装配式结构钢塑复合板的应用分析

2022-03-17王永鹏

山西建筑 2022年6期

王永鹏

（淄博职业学院，山东淄博 255000）

1 概述

目前我国正处于制造业转型升级的大环境中，国务院联合发改委、住建部等多部委持续出台相关政策，以政府投资类建筑为突破口，推进装配式建筑落地，推动产业结构的调整升级［1］。装配式结构建筑作为建造方式的一项重大改革，不仅是推动国家供给侧结构性改革的重要举措，也是建设节约型社会、保障我国建筑行业持续健康发展的最佳选择。另外，装配式结构能够较大程度上减少约占城市垃圾总量的30% ～40%的建筑垃圾，同时也更符合绿色工地、绿色施工及可持续发展要求。

在国家宏观调控以及经济、行政等各种扶持政策的引领下，已有部分企业投入到装配式结构新型材料的研发生产中，作为装配式结构建筑主要构件的钢塑复合板更是受到研发、设计、施工企业的青睐。本文主要针对装配式结构钢塑复合板的组成构件及施工工艺等进行分析，旨在为这种墙体板材的装配工业化应用和推广提供参考。

2 装配式结构钢塑复合板的组成及主要构件特点

装配式结构钢塑复合板的主要构件为镀铬C 型钢和聚苯乙烯颗粒板，其中镀铬C 型钢之间由1．5 mm 厚的U型钢连接加固组成轻钢龙骨簇作为主要受力构件，承受自重以及外部荷载；聚苯乙烯颗粒板热塑于龙骨簇内部，主要起隔声、隔热、保温等作用，相较于实心板能有效降低板的重量进而减轻结构整体的自重。两者相辅相成，互为约束，在受力和变形方面能发挥各自突出的特点，整体性较好［2－3］，其细部构造如图1 所示。钢塑复合板是依据JGJ 227—2011 低层冷弯薄壁型钢房屋建筑技术规程［4］的具体要求在工厂中通过流水线模块加工制作，尤其适用于以冷弯薄壁型钢为主要承重构件，层数不大于3 层，檐口高度不大于12 m 的低层房屋建筑的设计、施工及验收。

图1 细部构造详图

2．1 镀铬C 型钢构件

镀铬C 型钢构件是利用成型机组对原材料在常温环境下进行拉拔、冲压、折弯等工艺形成的薄壁型钢材料［5－6］，其原材料一般选用热轧或冷轧的钢板，制作过程主要是利用成型机组对原材料在常温环境下进行辊压、折弯等工艺，其截面形式的示意图如图2 所示。

图2 C 型钢主要截面形式示意图

镀铬C 型钢有以下特点：

1）利用率高，节约资源。相对于普通钢结构，镀铬C型钢的断面设计更加经济合理，其合理的构造形式，可以节省钢材用量。相比热轧型钢而言，因镀铬C 型钢的回转半径和截面惯性矩分别有2 倍和3 倍的提高，所以其强度的利用率也更高。

2）可加工性能优良。镀铬C 型钢在机械设备的冲压、弯折等作用下，形成各种壁厚均匀的截面形式，可以满足各种定制设计和施工需求，并且制作过程产生的冷加工效应，使其在放宽板件宽厚比的限制时，进一步提高强度，更好的满足局部屈曲的要求。

3）防腐耐磨性能好。镀铬C 型钢构件外表层镀铬后，增加了表面的光洁度，其耐磨性能和对环境的防腐蚀性能也大大提高。

4）结构稳定性好。镀铬C 型钢翼缘的两个自由边在进行多次弯折以后形成了复杂的卷边结构，能够起到约束翼缘带动卷边绕腹板与翼缘进行棱线转动的作用，有效改善了C 型钢构件的稳定性［7－8］。

2．2 聚苯乙烯颗粒板

聚苯乙烯颗粒板是一种把含有挥发性液体发泡剂和阻燃剂的可发性聚苯乙烯珠粒在模具中加热成型的泡沫塑料板。从微观上来说是一种粒子结构，是由粒径为0．8 mm ～1．0 mm 的单个颗粒为单元的球状分子结构组成，并且粒子之间成微细闭孔结构，其粒子聚集状态如图3 所示［9］。

图3 粒子聚集状态示意图

聚苯乙烯颗粒板具有以下几个突出特点：

1）质量轻，可操作性强。聚苯乙烯颗粒板的密度取值通常为20 kg/m3，仅仅是普通填充料的1/50 ～1/100，不仅对减轻建筑物的结构自重起到有利作用，而且方便现场施工及快速化安装。

2）耐久性能优越。在温度75 ℃～80 ℃以下的环境中均可以正常使用，在潮湿环境中及大多数溶剂中也能保持性质稳定。

3）阻燃性好。内含阻燃剂，遇火源可在3 s 内自动熄灭。

4）保温隔热性能优势巨大。相较于传统墙板材料可提高3 倍～5 倍，内含阻燃剂。

5）环保节能。替代黏土砖，减少砂石料用量，可以节约大量的自然资源。

3 装配式结构钢塑复合板施工工艺

某国际都市农业科技园新型温室工程，工期2 个月。以建100 栋温室为例，建设后墙60 cm 厚砖墙温室，相同面积可以多建设新型温室2．75 个；建设后墙190 cm 的土墙温室，相同面积可以多建设10．875 个新型温室。且建造速度提高1 倍，墙体材料二次使用率高达70%，温室保温效果优良。单位面积增加的农产品产量以及建造速度优势均可大大增加经济收入。现结合工程实例，具体阐述装配式结构钢塑复合板的施工工艺。

1）安装准备工作。

装卸钢塑复合板时，轻拿轻放，禁止摔、扔，防止钢塑板变形，影响安装。复合板应按照图纸墙体标号，放于临近需安装位置，并按图纸所示顺序摆放。在基础上表面放线，检查基础的平整程度。

2）安装底部U 型槽。

底部U 型槽安装时要求紧贴基础上表面，两者采用锚栓固定，锚栓处需安放比锚栓半径大30 mm ～40 mm的垫片，以确保其充分的机械咬合力。两块底部U 型槽之间需搭接150 mm ～200 mm，即一个墙体的宽度，对于丁字墙体和转角处的墙体，底部U 型槽需搭接不小于140 mm，如图4 所示。

图4 底导梁和墙体连接图

3）安装钢塑复合板。

安装钢塑复合板时，需用靠尺随时检查板的垂直度，并保证复合板与底部U 型槽紧密贴合，其平整度允许误差在±3 mm，达不到要求时，需做找平层。其中当底部U型槽与复合板板龙骨接触时，需两个圆头燕尾自攻螺钉固定，非龙骨位置需一个圆头燕尾自攻螺钉，地脚螺栓的螺帽应用垫片，相邻板L 型钢连接处，每侧需两个自攻螺钉。如果复合板安装时出现侧向倾斜，应采用木枕轻敲修正规整后再进行安装。为避免复合板发生倾倒造成事故，安装时需采用顶杆抵住，待结构主体全部施工完成后再撤出顶杆。

在施工作业中，当整面复合板安装完成后，尽快用顶部U 型槽固定，使复合板上部连成一个整体。在板与板的连接处，需在接缝处两侧板中两侧L 上顶导梁外侧各打一个圆头燕尾自攻螺钉，以达到牢固连接的目的，如图5 所示。墙体完成后，用吊线检查墙体的平整度，避免出现“鼓肚”“瘪肚”现象，施工现场图如图6 所示。

图5 接缝施工详图

图6 建筑施工现场

4）安装情况检查。

检查过程对主要立面要保证全覆盖，且每个立面不应少于3 处，检验方法是采用钢尺和靠尺等测量工具现场实测，安装允许偏差如表1 所示。

表1 安装允许偏差

5）装饰装修施工。

钢塑复合板安装完成之后，为提升复合板的使用性、安全性、耐久性及美观性，需对其内外两面进行装饰装修施工。其中内墙面层的做法相对固定，主要做法为硅酸钙板找平安装→石膏板安装→石膏板接缝防裂处理→内墙腻子及涂料。外墙面层的具体现场做法目前主要有两种，第一种是水泥浆拉毛→挂0．5 mm 钢丝网并抹2 cm厚水泥砂浆→挂耐碱玻璃纤维网→填补缝隙及腻子打底找平→第一遍面涂→细部处理及第二遍面涂；第二种是自攻钉位置结构面对角加固→硅酸钙板安装→基底处理→真石漆或防水涂料处理，如图7 所示。