高温环境下铝合金整装组合模板施工技术研究

高温环境下铝合金整装组合模板施工技术研究

郑仕超

中国水利水电第十二工程局有限公司，浙江 杭州 310000

摘要：铝模作为一种后起新兴模板材料，因其良好的性能和便捷的施工条件在国内外都得到了广泛的应用，特别适用于大体量，重复性较高的工程。本文以中国电建水电十二局沙特保障房项目为依托，从施工特点、施工工艺流程及项目优化角度探究在热带沙漠高温环境下铝合金整装组合模板的施工技术及应用。项目从多个方面对比相较于传统木制模板的经济效益，体现了整装组合式铝模在特殊环境下的实用性和优越性。

关键词：铝模；整装组合；高温环境；施工技术

0 引言

纵观国内外建筑行业近年来的发展，“环保、高效、优质、安全”成为主流方向。铝模作为一种取代木制等传统模板的新兴材料，得到了长足的发展和推广。铝合金模板具有重量轻、装配和周转次数多、周转效率高等诸多优点[1]，适用于开展大体量集群式，重复性较高的工程，具备快速施工的特点。本工程为沙特民生保障房项目，房屋户型单一，重复率高，体量大，为形式比较单一的单层建筑，符合铝模大批量重复周转使用特点。但在热带沙漠的高温环境下，如此大规模使用整装组合式铝模对施工工艺及材料本身都提出较高的要求。

1高温环境下铝模整装组合施工特点

本项目中采用铝模整装组合技术施工保障房主要墙体结构。铝模施工速度快，混凝土成品质量好，得到沙特住房部的一致好评。针对铝模施工要点及高温环境属性，铝模整装组合施工具有如下特点：

1、铝模整装组合对图纸设计及材料加工精度要求极高，加工完成后需进行试拼装。考虑到模板周转使用需求，铝模并非一次消耗品，其加工精度要求较高。加工完成后由专业人员赴厂家进行现场试拼装验收。验收通过后按户型分类以整装组合的形式装船运输。如本项目共有92㎡一居室（1B），110㎡二居室（2B），140㎡三居室（3B），158㎡四居室（4B）四类户型。

2、高温环境下，铝模作为热导材料，考虑自身变形特性和高温对混凝土表面成型影响。

热带沙漠气候白昼气温高，紫外线强，且昼夜温差大，对铝模整装组合拼接提出较高要求。此外，高温下的混凝土浇筑和表面成型也作为施工主要内容加以控制。

3、铝合金模板成型精度高，混凝土表面质量好，门窗等部位均可一次成型。

得益于前期铝模极高的加工精度和良好的性能，混凝土表面质量高，避免了抹灰等湿作业，减少了工序，节省了大量的人工和材料成本。门窗、预埋构件等细小部位误差也较小，美观性高，基本可以实现一次成型不返工。

4、铝模施工整装化、模块化、机械化

沙特当地劳工技能水平低下，专业素质不高，出勤率得不到保障。铝模整装组合施工操作简单，速度快，材料无需现场加工，快速拼接，如图1所示，能快速的培养施工团队，节省教学成本，加快施工进度。

图1 铝模快速拼装

5、周转次数多达200~400次，重复使用率高。

相较于传统木模材料，铝模更能满足沙特市场条件下的材料需求，同时符合施工节能环保要求，满足本项目集群式、重复性高的施工特点要求，满足项目经济性要求。

6、铝模整装组合设计为快拆体系，拆解方便

销钉、扣件、螺栓的大量应用使得铝模整装组合体系具备快拆特点[2]，人员专业水平要求较低。快拆可以加快周转频率，节省工期，节约材料成本。

2高温环境下铝模整装组合施工技术研究

2.1 高温环境下铝模整装组合施工工序

铝模体系设计→厂内试拼装→材料运输及开箱→定位放线→墙柱钢筋绑扎及验收→墙柱铝模及支撑安装→屋面铝模及支撑安装→模板检查及加固→梁板钢筋、预埋件绑扎及验收→混凝土浇筑及养护→模板及支撑拆除→拉片孔封堵

2.2高温环境下铝模整装组合施工技术要点

1、本项目采用成熟铝合金模板设计程序，针对每个建筑物模板的符合性验算，结合户型结构特点和功能性的要求，进行铝模面板材料、加劲肋、支撑体系及连接件的精准加工和试拼装。以整装组合的方式满足每一型结构的拼装组合要求。

2、通过销钉片进行模块板的连接和固定[3]；通过可重复利用的高强度拉片及拉片套管对墙体对拉加固和定位；通过可调节的钢管支持进行板、梁的支撑保证了体系的稳定性；通过方通钢管及支撑钢管对整个体系进行支撑。从而达到模板体系的整体性、稳定性、高精度。

3、针对沙特高温环境，本项目采用遮阳降温，松模保湿及洒水等方式，控制铝合金模板自身变形，加强混凝土养护，提高混凝土表面成型质量。

2.3  高温环境下铝模整装组合施工流程

2.3.1铝模设计及生产

铝模整装组合加工精度要求极高，生产前应提供铝模厂家包含：建筑、结构、水电、暖通在内全套图纸。铝模厂家根据图纸进行设计计算，深化设计车间加工图、现场安装图、铝模VR四维图、铝模配模设计及计算书等材料。

该工程铝模体系由混凝土面板模板（墙模板、梁模板和底模板）、支撑体系（墙体对撑和楼面独立支撑）和连接体系（楔片，销钉）三大部分组成。铝模在取材下料后经过冲孔、焊接等工艺制成半成品，之后经过检查验收后清洗包装。此后在厂家进行试拼装，确认产品合格后装箱海运至施工现场。

2.3.2 铝模首层施工

铝模首层施工时应在上一层浇筑混凝土前，在窗台部位按照构造配筋进行钢筋预埋。在剪力墙根部放置板厚控制件，确保剪力墙根部平整度，避免在墙柱模板安装过程中出现混凝土地面高低不平现象。梁板铝模铺设完成后，在模板上标出相应位置并预埋对撑预埋件。

楼面砼浇筑完成后，在距楼面板50~100mm钢筋处根据所弹墙线焊接墙厚定位钢筋，如图1所示。砼浇筑完毕后，及时将1m标高线在剪力墙钢筋上标识出，每道剪力墙角边钢筋均需给出标高点，墙体长度超过3m须在墙中部钢筋添加一个标高点，每个标高点间距为1.5m~2m，以便于楼层高度的检查控制。同时在下一层铝模单只顶上标出1m线对标高进行复检。                    

2.3.3 墙体钢筋绑扎及模板安装

按设计要求绑扎好墙柱等竖向钢筋、横向箍筋，进行水电管路及其他预埋件的埋设，并考虑穿墙拉杆，混凝土表面衔接等影响复测标高和位置。

及时对钢筋、预埋件等隐蔽工程验收，通过后方可进行封模作业。内墙模板安装时从阴角处开始，按模板编号顺序向两边延伸，加以临时的固定支撑（用木方、钢管等）；横向拼接的模板端部插销必须从上而下钉上，避免振捣混凝土时震落；安装另一侧墙模时，在对拉螺栓孔位置把尺寸相符的内支撑条垂直放置在剪力墙的钢筋上，检查拉片穿过是否有钢筋挡住，两侧模板拉片孔位必须在同一水平面。

2.3.4 铝模及支撑安装

先将梁底模板在楼面进行预拼装，将梁底模板连接成整体。

1.在楼板面上把已清理干净的梁底板、早拆头、阴角模，按编码图进行拼装，注意早拆头的支撑必须与下层的梁底支撑在同一垂直中心线上，以保证混凝土结构的安全。

2.安装梁底板时须2人协同作业，一端一人托住梁底的两端，站在操作平台上，用插销把阴角模与墙板连接。如梁底过长，除两人装梁底外，另有一人安装梁底支撑，以免梁底模板超重下沉，使模板早拆头变形和影响作业安全。

3.调节刚支撑将梁底调平后，安装梁侧模板，所有横向连接的模板，插销必须由上而下插入，以免在浇砼捣振时插销震落，造成爆模和影响安全。

4.将梁侧模放置于梁底模对应位置上，对上销钉孔，用销钉连接，梁侧模按编号依序安装；梁侧模与梁底模相连时，每块侧模两端必须打销钉，销钉间距不超过300mm，销钉大头朝上；相邻侧模最上、下必须打销片。高度≥600的外梁，应在梁钢筋板扎完毕后安装外侧模板。外侧模采用对拉螺杆加固，螺杆间距≤800mm。

墙梁顶部的阴角模安装完成后安装楼面龙骨，应做到随安随撑；之后安装楼面板，楼面龙骨早拆头下的支撑杆应垂直，无松动。顶板安装完成后，调整刚支撑。

2.3.5 检查及加固

铝合金整装组合模板安装完成后应对模板轴线、外形尺寸、标高等进行复测，确保安装误差控制在允许范围内，应具有足够的承载能力、刚度和稳定性，能承受新浇混凝土的自重和侧压力以及在施工过程中所产生的荷载。必要时应增加支撑数量。

要充分检查铝模板面平整度及接缝严密程度，当接缝较大时，应通过加密销钉的方式进行封堵，以免浇筑过程中产生漏浆。

2.3.6 混凝土浇筑

混凝土浇筑时应从出料口向四周扩散浇筑，防止铝模板产生整体移位。应先浇筑墙柱，后进行梁板浇筑。梁板混凝土浇筑，先浇注梁，根据梁高分层浇注成阶梯形，当达到板底位置时再与板的混凝土一起浇筑，随着阶梯形不断延伸，梁板混凝土浇注连续向前进行。

浇筑完成后为保证混凝土质量，提高混凝土表面成型美观，及时开展混凝土养护工作，沙特为热带沙漠气候常年高温干燥，为减少干热影响，养护初期对铝模表面进行适当洒水降温，屋面应采用蓄水养护法，松动墙体及梁柱模板，使屋面水分渗漏至铝模与混凝土缝隙内。

2.3.7 铝模拆除

拆模时间：不承重的侧模板，包括梁、柱墙的侧模板，只要混凝土强度保证其表面、棱角部不因拆模而受损坏，即可拆模。一般墙体大模板在常温条件下，混凝土强度不宜低于1.2MPa，即可拆模。

顺序：铝模拆除应按照墙柱侧模-梁板-顶模-支撑杆的顺序进行。根据施工现场的温度情况，在混凝土达到初凝后，墙体强度达到12N/mm2(20℃以上气温时8小时)，必须及时松动穿墙拉杆，并将模板与所浇筑的混凝土墙体脱离，防止混凝土与模板表面粘结，为拆模作好准备。

2.4 本项目铝模施工优化

1、对拉螺杆铝模施工工艺优化调整为拉片铝模施工工艺

拉片本体配合销子等可方便快速的将内、外墙板锁紧固定，避免在浇入混凝土时产生的震动和形成的压力影响墙厚，混凝土成型质量得到提升。拉片使用操作简单，拉片套管同墙厚一致，节省顶撑。拉片不需要在模板面板上开孔，而是在铝模板边肋上铣槽，通过销钉安装在铝模板拼缝位置，连接两侧模板，对称性好，拼缝严密，成型效果更好[4]。

2、铝模斜撑优化调整为对撑

经现场试验并结合工人功效改进施工方法及支撑体系，由原来的斜撑改为对撑。施工过程中节约40%安装时间，更好地控制结构尺寸及标高调校，操作方便，整体性提高，规避了斜撑钻孔植筋对筏板内预埋管道造成的风险，并且对撑体系钢管周转使用利于降低成本。

3、针对高温环境铝模施工的特殊优化

针对高温环境，对铝模采取进行洒水、遮阳降温，松模保湿等措施。铝模涂刷油性脱模剂，适当增加涂刷厚度。挑选一天中气温较低时拧紧螺栓、扣件。拼装完成后尽快浇筑混凝土减少暴晒时间。浇筑完成后尽快蓄水养护，一定时间后松动墙体及梁柱模板，使屋面水分逐步渗漏至铝模与混凝土缝隙内，如图2，保证混凝土表现成型质量。

图2 混凝土一次成型质量

2.5 经济效益分析

针对本项目集群式、重复性高的施工特点，结合沙特阿拉伯市场环境因素考虑，分别从直接成本、工期及施工技术角度同传统木制模板进行对比。对比结果如下：

2.5.1 直接成本分析

注：以上为每建筑平米单层房屋的计算结果，本项目共计28250㎡，合计节约：8079500元。

2.5.2 工期分析

按照1B-1B（184㎡）户型进行分析，木模体系使用人工为40人*5天=200个工日；铝模体系使用人工为40人*2天=80个工日。即每平米节省工日约：0.65个，共计节约工日约：18362个，按照120人的木工队伍进行计算，采用本工法，共计节约工期约：150天。

2.5.3 施工技术分析

根据沙特当地的劳务大多来自于巴基斯坦、孟加拉、尼泊尔等国家，大部分工人没有学历，无技能培训，木模板立模方式几乎不能胜任，速度慢，精度低，质量问题频发，返工和维修量大。采用铝模体系，此部分工人能经过简单的培训即可上岗，对人员要求较低，能迅速的形成专业化产能，加快了施工进度，提高了质量。

结论

本文通过对沙特项目铝合金整装组合模板实际应用的描述，给出了整装组合铝模的适用条件，梳理出高温环境下整装组合铝模的施工流程、技术特点及项目优化方向。整装组合铝模在高温沙漠环境下的大规模实际应用展示了该项施工技术在特殊环境下的成熟性和可靠性，同时节约成本，缩短工期，具有较明显的经济效益[5]，为后续类似项目开展起到一定的借鉴作用。

参考文献

[1]洪振冬.铝模施工技术及质量控制要点研究[J].中国建筑金属结构,2022(08):20-22.

[2]王斌.铝合金模板体系早拆技术研究及工程应用[J].大众标准化,2020(24):164-165.

[3]冯春飞.高层建筑工程中的铝模全现浇外墙施工技术探究[J].江西建材,2022(05):154-155+160.

[4]苏永红.拉片式铝合金模板体系在住宅工程中应用探索[J].四川水泥,2020(09):59-60.

[5]仇志敏,曹大龙,刘君.基于铝模深化设计与施工一体化技术的应用研究[J].重庆建筑,2022,21(12):42-44.

作者简介：郑仕超（1993.08-），男，浙江杭州人，研究生，中级工程师，从事建筑结构及施工管理，新能源业务等方面的工作。