装配式免拆底模楼承板的研究与探讨

张迎新 谭 鑫 赵泽桐 刘佳楠 承德建元科技股份有限公司

武海鹏 中国矿业大学（北京）

1 楼承板综述

楼承板的主要功能就是传递荷载，将其所承受的荷载传递给梁柱，是主要承受重力荷载的水平构件。目前建设工程中常用的楼承板[1]有整体现浇板、压型钢板楼承板和预制叠合楼板。整体现浇板[2]是混凝土结构的常用楼板形式，需要现场支模板、绑钢筋、浇筑混凝土等多道工序，无法与装配式建筑的施工速度相匹配。压型钢板[3]在施工过程中作为混凝土板的永久性模板，省掉了安装与拆除模板的工序，加快了施工进度，缩短了施工工期，但因为底部压型钢板过薄，肋高不足等情况，造成了焊点穿透、扣缝不严、楼承板受力后底部钢板率先剥离的缺陷。钢筋桁架叠合板[4、5]是混凝土预制构件，在工厂浇筑完成，虽然具有不用支模、施工方便快捷、工期短、效率高等特点，但是钢筋混凝土预制构件存在自重大、运输安装不方便等缺点。为解决楼承板不需要支模、受力时底模不脱落问题，达到楼板整体性能好、便于运输、安装速度快的目的，笔者公司研发了一款新型的装配式免拆底模楼承板。

2 免拆底模楼承板及组合楼板系统的组成

装配式免拆底模楼承板示意图如图1 所示。该楼承板由免拆底模、底板钢筋（钢筋焊接网片）、钢筋桁架及专用连接件在工厂制作加工而成。楼承板按照序号铺装好后，尚需在楼承板上现浇一定厚度的混凝土，楼承板、楼板分布筋及附加连接钢筋与混凝土共同承受荷载，整个系统构成了免拆底模的混凝土组合楼板系统。

图1 装配式免拆底模楼承板构造示意图

3 免拆底模的选择及性能要求

3.1 免拆底模的作用

楼承板中免拆底模的作用是替代传统现浇屋面或者楼面支设的胶合板模板，浇筑混凝土完成后不需要拆底模，简化工序，节省工期。免拆底模初步可考虑选用无石棉纤维水泥平板、硫镁平板。除了实现免拆外，还要避免出现传统胶合板模板吸水率大、板缝不平影响构件观感、后续装修需要多次抹灰等弊端。

3.2 免拆底模的材料选择

硫镁板的吸潮返卤性能虽比氯镁板提高改善了很多，但很多专家依然对硫镁板的返卤性能存在很大质疑，且考虑到Cl-是亲水性离子，同时会引起金属部件的腐蚀，免拆底模又需要与钢筋组合使用，故一般不考虑将硫镁板作为底模使用。纤维水泥板为水泥基材料，与钢筋混凝土具有较好的相容性，且强度高、不吸潮返卤，因此将无石棉纤维水泥板作为免拆底模进行考虑并研究其替代木模板的性能。

3.3 免拆底模的力学性能研究

作为免拆模板，水泥纤维板要满足模板在运输安装和使用过程中的强度、刚度和稳定性要求。静曲强度是板材在最大载荷作用时的弯矩和抗弯截面模量之比，即板材在受力弯曲到断裂时所能承受的压力强度。弹性模量是表现板材刚性的性能指标，挠度是楼承板在浇筑混凝土承受荷载下沿竖向方向的变形，表现为垂直于轴线下弯的线位移。施工现场，浇筑混凝土时，免拆底模因吸收混凝土的水分影响到自身的抗折强度，因此也要检测饱水状态下免拆底模抵抗弯曲不断裂的能力，即饱水抗折强度。纤维水泥板的力学性能及与传统胶合板的性能对比见表1所示。

表1 纤维水泥板和传统胶合板的性能对比

从表1中可以看出，纤维水泥板静曲强度小于胶合板静曲强度，但二者均符合GB/T 17656—2018《混凝土模板用胶合板》中大于5GPa的要求，如果后期要提高纤维水泥板的静曲强度，建议通过增加密实度、加大纤维掺量的方法解决。纤维水泥板弹性模量32.2GPa 大于胶合板弹性模量的26.9GPa，代表纤维水泥板比胶合板刚度大，纤维水泥板挠度0.52mm 小于胶合板挠度2.24mm，说明纤维水泥板在承受同等荷载作用下，挠度小不宜发生弯曲。刚度和挠度性能说明纤维水泥板比胶合板的平整度更好。饱水抗折强度满足企业标准中的要求，达到无石棉纤维水泥平板B类板R3级要求。

另外，纤维水泥板作为免拆底模的抗冲击性、握钉力、浸泡干燥性能、抗冻性、不燃性委托了河北省建筑机械材料设备产品质量监督检验站，依据备案企标进行了检测，检测结果见表2，其性能指标均满足企标要求，也满足JC/T 412.1—2018《纤维水泥平板 第1部分：无石棉纤维水泥平板》中无石棉纤维水泥平板B类板的要求。

表2 纤维水泥板免拆底模其他力学性能

3.4 免拆底模的物理性能研究

本文检测了无石棉纤维水泥平板B 类板的含水率、吸水率、孔隙率、表观密度、干缩率、湿涨率、不透水性等性能。检测结果见表3 和表4，物理力学性能指标均满足企标中的规定。

表3 纤维水泥平板含水率、吸水率、孔隙率、表观密度检测结果

表4 纤维水泥平板干缩率、湿涨率测试结果

实验室内温度为23℃±2℃，相对湿度大于50%。不透水性实验检测时将试件正面朝上水平放置，将围水框放置试件表面，与试件的接触处用密封胶完全密封，确保不渗水。待密封胶完全干燥，将自来水注入框架至水面高出板面20mm 并保持水温不低于5℃，注水24h 后检查纤维水泥板试件板底均出现了湿痕，但未发现水滴。检测结果见图2。

图2 纤维水泥平板不透水性测试结果

4 楼承板与连接件的连接方式及力学性能

专用连接件由高强塑料垫块（见图3）和不锈钢螺钉组成。焊接网片中的横向钢筋卡在塑料垫块的凹槽中，塑料垫块通过不锈钢螺钉与免拆底模连接，钢筋桁架与钢筋网片通过焊接连接在一起，如图4所示。免拆底板、专用连接件、焊接网片和钢筋桁架组成了完整的装配式免拆底模的楼承板。为保证在受力状态下楼承板与后浇混凝土的整体性，需要检测楼承板免拆底模与专用连接件的锚固性能——握钉力。

图3 塑料垫块

图4 楼承板各组成部分连接方式

北京矿业大学武海鹏特意建立了加载模型（图5～图6），改进了加载装置（图7）。检测了12mm 厚纤维水泥板对不同直径M4.2、M4.8 的不锈钢螺钉的握钉力，检测结果见表5。测试结果表明，随着不锈钢螺钉直径的增大握钉力也增大。当选用M4.2的螺钉时，握钉力依然满足企标中锚固力的要求。

表5 握钉力测试结果

图5 加载装置模型

图6 加载装置模型

图7 加载装置

5 示范项目

本项目位于承德市承德县，是三层砖混宿舍楼项目。建筑面积1456m2，建筑高度5.9m。地面和屋顶均采用装配式免拆底模楼承板进行铺设，安装效果见图8。拼缝节点采用密拼形式，后期现场搭接钢筋网片；连接件采用“塑料垫块+不锈钢自攻螺钉”。现场浇筑120mm厚混凝土（图10），正常养护后，免拆底模无变形、混凝土也无渗漏现象，屋面平整度较高（图11），只需简单抹灰即可装修。装修后效果见图12。

图8 楼承板安装效果

图9 楼承板拼缝钢筋搭接

图10 浇筑混凝土

图11 楼承板内表面平整度效果

图12 楼承板装修后效果

6 结论与建议

笔者公司研发的新型装配式免拆底模楼承板，与后期搭接钢筋和现浇混凝土组成楼板系统，共同承受楼屋面的荷载。楼承板的底模可实现免拆，解决了传统施工中需要支模拆模的问题，工序更简化；楼承板自重轻、运输吊装方便，安装省时省力。在实际应用中，免拆底模没有出现变形、混凝土也没有渗漏现象，免拆底模平整度较好，只需要简单抹灰即可进行装修作业，装修后半年没有出现开裂现象。

该楼承板可实现工业化生产、装配式施工、耐火等级高、整体性良好、抗震能力强、结构安全性等同于现浇楼板，适合在装配式混凝土结构和装配式钢结构建筑上大面积使用。