钢模板和铝合金模板的对比分析研究

2020-05-08刘运高

四川建材 2020年4期

刘运高

(华北水利水电大学土木与交通学院，河南郑州 450045)

0 前言

在整个建筑工程施工中，确保模板工程的施工安全是不可忽略的组成部分。另外，模板工程的投入占据较长的工期和较高的成本，据统计，模板的支建工程约占工程量的50%，钢筋混凝土结构工程总费用的20%～30%耗费在模板工程上。同时，由于模板工程本身也将消耗大部分优质的建筑材料，在保证工程质量的前提下，对模板工程的投入进行控制，将能显著降低整个建筑工程的造价。所以对模板材料的选择是重中之重。

1 钢模板

钢模板一般分为两类：全钢模板和组合钢模板。在力学性能上，钢模板不管是强度、刚度还是稳定性都具有极大的优越性，钢模板设计应符合钢结构设计要求，根据《钢结构设计规范》(GB50017-2017)[1]，钢结构的最小设计强度抗剪强度最低为115 N/mm2，承载力应根据钢的材质确定，钢材应符合以下要求：材料最低采用Q235型钢、抗拉强度375～460 N/mm2、屈服点205～460 N/mm2、延伸率20%～26%。另外，全钢模板和组合钢模板在力学性能上存在着差异，组合钢模板的刚度不及全钢模板的刚度，承载力约为全钢模板的50%，这是因为组合钢模板存在拼接面尺寸小、拼缝多等缺陷。

钢模板中的全钢模板主要应用于小高层及高层建筑中的剪力墙部位。组合钢模板大部分用于基础、柱、梁、板、墙等部位。

钢模板在经济性上具有较高的优越性。钢模板的最低周转率约为50次，大型木模板约为15次，一般木模板约为7次，钢模板可比木模板提高工效2～4倍(工效包括安装、拆模、电焊、凿毛、搭设)，达到相同周转率的成本仅为木模板的50%。赖品丞[2]介绍了钢模板在大截面框架柱施工应用中，与以往采用传统木模板施工的工程实例对比研究后，发现采用传统木模板施工引起竖向构件垂直度、平整度不易控制的问题在采用钢模板施工工艺时得到了解决，且混凝土浇筑完成后成型漂亮，混凝土色泽均匀，阴阳角平顺笔直，表面平整光滑、垂直度好，达到了清水混凝土较好的效果(中级抹灰标准)。但是钢模板在酸性、水、潮湿的条件下易腐锈，有一定的局限性。又由于钢材与混凝土的热膨胀系数相差不大，模板和新浇的混凝土容易粘合一起，必须使用脱模剂才易脱模。另外，钢模板中的全钢模板由于其自重大，质量约125 kg/m2，在施工中较为不便，必须配备相应的起重设备和人工辅助，其对节点多及结构复杂的建筑成模困难；一次投入较高，模板设计加工周期长，对预埋件位置调整适应能力较差；特别是设计、使用都是一次性的大型构件模板时，设计的尺寸精度要求高、制作的难度大，局限性较大，因而它的发展受到了一定的制约。组合钢模板使用方便，装拆灵活，比较适合人工操作。

2 铝合金模板

铝合金模板主要由墙体模板及加固体系、顶板模板和快拆支撑体系、封闭式楼梯模板体系与其他细部节点等体系构造而成[3]。《组合铝合金模板工程技术规程》(JGJ386-2016)[4]表明，铝合金模板应采用现行国家标准《一般工业用铝和铝合金挤压型材》(GB/T6892)[5]中的Al6061-T6或Al6082-T6挤压铝合金型材，最小的抗拉强度为260 MPa，弹性模量7×104MPa，剪变模量2.7×104MPa。铝合金模板拼缝精度高稳定性较好，组合成的整体模板承载能力可达到60 kN/m2，是传统木模板承载力30 kN/m2的2倍左右。

铝合金模板适用于混凝土现浇结构的各种形状的墙柱、梁板、楼梯等工程部位，适用于大面积高层、超高层建筑。

铝合金模板的经济效益显著。首先，铝合金模板质量轻，仅20 kg/m2，可以人工搬运装拆，无需机械设备协助，拆模后其混凝土的表面完全实现了清水混凝土的要求，并且不需要刮腻子，减少了一部分成本支出；该模板拼装灵活不受限制，标准板和局部非标准板可以相互搭配，相同构件的标准板不分类别可以互相使用，加快了拼装速度。其次，铝合金模板属于可再生材料，在施工中完全符合环保节能的要求，报废后可全部回收，残值可达到30%以上，维修费用低，周转次数高达300～500次；耐湿、不怕冷、不怕热、不怕酸碱、抗变形能力强等特性，使其能在各种温度环境下正常作业，不受天气影响。另外，铝合金模板以销钉和楔片为主进行连接，这种拆装操作的构件技术很好地实现了拆装速度的提升，融入顶板支撑系统的早拆技术省去了木模的支护以及碗扣式脚手架或钢管扣件，高效且节约了材料的成本、降低了工程费用。但是铝合金模板有一种独有的特性，表面有一层氧化薄膜不易与混凝土粘贴，易与表面混凝土反应使表面强度降低。钢模板和铝合金模板技术经济性能指标对比如表1所示。