基于装配式混凝土夹心保温外墙板技术研究

池启贵

0 引言

为了提高建筑工程节能效益，我国积极推广应用装配式夹心保温外墙板体系，与传统的墙板施工方式相比，不仅能够发挥围护作用，还具有良好的节能保温、防火效果，并且可装饰美化建筑外观，局部浇筑混凝土，并联合应用钢筋套筒进行连接，即可形成装配式建筑工程外墙体结构。通过对装配式夹心保温外墙板结构进行分析，在外叶墙板和内叶墙板之间用保温材料，形成三明治墙板，可显著提升墙体安装施工效率，同时延长保温材料使用年限，与传统的预制构件平模施工方式相比优势显著。因此，对装配式夹心保温外墙板施工技术进行深入研究意义重大。

1 夹心保温外墙板的定义与技术原理

1.1 夹心保温外墙板定义

通过对装配式夹心保温外墙板内叶墙与外叶墙之间的相互作用程度，可划分为三种类型，包括组合式墙体、部分组合式墙体以及非组合式墙板。内叶墙与外叶墙二者之间并非独立存在，通过应用拉结件，即可将二者连接成为一个整体，如图1所示。在预制混凝土墙板设计中，一般采用非组合式墙板设计形式，即对于外叶墙仅作为保护层，其厚度在50～60mm 之间，内叶墙需承担外叶墙的重量。

图1 组合式墙体与部分组合式墙体

1.2 技术原理

预制夹心板是由三个结构组成的，包括内叶混凝土层、内置保温层以及外叶细石混凝土保护层，通过应用专用连接件，即可组合形成预制夹心板。预制夹心板可在工厂预制生产，然后翻转，并以竖直形式放置在墙体插放架中，并采用专业设备运输至施工现场。在各个预制夹心板表面，均需预留螺栓孔，在运输至施工现场后，即可安装斜支撑调节杆。对于建筑工程主体排模，首先需进行测量放线，在夹心板安装施工中，采用调车进行吊装，将墙板控制线作为依据，联合应用短斜支撑调节杆以及千斤顶，夹心板垂直度可应用长支撑调节杆进行调节，而夹心板的标高可采用微调螺栓进行调整。

1.3 应用优点

（1）在传统施工中，在施工现场，需进行钢筋材料绑扎、支设模板、浇筑混凝土，并进行包围施工，而冬季环境温度比较低，施工难度比较大，同时很难保证施工质量。在装配式建筑工程施工中应用夹心保温外墙板，可在工厂中批量生产墙板结构，同时，对于保温以及混凝土结构，可进行一体化施工，进而显著提升施工效率。（2）在夹心保温外墙板施工中，采用灌浆套筒即可进行连接，而在现场施工中，仅需安装墙板结构即可，随后灌注拌合物，因此施工方式简单，同时可避免对施工现场环境造成较大不良影响，显著降低施工成本。

2 预制混凝土夹心保温墙板连接件的应用

在夹心墙板施工中，需选择适宜的连接件，其中，拉结件的应用比较常见，可将内、外叶混凝土墙板与保温层进行连接，对两片墙板之间发挥抵抗作用。

2.1 不锈钢拉结件

在拉结件的实际应用中，可发生冷热桥反应，对此，应用不锈钢拉结件，可显著降低冷热桥。不锈钢拉结件的类型比较多，包括支撑锚固件、平板锚固件以及桁架式拉结件等。通过将不锈钢拉结件和斜负筋进行对比，在不锈钢拉结件的实际应用中，用材比较少，可显著降低热桥，并且承载能力强，有利于减少拉结件用量。

2.2 FRP 连接件

在夹心保温墙板外叶墙施工中，不具有承重能力，仅可作为保护层。在FRP 拉结件的实际应用中，其能够将外叶墙板的重力传递至内叶墙。在FRP 拉结件生产制造中，需将纤维增强塑料作为原材料，另外可加入一定量高性能树脂，金属模具在经过高温固化后拉挤成型即可，FRP 拉结件的导热系数比较低，因此，需适当增加保护层厚度，一般要求控制在25mm 以上。对于FRP 拉结件，可分为三种类型，包括格构式拉结件、棒状拉结件以及片状拉结件，其中，片状连接件、格构式连接件的截面尺寸比较大，同时，抗弯能力和刚度均比较大，因此，主要被应用于组合式预制夹心保温墙板施工中，而棒状连接件的抗弯性能、结构刚度均比较低，因此，主要被应用于组合式预制夹心保温墙板施工中。

3 预制夹心保温墙板的制作工艺

预制夹心保温墙板是由三层结构组成的，因此，在设计阶段必须保证墙板结构整体性，但是在拉结件安装施工中，放置位置不合理、拉结件松动等问题均比较常见，对此，在拉结件生产制造中，必须加强质量控制。

如果选用FRP 拉结件，则在预制墙板制作过程中，首先需铺设外叶混凝土板，然后在模板中铺设钢筋材料，再浇筑混凝土材料，保证达到一定的厚度。在外侧板还需铺设保温层，同时预留FRP 连接件孔洞，连接件还需插入至孔槽中。在外叶墙板混凝土浇筑施工中，适当提升混凝土坍落度，保证拉结件与混凝土形成整体结构，在将拉结件插入至外叶墙板后，还需旋转180°。

在预制夹心保温墙板生产制造完成后，应当做好防护管理，避免阳光照射，并且放置在通风环境中，避免温差过大而产生收缩裂缝，导致墙板结构弯曲变形。

4 工程概况

本文选择某住宅小区作为研究对象，其中包含37 栋单体建筑，包括25 栋别墅、9 栋高层商品房、1 栋自持、1 栋保障以及1 栋会所。在商品房、自持施工中，均应用预制夹心保温剪力墙体系。通过对该项目建设要求进行分析，在预制夹心保温剪力墙结构设计中，外叶板厚度为60mm，内叶板厚度为200mm，另外，XPS 保温层厚度为40mm。在9 栋高层商品房施工中，采用预制装配式建筑施工方式，预制装配率为45%以上，另外，其他单体建筑施工中，预制装配率为40%以上。在实际施工中，对于剪力墙、阳台、楼梯等，均应用预制构件施工方式。

5 装配式混凝土夹心保温外墙板技术方案

5.1 预制夹心保温墙板施工

5.1.1 预制夹心墙板受力特性分析

通过对夹心板的受力特性进行分析，可将其受力分为多种类型，包括外叶板自重、外叶板平面内变形、平面内水平荷载等。在外叶墙板与内叶墙板连接施工中，关键荷载为外叶板自重，在结构设计以及计算分析中，应当重点关注力的传递路径，同时需保证荷载承担过程中的安全性。在非抗震地区项目建设中，一般无需考虑平面中的水平荷载，但是要求注意，在平面中外叶墙板会发生旋转，因此需采用有效的预防措施。平面外水平荷载包含多种类型，包括风荷载、外叶墙板内外表面温差所造成的变形应力以及地震荷载。当环境温度发生变化时，外叶墙板可发生平面内膨胀以及收缩，并发生变形。当建筑工程室内外环境温度差异比较大时，墙板结构可发生一定的变形，如果受到刚性束缚，则会导致作用力显著增加，由于不同时间段温度变化差异比较大，因此，这一作用力的生产方向以及大小均有所不同。在墙板构件生产、运输以及现场安装施工中，必须保证连接件安装固定效果，同时还需注意，在平面中避免对外叶墙板形成过大应力，避免对施工质量造成不良影响。

5.1.2 构件生产

在预制保温夹心墙体施工中，连接件质量会对墙体结构整体性能产生直接影响，为提升连接件质量，应当尽量降低导热系数，提升墙体结构保温性能，同时提高连接件耐腐蚀性。根据建筑工程施工要求选择适宜的连接件，在本工程施工中，通过对市面上多种连接件的性能进行对比分析，在外叶板以及内叶墙连接施工中，联合应用片式连接件以及针式连接件，在一块构件中，联合应用2 个竖向承重以及2 个横向抗扭锚固件，即可有效承担平面中的荷载，另外，通过应用多个针式连接件，可有效承担由于温度应力、风压所造成的荷载。对于连接件应用数量以及安装位置，要求根据不同建筑工程的建设要求进行专项设计和计算分析。

需要注意，在片式、针式连接件安装施工中，应当注意避免片式连接件和主筋之间相互碰撞，同时，在预制外挂墙板施工中，如果应用针式连接件，需要注意，在构件加工环节需采用钢丝材料绑扎，避免连接件沉降，如果内侧绑扎钢筋材料与连接件发生碰撞，则会对连接效果造成不良影响，因此，对于针式连接件，应当先扳弯90°。在现浇段位置，如果需安装片式连接件，则可能会遗漏部分钢筋材料。对于上述问题，必须重点关注，强化质量管控。

5.1.3 驳运、存放与安装

对于预制混凝土夹心保温墙板，首先需在工厂预制生产，然后运输至施工现场临时存放，在安装过程中采用吊装施工方式。在墙板结构运输以及存放过程中，应当注意应用插放架，保证墙板结构直立放置，在存放过程中，应当在墙板底部增加垫块。门窗洞口等部位比较薄弱，为了避免发生变形或者产生裂缝，需应用临时加固措施。在插放架过程中，必须保证结构设计计算合理性，保证插放架具有一定的刚度和强度，保证支撑稳定性。

在构件安装施工过程中，应当注意避免外叶板受力，首先对外叶板安装区域以及拼缝部位进行全面清理，避免灌浆砂浆等杂物对施工质量造成不良影响，避免在外叶板安装过程中发生变形。

5.2 构件连接节点施工

5.2.1 套筒灌浆连接、分仓与封堵

5.2.1.1 分仓处理

在该工程项目竖向套筒灌浆建设过程中，需应用连通腔灌浆施工方式，在灌浆区域中，对于任意2 个灌浆套筒之间的距离，需控制在1.5m 以内，对于分仓材料结构强度，应当控制在被连接构件混凝土结构强度以下。对于分仓大小，应当控制为160mm×20mm×20mm，和内外侧封堵，即可形成“工”字形，避免分仓缝处雨水进入室内环境中。

5.2.1.2 外墙封堵处理

在预制混凝土夹心保温墙板吊装施工前，首先需全面检查根部外侧缝隙，并做好封堵处理，随后，对内侧进行封堵，最后即可进行混凝土灌浆施工。在内叶板投影范围中进行灌浆施工，如图2 所示。另外，对于预制夹心保温墙板，也需进行封堵处理，外叶板具有热胀冷缩效应，如果拼缝部位有硬物，可能会造成叶板发生裂缝，因此必须做好全面清理。

图2 外墙拼缝节点做法

①嵌缝处理。在各类预制构件设计和施工中，均需应用嵌缝处理措施，在本工程施工中，选用厚度为20mm 的专用高强灌浆料，对墙板内外侧边缘下方部位进行封堵处理。

②封堵处理。在建筑工程内隔墙以及外墙预制构件内侧施工中，需进行封堵处理，对结合面面积进行有效控制，在墙板根部外侧封堵处理中，由于没有平台，一般仅应用脚手架，因此无需应用这一施工方式。

5.2.1.3 套筒灌浆

在套筒灌浆施工中，需将JGJ355—2015《钢筋套筒灌浆连接应用技术规程》作为重要依据，加强施工质量控制。

5.2.2 后浇混凝土连接节点

在预制构件后浇连接部位施工中，也需进行外叶板安装施工，与单面叠合剪力墙施工方式大致相同。在混凝土浇筑施工中，首先需在内侧封闭外叶板进行拼缝处理，即可避免在混凝土浇筑施工中流入至外叶板中。但是具体的施工方式与单面叠合剪力墙有所不同，对于夹心保温墙板部位，需应用连接件和后浇节点进行连接处理，在这一部位的连接件，处于裸露状态，同时，在生产和运输过程中，还需做好防护管理。在安装完成后，对于浇节点钢筋，需做好防护管理，避免发生遗漏问题。

5.3 建筑外墙防水

5.3.1 拼缝节点做法

在外叶板施工中，必须保证避免侵占结构面积，并预留一定的防水空间。在该工程项目外墙防水施工中，首先应用外部耐候胶以及PE 棒，再分别设置空腔、胶条，并进行混凝土浇筑施工。在该工程项目构件接缝处理方面，应当使用平口对接方式，与企口构造相比，防水效果比较差，因此必须加强耐候胶质量控制，保证防水效果。

5.3.2 密封胶施工

在密封胶施工前，首先需对接缝填胶的宽度以及深度进行检查，确保能够满足打胶施工要求。如果现场接缝间距偏差在10mm 以内，则应当结合施工现场实际情况采用适宜的防水措施。首先，需应用铲刀或者磨光机，去除黏结物质，避免刮胶不平整，再采用软毛刷，蘸取适量防水材料涂抹均匀，避免涂刷厚度过大，在涂刷完成后，要求必须在底涂开放时间段内打胶，通常情况下，在底涂完成后0.5～8.0h 打胶。在施胶过程中，应当胶枪嘴延伸至接缝底部，保证密封胶用量充足，避免在胶体下产生空腔，在施工完成后，现场施工人员针插等进行检查，保证胶体厚度符合工程设计要求以及施工规范。

5.3.3 外墙装饰处理

在施胶完成后，拼缝位置和外饰面施工处理难度比较大，很难将二者相结合。根据以往的施工经验，可在胶体上制作外饰面，但是随着时间的延长，外饰面可产生裂缝，进而对建筑工程结构外观以及防水性能造成不良影响。对此，在本工程施工中，选用真石漆，另外，对于拼缝位置，联合应用挂网以及砂浆找平施工技术，而对于构件的其他外表面，应用拍浆施工方式，有效避免结构表面产生裂缝。

6 结论

综上所述，本文结合工程实例，对装配式建筑工程夹心保温外墙板施工技术进行了详细探究。我国建筑行业已逐渐朝向工业化方向发展，装配式建筑工程建设数量和规模均显著增加，通过应用预制夹心保温外墙施工方式，可充分发挥装配式建筑工程的优势，减少外墙保温施工量，促进施工效率的提升，提高建筑工程节能环保效益。但是预制保温墙体尚未得到推广和应用，因此在技术工艺、节能效益、安全性能方面依然存在很多不足，还需强化技术研发，以推进装配式建筑行业发展创新。