模板选型对工程成本的影响分析

2021-03-09章旭波

建筑施工 2021年10期

章旭波

宁波市建设集团股份有限公司浙江宁波 315000

在施工技术和工程材料快速发展的今天，粗放型的施工已成为过去，绿色节能、安全高效的施工是当今的主流趋势。新型的模板体系基本上是基于传统的木模板和钢模板而优化延生的[1]，且向高质量、环保的方向发展。在一般情况下，混凝土结构中的模板分项的工程造价在整个混凝土结构中占20%～30%，工期占40%～50%[2]。故选择合适的模板系统在一定程度上能节约工程成本。

1 我国的模板技术发展历史简介

19世纪中叶之后，随着水泥、混凝土和钢筋混凝土的应用，砖混结构建筑迅速兴起。20世纪五六十年代，国内主要的建筑形式为砖混结构，此时的模板形式主要是木模板。到了20世纪80年代之后，钢筋混凝土结构开始逐渐占据市场，随之出现了大量的钢模板的生产、租赁商。在20世纪90年代左右，市场上比较流行的是组合钢模板，主要形式为钢框竹胶板，这种结构在一定程度上能够降低组合模板的质量和成本[3-4]。全钢大模板在国内的推广主要是在1996年之后。20世纪90年代，竹胶合板模板作为当时的一种新型模板开始在市场上出现，并在90年代末得到了大量的应用。1997年，木胶合板模板也开始进入国内市场，并迅速推广开来。

铝合金模板技术最初起源于美国，在21世纪初期，开始在我国的粵港澳地区出现，2020年，我国各地进一步颁布了一系列关于铝模板的利好政策，时至今日，国内的铝模板产业已经具有一定规模[5]。1982年起，我国已有企业先后研制了玻璃纤维增强塑料模板、砂塑和木塑板模板等塑料模板产品。近年来，PVC复合塑料模板由于具有强度高、可塑性好、施工速度快等突出优点，得到了广泛的应用和发展[6]。2019年，临港污水处理厂二期扩建工程引入了DUO模板，有效提高了模板的装拆效率。

2 几种模板的特点介绍

2.1 木胶合板模板施工特点

木胶合板模板质量轻、易加工，可根据具体要求锯、钻成形，且拆装方便、单价低，由于应用广泛，一般工人操作较为熟练。但是由于其材质本身的特性限制，其周转次数在4次以上时就易发生翘曲、起鼓、开裂等问题；二次使用时，往往难以处理板缝问题。木模板不能在水中浸泡，浸泡后若曝晒则易变形，造成混凝土面的不平整。在环保问题上，由于其可重复使用率低，故在施工过程中易产生大量的垃圾，对环境造成一定的影响[7]。

在工艺技术方面，木模板往往采用钢管脚手架支撑，较为费工费时，木模板施工需要大量的板材及钢管支架，这就要求多人配合才能进行安装，并且其周转需要塔吊配合。由于耗材量大，且对存储环境有一定的要求，故木模板进场需要专门设置堆放区，否则容易造成损伤浪费。一般条件下，木模板的拆模时间在7 d左右，其安装质量由施工人员的技术决定。木模板在周转时易对其表面造成损伤，为保证混凝土面平整，需另外找平抹灰；木模板拆装易产生废钉，且材质属于易燃物，故现场安全隐患较多。

2.2 竹胶合板模板

竹胶合板模板相较于木胶合板模板，其材料更加环保；但是由于竹子的硬度高，所以其二次加工不如木模板方便；单价方面稍高于木模板；正确使用情况下，其周转次数可以达到20次[8]。其他方面的工艺技术特点基本与木模板相同。木胶合板和竹胶合板如图1所示。

图1 木胶合板和竹胶合板

2.3 组合钢模板

组合钢模板（图2）又称为钢模板，具有尺寸小、质量轻、拆装灵活、通用性强、部件强度高、可多次周转等特点。虽然一次性价格较高，但摊销费用低，用材相对环保[9]。虽然我国的组合钢模板设计标准中，模板体系的规格达125种，但在实际市场上远没有这个数量，且多种配件往往难以找到生产、租赁的厂家，致使在施工应用中需要以其他非配套部件替换，导致钢模板的使用效果差、效率低、质量难以保证。

图2 组合钢模板

在施工工艺方面，组合钢模板若需要预组装，则需在夯实的地面上或者专门的组装平台上进行；为减小拼缝的影响，要把控组合模板的质量，如2块组合钢模板的高低差不得大于2 mm等；钢模板结构混凝土浇筑成形后往往会形成一个粗糙混凝土面，拆模后一般都要进行抹灰，且需要分类存放并进行合理地维护保养，以延长其使用寿命。

2.4 全钢大模板

相比于组合钢模板，全钢大模板（图3）具有抗震性能好、整体板面更加平整、模板拼接缝少、漏浆概率低、无需现场预组装、节省部分工时、无需抹灰工序等优势[10]。但由于全钢大模板质量大、体积大，其周转需要塔吊配合；为提高效率，减少塔吊吊运次数，需在现场合理设置模板堆放点，且基本只能适用于一个特定项目，一次投入难以摊销，成本较高。

图3 全钢大模板

2.5 钢框竹胶合板模板

钢框竹胶合板模板（图4）主要是采用竹制面板配以型钢龙骨而组成的模板体系，荷载主要由钢框架承担，而竹制面板则能满足混凝土面的观感要求。钢框竹胶合板模板极大减少了钢的用量，故其质量较轻，但又具有较高的强度。其集合了竹胶合板模板和全钢大模板的优势，具有易拆卸、拼缝少、可多次周转、现场加工较为简单的特点。相较于全钢大模板，其一次性投入明显降低。

图4 钢框竹胶合板模板

2.6 塑料模板

塑料模板（图5）若根据材料划分，则分类种类繁多，且各具特色。如玻璃纤维增强塑料，又称玻璃钢，具有质量小、强度高、弹性韧性好、耐磨、耐腐蚀等优点，在制作圆柱模板中有一定的应用。PVC复合塑料模板主要以改性聚丙乙烯塑料为原料，具有成本低、质量轻、易二次加工、绝缘阻燃、耐磨防水、材料表面平整光洁、脱模质量高、生产快捷、可塑性强、可多次周转等优异的综合性能。在环保方面，PVC复合塑料板在报废后可以实现全部回收再利用，但是塑料模板由于自身材料限制，往往具有热软冷脆、刚度低、收缩率较大的缺陷。根据模板的组合结构，塑料模板又可分为散拼式塑料模板和组合式塑料模板。其中组合式塑料模板相较散拼式，有施工更加便捷且周转率更高的优势，同时也有非标准件的有效利用率更低、制作成本更高的劣势。

图5 塑料模板

2.7 铝合金模板

铝合金模板（图6）是由采用挤压成形的铝合金硬质型材料焊接加工形成的带肋面板、短板、主次肋面板系统，具有稳定性好、承载力高、可周转次数高等特点。有数据显示其周转次数最高可达150次以上。虽然其一次性成本投人较高，但分摊成本较低。其质量远小于钢模板，故铝模在施工周转过程中无需安排塔吊吊运，仅需人工上下层递运即可，搬运成本较低；材料表面平整光洁，脱模后混凝土面平整光洁，其全部配件都可重复使用，故施工现场一般不会产生相关垃圾。

图6 铝合金模板

在施工技术方面，铝合金模板的质量小，单人即可进行搬运，装拆方便，施工周期短，一套模板正常施工仅需4、5个工日；铝合金模板使用后模板的修复维护较为困难，在施工过程中一般需要用到20%～30%的非标准件，这部分的模板周转率低。铝合金模板一般需要根据施工图纸到厂家定制，故前期深化时间较长，变更成本高，根据市场数据，铝合金模板适用于高层（11层标准层以上）建筑，对于多层和地下室结构目前没有经济优势。

2.8 DUO模板

DUO模板（图7）源自德国，目前在我国的应用案例较少。DUO模板采用的是高分子复合材料，具有质量轻、承重力强、抗湿耐腐、通用性强等特点。可重复使用率远高于木模板，一般可达50次以上；其操作非常方便、简单，可以在较大程度上减少人工。在环保方面，模板通过耦合器连接，正常操作下几乎不会产生噪声污染。在施工技术方面，由于模板质量轻，故不需要塔吊即可安装，一般2～3个工人便可完成现场的拆装作业。但由于目前国内应用较少，其一次性成本和维护费用等数据还不完善。