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ALC 墙板在装配式钢结构建筑中的应用分析

2023-06-23 22:26:59 墙体系统

摘要:
        随着我国装配式建筑的快速发展,ALC墙板作为一种新型装配式建筑墙体在各类型建筑中逐步推广开来,特别是在装配式钢结构建筑中,其独特的轻质、高强、隔音、防火、保温等性能备受广大开发商的青睐。本文针对ALC墙体在装配式钢结构建筑中的应用进行系统的分析,包括应用过程中的优缺点以及普遍存在的技术难题和研究方向等。
        关键词:ALC墙板;装配式钢结构;应用分析;技术难题;研究方向
一、前言
        2016年国务院出台了《国务院办公厅关于大力发展装配式建筑的指导意见》国办发〔2016〕71,明确指出“发展装配式混凝土结构、钢结构和现代木结构等装配式建筑”[1]。截止到2019年8月底,住房和城乡建设部先后同意了山东、湖南、四川、浙江、河南和江西6个省份关于开展钢结构装配式住宅建设试点的批复,其中山东省明确提出“在全省开展钢结构装配式住宅建设试点,试点期限3年。综合考虑经济发展、产业基础、抗震设防等因素,将济南、枣庄、烟台、潍坊、济宁、日照、临沂、聊城、菏泽等9个设区市及淄博淄川区列为钢结构装配式住宅重点推广地区”[2]。随着全国装配式钢结构建筑的快速发展,装配式建筑评价标准的出台,装配式全装修的应用普及,砌块逐步淡出建筑维护系统历史的舞台,取而代之的就是ALC墙体。其轻质、高强、隔音、防火、保温、节能等性能,为其在装配式钢结构建筑中的推广应用奠定了良好的技术基础。
        二、基本概念
        ALC是蒸压轻质混凝土(Autoclaved Lightweight Concrete)的简称,是以生石灰、硅砂、水泥为原料,以铝粉为发泡剂,经过防锈处理的钢筋增强,经过高温、高压、蒸汽养护而成的多气孔混凝土制品。ALC板材根据用途可分为ALC隔墙板、ALC自保温外墙板、ALC屋面板/楼层板、防火板等,可直接使用于各种建筑结构的内墙,如酒店、学校、宾馆、写字楼、商业、住宅等,也可以直接使用于各种建筑结构的外墙,是一种轻质墙体。由于其卓越的保温、隔热性能,所以在使用在外墙上时比一般加气混凝土薄很多即可满足国家节能保温的要求。ALC板最早在欧洲出现,日本、欧洲等地区已有四十多年的生产、应用历史。目前国内厂家的生产技术和生产设备主要引自日本和德国。
        三、ALC墙板在围护墙体中的应用
        ALC预制墙板适用于装配式钢结构或装配式混凝土结构上,可直接用于各种建筑结构的内墙,也可以直接使用于各种建筑结构的外墙,其具有防火性、保温性、性价比高等特点,但板块小,形成板缝拼接较多。与保温板、装饰板组成的复合墙板,其施工工艺复杂,造价高。
        对于装配式钢结构建筑,考虑成本因素,使用率较高的外围护做法有ALC外墙板+一体化保温装饰板做法、ALC+外涂饰做法、或钢龙骨组合保温墙板。根据《GB/T 51129-2017装配式建筑评价标准》中对外围护墙要求,围护墙与保温、隔热、装饰一体化,应用比例达到50%-80%,省标《DB37/T5127-2018装配式建筑评价标准》要求围护墙、保温、装饰可仅实现其中两者一体化,应用比例达到50%-80%,从标准要求看出,装配式建筑对于墙板一体化要求较高。若采用轻质PC板+内保温做法,或采用预制混凝土复合保温夹芯墙板是解决装饰保温结构一体化的上佳选择,外观质量、安全耐久性均较好,但是面临成本造价偏高的问题。结合上述造价对比可知,采用ALC外墙板+一体化保温装饰板做法,其安全性耐久性均可满足要求,且造价适中。
        四、ALC板应用存在的技术难题及研究方向
        (1)钢结构建筑围护系统的独特性能需求
        墙板结构具备高耐久性、与主体结构同寿命;良好的防火性能、隔声性能、防渗漏、热工性能;钢结构体系变形大、要求围护体系具备高变形适应特性;钢结构建筑的优势是自重轻、基础投资小,建筑外墙轻量化,宜控制围护体系重量低于150kg/㎡。
        根据钢结构建筑墙独特性能需求以及性价比最优原则,目前市场倾向于选择加气混凝土外墙(ALC外墙)体系作为装配式建筑围护墙体。
        (2)客观应用情况
        ①ALC条板规格小(600),拼缝较多;
        ②为适应钢结构体系变形较大的特点,需采用摇摆节点;
        ③为适应钢结构体系变形较大的特点,板缝需采用性能匹配的结构胶;
        ④热工指标75%,可选择单一墙板300厚,或复合墙板,因地制宜选择。
        (3)应用普遍技术难题
        ①外墙板缝多,用胶量大,内、外均用,造价较高,造价80一120元/m2;
        ②外墙板板缝多,衰减热工性能和隔声性能;
        ③外墙板板缝多,控制环节多,易出现渗漏薄弱部位,增加了管理难度;
        ④板材强度低,运输过程中易损伤。
        (4)研究方向
        ①针对建筑系统、系统集成等性能需求,解决传统围护墙体与建筑、结构、设备、机电、管线、内装等系统不配套的问题。
        ②提高墙体与建筑结构的协同性,解决装配建筑围护结构、建筑设备、装饰装修的标准化低、协同设计差等技术难题问题,构建围护系统与主体结构一体化的高度集成设计系统。
        ③创新研发适用干不同环境的的一体化高性能围护墙板,做到因地制宜,实时创新。
        ④研发构造科学合理、连接性能好,符合工业化生产的围护系统高效连接系统[3]。以柔带刚,解决适应主体结构体系要求的具有大变形能力及减震特性的围护墙板装配式节点构造。
        四、总结
        根据墙板性能的不同,我国目前已经研发了很多种类的ALC墙板,如蒸压瓷粉加气混凝土板、压蒸纤维水泥条板、复合夹心条板等等。随着我国装配式建筑的飞速发展,ALC墙板的应用范围将会进一步扩大。同时,ALC墙板在装配式钢结构中的推广和应用,可以充分利用各种工业废渣或尾砂,保护生态环境,贯彻落实了我国建筑业绿色节能和可持续发展的国家战略,符合我国建筑业“四节一环保”的发展政策导向,社会效益显著,市场潜力巨大。


        参考文献:
        [1]《国务院办公厅关于大力发展装配式建筑的指导意见》国办发〔2016〕71号;
        [2] 《住房和城乡建设部办公厅关于同意山东省开展钢结构装配式住宅建设试点的批复》建办市函〔2019〕409号 ;
        [3] 刘军,论我国装配式钢结构住宅围护体系发展研究[J],城市建筑,2017(03);

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