裝配式建筑施工中鋁合金模板技術的應用

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2401-5042-2734

作者簡介：王奎（1979—），男，本科，工程師，研究方向為建筑施工技術。

摘??要：深入探究了鋁合金模板技術在裝配式建筑施工中的應用及其帶來的革命性改變。首先介紹了鋁合金模板的定義、分類和發(fā)展歷程，強調(diào)其在施工效率、經(jīng)濟效益和環(huán)保方面的優(yōu)勢。其次分析了鋁合金模板在現(xiàn)代建筑施工中面臨的技術挑戰(zhàn)和相應的解決方案，如模板清潔、脫模劑使用、連接件設置等，確保施工質(zhì)量和安全。通過實際工程案例，展現(xiàn)了鋁合金模板在提高施工效率和質(zhì)量方面的實際效果。

關鍵詞：鋁合金模板 ?裝配式建筑 ?施工效率 ??環(huán)保效益

中圖分類號：TU753

裝配式建筑具有高效、環(huán)保、節(jié)能等優(yōu)勢，在建筑領域有著廣泛的應用。經(jīng)濟的發(fā)展對施工提出了更高的要求，裝配式建筑應用也更加廣泛，逐步從住宅和商業(yè)應用拓展到了公共設施和大型工程項目。而隨著技術的發(fā)展，裝配式建筑所用的模板逐漸從木模板變?yōu)榱虽X合金模板，鋁合金模板采用了鋁合金材料為原料，具有輕質(zhì)堅固的特性，能適用多種建筑結構的建設，通過機械加工將基礎鋁合金模板進行組合，根據(jù)不同建筑特征進行個性化定制，鋁合金模板能夠承受高達 60 kN/m?的壓力，遠高于傳統(tǒng)木模板和鋼模板的承載能力。這不僅提高了施工安全性，還保證了施工過程中模板的穩(wěn)定性和可靠性，提高了建筑施工效率。

鋁合金模板技術的概述

1.1 ?鋁合金模板的定義與分類

如圖1所示，鋁合金模板是通過機械加工和焊接工藝將鋁合金加工成特定的模板，滿足建筑的施工要求。根據(jù)結構設計不同，主要分為拉片鋁合金模板和拉桿鋁合金模板。拉片鋁合金模板是一種通過拉片進行加固的鋁模系統(tǒng)；拉桿鋁合金模板則是一種通過對拉螺桿進行加固的鋁模系統(tǒng)。對拉桿系統(tǒng)主要由鋁合金模板、連接件、單支頂、對拉螺桿、背楞、斜撐等構件組成。目前來講，拉片鋁合金模板常用于建筑工程，而拉桿鋁合金模板常用于大型公共建筑中[1]。

1.2?鋁合金模板的發(fā)展

最初建筑所采用的模板是木模板，主要由木材制成，但由于木材的耐久性差，不能重復利用，因此逐漸出現(xiàn)了鋁模板。20世紀50年代，建筑鋁合金模板出現(xiàn)于美國建筑行業(yè)，在美國等發(fā)達國家進行大量工程驗證之后，進而在墨西哥、巴西等周邊國家進行了推廣，并在韓國、馬來西亞等國家中得到了一定的試用，在2000年左右引進至我國，逐步代替了傳統(tǒng)的木模板。

2??鋁合金模板技術的應用優(yōu)勢

2.1 施工效率提升

由圖2可知，由于鋁材的重量輕，承壓能力強，適用于機械施工。應用于工程實踐時，如采用標準板+非標準版的配置，通常在非標準板上進行編號，用于標明非標準版的特定用途，同時，相同部位的標準件可以進行混用，由于提前固定了鋁模板的使用順序和方法，因此鋁合金模板在安裝時會十分方便。模板之間的安裝采用銷釘連接，采用了早拆的設計，水平構件模板在36 h后便可拆除。模板在安裝時設有便于移動的多級操作的平臺，確保模板安裝、拆卸時作業(yè)人員施工的安全；按照計劃施工，可確保模板安裝平整、牢固。

2.2 提高經(jīng)濟效益

鋁合金模板在質(zhì)量控制和安全性能方面也展現(xiàn)出突出的優(yōu)勢。鋁合金材質(zhì)本身的強度和硬度保證了施工過程中的穩(wěn)定性和安全性。與傳統(tǒng)木模板相比，鋁合金模板在抵抗外力和環(huán)境影響方面表現(xiàn)更為出色，降低了施工過程中的安全風險。此外，鋁合金模板的標準化生產(chǎn)和安裝過程有助于提升整體施工質(zhì)量，確保建筑結構的精確度和可靠性，為最終建筑物的穩(wěn)固和耐用性提供了堅實基礎。以單層建面900?m2的30層建筑為例，鋁合金模板與木材費用對比如表1所示[2]。

由表1可知，鋁合金模板單次使用費用較高，但如果選擇購買鋁合金模板，隨著使用次數(shù)的增多，鋁合金模板的經(jīng)濟效益會更加明顯。

2.3?提高環(huán)保效益

鋁合金模板具有一定的環(huán)保效益，傳統(tǒng)木模板強度低，拆卸完成后容易損壞，不能夠重復使用和可回收利用，長此以往造成了材料的消耗和浪費；而鋁合金模板強度高，且由于標準模板件的設置，能夠反復利用，減少了建筑廢物的產(chǎn)生。

3?鋁合金模板技術存在問題及控制措施

3.1??鋁合金模板存在問題及其成因

在裝配式建筑中使用鋁合金模板時，需注意模板的清潔和合格脫模劑的應用，這直接影響到混凝土結構的表面質(zhì)量。連接件的正確設置是保證模板整體穩(wěn)定性的必要條件。墻模板的拉片設置，包括拉片的存在、間距和規(guī)格，會影響到墻體的結構安全。對于內(nèi)模間對撐的牢固性，它能夠防止混凝土振搗過程中模板的位移。此外，墻柱模板卡具間距和緊固情況，以及混凝土的澆筑速度和方法，都對工程質(zhì)量有著直接的影響。

3.2??問題防治與控制措施

面對上述問題，可采取以下措施：（1）調(diào)整支撐間距以承受混凝土重量和施工活載，防止模板變形；（2）在墻上部設置臨時撐頭，以維持混凝土澆搗時的穩(wěn)定性；（3）在澆搗混凝土時，應均勻?qū)ΨQ下料，并控制灌注高度，特別是在門窗洞口模板兩側，以避免模板變形；（4）根據(jù)現(xiàn)場情況選擇適當?shù)拿撃╊愋?。同時，應嚴格控制模板間的嵌縫，防止漏漿。

3.3 ?特殊情形下的處理方案

對于墻柱根部的漏漿問題，需提前清理垃圾、排除積水，并在澆筑混凝土前堵住清洗口。在處理高低跨和外墻、柱層間錯位問題時，梁柱交接部分應牢固拼接，拼縫需嚴密，以避免漏漿。對于振搗操作引起的問題，包括底部漏漿、欠振、過振，或一次澆筑高度過高，需對施工人員進行培訓，使其掌握正確的振搗時間和技巧。同時，應及時檢查和控制混凝土的坍落度，確保其符合標準，提高混凝土的整體質(zhì)量。

4案例分析

4.1 ?工程概況

某項目有4棟27層裝配式住宅樓，前期策劃時考慮27層住宅使用鋁合金模板較為經(jīng)濟，但是裝配式構件使用鋁合金模板在以往施工中沒有遇到過的，兩者結合有什么技術難點還是一個未知數(shù)，如鋁?，F(xiàn)有支撐系統(tǒng)能否承受PC構件的荷載、如何保證其架體的穩(wěn)定性、疊合板與鋁膜交接部位的漏漿問題如何處理等問題。針對這些問題，項目部召開了專題會剖析了問題，分析了節(jié)點，進而提出了應對措施，并把鋁模及裝配式廠家召集在一起把每個部位、每個節(jié)點做了優(yōu)化，在施工過程中把問題又進行了改進，使得鋁模與裝配式建筑能夠完美地相結合[3]。

4.2 ?施工過程詳述

4.2.1?鋁模設計

鋁模的設計根據(jù)疊合板的平面圖進行深化，需要考慮疊合板的尺寸、厚度、重量以及板拼縫的位置、寬度等，立桿間距需要滿足承載力要求，一般以1m左右為宜；剪力墻、梁陰角部位利用角模（C槽）作為疊合板的支撐，鋁模橫梁及支撐頭按照標準配置以增加鋁模的整體穩(wěn)定性，疊合板拼縫的位置安裝頂板配件，要求疊合板搭接在鋁模上的尺寸不小于100?mm；由于該結構施工體系中鋁模板無頂部水平約束，需對鋁合金模板體系的面板設計構造、配模高度，對拉螺桿間距、斜支撐體系等進行設計優(yōu)化，確保成型混凝土質(zhì)量達到企業(yè)標準，滿足后期裝飾裝修要求。與全鋁模配模體系相比，該結構施工體系中鋁模板體系優(yōu)化點見表1

4.2.2?鋁模安裝

首先安裝墻板，從端部封板開始，兩邊同時逐件安裝墻板，墻模拼裝完成后使用圓管斜支撐加固以防位移，用紅外線校正墻板垂直度和平整度；墻身垂直校正完畢后安裝梁底板及兩側模板，并準確校正梁底標高的，安裝角模利用銷釘固定，同時調(diào)整好角模頂標高（疊合板底標高）；安裝樓面橫梁、支撐頭及支撐柱；最后根據(jù)疊合板拼縫位置安裝頂板模板；鋁模頂標高偏差可通過模板系統(tǒng)的可調(diào)節(jié)支撐進行校正，直至達到整體平整[4-5]。

4.2.3?整體校正

鋁模板為定尺模板，樓面現(xiàn)澆層混凝土標高對疊合板的安裝高度及拆模至關重要。在疊合板周邊設置標高控制點，標高控制點可采用直徑60 mm預制混凝土圓臺，在疊合板終凝前插入疊合板上；標高控制點的間距控制在一個刮杠長度之內(nèi)。澆筑樓面混凝土時，根據(jù)標高控制點進行找平，可將樓面現(xiàn)澆層混凝土標高控制在5 mm之內(nèi)。

4.2.4?鋁模與疊合板連接

疊合板與鋁模接觸面使用調(diào)解膠條密封，防止硬連接及砼漏漿問題，要求調(diào)解膠條或厚海綿條粘貼在C槽根部及疊合板拼縫位置。

4.2.5?疊合板安裝

疊合板起吊時，要盡可能減少因自重產(chǎn)生的彎矩，采用專用吊梁進行吊裝，吊梁可采用多孔可調(diào)吊梁。吊點一般由設計確定，長度大于4 m的疊合板一般設計6個吊點，吊繩長度應計算確定，保證各吊點均勻受力，防止開裂。疊合板吊點一般設置在格構筋位置，為提高吊裝效率，一般采用吊鉤起吊。吊裝前應確定吊裝順序，一般遵循朝某一方向流水施工，前塊疊合板為后塊疊合板吊裝提供作業(yè)面的原則；第一塊疊合板吊裝宜選取在角部有腳手架的位置，便于操作。

將構件吊離地面，觀察構件是否基本水平，各吊鉤是否受力，構件基本水平、吊鉤全部受力后起吊；根據(jù)圖紙所示構件位置以及箭頭方向擺放，疊合板要輕吊輕放，構件板邊要深入梁、剪力墻內(nèi)10 mm，疊合板面表面平整度允許偏差5 mm；當疊合板與鋁模接觸面縫隙較大時可以使用發(fā)泡膠進行封堵以防漏漿。

4.2.6?混凝土澆筑

當疊合板、鋁模、鋼筋、水電預埋完成且驗收合格后，可以澆筑砼。砼澆筑時注意振搗要密實，防止漏振、過振現(xiàn)象，同時要加強砼的收面與養(yǎng)護以防頂板的開裂。

鋁模與梁、墻等PC構件也可以相互匹配，這就需要在施工前做好充分的策劃，把容易出現(xiàn)的問題提前消除即可。例如：鋁模在剪力墻構件上安裝時，需要考慮PC構件上對拉螺桿孔的位置；當用梁PC構件時，C槽要與梁構件使用高強螺桿固定，以防C槽擾動造成疊合板位移。除此之外，還要詳細熟知圖紙，讓鋁模設計與裝配式廠家全部優(yōu)化做到最好，才能保證建筑結構尺寸精確、完美成型，從而才能提高質(zhì)量，保證效率，降低成本。

5?結論

在本文中，深入探討了鋁合金模板技術在裝配式建筑施工中的應用，特別是在提升施工效率、經(jīng)濟效益和環(huán)保效益方面的顯著貢獻。通過對鋁合金模板的定義、分類、發(fā)展歷程以及技術優(yōu)勢的詳細分析，可以清晰地看到鋁合金模板相較于傳統(tǒng)木模板的顯著改進。鋁合金模板不僅在重量輕、承壓能力強等方面展現(xiàn)了其優(yōu)越性，還在模板標準化生產(chǎn)、安裝過程中體現(xiàn)了高效與精準。然而，鋁合金模板的應用也伴隨著特定的技術難題，如模板的清潔、正確使用脫模劑、連接件設置等，這些問題直接影響著混凝土結構的表面質(zhì)量與整體穩(wěn)定性。為此，本文詳細討論了各種可能的問題及其成因，并提出了針對性的防治與控制措施，如調(diào)整支撐間距、設置臨時撐頭、控制混凝土的澆筑速度和方法等，以確保施工質(zhì)量和安全。

參考文獻

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[5]陶夢婷.基于系統(tǒng)動力學的裝配式建筑施工安全風險評價與控制研究[D].西安：西安理工大學，2022.