù)板內(nèi)隔墻施工質(zhì)量要求，50 d 板內(nèi)隔墻表面最大位移不得超過0.5 mm。采用新的技術(shù)完成施工后，其板內(nèi)隔墻最大位移能夠充分滿足這些要求。通過上述兩方面證明，本文提出的施工技術(shù)具備實(shí)際應(yīng)用可行性，能夠促進(jìn)板內(nèi)隔墻施工質(zhì)量的進(jìn)一步提升。

表2 板內(nèi)隔墻表面最大位移測(cè)量結(jié)果記錄表

4 結(jié)語

輕鋼龍骨水泥纖維板在施工當(dāng)中應(yīng)用能夠使操作更加便捷以及靈活化，通過本文上述研究，實(shí)現(xiàn)了輕鋼龍骨水泥纖維板在建筑裝飾項(xiàng)目板內(nèi)隔墻施工中的應(yīng)用。在將該技術(shù)應(yīng)用到其他類似項(xiàng)目當(dāng)中的時(shí)候，對(duì)材料制備的優(yōu)化、原材料選擇等進(jìn)行深入探索能夠進(jìn)一步提升施工技術(shù)的實(shí)際作用。因此，針對(duì)這一問題，在后續(xù)的研究中還將進(jìn)行深入的探索，促進(jìn)板內(nèi)隔墻施工技術(shù)應(yīng)用適應(yīng)性進(jìn)一步提升。