裝配式鋼結(jié)構(gòu)廠房鋼梁及鋼柱外保溫固定技術(shù)的研究與應(yīng)用

張銀羽

（山西三建集團(tuán)有限公司，山西 長(zhǎng)治 046000）

0 引言

裝配式建筑成為目前廣泛推廣的綠色建筑[1]。在裝配式建筑廠房中往往采用鋼柱、鋼梁作為框架結(jié)構(gòu)，其填充墻有蒸壓加氣混凝土砌塊、ALC 蒸壓加氣混凝土板和預(yù)制夾心墻板等。當(dāng)采用外墻外保溫時(shí)，需要在墻體外側(cè)進(jìn)行粘貼巖棉板時(shí)，由于其裝配式結(jié)構(gòu)的特殊性，傳統(tǒng)的錨栓無法打入鋼結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)體系中。因此如何保證裝配式廠房中外墻保溫粘貼牢固，保證其施工的安全性、合理性便成為當(dāng)前的技術(shù)難點(diǎn)。

1 裝配式建筑概況

1.1 裝配式框架結(jié)構(gòu)

裝配式鋼結(jié)構(gòu)具有建筑形式靈活，總重量輕，施工周期短，抗震、抗風(fēng)、環(huán)保性能較好，其結(jié)構(gòu)類型一般為由鋼柱鋼梁組成的鋼框架結(jié)構(gòu)，而鋼結(jié)構(gòu)鋼柱中上層鋼柱與下層鋼柱及鋼梁橫向的節(jié)點(diǎn)處，高層住宅樓上下柱與橫梁的節(jié)點(diǎn)通常情況下采用輔助鋼板焊接搭配高強(qiáng)螺栓連接的形式。

1.2 裝配式結(jié)構(gòu)填充墻

在裝配式鋼結(jié)構(gòu)中，往往采用蒸壓加氣混凝土板（ALC 板）作為填充墻，ALC（autoclaved lightweight concrete）板全稱為高壓蒸養(yǎng)輕質(zhì)加氣混凝土，是一種具有保溫、隔熱、隔聲和抗震性能良好的綠色建材[2]。

1.2.1 ALC 內(nèi)墻板施工流程

ALC 內(nèi)墻板作為內(nèi)墻板安裝時(shí)，ALC 頂端與鋼梁底端相連，ALC 底端擱置在樓板上固定的槽鋼內(nèi)。主要是通過平板小車將ALC 內(nèi)墻板移動(dòng)到預(yù)安裝位置，接著調(diào)整現(xiàn)場(chǎng)采用鋼管搭設(shè)的臨時(shí)吊裝架，將鋼管架與凹槽型鋼梁兩者固定牢靠，隨后在牽引電機(jī)與定滑輪的共同作用下，可以將待安裝內(nèi)墻板懸吊起；隨后通過人工推動(dòng)待安裝內(nèi)墻板并配合控制牽引電機(jī)，將待安裝內(nèi)墻板的下端放置到內(nèi)墻板底端安裝槽鋼。

1.2.2 ALC 外墻板施工流程

作為外墻板施工時(shí)，首先確定外墻板的安裝位置線，根據(jù)墻體位置線，在頂部鋼梁下翼緣板的下底面上，按墻體走向通長(zhǎng)布置63mm×63mm 的頂部角鋼[2]。在廠房樓層內(nèi)，采用小型吊裝升降機(jī)，將ALC 外墻板吊至安裝位置，墻板安裝時(shí)，施工人員推擠墻板，將墻板定位到頂部角鋼，進(jìn)行墻板校正及穩(wěn)固；ALC 外墻板就位后，在板上打孔安裝φ12 鉤頭螺栓，將螺栓與角鋼進(jìn)行固定焊接，保證ALC 墻板的穩(wěn)定性及垂直度[3]。

2 施工特點(diǎn)

（1）本工程采用BIM 技術(shù)對(duì)凹槽型鋼梁腹板進(jìn)行蒸壓粉煤灰磚砌筑排列形成水平封閉，與翼板為同一平面，方便凹槽型鋼梁處保溫板的粘貼。

（2）在鋼柱上進(jìn)行提前排版，確定預(yù)埋件L 型夾的布設(shè)，解決了凹槽型鋼梁、鋼柱無法與保溫系統(tǒng)錨栓無法連接，加固不穩(wěn)定、外墻巖棉容易產(chǎn)生脫落、施工困難的問題。

3 適用范圍

適用于裝配式結(jié)構(gòu)中，特別是裝配式鋼結(jié)構(gòu)中，框架結(jié)構(gòu)采用鋼柱、鋼梁，圍護(hù)結(jié)構(gòu)外墻采用ALC 墻板，外墻外保溫采用巖棉保溫時(shí)。由于巖棉保溫施工流程需要配合打入錨釘，傳統(tǒng)的施工工藝無法滿足施工要求時(shí)的一種措施及方法。

4 工藝原理及操作要點(diǎn)

4.1 施工工藝流程

施工工藝流程如下：施工準(zhǔn)備→基層驗(yàn)收→鋼柱處錨固件焊接、驗(yàn)收→H 型鋼梁腹板處砌筑→基層上部分粘貼網(wǎng)格布→涂抹膠粘劑→粘貼巖棉板→ALC 墻板及鋼梁處錨固件安裝→涂抹底面抹面砂漿→第一次網(wǎng)格布鋪設(shè)→涂抹第一遍抹面砂漿→第二次網(wǎng)格布鋪設(shè)→涂抹第二遍抹面砂漿。

4.2 操作要點(diǎn)

4.2.1 施工準(zhǔn)備

現(xiàn)場(chǎng)管理人員及操作工人需要充分熟悉圖紙，明確外墻巖棉板保溫厚度及施工區(qū)域；現(xiàn)場(chǎng)管理人員對(duì)施工班組進(jìn)行可視化交底[4]；現(xiàn)場(chǎng)材料及施工機(jī)具準(zhǔn)備齊全，材料具有合格證及復(fù)試報(bào)告。

4.2.2 基層驗(yàn)收

施工前應(yīng)對(duì)基層進(jìn)行檢查，保證表面干凈、癥結(jié)，不存在油脂，蠟，脫模劑，防水劑、憎水劑等物質(zhì)，以及油漆、涂料，包括還有風(fēng)化物，污垢，土壤和其他阻礙粘合的材料。在ALC 墻板局部凹凸不夠平滑的部分采用配合比為1:3 的水泥砂漿，對(duì)整個(gè)部分進(jìn)行整體找平，并保證基層表面絕對(duì)水平與不平之間的所差數(shù)據(jù)不大于4mm。

4.2.3 鋼柱處錨固件焊接、驗(yàn)收

在鋼柱處采用φ6mm 的鋼筋采用鋼筋埋弧焊，伸出鋼柱長(zhǎng)度約140mm，以至伸出巖棉板外側(cè)網(wǎng)格布為準(zhǔn)。焊接選用電動(dòng)埋弧焊，為保證焊接質(zhì)量，施工前需進(jìn)行焊接工藝評(píng)定。焊接時(shí)嚴(yán)格按照《鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)范》（GB 50661—2011）中的參數(shù)進(jìn)行，焊接質(zhì)量與正式焊縫質(zhì)量要求相同，不準(zhǔn)有裂紋、夾渣、氣孔等缺陷。本方案中鋼柱處錨固件焊接完成中需要對(duì)錨固件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。針對(duì)每一個(gè)驗(yàn)收批次要在其預(yù)埋件任意抽取3 個(gè)樣品實(shí)驗(yàn)件進(jìn)行拉伸試驗(yàn)，其中驗(yàn)收批次的要求是此類同種類型的預(yù)埋件按7d 進(jìn)行計(jì)數(shù)，7d 內(nèi)以此累計(jì)和為300 個(gè)時(shí)，此時(shí)計(jì)入一個(gè)驗(yàn)收批次，同種類型構(gòu)件7d內(nèi)不足300 個(gè)時(shí)也要按一個(gè)驗(yàn)收批次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。預(yù)埋件的焊接數(shù)量為6 個(gè)／m2，并采用梅花形布置。

4.2.4 凹槽型鋼梁腹板處磚砌筑

凹槽型鋼梁是鋼結(jié)構(gòu)體系中的常用構(gòu)件，為了保證凹槽型鋼梁能夠與墻體的墻面成型一致，并考慮到鋼梁的保溫隔聲效果要求，故需對(duì)鋼梁兩側(cè)的凹槽部分進(jìn)行填充。本論文提出的方法是采用蒸壓加氣粉煤灰磚進(jìn)行填充，并在外側(cè)磚的表面涂抹水泥漿[5]。

（1）原材要求。①磚：其進(jìn)場(chǎng)時(shí)應(yīng)具有出場(chǎng)合格證，在監(jiān)理的見證下取樣并送有資格的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，復(fù)試合格后方可進(jìn)場(chǎng)使用。②水泥：水泥入場(chǎng)前應(yīng)有相應(yīng)的合格證和3d 及28d 的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，砌筑時(shí)應(yīng)對(duì)砂漿進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)取樣，制作砂漿試塊。其強(qiáng)度應(yīng)該滿足設(shè)計(jì)要求。一般來說，將水泥用于砌筑砂漿時(shí)，水泥的強(qiáng)度等級(jí)不小于32.5 級(jí)，宜采用42.5 級(jí)。③砂：砂建議采用經(jīng)過篩分的中砂，其中要保證砂漿用砂不得含有有害物質(zhì)。④摻合料：混合砂漿中要根據(jù)自己的需求對(duì)將摻合料摻入混合砂漿中進(jìn)行摻和。針對(duì)摻合料的品種、用量、性能等，應(yīng)在入場(chǎng)后第一時(shí)間送往實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)，應(yīng)根據(jù)有資質(zhì)的實(shí)驗(yàn)室評(píng)定的檢驗(yàn)和數(shù)據(jù)進(jìn)行確定。

（2）主要機(jī)具。設(shè)備應(yīng)有攪拌機(jī)、抹泥板、砌磚刀、線墜、托灰板、水平尺、大鏟、水泥桶、鋼尺等。

（3）操作工藝。①工藝流程：砂漿拌制→作業(yè)準(zhǔn)備→磚澆水→磚砌墻→驗(yàn)收。②磚澆水：磚必須在砌筑前一天澆水濕潤(rùn)，不得隨澆隨砌，含水率為8%~12%，在常溫下不得使用干燥磚墻進(jìn)行建造，不得使用含有飽和水分的磚墻。③砂漿攪拌：為了降低勞動(dòng)強(qiáng)度和由于人工攪拌砂漿導(dǎo)致不均勻的特點(diǎn)，在砂漿攪拌時(shí)應(yīng)采用機(jī)械攪拌。同時(shí)，在現(xiàn)場(chǎng)混合攪拌砂漿時(shí)，水泥、砂、摻合料、外加劑的含量應(yīng)采用該組分的重量進(jìn)行計(jì)算。攪拌好的砂漿應(yīng)儲(chǔ)存在砂漿罐內(nèi)，不宜露天儲(chǔ)存，并應(yīng)配有遮陽(yáng)、防雨雪措施，每次攪拌的量不宜過多，現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)要求隨拌隨用，施工現(xiàn)場(chǎng)嚴(yán)禁在攪拌好的砂漿內(nèi)添入新水。④磚墻砌筑：選磚時(shí)應(yīng)選擇邊角規(guī)整、色澤均勻、整齊一致的磚。砌磚則宜采用“三一”砌筑法，即一鏟灰、一塊磚、一揉壓的砌筑方法。水平灰縫厚度和豎向灰縫寬度一般為10mm[6]。同時(shí)，砌筑完成后，清除砌筑部位處所殘存的砂漿、雜物等。⑤驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)：磚墻的水平灰縫厚度和垂直灰縫寬度宜為10mm，但不得小于8mm，也不應(yīng)大于12mm。

4.2.5 巖棉板粘貼

在外墻貼巖棉側(cè)面暴露部位需要預(yù)先粘貼狹窄的耐堿玻璃纖維網(wǎng)格，應(yīng)當(dāng)指出部位包括門窗等開口、突出陽(yáng)角部位、管道等設(shè)備通過墻體開口；陽(yáng)臺(tái)端部、遮陽(yáng)篷等系統(tǒng)；變形縫等需要終止系統(tǒng)的部位[7]。現(xiàn)場(chǎng)切割標(biāo)準(zhǔn)耐堿玻璃纖維網(wǎng)帶300mm 寬，在底座上鋪上100mm 寬，2~3mm 厚的黏合劑。在膠粘劑上鋪上耐堿玻璃纖維網(wǎng)布，用不銹鋼刮刀將其壓入膠粘劑中，按寬度100mm 來操作，最后將剩余部分拋出保持清潔，以備將來使用。

4.2.6 ALC 墻板及鋼梁處錨固件安裝

（1）針對(duì)巖棉板比較柔軟的結(jié)構(gòu)特性，當(dāng)巖棉板與本身纖維方向采取平行的這種粘貼方式時(shí)，外墻保溫體系就需要通過結(jié)構(gòu)內(nèi)的一些網(wǎng)格布和搭配固定的錨固件才可以有效的保證在基礎(chǔ)墻體上不脫落。

（2）在施工現(xiàn)場(chǎng)完成粘貼巖棉后，一般不可再次對(duì)巖棉板進(jìn)行前后左右的平移，此時(shí)可以進(jìn)行錨固件的安裝作業(yè)。根據(jù)設(shè)計(jì)的要求對(duì)沖擊鉆孔位進(jìn)行布設(shè)，要求是底部錨固深度為50mm，錨塊邊距大于或等于板厚的2 倍。落定應(yīng)擠壓塑料膨脹螺絲帽，最后達(dá)到螺釘表面與巖棉表面處在同一水平線或螺釘稍稍擰入巖棉板一些。

（3）塑料釘和塑料膨脹套管原材應(yīng)合格，并具有出場(chǎng)合格證和相應(yīng)檢驗(yàn)證明，不得使用回收的再生材料。其中塑料錨栓圓盤的直徑應(yīng)不小于80mm，錨固件采用梅花形布置，其中數(shù)量為每平方米6 個(gè)

4.2.7 涂抹底層抹面膠漿

（1）在現(xiàn)場(chǎng)配置面層水泥漿和摻膠劑：現(xiàn)場(chǎng)尋找潔凈的容器，將與現(xiàn)場(chǎng)相適宜的水傾倒進(jìn)入。此時(shí)，一般也要進(jìn)行水泥漿的倒入工作，并搭配棍子等在混合物中轉(zhuǎn)動(dòng)、和弄，使其均勻?，F(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)不宜采用人工攪拌，建議采用機(jī)械作業(yè)進(jìn)行拌勻，作業(yè)速度為400 轉(zhuǎn)/min。要求將現(xiàn)場(chǎng)拌合物均勻進(jìn)行攪拌，在攪拌的過程中進(jìn)行水和添加物的添加，最后成混合物水泥漿狀，最終形成的拌合物使用時(shí)效為1h。

（2）底層抹面膠漿：通過使用不銹鋼抹子在巖棉板表面上抹出1~2mm 的上述配置好的底層抹面膠漿。涂抹過程要求將巖棉板充分覆蓋。

4.2.8 網(wǎng)格布鋪設(shè)

底層抹面膠漿抹面完成后，在其相應(yīng)的部位，需要鋪設(shè)一層網(wǎng)格布。在鋪設(shè)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員需要從網(wǎng)格布靠中間的位置開始，隨著抹子的抹漿作業(yè)，抹至網(wǎng)格布角落四周，用抹子抹平。其中網(wǎng)格布的搭接要求為60cm。

4.2.9 涂抹抹面砂漿

上一層網(wǎng)格布按照規(guī)范要求進(jìn)行施工、鋪設(shè)完成后，現(xiàn)場(chǎng)施工人員可以開始進(jìn)行涂抹抹面膠漿施工。抹面膠漿需涂抹三遍，保證表面無裂痕，可以完全將網(wǎng)格布包裹住。涂抹抹面砂漿完成后，由施工作業(yè)人員檢查完畢后。施工單位管理人員，質(zhì)量員、施工員對(duì)本道工藝進(jìn)行檢查驗(yàn)收，合格后，通知業(yè)主方及監(jiān)理方進(jìn)行驗(yàn)收，三方代表同意認(rèn)可并簽字確認(rèn)合格后方可開始下道工序。

4.2.10 成品保護(hù)

在施工中不能對(duì)所施工的工序操作進(jìn)行倒置，土建、裝修、電氣給排水等相關(guān)專業(yè)的工種應(yīng)該銜接恰當(dāng)，配合合理，合格安排工序，并在施工操作的先后及時(shí)間上應(yīng)有統(tǒng)一的調(diào)配。

在裝配式鋼結(jié)構(gòu)廠房中外墻巖棉保溫施工完成后，應(yīng)按照規(guī)范要求對(duì)墻體進(jìn)行保護(hù)，嚴(yán)令禁止并杜絕尖銳的物品刺傷及重物對(duì)外墻外保溫造成破壞。

5 安全措施

（1）作業(yè)人員入場(chǎng)前必須經(jīng)入場(chǎng)教育考試合格后方可上崗作業(yè)，進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)必須戴合格的安全帽

（2）外保溫施工所用的電動(dòng)吊籃、防護(hù)設(shè)施應(yīng)齊全，需經(jīng)項(xiàng)目部搭設(shè)班組、使用班組、技術(shù)、安全等部門人員驗(yàn)收合格后方能使用。

（3）外保溫施工時(shí)，在同一垂直作業(yè)面內(nèi)不得出現(xiàn)交叉作業(yè)，特殊情況必須采取的防護(hù)措施。施工原材料應(yīng)放在干燥、通風(fēng)的專用庫(kù)房?jī)?nèi)，遠(yuǎn)離火源，并配備消防器材。

6 結(jié)語(yǔ)

本文提供了一種裝配式鋼結(jié)構(gòu)的外墻外保溫施工方法，該技術(shù)應(yīng)用于長(zhǎng)治高新區(qū)科技工業(yè)園智能制造項(xiàng)目（一期）工程中效果良好，既保證了外墻外保溫的施工質(zhì)量，同時(shí)又能夠?yàn)椴捎醚b配式鋼結(jié)構(gòu)體系建設(shè)的外墻保溫提供技術(shù)參考。