建筑工程应用硅墨烯一体化保温技术关键节点及质量控制

建筑工程应用硅墨烯一体化保温技术关键节点及质量控制
黄端华(中铁二十四局集团上海建设投资有限公司上海201899)
[摘要]传统的工程施工期间存在能耗过大问题,在我国大力提倡建设低碳社会,实现绿色可持续发展的时代背境下,建筑领域实现节能减排㊁采用绿色施工技术及节能环保材料,已成为行业发展的必须趋势㊂硅墨烯保温材料是研制成功的一种新型节能环保材料,其具有免拆模保温㊁防渗水㊁减少开裂等优点,并达到超低能耗的效果,目前已在不少工程施工应用㊂文章总结笔者施工实践,对建筑工程应用该技术关键节点及质量控制措施等进行深入研究,以供参考㊂
[关键词]硅墨烯材料;免拆模;关键节点;质量控制
[中图分类号]T U761.12[文献标识码]A[文章编号]1009-4563(2024)01-056-04
前言
节能减排是我国长期坚持的一项基础国策,建筑工程
在施工过程中需要消耗大量的水㊁电㊁材料等资源,并产生
污水㊁废水㊁建筑垃圾㊁扬尘等,容易污染环境,不利于建筑
业长远发展㊂近年来,我国建设行政主管部门,先后发布了
一系列的政策㊁标准等,指导广大施工企业积极应用节能环
保技术㊁工艺及材料如采用外墙保温材料等,目的是为效阻
隔减少外部湿度㊁温度等对建筑结构室内的影响,减少
能耗,
实现建筑行业社会效益㊁经济效益㊁环保效益多嬴㊂因
此,深入研究建筑工程施工应用节能环保材料及技术㊁工艺
应用,对促进建筑行业可持续发展有重要意义㊂
1建筑工程节能减排问题及研究综述
为有效降低建筑工程在施工过程中存在的能耗大㊁污
染环境等问题,近年来在行政主管部门大力支持下,建筑科
研人员不断攻关,不断研究出很多新型节能材料及技术㊁工
艺等,应用在工程施工中,均取得了良好效果㊂如在建筑工
程应用节能空心砌块㊁节能环保砂浆㊁节能墙材㊁涂料㊁A L C 轻质隔墙板等,通过应用有效提升了建筑保的隔热保温性
能,降低能耗㊂随着研究的不断深入,一种新型的硅墨烯保
温材料的使用,能把建筑结构的能耗进一步降低,体现超低
能耗特性㊂
如采用硅墨烯保温材料加工而成的免拆保温板,可以
作为建筑结构剪力墙外模板应用,无需拆除,可与整体结构
连成一体,实现保温与结构连成整体㊂
这种免拆模保温板的应用,能有效省去人工拆除模板
环节,减少木模材料使用量,同时还有助提升结构保温层的
隔热保温效果,减少建筑结构出现开裂㊁渗水等问题㊂
硅墨烯材料所制成的免拆模保温板,这种板材防火性
能甚佳,达到A2级不燃材料,规避了普遍外墙保温板存在的火灾隐患,也节省了外墙内保温层占用室内空间的情况㊂此外,采用这种材料,能与结构同步施工,提高了整体结构的节能㊁防火及可靠性能,实现超低能耗㊂
虽然硅墨烯材料及其加工而成的保温板,有着优异性
能,但由于是新型节能材料,其也存在不足,如造价高㊁质量
控制困难等特点,需要施工人员在不断应用过程中进行总
结,对该产品及应用技术工艺不断完善,做好施工过程问题
解决及质量控制工作,使其在建筑行业节能减排中发挥更
大作用㊂
2工程应用S W硅墨烯一体化保温技术实践2.1工程介绍
上海某商品房项目占地面积约为46112.60㎡,总建筑面积138404.31㎡,由16栋楼组成,地下连体地下室1层㊂其中包括4栋5层洋房,其余为16~18F高层住宅11栋㊁保障房1栋及相关配套用房㊂根据设计方案要求,本工程采用整体装配式剪力墙结构,采用硅墨烯免拆模保温板作为外墙保温材料㊂采用保温与主体结构一体化设计㊂一次施工成形,永久免拆,实现保温与结构主体一体化㊂在进行上述工程施工过程中,项目部有关技术人员克服技术难关,并结构项目特点及要求,制定了相应的保温模板设计㊁施工㊁关键节点及质量控制等措施,并加强施工过程管理控制,施工结束后,经有关权威部门检验,确定施工质量优良㊂该材料的应用,能有效提升建筑结构的保温性能,有助于建设更多超低能耗建筑产品㊂
2.2一体化保温系统介绍
S W硅墨烯一体化保温系统主要包括由硅墨烯免拆模保温板㊁连接锚固件㊁面层抗裂砂浆㊁耐碱涂覆网格布㊁饰面层等组成㊂见图1
图1硅墨烯保温系统基本构造图
本装配工程保温系统以外保温为主,内外结合㊂采用预制混凝土反打保温系统和现浇混凝土免拆模保温系统㊂
其中硅墨烯保温板厚度为
90m m ,规格为每块3mˑ1.2m ㊂导热系数为0.054
,抗压强度大于0.3M P a ㊂保温板干密度控制在160~
220K g /m 3㊂3 现浇混凝土免拆模保温
3.1 模板系统
认真分析硅墨烯板的相关技术性能,包括其强度㊁刚度等力学性能,发现其与木模板的性能类似,就可以在木模板系统外采用硅墨烯板取代其它模板㊂
可用管内填有实木的方钢管,为竖向次楞进行支模,或者用刚度好的大规格木方,并合理控制其间距在200~
250m m 之间,在布置次楞时应往下一层延伸约300m m ,
提高墙面平整度及垂直度㊂安设水平主楞时,则用扣式钢管,并对拉螺栓的水平间距进行合理控制,以500~600m m 为合适㊂以层高为依据,安设对拉螺栓,实实际高度安5~6排为宜㊂由于保温板具有一定厚度,
因此所采用的套管以及对拉螺栓等,其规格㊁长度均与板厚度相配套㊂3.2 施工工艺
具体施工工艺如下:
3.3 排版
构建以层为单位的建筑结构模型,外立面按墙面㊁阴阳角㊁门窗洞口与其它细部节点等部位分别实行拆分排布㊂
阳台㊁凸窗等凹凸部位,则要按照保温板上压下㊁方便排水的原则进行布置,对保温板的分块布置及相关节点部位等进行适度调整及优化㊂
完成排版后,统计保温板大小,并适度调整优化,使分块更具合理性,并把损耗率降至少于8%以下㊂为减少接缝,提升板结构牢固性,要对保温板拼接尺寸宽度进行合理控制,宽度要大于20c m ㊂3.4 保温板吊运及下料
利用帆布吊带吊运保温板,如采用钢丝绳则要在吊点部位垫上柔性材料,防止钢丝绳损坏保温板㊂
切割保温板时,应采用专业的锯具,并设置操作台,把保温板放在台上进行切割下料,以提高加工加工精度㊂下料时作业人员要把保温板放到操作台,进行弹线定,之后开始切割,直至完成切割任务㊂下料要先从阴阳角部位开始作业,并单向进行,无留缝隙,下料后要根据顺序先后做好保温板标记工作㊂3.5 保温模板系统安装
安装前要先对墙柱钢筋㊁辅助垫块以及各类预留预埋等进行检查验收,保证满足设计及有关规定后,才能安装模板系统㊂具体作业时要先支立内模,之后再立起拆保温模板,这种顺序更利于施工人员方便安装,并提高质量及速度,安装时要适度调整板平整度及垂直度㊂
安装顺序为先完成内模板安装,之后再安装外保温板,最后再安装内外交界部位的模板㊂
作业时注意下料顺序要与保温板安装顺序一致,内外
交界部位,要用模板压实保温板方法作业㊂
安装内外模板时,需要完成限位器㊁主楞㊁次楞㊁对拉螺栓等的工序施工,同时设置好预留孔洞,保证位置及数量准确㊂具体工序及施工要点包括:
(1)在首层先进行弹水平线,后在下部墙面部位安装托架,其作用是支撑保温板,托架多用角钢等材料,安装时保证托架牢固稳定,此外,还要绑扎首层钢筋㊂
(2)完成垫块以及内侧模板的安装,以及预留预埋等的位置固定,
安装一定数量的墙宽限位器,并保证每平方米安装至少3个或以上㊂
(3
)根据板材料顺序,先在阳角部位进行排版,安装板材及其连接件㊂角部板材按直角进行拼接,后贴压先贴,成排设置两侧连接件,
并合理控制其与角部距离,通过为150m m ,间距也控制在500m m ㊂
(4)保温板安装过程中,要用钢筋扣对拼缝用钢筋扣进行固定,安装连接件㊂要密拼板材,拼缝宽度要小于2m m ,保证施工不出现漏浆;如板缝大于3m m 时,一定要用发泡剂对板缝填实,避免出现漏浆㊂并采用自制钢筋扣型,水平段长度要控制在20c m 为合适,两端分别弯折4c m ,各扣型间距控制在500m m ,采用跨板缝后进到保温板内,起到暂时拉结㊁固定等作用㊂
每平方米的连接件应保持在4~5个左右,并布置为梅花状,并控制其距保温板边缘小于100m m ,中部间距小于600m m ;如保温板呈现200~400m m 宽的规模时,属长条状,应采用居中设置,控制间距为500m m ㊂
连接件采可采用空心锤打进板内,并保证其尾盘在保温板面内,锚入混凝土内的连接件,要保证其长度大于
45m m ㊂(
见图2)(5
)在进行主楞㊁次楞㊁对拉螺栓等工序安装时,要先检查预留孔洞㊁预埋件的位置,是否正确,如发现存在错误,要及时进行调整,保证正确后要把模板调成垂直㊁平整,再对
其进行固定㊂3.6 混凝土浇筑
浇筑混凝土时要用振动棒加强振捣,并控制每次浇筑
高度小于50c m ,控制浇筑速度在1.5m /h 以下㊂上下插拔,
严禁拖拽,防止触及连接件和保温板㊂浇筑期间要特别重视看模工作,如发现其存在漏浆㊁胀模㊁位移等情况时,要马上停止作业,采取措施处理后,方可进行后续浇筑工作㊂避免胀模成型后,要进行处理非常困难㊂3.7 保温板外面层施工
浇注混凝土工序结束后,待其符合养护条件时则进行拆模,把钢筋扣取下,并妥善保管,用后下次使用㊂
做好后续清理及板外层构造工作,并根据有关技术及
工艺要求,完成耐碱网格布与抗裂砂浆等工序的施工及质量控制工作㊂
4 预制混凝土反打保温
4.1 施工工艺如下
4.2 具体施工要点
P C 及反打工艺成熟,
具体应用时要做好以下工序控制工作:保温板材下料后,在要板上定好拉螺栓孔洞位置,并进行放样及钻孔,控制孔径在φ20为宜㊂完成拉螺栓孔作业后安装连接件,要与孔洞呈现错开状,并根据有关原则进行布置㊂后把保温板运至P C 模具,按照有关工艺流程完成施工㊂在吊运P C 时,要保护好成品,防止因保证不到位造成其质量受损失㊂
施工过程中,要把保温板当作P C
底模 ㊂室外进行现浇水平结构过程中,阳台板㊁平台等部位,其底部也安设保温板,施工方法根P C 的保温板差不多,但无需安设对拉螺栓㊂
5 关键节点及质量控制
5.1 结构竖缝做法
现浇结构连接预制结构部位,可用保温板材连接错台㊂
P C 反打过程中,硅墨烯板两侧边缘部位,要缩进50m m ,
并裁切硅墨烯板其长度为现浇宽度L +50m m ,后拼接P C 反打墙,拼接前要先在P C 裸露部位涂上黏结剂,保证拼接紧密,避免出现漏浆,完成支模浇筑后,要用网格布及复合抗裂砂浆对竖缝进行强化,网格布宽为200m m
,大范围作业时,其表面再次用涂抹复合抗裂砂浆,浆内埋有网格布㊂
如建筑结构中,如遇到上下层同属预制结构,或者上
层预制下层现浇结构情况时,可采用预留部分保温板再后贴㊂P C 反打过程中,硅墨烯板顶部位置维护原状,底部边缘位置则要缩进200mm ,便于P C 安装和灌注浆液㊂之后要把200mm 宽预留槽内进行清理,保持干净㊁干燥㊂后则要对槽内以及保温板上下各50mm 涂上防水涂料,待干燥后,即可贴上保温板㊂
上下层属于现浇结构水平缝时,则要采用密拼方式,同时处理好接缝问题㊂5.2 质量控制
(1)
为有效减少拼接问题,在进行保温板排版时,应采用整板或者大规格板材为合适㊂
要根据楼层高度,确定外保温模板的规格尺寸及高度,避免或减少层内出现竖向拼接问题㊂
对保温板材进行下料时,其规格尺寸误差不得超过3mm ,并采用专业机械设备进行下料㊂(2)现浇结构与P C 要同时进行作业,现浇结构要采用流水作业,保证各工序顺利完成,防止出现材料久放以及二次倒运等问题出现,提高工序质量㊂
(3)
保温板内混凝土保护层垫块不宜采用塑料卡,防止挤压破坏外保温板;如采用塑料垫块,则垫块与保温板接触的部位应采用圆盘㊂
(4)
浇筑混凝土期间要加强对其旁站工作,要近要在内侧木模板面附近小心放料,防止混凝土对保温板以及连接件造成冲击引发板材损坏及连接件松脱等情况出现㊂
做好混凝土振捣质量控制,保持均匀密实,避免混凝土外墙面出现蜂窝麻面等问题因有保温板遮盖较难发现,造成结构质量隐患㊂
(5)
拆模后要重视成品保护工作,防止因各种原因造成保温板受损㊂
如出现板材微小破损,可通过保温砂浆对其进行修补,同时采用抗裂网格布对其进行覆盖提升增强连接效果㊂
6 结束与展望
通过硅墨烯一体化保温板材料在具体工程应用,笔者认为,由于其属于新型的环保节能 (下转第61页)
部,借助该结构将4#联络通道内部渣土排出渣土,随后采用人力推车将渣土推至主隧道内,在3#㊁4#台车上部单粱吊机的帮助下将其转运至主隧道渣土车,由主隧道渣土车外运,实现渣土外运㊂在4#联络通道机械法施工中,平均推进一环约可生成4.68m3渣土㊂
3.5.4管片拼装
管片下井前,由专人对管片类型㊁龄期㊁外观质量和止水条粘结情况等项目进行最终检查,检查合格后才可吊运下井㊂管片经管片吊车按安装顺序放到管片输送平台上,掘进结束后,再由管片吊机送到管片拼装机工作范围内等待安装㊂
对管片拼装要点进行总结,如下所示:(1)管片拼装遵循 六不 原则,即不碎㊁不裂㊁不偏㊁不浮㊁不沉㊁不渗,提前拟合理论排版图,制定排版原则及纠编原则,用于保障管片拼装顺畅㊂(2)衬砌环为全环共分为5块,错缝拼装㊁楔形量根据R=200m计算㊂混凝土强度等级C50,抗渗等级P12㊂本衬砌环由1块封顶块(F),2块邻接块(L/1)㊁(L/ 2),2块标准块(B/1)㊁(B/2)构成,且要求每块衬砌分块内弧面清晰标注分块号,如(F)㊁(L/1)G/X㊁(L/2)等㊂(3)管片安装必须从隧道底部开始,随后依次安装相邻块,最后安装封顶块㊂且于封顶块安装之前需润滑处理止水条,安装时先径向插入450m m,调整位置后缓慢纵向顶推㊂(4)管片块安装到位后,及时伸出相应位置的推进油缸顶紧管片,其顶推力应大于稳定管片所需力,然后方可移开管片安装机㊂(5)管片安装完后及时整圆,并于管片脱离盾尾前要对始发㊁接收端各5环管片连接螺栓进行复紧,同时采用10 #槽钢对其进行拉结紧固,避免推进油缸卸载后,管片松张㊂(6)对管片拼装误差加以控,要求环间间隙的允许偏差ɤ2.0m m,纵缝相邻块间隙误差ɤ2.0m m,对应的环向螺栓孔的不同轴度允许误差ɤ1.0m m,成环后内径误差需低于ʃ2m m,而成环后外径的允许偏差为-2~+6m m㊂
3.6背后注浆施工
在盾构接收且完成洞门接口安装后,为填充浆液收缩产生的空隙及封堵渗漏点在完成掘进后应进行二次注浆,浆液采用水泥-水玻璃双液浆㊂背后注浆施工时注意检查注浆系统是否处于正常工作状态,压力表是否正常,完成确认后用手电钻打通吊装孔底部35m m厚的混凝土,在吊装孔上安装连接阀,将混合阀与连接阀连接,然后再次检查管路连接的密封性㊂在浆液搅拌筒中按设计的水灰比进行双液浆(水泥浆与玻璃液)拌制,严禁浆液中有结块存在,以免注浆管堵塞㊂除此之外,将注浆压力控制在0.3M P a以内,通常情况下要求每环注浆量为0.7m3,每孔每次控制在0. 3m3左右㊂
3.7台车顶撑拆除
拆除接收台车顶撑系统,于盾构机到达预定位置后逐级撤销水平顶撑力㊁上下顶撑力,每级卸载间隔5分钟㊂拆除左侧前部支撑环㊁油缸管路及电缆㊂除此之外,还需始发台车顶撑系统拆除,联络通道隧道注浆加固完成后按步骤撤销支撑力㊁右侧支撑环㊁电缆㊁油缸管路,用于保障运输条件㊂
3.8洞门接头㊁人防门框施工
联络通道掘进完成,设备拆除撤场后,开始施做洞门接口,施工前,需对洞门周边进行注浆填充,确保无渗漏水后开始施工㊂洞门接口安装流程如下:管节注浆ң拆除套筒ң基面处理ң钢板焊接ң钢筋及止水条施工ң模板安装ң混凝土浇筑ң养护拆模ң检查验收㊂
对于防火门框,其宽度为200m m,顶部与管节内壁连接,为钢筋混凝土连接㊂防火门框处管节预埋钢板,便于与防火门框连接㊂
结束语:综上所述,在4#联络通道施工期间选用机械盾构法展开施工作业,对机械盾构法施工技术思路进行梳理后,精细化实施前期施工准备工作,随后依次进行设备吊装运输㊁设备套筒连接㊁介质填充施工㊁掘进施工作业㊁背后注浆施工㊁台车顶撑拆除,在此基础上进行洞门接头㊁人防门框施工,最终顺利完成4#联络通道机械盾构法施工作业㊂
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(上接第58页)材料,能与建筑结构形成统一整体,免除拆模等引发的成本㊁环保等费用之出,其显示出较为明显的超低能耗等优秀性,但由于其板材及其配套的连接件以及网格布等均属于专用配套使用,因而所需要的造价较高㊂此外,在施工过程中所形成的施工技术㊁工艺㊁流程等,还需要进行总结研究,进一步优化及完善,不断提高施工质量㊂相信硅墨烯保温板将不断应用在工程领域,充分发挥其超低能耗特性,促进建筑行业绿色发展㊂本工程应用硅墨烯保温板的施工技术及经验,可以为同类工程施工提供有益参考㊂
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