一种装配式复合墙板的综合性能测试对比研究

张同钰 李文秀

摘 要：针对一种新型装配式复合墙板的综合性能和应用效果进行研究，按照国家规定的相关检测检验标准对该复合墙板进行了系列性能实验测试。结果表明，该复合墙板经过软体和硬体冲击后，整体无结构性破坏和功能性破坏，符合国家JG/T 578—2021检验标准；墙板平均隔音量约为52 dB，满足GB 50118—2010 标准；耐火性分别符合国标GB/T 9978.1—2008中 1、2、3 h 不燃性的标准要求；传热系数约为0.5 W/（m2·K），施工效率为60 m2/工日；其罩面板为不含有害物质，具备较大的孔隙，可回收利用的纸面石膏板，表现出良好的综合应用性能，环保性能和宜居舒适性。

关键词：装配式建筑；复合墙板；墙板材料；应用性能

中图分类号：TQ177.3+78

文献标志码：A文章编号：1001-5922（2024）03-0073-04

Comparative study on comprehensive performance testing of a prefabricated composite wall panel

ZHANG Tongyu1，LI Wenxiu2

（1.Xianyang Vocational Technical College，Xianyang 712000，Shaanxi China；

2.Lanzhou Technology and BusinessCollege，Lanzhou 730100，China

）

Abstract：A study was conducted on the comprehensive performance and application effect of a new type of prefabricated composite wall panel，and a series of performance experiments were conducted on the composite wall panel in accordance with relevant national inspection standards.The test results showed that the composite wall panel had no structural or functional damage after being impacted by software and hardware，and met the national JG/T 578—2021 inspection standard.The average sound insulation of the wall panel was about 52 dB，meeting the GB 50118—2010 standard.The fire resistance met the requirements of the national standard GB/T 9978.1—2008 for 1.0 h non flammability，2.0 h non flammability，and 3.0 h non flammability.The heat transfer coefficient was about 0.5 W/（m2·K），and the construction efficiency was 60 m2/man day.The cover panel was a paper faced gypsum board that was free of harmful substances，had large pores，and could be recycled，demonstrating good comprehensive application performance，environmental protection performance，and livable comfort.

Key words：prefabricated building;composite wall panels;wall panel materials;application performance

裝配式建筑是当下较为流行的一种建筑施工方式，通过工厂批量化生产墙板，现场进行组装，这就大大减少了施工周期，保证施工质量。对此，部分学者也进行了很多研究，如从成本方面出发，在设计、生产、运输、安装以及其他等5个方面提出了相应的成本控制对策，以此得到更为经济的装配式建筑建设方法［1］。研究了装配式建筑质量问题，整理得出影响装配式建筑全过程质量的12个关键因素［2］。从施工安全性出发，对装配式建筑施工过程中的安全风险因素进行提取，帮助管理人员做出相适应的预防措施［3］。基于此，试验以文献［4］的方法为参考，制备了一种新型装配式复合墙板，并对其实际应用效果进行研究。

1 实验部分

1.1 实验方法

1.1.1 装配式复合墙板龙骨设计

传统装配式墙板模块间一般选择平口对接的配合方式，这就造成模块间存在通缝，使得墙板的综合性能有一定降低［5-6］。有学者提出，将龙骨设计成相互咬合形式，解决墙板通缝的问题。再加上龙骨造型不同会提升制作成本，使得异型龙骨的应用受到限制［10-11］。基于传统装配式墙板龙骨存在的诸多问题，试验设计自配合龙骨，对装配式复合墙板性能进行优化。

（1）首先设计了旋转180 ℃后可与同造型龙骨配合的自配合龙骨。该龙骨特点为，增加了拼接缝隙的接触面积，减少了由拼接形成的裂缝，进而增加了墙板的综合性能［13］;

（2）由于自配合龙骨结构较为复杂，生产难度较大，使得加工工艺过于复杂，结构合格率较低，因此需要进一步对龙骨进行简化设计;

（3）自配合龙骨结构的优化设计见图1，该设计结构的龙骨增加了墙体模块的配合程度，这就增加了装配式模块墙体的抗变形和抗挤压的能力。同时，该龙骨减少了工厂模具规格的数量，降低了生产难度，使得制作成本和库存成本明显降低，经济效益较为显著。

1.1.2 装配式复合墙板的设计

装配式复合墙板的核心为模块化墙体单元。

（1）在一个墙体单元模块两端摆放具有可咬合造型的自配合竖向龙骨，然后嵌入一定数量的横龙骨，得到龙骨框架;

（2）将石膏板封装至框架一面，使其成为一个整体;

（3）以岩棉作为保温材料填充至模块单元内，然后在整体单元另一面封装石膏板，得到装配式复合墙板。在装配时，通过相互插接的形式对墙板进行连接。

1.2 性能测试

1.2.1 抗冲击性能

参照JG/T 578—2021检验标准对冲击性能进行测试［16-17］。

软体冲击：将墙体组装后，按照冲击点高度为1 500 mm（人撞击墙面的普遍高度），冲击质量为50 kg的软体物质在不同能量的条件下对墙面进行冲击，冲击结束后记录墙体是否有结构性破坏。

硬体冲击：将墙体组装后，按照冲击点高度为1 500 mm，质量为1 000 g的钢球对墙板进行冲击，冲击结束后记录墙体是否有贯通裂缝，是否有结构性破坏。

1.2.2 隔声性能测试

参照GB 50118—2010 标准对墙板的隔声性能进行测试［18］。

1.2.3 耐火性能测试

参照GB/T 9978.1—2008和 GB 50016—2014标准对墙板的耐火性能进行检测［19-20］。

2 结果与讨论

2.1 抗冲击性能

2.1.1 抗软体冲击性能

软体对复合墙板结构破坏和功能性破坏试验结果为，经过软体以120、240  N·m的力各冲击1次，不会破坏冲击点覆膜板和左右两侧龙骨。而经过380 N·m冲击1次后，冲击点背面出现T 字形裂纹，左右两侧龙骨出现轻微变形，整体无结构性破坏。经过60、120 N·m冲击3次后，板材不出现破坏和变形，最大残余变形不超过5 mm，启闭无异常，不出现功能性破坏，表现出良好的抗软体冲击性能。

2.1.2 抗硬体冲击性能

装配式复合墙板抗硬体冲击性能结果为，在10 N·m条件下冲击后，在板材冲击点上有20 mm凹坑出现，背面有直径和高度分别为45 mm和2.2 mm的裂纹出现，整体无结构性破坏情况。而分别在2.5、6 N·m的条件下冲击1次后，板材分别出现半径为5、18 mm的缺口，但并不发生功能性破坏，表现出良好的抗硬体冲击性能。

综上，本试验制备的装配式复合墙板表现出良好的抗冲击性能，抗冲击性能符合JG/T 578—2021检验标准。

2.2 隔声性能

对厚度为125 mm的装配式复合墙板的隔声性能进行分析，结果见图2。

由图2可知，装配式复合墙板的平均隔音量约为52 dB，满足GB 50118—2010《民用建筑隔声设计规范》标准，表现出良好的隔声性能。

2.3 耐火性能

由于墙体应用场合不同，因此需要对不同规格的装配式复合墙板耐火性能进行研究，不同装配式复合墙体的规格设计见表1；耐火性能测试结果见表2。

由表2可知，试件耐火性能分别符合GB/T 9978.1—2008中1、2和3 h不燃性的标准要求，耐火性能良好。

2.4 与其他墙体对比

以粘土墙砖，加气砖、混凝土条板墙为对比，对本试验制备的装配式复合墙板的性能研究，设置所有墙体样品厚度均为120 mm。

2.4.1 密度对比

墙体密度是体现墙体环保性和先进性的重要指标。一般来说，在满足国家标准的前提下，墙体的密度越低就代表墙体所需消耗的资源和人工越少。对墙体密度进行测试，结果见图3。

由图3 可观察到，在4种墙体中，试验制备的装配式复合墙板的面密度明显低于其余3种墙体，仅为25 kg/m2，在环保性和先进性方面明显优于其余传统墙体。

2.4.2 隔声性能对比

4种样品隔声性能对比见图4。

由图4可知，装配式复合墙板的隔声性能与粘土墙砖一致，略高于加气砖墙和混凝土条板墙，总体来说，装配式复合墙板表现出良好的隔声性能。同时，在龙骨拼接裂缝中填充有高分子吸声材料，使其在满足工厂预制和现场组装的条件下，依旧表现出良好的隔声性能。

2.4.3 隔热性能对比

样品隔热性能对比见图5。

由圖5 可知，在几种墙体样品中，装配式复合墙体的传热系数最低为0.5 W/（m2·K），隔热性能最佳。这是因为试验制备的装配式复合墙板龙骨结构为错缝设计，内部结构为保温吸声材料，符合现代建筑要求的绿色节能效果。

2.4.4 施工性能对比

在同样数量的施工工人和施工条件下，使用不同墙体材料进行施工，施工效率对比结果见图6。

由图6可观察到，装配式复合墙板的施工效率为60 m2/d，明显优于其余墙体。

3 结语

（1）抗冲击性能结果表明，经过软体和硬体冲击后，整体无结构性破坏和功能性破坏，符合JG/T 578—2021检验标准，表现出良好的冲击性能;

（2）隔声性能测试结果表明，单项测试墙板平均隔音量约为52 dB，满足GB 50118—2010《民用建筑隔声设计规范》标准。与其他墙板进行对比，装配式复合墙板隔声性能与黏土墙砖一致，略高于加气砖墙和混凝土条板墙，整体来说，隔声性能良好;

（3）耐火性能测试结果表明，不同规格的墙板样品耐火性分别符合GB/T 9978.1—2008中 1、2、3 h不燃性的标准要求，耐火性能良好;

（4）隔热性能测试结果表明，装配式复合墙体的传热系数仅为0.5 W/（m2·K），明显低于其余几种墙板材料，隔热效果良好，具备较好的节能环保意义，符合现代建筑要求的绿色节能效果;

（5）施工性能测试结果表明，装配式复合墙板的施工效率为60 m2/d，明显优于其余墙体，施工性能良好;

（6）装配式复合墙板罩面板为不含有害物质，具备较大的孔隙，可回收利用的工业固体废弃物脱硫石膏制备的纸面石膏板，可调节室内温度，表现出良好的环保性能和宜居舒适性;

（7）将其用于长租公寓的建筑，施工效果良好，建筑和装饰一体化完成，保障了建造单位的施工成本。

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收稿日期：2023-10-09；修回日期：2024-01-08

作者简介：张同钰（1989-），男，硕士，讲师，一级建造师，研究方向：建筑工程、市政工程;E-mail：414418489@qq.com。

基金项目：咸阳职业技术学院2023年度科研基金项目（项目编号：2023KJB03）。

引文格式：张同钰，李文秀.一种装配式复合墙板的综合性能测试对比研究［J］.粘接，2023，51（3）：73-76.