加强型ALC条板在装配式建筑中的应用

徐双平 胡绪刚 王飞

1.行业背景

1.1装配式建筑的发展

改革开放以来，尤其是自2000年以来，随着我国国民经济的高速发展和工业科技的不断进步，建筑行业作为经济发展新的增长点，迎来了前所未有的市场机遇。

装配式建筑在20世纪初就开始引起人们的关注，到60年代终于实现。英、法、苏联等国率先作了尝试。由于装配式建筑的建造速度快，而且生产成本较低，迅速在世界各地推广开来。2017年12月12日，中华人民共和国住房和城乡建设部发布《装配式建筑评价标准》国家标准，自2018年2月1日起实施;2016年2月国务院颁布《关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见》，加大政策支持力度，力争用10年左右时间，使装配式建筑占新建建筑的比例达到30%，积极稳妥推广钢结构建筑;2017年3月中华人民共和国住房城乡建设部一次性印发《“十三五”装配式建筑行动方案》《装配式建筑示范城市管理办法》《装配式建筑产业基地管理办法》三大文件，全面推进装配式建筑发展。文件提出，到2020年全国装配式建筑占新建建筑的比例达到15%以上，其中重点推进地区达到20%以上，积极推进地区达到15%以上，鼓励推进地区达到10%以上;培育50个以上装配式建筑示范城市，200个以上装配式建筑产业基地，500个以上装配式建筑示范工程，建设30个以上装配式建筑科技创新基地。

装配式建筑行业迎来了高速发展的历史时机。

1.2蒸压加气混凝土条板

蒸压加气混凝土条板（Autoclaved Lightweight Concrete）采用硅砂、粉煤灰、尾矿砂等硅源为主要原料，添加硅酸盐水泥、石灰等钙质材料，以及发泡材料、調节材料等，在反应釜中经蒸压加气过程形成一种多孔的建筑材料。由于具有轻质、保温隔热性好、耐久性好、防火耐热性好、施工便捷等诸多特点，蒸压加气混凝土条板越来越广泛地应用于装配式建筑的围护结构中。

2.现有产品和技术

在建造多层装配式建筑中，典型的技术体系主要为预制混凝土体系和钢结构体系，但这些体系普遍存在构件重、运输困难，运费高、安装困难，造价高，抗震等级低等缺陷。尤其是在我国新农村建设领域，缺少适宜的轻型预制板材类产品技术体系与应用标准。

在高层建筑外围护墙体产品体系中，目前应用的是以砌块为主，其装配率低、施工复杂。蒸压加气混凝土条板用于高层外围护结构是较为理想的产品体系，但由于蒸压加气混凝土条板力学性能低，根据《蒸压加气混凝土砌块、板材构造》（13J104）中对于蒸压加气混凝体条板应用于结构外墙时规定：不论形式是内嵌或外包，允许使用范围，即建筑高度均为H≤24米，当H>24米时，需进行个体设计。

GB15726《蒸压加气混凝土条板》中，ALC条板根据强度级别规定如下：

目前市面上通用的蒸压加气条板以A5.0型为主，由于ALC条板尺寸较大，常用规格一般为600mm*3300，常用厚度为100～200mm，在运输以及安装过程中边角容易被破坏，产生部分破损，导致施工中需以砂浆、腻子等材料补齐，但往往补齐的部分由于膨胀系数和吸水率等不同而发生开裂等现象。另外，对于高层和超高层建筑，普通型ALC条板在强度和抗震等级上难以满足要求，再者普通ALC条板施工过程较为复杂，在找平和拼接时，对工艺要求更高，也直接影响建筑质量等问题。

3.角钢加强型ALC条板

3.1角钢加强型ALC条板的设计

为了改善传统蒸压加气混凝土条板以及其它类型轻质隔墙板在装配式建筑施工中存在的缺陷等，研究并生产一种单侧或双侧加强型ALC条板势在必行。

其中：1）角钢一般采用镀锌（25*25*3mm）型，厚度规格根据不同ALC的要求，一般为100～200mm;

2）角钢连接件一般采用条形镀锌件或D8～12mm螺纹钢; 3）加强件间隔距离为400～600mm;

3.2生产工艺介绍

3.2.1生产工艺和生产线

1）在生产蒸压加气混凝土ALC条板的过程中，注料后，需在模具中加入增强型网片（由于增强型网片和内嵌钢片均在生产ALC条板过程中预先放入，成型后无法从外观上显示出来，因此对网片的尺寸和模具布局精准度要求较高，需按要求正确摆放），其中网片上间隔600mm的位置，焊接厚度约3mm的钢片，如下图4所示。一方面提高了ALC条板自身的机械强度，另一方面便于下一步在其单侧或双侧锚固复合角钢加强钢构件，形成更为稳固的一体。

2）采用一种自动上料焊接生产线，将型号为25*25*3mm的角钢与镀锌钢片或螺纹钢焊接在一起，为防止焊接过程中钢材产生形变，采用电阻瞬时焊接，形成角钢加强钢构件。根据ALC条板的尺寸不同，以及安装部位如外墙板、隔墙板、楼板等不同，加强构件可采用钢片型、螺纹钢型及其它特殊形式。再将这种加强钢构件与网片增强型ALC条板通过锚固的方式复合在一起。

3）带有加强网片的国标ALC条板，由机械手抓取放置于复合生产线上，自动定位后，带有铣刀的机构，先将ALC条板两侧铣出凹槽和导向槽，再将焊接好的加强钢构件靠在ALC条板两侧的凹槽中。带有钻头的机构将角钢加强件和ALC条板内侧的加强件打孔钻穿，再由给钉机利用燕尾钉将二者锁紧。其中凹槽和导向槽可将钢构件镶嵌在里面，也方便现场施工时两片ALC条板之间的拼接;沿着板材表面宽度约20～30mm，深度约2～3mm的区域为了处理拼缝时，压入玻璃纤维网格布和涂覆抗裂砂浆。

3.2.2产品属性

本文中生产加工的蒸压加气混凝土ALC条板，可采用以硅砂或粉煤灰等硅质材料为主加工的产品，内部含有钢丝网片加强筋，根据不同的应用部位，可在单侧或双侧进行加强。加强后的ALC产品，由于在产品两侧复合了角钢构件，可有效保护ALC条板边缘在包装、运输、安装过程中不受破坏;另外在制品总体强度和施工方面都得到了很大提高。

加强型蒸压加气混凝土条板结构体系的整体装配率可达90%;整体耐火极限大于5.5小时;隔声性能大于46分贝（dB）;构件轻（体积密度约600Kg/m3），运输和安装方便;节能性能优良（150mm厚墙板K值<0.82W/（m2·K）），适合于低层、多层和高层建筑的需要。随着装配式建筑市场的不断发展，以及各地产品标准的不断出台，加强型ALC条板必将迎来广阔的市场前景。

3.2.3安装和应用

传统蒸压加气混凝土ALC条板，在施工现场安装过程中，可采用人工或辅助机械手进行施工作业。由于ALC条板尺寸较大，常用规格为600*3300mm，单片板材重量超过200Kg，搬运和安装相对困难。而加强型ALC条板一般采用条形基础，基础内预埋抗拔件，墙板与预埋件焊接为一体。每层墙板顶部需设型钢格构圈梁，圈梁上部安装楼板或屋面板，楼板或屋面板两侧的加强格构与圈梁焊接，楼板及屋面板的平面拼接处需要焊接形成整体平面结构。

图5：隔墙板施工安装示意

装配式建筑体系中采用加强型ALC条板，相比于普通内外隔墙板节省现场用工20%，安装工期减少20%，节省安装成本32%，减少大量的现场找平、抹灰等复杂工序，不受天气等影响，可连续施工。因此，更符合标准化生产和自动化施工的要求，建筑品质更稳定可控。

4.小结

一种钢构件加强型的蒸压加气混凝土条板，可适用于目前装配式建筑体系中，相比于现有普通蒸压加气混凝土条板，强度更高。现场施工过程中，通过焊接的方式将墙板之间，或预埋件，圈梁等焊接为一体，避免板材错位、移位和应力形变等缺陷。在墙板之间的拼缝处理时，由于尺寸精准度高，又通过铣刀开槽，凹凸结构拼接在一起。表面接触部分，预留了宽度约20mm，厚度约2～3mm的连接处，可通过玻璃纤维网格布拼接，涂抹抗裂砂浆，防止开裂，基本解决了普通ALC条板施工以及使用中存在的问题。

（本文作者单位为青岛千城绿界装配式建筑科技有限公司 ）