摘要:本文结合笔者多年的工作实践经验及实例,对通过挤塑成型水泥预制板进行了分析介绍,并对其实际外墙工程中的应用进行了分析探讨,总结了挤塑成型水泥预制板推广应用的经济及技术效益。
关键词:挤塑成型水泥预制板;工厂化生产;快速安装;应用
1.引言
挤塑成型水泥预制板即ASLOC板“ASLOC-ECP”,ECP即Extruded Cement Pannel的英文缩写。ASLOC 板是以水泥、硅酸盐以及纤维质为主要原料的绿色新型墙体材料,用先进挤塑成型工艺预制成中空型条板,最终通过高温高压蒸汽养护并成型的水泥预制板。
ASLOC板具有高强度(抗弯、抗压)、重量轻、耐火、耐候、抗震、抗冻融性、隔音、多功能性和可长期使用等特点。自上世纪70年代在日本首先开始生产并投入使用以来,有近40年的应用和发展历史,因其卓越的物理性能和材料特性一经推出就被广泛地应用于写字楼、住宅、商业设施、工厂仓库等建筑物的外墙及内隔墙中。ASLOC板以产品系列化、配套化的特点极大提高了施工效率,成为不断推进各国建筑生产工业化发展的不可缺少的建筑产品。
2.产品制造工艺流程
(1)搅拌。投入水泥、硅砂、无机质纤维等混合材料加水搅拌,不含石棉。其主要原料为水泥,使用的纤维以回收的废纸为原料,废弃产品可回收再利用。
(2)挤压成型。采用高压真空挤出成型技术将搅拌后的原料中的空气抽出进行挤塑成型。强度较高,且通过改变模具可以制作不同纹路的表面。
(3)一次养护,挤压成型。挤压成型板材在常规温度下进行养护,使其渐渐硬化,达到一定的强度。
(4)切割加工。根据施工现场所定尺寸对板材进行切割加工。
(5)二次养护。在高温高压的蒸汽中进行二次养护,使水泥发生化学反应,增加板材强度。
(6)成品处理。板材表面进行研磨、清洁等处理。
(7)检查出货。根据企业标准进行尺寸的检查及数量查点。
3.材料规格、特性
3.1 ASLOC板材规格
ASLOC板的尺寸是以标准宽度600mm为模数,最宽可达1200mm,也可以根据客户需求制成所需的规格。板材长度最长可达5m。而其厚度以60mm为主,可制成范围50~100mm。(见图1)
ASLOC板的比重为1.9,厚度为60mm的板材的重量为60~70kg/m2,比一般的预制混凝土制品要轻许多。板材抗弯强度是混凝土的5倍,抗压强度是混凝土的2倍。因板材吸水率低于18%,材料本身不需要特殊的外加防水处理,并具有优异的抗冻融性。
图1 ASLOC板样品示例
ASLOC板物理性能见下表-表1:
3.2 ASLOC板材种类
ASLOC板根据表面形状进行种类分类见下表-表2:
品种断面形状
平面性墙板:
表面平滑的墙板宽度600~1200mm
花纹型墙板:
表面有条纹和图案的墙板宽度600~1000mm
瓷砖型墙板:
表面有贴瓷砖用沟槽墙板宽度600mm
3.3 ASLOC板材特性
(1)强度高:
ASLOC板材强度高、刚性大,能支承较大的跨度。安装中可以节省大量的龙骨用量,并且大幅度降低工时,具有极强的经济性。安装采用中间无横龙骨、梁间或立柱间两端支持的干挂结构。竖向排板使用专用Z 形扣件将板材固定在龙骨上,龙骨连接到结构梁上。横向排板使用同样的连接方式,将龙骨固定在立柱上。(见图2、3)
图2 ASLOC体系平面图
图3 ASLOC体系立面图
(2)重量轻:
源于ASLOC板的中空结构,板材重量轻,不需要大型的起重机械即可进行施工,便于安装,现场适用性强。
(3)经济性:
ASLOC板材重量轻,不需要大型的起重机械即可施工,施工速度是传统工艺的6~8倍;还可以减轻建筑物的结构和基础的负担,墙体重量比传统墙体材料下降20%~30%,从而降低建筑物基础投资。另外只需板材两端支持四点连接,施工和辅材等的费用及周期将大大减少,现场干作业,施工不受季节的约束,能够延长现场的施工作业期。
(4)大尺寸:
ASLOC板材重量轻的好处可使板材加工的单元尺寸相对较大,长度最长可达5m,宽度以600mm为标准,最宽可达1200mm。在墙体立面设计上,板材单元尺寸大,所构成的墙面拼缝较少,视觉效果整齐干净、富于力度与节奏感。
(5)抗震性:
在地震等自然灾害的影响下,建筑物的结构构件会随之发生位移变化,如果位移较大就有可能使固定于其结构体上的墙板发生断裂甚至脱落现象。ASLOC 板与框架结构间采用柔性连接的设计及标准施工,其安装固定采用独特的“Z”字形夹具,能有效吸收地震中的所产生的层间位移,在地震中能够有效地规避板材断裂或脱落现象的发生。
(6)耐候性:
ASLOC板材由于采用真空高压的挤塑成型技术使得材质紧密,表面吸水率低,不需要做另外的防水处理即可直接使用。同时由于其吸水率低,抗冻融性较佳,使用寿命长且性能稳定,可广泛应用于各种气候条件。
(7)耐火性:
ASLOC板以水泥为主料,本身即为无机材料,属不燃材料,不管作为外墙或内墙均能满足相应的耐火时限的要求。
(8)隔声性:
由于ASLOC板的中空结构,板材具有良好的隔声性能,且其隔声性能从低音区域到高音区域均有较理想的表现。
(9)装饰效果多样性:
ASLOC板材种类较多,使用灵活。ASLOC素面板的表面光滑且不加任何装饰,纯灰色的本色给人一种干净明快的感觉;压花板可模仿天然岩石的纹理,立体感很强;条纹板由于挂板的尺寸大,给人一种条理感、节奏感。除素面板之外,板材表面不仅可以用涂料做均匀平涂,突出其干净利落的装饰效果,而且可以通过改变模具或借助滚压工艺实现各种浮雕般的装饰效果。
(10)环保性:
ASLOC板材料构成中不含石棉,是绿色环保建材制品。
(11)节能性:
根据建筑节能设计要求,可在ASLOC板材制造过程中,在其表面贴上保温隔热材料加工制成隔热板材。采用环保型非氟化物原料的保温隔热材料,形成外保温系统,运至现场后采用干式施工方法进行安装。(见图4、5)
图4 ASLOC板保温体系 图5 ASLOC板保温体系
4.ASLOC板在外墙工程中的实际应用
4.1工程概况
某制药厂进行二期扩建,二期建筑设计与一期原有建筑通过2个空中连廊进行全封闭连接。空中连廊主体结构为钢结构体系,楼面为组合钢承板,连廊长度近40m。空中连廊外墙采用ASLOC板幕墙体系,板块宽度500,长度4200,间隔2500(每5块标准板)布置采光外窗。板材选用一块素面平板与一块竖向条纹板之间间隔布置的方式,在整个立面效果上营造出强烈的韵律感、节奏感。外墙面积总计700m2,幕墙工程计划工期18日历天。
4.2施工工艺流程
4.3施工技术方案
4.3.1材料进场运输
ASLOC板按照单元重量进行捆包后通过货运卡车运至现场,根据空中连廊的位置采用汽车吊直接垂直吊运至一期屋面。在空中连廊下方的一期屋面上设置临时堆放场地,集中堆放,由屋面吊点至堆放点采用四轮台车、油压拖板车等人工运输。
在临时堆放场地,对每块ASLOC板进行Z型扣件的预安装。事先安装好Z型扣的板材最后按照单块运输至外墙安装作业点时,使用专用的U型二轮车等小型搬运工具,且须有2人以上进行平衡安全搬运。
运输及堆放注意要点:
(1)ASLOC板的堆放场地须确保干燥、平坦的基本原则。
(2)卸货搬运时注意勿与地面直接接触,不可采用易造成板材扭曲、翻转的堆放方式,避免板材变形、龟裂等问题的发生。
(3)ASLOC板长度≤4m时,应在板端部以内L/5的位置左右各放置1根枕木。枕木长度大于板材,且须水平放置。
(4)ASLOC板长度超过4m时,应在板端部以内300的位置左右及中央各放置1根枕木,形成三点支撑的结构。中间枕木高度不可高于两侧枕木,否则易造成板材破损。
(5)板材堆放高度,地面往上不超过1m。
(6)板材堆放在室外,应在地面事先铺设塑料布,防止地面污水及脏污污染板面。另外在板材上方覆盖一层保护用塑料布并有防风措施。
4.3.2基座钢龙骨安装
空中连廊外墙ASLOC板为纵向排布,每块板材上下2端各2个Z型扣件固定于上下2根平行水平主龙骨(通长50×50×6角钢),而主龙骨与主体钢梁之间通过间隔600~900的连接用角铁焊接固定,其中上部连接角铁规格为L-50×50×6(L=180)@900,下部为L-50×50×6(L=180)@600。(见图6)
图6 空中连廊ASLOC外墙板剖面图
外墙上的门窗洞口等部分需进行龙骨加强,根据洞口宽度尺寸采用角铁加强与上下平行的2根主龙骨焊接固定,再根据洞口高度尺寸附加水平加强龙骨。洞口加固处理详见图7、8:
图7 外墙窗洞节点图
图8 外墙窗洞节点图
4.3.3 ASLOC板材安装
4.3.3.1安装Z型扣件
(1)放样:确认施工图及基座龙骨的位置后,在ASLOC板的背面标出拟安装Z型扣件的螺栓开孔的位置。开孔位置在ASLOC板上下左右四个角落弹出十字交点,基本上交点的位置应落在ASLOC板的第1~2个内部空腔上空。
(2)开孔:在放样位置使用电钻工具开孔,与板面呈直角。钻孔时避免破坏ASLOC板内部结构。(见图9)
(3)安装:从开孔部位近端的板材空腔外侧插入四角垫片后,位置对准开孔处(即拟安装Z型扣件处),螺母拧入将Z型扣件与空腔内的四角垫片连成一体。(见图10)
(4)临时固定:为避免板材安装时撞到基座龙骨,应将Z型扣件的方向向内临时固定,待吊装就位后再将Z型扣反转扣住主龙骨。
图9 ASLOC板开孔 图10 Z型扣安装
4.3.3.2安装V型垫块
(1)为了加强相邻2块ASLOC板凹凸部位的咬合,在中空板的凸起部安装V型垫块。V型垫块材质为氯丁二烯橡胶。
(2)安装的位置以端部往内1m左右为原则。若ASLOC板长度超过4m,应在中间部位多加装2个V型垫块。
4.3.3.3安装接缝条
(1)为确保ASLOC板的接缝宽度及防水效果,应安装接缝止水条。
(2)接缝条安装于ASLOC板背面侧凸起部的两端,用结合剂固定。
(3)如无内部装饰时,宜考虑安装在可以被基座型钢及龙骨遮挡的接缝处。
4.3.3.4内部排水沟施工
ASLOC板纵向排布的安装施工,如需在内部加工排水沟时,宜在板材的下方切口留出宽8mm、深15mm以上的沟槽。
4.3.3.5外墙板纵向排布安装
(1)单块板做好吊装前准备工作后,通过U型2轮车运至安装位置下方。
(2)在脚手架对应ASLOC板安装位置处的小横杆延长段,事先安装固定大功率卷扬机。脚手架与墙面距离需保证卷扬机的空间需要及考虑ASLOC板的翻转可能空间。(见图11)
(3)卷扬机吊运中空板时,应使用尼龙吊带,吊带起吊前必须确认要卡住板材上部的2个Z型扣件上,并确实绑扎牢固,再开始吊运作业。
(4)中空板吊运至安装位置就位后(通过基座龙骨的单元板材标记及板材上下端部的水平统线),安装工人将Z型扣件调整角度、拧紧螺栓与基座龙骨连接牢固,确认水平、垂直度,最终将Z型扣件与基座龙骨焊接固定。(见图12)
(5)板材间接缝打胶封闭(包括门窗框周边留缝打胶)。
图13 空中连廊外墙效果 图14 空中连廊外墙效果
5.结语
通过上文对ASLOC挤塑成型水泥预制板的材料产品性能、优点简介、在实际工程中的使用及安装过程的说明,对其应用的社会效益概述如下:
5.1技术性效益
(1)ASLOC板以水泥为主要原料,通过高效率高技能的干挂式安装方法。对于ASLOC板材应用的推广,有助于水泥建材技术的发展。
(2)通过水泥建材发展的高技能化、工厂集约化,有助于减少建筑建材原料资源和生产过程中的能量损耗,向着绿色施工、绿色建筑的目标更进一步。
(3)ASLOC板对于安装基层的简单要求,适合在钢结构建筑中使用。特别适用于装饰外墙(非承重墙)和防火墙体的多重功效,有助于推广钢结构建筑的发展。
(4)由于产品为工厂化生产,集成度高,产品合格率高、质量好、性能稳定,有助于合理的施工方法和施工管理,减少施工因素对安装后墙体性能的影响。
(5)产品材质致密吸水率低,其所具备的优异抗冻融性使得建筑物外墙使用寿命长且性能稳定。产品装饰可塑性强,本色平板、花色板、压花板、条纹板、涂料装饰或粘贴瓷砖等,具有多种多样、不拘一格的装饰效果。
(6)产品适用范围不局限建筑物外墙,另外如建筑内隔墙、防火墙、外墙遮阳板、室外人行道、楼梯踏板等均可适用,如上海世博会中的世博轴及部分展馆都有实际应用。
5.2经济性效益
(1)ASLOC板是中空板结构,板材重量轻,不需要长时间使用大型起重机械即可安装施工。外墙大面积使用轻质板材可减轻建筑物结构荷载和基础负担。
(2)由于ASLOC板材质密度高、表面强度高,具备吸水率低、防冻性好,材料安定性能佳。墙体可长期稳定,不易受到严酷自然环境的影响。
(3)由于ASLOC板材在工厂内经过了高温高压的蒸汽二次养护,强度高、刚性大,能够满足较大跨度的支撑要求,节省基层钢材,提高经济效益。
(4)ASLOC板工厂化生产,现场成品安装、无湿作业,不受天气影响,不需要考虑如现浇砼结构的养护周期、砌筑结构的墙体稳定周期等因素,可大大缩短施工周期。
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论文作者:胥国娟
论文发表刊物:《防护工程》2017年第15期
论文发表时间:2017/10/18
标签:板材论文; 外墙论文; 龙骨论文; 扣件论文; 水泥论文; 预制板论文; 吸水率论文; 《防护工程》2017年第15期论文;