聚碳酸酯模板在装配式住宅工程中的应用分析

刘汝超 陶雨晨 王鹤群 潘泳龙 蔡 武 杨 俊 曾 莎

（中国建筑第七工程局有限公司，广东 佛山 528000）

经济快速发展的同时，社会也在不断进步，人们对于建筑工程的整体要求不断提高，建筑设计理念也发生了极大转变，开始充分考虑到社会与自然环境的和谐共存。建筑结构材料作为建筑工程的基础，其在建筑空间中的功能价值也越来越丰富多样化，而建筑的艺术价值和文化价值也备受社会各界的广泛关注。新型建筑材料出现，使得现代建筑结构设计更加合理，安全性更高，并且维护成本明显降低，其中聚碳酸酯模板便是最具代表性的材料之一。聚碳酸酯模板具有保温、轻质、隔音、耐久等诸多优点，在建筑行业当中得到了广泛应用。

1 聚碳酸酯模板材料的特性

当前聚碳酸酯模板在建筑工程当中是比较常见的材料之一，主要用于房建住宅、桥涵、管廊等工程，国外对于聚碳酸酯模板的应用已经非常成熟，其不仅节能环保，并且能够重复利用，成本相对低廉，发展空间更广阔。数据显示，聚碳酸酯生产能耗是铝材的1/8，钢材的1/5，该材料质量普遍较轻，造型丰富，成型美观。聚碳酸酯材料在国外应用时间较早，我国虽起步晚，但发展快，目前我国超过30%的区域开始使用聚碳酸酯模板与建材，发达地区已经超过了90%，和发达国家相比较，聚碳酸酯模板在我国仍处于发展阶段，生产规模较小，应用范围有待进一步扩大。

1.1 安全性

聚碳酸酯模板在热塑性建筑塑料当中抗冲击性最强，6mm 厚的聚碳酸酯多层板抗冲击强度是一般普通玻璃的80 倍，安全玻璃的16 倍，因此很难被破坏。同时该材料安全性更高，不会出现钢化玻璃自爆的现象，其密度也仅为玻璃的一半，施工便捷、质量轻，能够减少运输、安装成本。聚碳酸酯模板多用于大型公共建筑，在许多大型体育场馆结构当中也比较常见，如看台罩棚与外墙透明度高，能够保障日光照射，并减少支撑结构。

1.2 可加工性

聚碳酸酯模板具有很强的加工性，可进行手工切割、钻孔，且不容易断裂，施工过程简单，不需要加温，热弯、冷弯都可以。可以根据设计图使用冷弯方法，安装形成拱形等曲线结构，如沈阳奥林匹克中心体育场屋顶使用的便是多层板材，拱形的设计形式，能够充分体现聚碳酸酯模板安装的灵活性，也使得建筑结构富有艺术表现力，如图1所示。聚碳酸酯模板安装简单容易，上海青浦体育馆采用的是实心聚碳酸酯板，将其与钢架固定，并在建筑外侧增加装饰层，原建筑面貌有了很大变化。将紫外线保护层与聚碳酸酯模板牢固的粘在一起，两者相结合，不龟裂、不剥落，能够有效防护紫外线，避免模板在长时间使用之后质量变差以及颜色变黄，如图2所示。

图1 沈阳奥林匹克中心体育场

图2 上海青浦体育馆

1.3 设计性

聚碳酸酯模板不仅加工便捷容易，同时可以设计规划成各类不同的形状，颜色的可选择性也非常多，可结合实际需求选择各种颜色产品，保障建筑风格和艺术效果。新加坡PILL城市娱乐中心幕墙主要使用了透明板材，其具有防紫外线的作用，通过不同的模板可以创造出不同的形状与颜色，让人瞬间联想到埃舍尔画作品中不规则碎片的图形，带给人一种美的体验，让人印象深刻[1]，如图3所示。

图3 新加坡PILL城市娱乐中心

1.4 节能环保

随着人们的生活水平不断提高，对现代建筑的整体要求也在不断提高，越来越注重环保以及材料的生态功能。在设计中融入生态理念和环保意识，并将新型材料与空间相结合，围护结构具有划分空间的功能，并且可以实现建筑内外能量实时交换，围护结构的同时具有采暖、降温等功能，也设计了太阳能。聚碳酸酯模板的热导率比较低，多层板是中空结构，隔热性也比实心建材更高，是节能性突出的材料。同时其还能减少制冷与取暖的投入成本，大大提升了能源的实际利用率。昆山德国工业园区便根据该地区气候，设计了节能模拟，用多层板作为外墙，形成保温系统，同时能够防紫外线。新型多层板经过特殊处理后，其能够有效阻隔红外线和热能，隔热效果良好，和其他产品相比较，整体性能更加稳定。当外界气温较低时，多层板也能够尽可能减少热量逐渐向外散发，保障了室内温度，节能效果显著，和传统板材相比较，可节省超过50%的能源，所以在各个季节都能够营造良好的室内环境，让人感到愉悦舒适。

2 聚碳酸酯模板在装配式住宅工程中的应用

2.1 工程概况

以某商业街房地产开发项目为例，进一步分析了聚碳酸酯模板在装配式住宅中的实际应用，该建筑面积约为165755m2，地上高为300m，地下1 层，属于装配式建筑结构。地上部分竖向墙体主要使用的是组合式聚碳酸酯模板，标准层为装配式预制剪力墙，目前多为短肢墙，模板加固难度也有所增加。此次工程聚碳酸酯模板主要被应用于4层及以上结构墙柱模板。

2.2 方案及流程

该项目工作流程如下：优化图纸→三维建模→配模→支撑设计，设计方案：提前绘制CAD 图纸，对施工任务给予指导，细化施工方案，同时进行方案、技术交底，保障各项技术要求落到实处。现场试验，在楼体东侧聚碳酸酯模板和传统模板之间尝试搭接，同时对其成型效果进行检测，把控节点优化，与厂家及时沟通，减少优化设计所需时间，最大程度上保障优化质量[2]。

2.3 材料选择及施工方法

使用聚碳酸酯板条+方木的方式进行连接，聚碳酸酯板条实际厚度在50mm，可钉性比较差，木模和方木结合，这样能够减少施工环节难度，同时板条和混凝土之间也能够有效结合。在连续施工环节中，施工难度有所增加，因此选择该连接方式。根据工程配模图，背楞和模板垂直放置，应先将背楞放横，横背楞是从底部200mm开始，间距为400mm，螺栓水平间距600mm[3]。

2.4 连接与加固方式

墙体使用聚碳酸酯模板在拼缝处设置竖向海绵条，并设置配套背楞，在上、中、下部分设置3 道背楞以及预制墙板加固，在剪力墙预留穿墙孔，增加竖向背楞。组合式聚碳酸酯模板和叠合板木模板连接加固方法：首先在顶端部位通过竖向膨胀螺丝固定一块方木，注意其厚度，在施工环节中，使用短钉与海绵条和竖向聚碳酸酯模板顶端处方木进行连接。螺栓连接方法实际应用过程中耗时较长，但是相对更加紧固，不容易松动，并且可多次周转使用。

2.5 施工流程与技术要点

施工流程：控制线、定位线→楼面整平→侧模版→套管安装→安装主背楞→标高→垂直度→平整度校核→预检。

（1）底板部位需提前弹好墙边线，墙体控制线距离墙边线大约500mm，同时需要对模板进行检验校正，查看其是否存在偏位的情况，墙体四角部位做好标高控制点，具体为楼层+0.5m，这样也便于查看标高。安装墙柱模板：在安装之前，应当提前放置定位筋，并使用钻头在墙边线处打眼，同时放置钢筋头，出板面应当在50mm。

（2）模板在进行拼装之前，应进行清理，将其擦拭干净，清理掉墙体根部的垃圾及混凝土等残渣[4-5]。

（3）根据配模图纸，依次进行墙体模板拼接，使用卡口连接，针对墙体厚度，定制相同厚度的塑料套管，保障在完成加固之后截面尺寸精准无误。墙体加固节点与聚碳酸酯模板以及木模板之间进行连接。

（4）安装背楞，在完成墙体模板拼装之后，需要进行背楞安装，在安装过程中，需要在墙柱两侧一同进行，安装螺栓和背楞时，一定要保障紧固，不能太松，也不能太紧，一旦太紧，容易导致背楞出现弯曲变形的情况，对墙柱实际测量数据会造成影响，过松会造成混凝土浇筑过程中发生胀模。

（5）在完成背楞、模板安装以后，使用斜撑对墙体垂直度进行调节。

（6）墙膜和楼板膜在连接过程中，阴角模要压在墙膜上方，这样也便于后续拆除。

（7）为了避免墙柱模下方出现跑浆，在进行混凝土浇筑之前，应当根据实际要求，堵好砂浆，不能使用水泥袋[6-7]。

（8）现浇剪力墙模板背楞是7 道，每个单元应当安装一个肋锁扣。

（9）在第一次安装时，如果螺栓孔位置有误，技术人员应当指导相关人员重新开孔，并使用堵塞对原来的孔洞封堵，还需对预制剪力墙背楞进行加固。

2.6 拆除剪力墙模板方法与技术要点

在拆除墙模板过程中，通过脚手架搭建脚手板，保障整个过程安全性，由上到下进行拆除螺栓、钢楞，让相邻的模板断开，使用木榔头轻轻敲击模板的上口以及边肋处，模板逐渐松动，并自动脱落混凝土，之后拆下模板，不能使用撬棒胡乱击打模板边肋。在拆模过程中，注意尽可能不要用力过猛，力度要适宜，禁止使用大锤硬砸，避免对模板造成一定损坏。拆下来的模板，不能随意抛弃，安排人员传递，并放置在规定区域，及时清理、维修，保存备用[8-9]。

2.7 聚碳酸酯模板的常见问题与处理方法

2.7.1 常见问题

聚碳酸酯模板在实际应用过程中，效果明显，充分体现了该材料自身的优势特点，混凝土浇筑成型后效果较好，平整度和垂直度也有所保障。混凝土成型合格率显著高于传统木模板。经过试验，混凝土成型美观性更好，施工方便，实用性和经济性更强，极大地保障了装配式模板施工作业效果。但是也存在如下问题：

（1）聚碳酸酯建筑模板实际刚度较小，墙体根部可能会发生胀模，在对模板加固时，很容易会发生棱角变形的情况。

（2）模板应用过程中，热胀冷缩系数比较大，甚至大于钢铁和木材。

（3）模板标准版比较小，该工程当中最大为1500mm×600mm，该住宅标准层竖向墙体使用了2块板进行组合拼装，背楞数量增加，效率降低。

（4）由于材料刚度小，因此，其对模板加固整体要求比较高，加固环节也比较烦琐，卡扣间距比较小、且密度大，使用一般双钢管进行加固难度较大，应当使用配套标准背楞[10-11]。

2.7.2 处理方法

（1）为了保障该材料在实际施工建设过程中能够被有效利用，需要进行施工技术交底，保障图纸设计精度以及模板加工质量符合要求。项目管理人员要积极学习相关工程经验，绘制安装深化图，同时严格检查螺栓安装情况，保障螺旋定位的尺寸误差要合理控制，保持在5mm 之内。现场施工人员要进行技术交底，对重点关键工序要进行详细说明，施工人员要签书面交底文件，并对整个实施过程给予全程指导。

（2）为了保障成型质量，要检查螺栓安装，保障定位间距以及尺寸误差，应当合理控制在5mm之内，可使用激光扫平仪或者卷尺检查模板安装的平整度、垂直度以及接缝质量，安装误差要合理控制在5mm 以内。在对模板完成拆除之后，还需要对墙面平整度、垂直度等进行测量检查，保障其整体质量，混凝土墙面垂直度与平整度要合理控制在8mm之内[12-13]。

3 结语

通过对施工工艺和方法进行改进优化，对施工过程进行全面管控，整体施工效果如下：在混凝土浇筑施工环节中，未发生模板变形以及漏浆等情况，完成拆模之后，整体结构良好，未超出偏差范围。聚碳酸酯模板材料可再生，因此，价格相对低廉，生产效率也比较高。生产厂家大大降低了生产成本，施工企业也节省了材料处理费用，降低工程造价。聚碳酸酯模板是一种新型的建筑材料，其具有绿色节能的特点，符合低碳社会发展目标，通过对其存在的不足进行分析，并及时改进，希望该材料的应用范围将进一步扩大。