一種裝配式復(fù)合墻板的綜合性能測試對(duì)比研究

張同鈺 李文秀

摘 要：針對(duì)一種新型裝配式復(fù)合墻板的綜合性能和應(yīng)用效果進(jìn)行研究，按照國家規(guī)定的相關(guān)檢測檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)該復(fù)合墻板進(jìn)行了系列性能實(shí)驗(yàn)測試。結(jié)果表明，該復(fù)合墻板經(jīng)過軟體和硬體沖擊后，整體無結(jié)構(gòu)性破壞和功能性破壞，符合國家JG/T 578—2021檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)；墻板平均隔音量約為52 dB，滿足GB 50118—2010 標(biāo)準(zhǔn)；耐火性分別符合國標(biāo)GB/T 9978.1—2008中 1、2、3 h 不燃性的標(biāo)準(zhǔn)要求；傳熱系數(shù)約為0.5 W/（m2·K），施工效率為60 m2/工日；其罩面板為不含有害物質(zhì)，具備較大的孔隙，可回收利用的紙面石膏板，表現(xiàn)出良好的綜合應(yīng)用性能，環(huán)保性能和宜居舒適性。

關(guān)鍵詞：裝配式建筑；復(fù)合墻板；墻板材料；應(yīng)用性能

中圖分類號(hào)：TQ177.3+78

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1001-5922（2024）03-0073-04

Comparative study on comprehensive performance testing of a prefabricated composite wall panel

ZHANG Tongyu1，LI Wenxiu2

（1.Xianyang Vocational Technical College，Xianyang 712000，Shaanxi China；

2.Lanzhou Technology and BusinessCollege，Lanzhou 730100，China

）

Abstract：A study was conducted on the comprehensive performance and application effect of a new type of prefabricated composite wall panel，and a series of performance experiments were conducted on the composite wall panel in accordance with relevant national inspection standards.The test results showed that the composite wall panel had no structural or functional damage after being impacted by software and hardware，and met the national JG/T 578—2021 inspection standard.The average sound insulation of the wall panel was about 52 dB，meeting the GB 50118—2010 standard.The fire resistance met the requirements of the national standard GB/T 9978.1—2008 for 1.0 h non flammability，2.0 h non flammability，and 3.0 h non flammability.The heat transfer coefficient was about 0.5 W/（m2·K），and the construction efficiency was 60 m2/man day.The cover panel was a paper faced gypsum board that was free of harmful substances，had large pores，and could be recycled，demonstrating good comprehensive application performance，environmental protection performance，and livable comfort.

Key words：prefabricated building;composite wall panels;wall panel materials;application performance

裝配式建筑是當(dāng)下較為流行的一種建筑施工方式，通過工廠批量化生產(chǎn)墻板，現(xiàn)場進(jìn)行組裝，這就大大減少了施工周期，保證施工質(zhì)量。對(duì)此，部分學(xué)者也進(jìn)行了很多研究，如從成本方面出發(fā)，在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、運(yùn)輸、安裝以及其他等5個(gè)方面提出了相應(yīng)的成本控制對(duì)策，以此得到更為經(jīng)濟(jì)的裝配式建筑建設(shè)方法［1］。研究了裝配式建筑質(zhì)量問題，整理得出影響裝配式建筑全過程質(zhì)量的12個(gè)關(guān)鍵因素［2］。從施工安全性出發(fā)，對(duì)裝配式建筑施工過程中的安全風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行提取，幫助管理人員做出相適應(yīng)的預(yù)防措施［3］?；诖耍囼?yàn)以文獻(xiàn)［4］的方法為參考，制備了一種新型裝配式復(fù)合墻板，并對(duì)其實(shí)際應(yīng)用效果進(jìn)行研究。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)方法

1.1.1 裝配式復(fù)合墻板龍骨設(shè)計(jì)

傳統(tǒng)裝配式墻板模塊間一般選擇平口對(duì)接的配合方式，這就造成模塊間存在通縫，使得墻板的綜合性能有一定降低［5-6］。有學(xué)者提出，將龍骨設(shè)計(jì)成相互咬合形式，解決墻板通縫的問題。再加上龍骨造型不同會(huì)提升制作成本，使得異型龍骨的應(yīng)用受到限制［10-11］?；趥鹘y(tǒng)裝配式墻板龍骨存在的諸多問題，試驗(yàn)設(shè)計(jì)自配合龍骨，對(duì)裝配式復(fù)合墻板性能進(jìn)行優(yōu)化。

（1）首先設(shè)計(jì)了旋轉(zhuǎn)180 ℃后可與同造型龍骨配合的自配合龍骨。該龍骨特點(diǎn)為，增加了拼接縫隙的接觸面積，減少了由拼接形成的裂縫，進(jìn)而增加了墻板的綜合性能［13］;

（2）由于自配合龍骨結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，生產(chǎn)難度較大，使得加工工藝過于復(fù)雜，結(jié)構(gòu)合格率較低，因此需要進(jìn)一步對(duì)龍骨進(jìn)行簡化設(shè)計(jì);

（3）自配合龍骨結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)見圖1，該設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的龍骨增加了墻體模塊的配合程度，這就增加了裝配式模塊墻體的抗變形和抗擠壓的能力。同時(shí)，該龍骨減少了工廠模具規(guī)格的數(shù)量，降低了生產(chǎn)難度，使得制作成本和庫存成本明顯降低，經(jīng)濟(jì)效益較為顯著。

1.1.2 裝配式復(fù)合墻板的設(shè)計(jì)

裝配式復(fù)合墻板的核心為模塊化墻體單元。

（1）在一個(gè)墻體單元模塊兩端擺放具有可咬合造型的自配合豎向龍骨，然后嵌入一定數(shù)量的橫龍骨，得到龍骨框架;

（2）將石膏板封裝至框架一面，使其成為一個(gè)整體;

（3）以巖棉作為保溫材料填充至模塊單元內(nèi)，然后在整體單元另一面封裝石膏板，得到裝配式復(fù)合墻板。在裝配時(shí)，通過相互插接的形式對(duì)墻板進(jìn)行連接。

1.2 性能測試

1.2.1 抗沖擊性能

參照J(rèn)G/T 578—2021檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)沖擊性能進(jìn)行測試［16-17］。

軟體沖擊：將墻體組裝后，按照沖擊點(diǎn)高度為1 500 mm（人撞擊墻面的普遍高度），沖擊質(zhì)量為50 kg的軟體物質(zhì)在不同能量的條件下對(duì)墻面進(jìn)行沖擊，沖擊結(jié)束后記錄墻體是否有結(jié)構(gòu)性破壞。

硬體沖擊：將墻體組裝后，按照沖擊點(diǎn)高度為1 500 mm，質(zhì)量為1 000 g的鋼球?qū)Π暹M(jìn)行沖擊，沖擊結(jié)束后記錄墻體是否有貫通裂縫，是否有結(jié)構(gòu)性破壞。

1.2.2 隔聲性能測試

參照GB 50118—2010 標(biāo)準(zhǔn)對(duì)墻板的隔聲性能進(jìn)行測試［18］。

1.2.3 耐火性能測試

參照GB/T 9978.1—2008和 GB 50016—2014標(biāo)準(zhǔn)對(duì)墻板的耐火性能進(jìn)行檢測［19-20］。

2 結(jié)果與討論

2.1 抗沖擊性能

2.1.1 抗軟體沖擊性能

軟體對(duì)復(fù)合墻板結(jié)構(gòu)破壞和功能性破壞試驗(yàn)結(jié)果為，經(jīng)過軟體以120、240? N·m的力各沖擊1次，不會(huì)破壞沖擊點(diǎn)覆膜板和左右兩側(cè)龍骨。而經(jīng)過380 N·m沖擊1次后，沖擊點(diǎn)背面出現(xiàn)T 字形裂紋，左右兩側(cè)龍骨出現(xiàn)輕微變形，整體無結(jié)構(gòu)性破壞。經(jīng)過60、120 N·m沖擊3次后，板材不出現(xiàn)破壞和變形，最大殘余變形不超過5 mm，啟閉無異常，不出現(xiàn)功能性破壞，表現(xiàn)出良好的抗軟體沖擊性能。

2.1.2 抗硬體沖擊性能

裝配式復(fù)合墻板抗硬體沖擊性能結(jié)果為，在10 N·m條件下沖擊后，在板材沖擊點(diǎn)上有20 mm凹坑出現(xiàn)，背面有直徑和高度分別為45 mm和2.2 mm的裂紋出現(xiàn)，整體無結(jié)構(gòu)性破壞情況。而分別在2.5、6 N·m的條件下沖擊1次后，板材分別出現(xiàn)半徑為5、18 mm的缺口，但并不發(fā)生功能性破壞，表現(xiàn)出良好的抗硬體沖擊性能。

綜上，本試驗(yàn)制備的裝配式復(fù)合墻板表現(xiàn)出良好的抗沖擊性能，抗沖擊性能符合JG/T 578—2021檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 隔聲性能

對(duì)厚度為125 mm的裝配式復(fù)合墻板的隔聲性能進(jìn)行分析，結(jié)果見圖2。

由圖2可知，裝配式復(fù)合墻板的平均隔音量約為52 dB，滿足GB 50118—2010《民用建筑隔聲設(shè)計(jì)規(guī)范》標(biāo)準(zhǔn)，表現(xiàn)出良好的隔聲性能。

2.3 耐火性能

由于墻體應(yīng)用場合不同，因此需要對(duì)不同規(guī)格的裝配式復(fù)合墻板耐火性能進(jìn)行研究，不同裝配式復(fù)合墻體的規(guī)格設(shè)計(jì)見表1；耐火性能測試結(jié)果見表2。

由表2可知，試件耐火性能分別符合GB/T 9978.1—2008中1、2和3 h不燃性的標(biāo)準(zhǔn)要求，耐火性能良好。

2.4 與其他墻體對(duì)比

以粘土墻磚，加氣磚、混凝土條板墻為對(duì)比，對(duì)本試驗(yàn)制備的裝配式復(fù)合墻板的性能研究，設(shè)置所有墻體樣品厚度均為120 mm。

2.4.1 密度對(duì)比

墻體密度是體現(xiàn)墻體環(huán)保性和先進(jìn)性的重要指標(biāo)。一般來說，在滿足國家標(biāo)準(zhǔn)的前提下，墻體的密度越低就代表墻體所需消耗的資源和人工越少。對(duì)墻體密度進(jìn)行測試，結(jié)果見圖3。

由圖3 可觀察到，在4種墻體中，試驗(yàn)制備的裝配式復(fù)合墻板的面密度明顯低于其余3種墻體，僅為25 kg/m2，在環(huán)保性和先進(jìn)性方面明顯優(yōu)于其余傳統(tǒng)墻體。

2.4.2 隔聲性能對(duì)比

4種樣品隔聲性能對(duì)比見圖4。

由圖4可知，裝配式復(fù)合墻板的隔聲性能與粘土墻磚一致，略高于加氣磚墻和混凝土條板墻，總體來說，裝配式復(fù)合墻板表現(xiàn)出良好的隔聲性能。同時(shí)，在龍骨拼接裂縫中填充有高分子吸聲材料，使其在滿足工廠預(yù)制和現(xiàn)場組裝的條件下，依舊表現(xiàn)出良好的隔聲性能。

2.4.3 隔熱性能對(duì)比

樣品隔熱性能對(duì)比見圖5。

由圖5 可知，在幾種墻體樣品中，裝配式復(fù)合墻體的傳熱系數(shù)最低為0.5 W/（m2·K），隔熱性能最佳。這是因?yàn)樵囼?yàn)制備的裝配式復(fù)合墻板龍骨結(jié)構(gòu)為錯(cuò)縫設(shè)計(jì)，內(nèi)部結(jié)構(gòu)為保溫吸聲材料，符合現(xiàn)代建筑要求的綠色節(jié)能效果。

2.4.4 施工性能對(duì)比

在同樣數(shù)量的施工工人和施工條件下，使用不同墻體材料進(jìn)行施工，施工效率對(duì)比結(jié)果見圖6。

由圖6可觀察到，裝配式復(fù)合墻板的施工效率為60 m2/d，明顯優(yōu)于其余墻體。

3 結(jié)語

（1）抗沖擊性能結(jié)果表明，經(jīng)過軟體和硬體沖擊后，整體無結(jié)構(gòu)性破壞和功能性破壞，符合JG/T 578—2021檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，表現(xiàn)出良好的沖擊性能;

（2）隔聲性能測試結(jié)果表明，單項(xiàng)測試墻板平均隔音量約為52 dB，滿足GB 50118—2010《民用建筑隔聲設(shè)計(jì)規(guī)范》標(biāo)準(zhǔn)。與其他墻板進(jìn)行對(duì)比，裝配式復(fù)合墻板隔聲性能與黏土墻磚一致，略高于加氣磚墻和混凝土條板墻，整體來說，隔聲性能良好;

（3）耐火性能測試結(jié)果表明，不同規(guī)格的墻板樣品耐火性分別符合GB/T 9978.1—2008中 1、2、3 h不燃性的標(biāo)準(zhǔn)要求，耐火性能良好;

（4）隔熱性能測試結(jié)果表明，裝配式復(fù)合墻體的傳熱系數(shù)僅為0.5 W/（m2·K），明顯低于其余幾種墻板材料，隔熱效果良好，具備較好的節(jié)能環(huán)保意義，符合現(xiàn)代建筑要求的綠色節(jié)能效果;

（5）施工性能測試結(jié)果表明，裝配式復(fù)合墻板的施工效率為60 m2/d，明顯優(yōu)于其余墻體，施工性能良好;

（6）裝配式復(fù)合墻板罩面板為不含有害物質(zhì)，具備較大的孔隙，可回收利用的工業(yè)固體廢棄物脫硫石膏制備的紙面石膏板，可調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度，表現(xiàn)出良好的環(huán)保性能和宜居舒適性;

（7）將其用于長租公寓的建筑，施工效果良好，建筑和裝飾一體化完成，保障了建造單位的施工成本。

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收稿日期：2023-10-09；修回日期：2024-01-08

作者簡介：張同鈺（1989-），男，碩士，講師，一級(jí)建造師，研究方向：建筑工程、市政工程;E-mail：414418489@qq.com。

基金項(xiàng)目：咸陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院2023年度科研基金項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：2023KJB03）。

引文格式：張同鈺，李文秀.一種裝配式復(fù)合墻板的綜合性能測試對(duì)比研究［J］.粘接，2023，51（3）：73-76.