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自密实混凝土夹芯保温墙板技术改进
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内容提示：自密实混凝土夹芯保温墙板体系是一种新型的具有保温隔热效果的复合墙板体系。该体系具有抗震性能好,自重轻,保温隔热性能良好,达到了国家规定50%的节能要求,是对我国绿色建筑结构体系的必要补充。然而该体系在施工过程中还存在着施工工艺复杂和保温性能不够理想等缺点。针对自密实混凝土夹芯保温墙板存在的问题,探讨其施工工艺,提出了相应的改进措施。
0 前言
自密实混凝土夹芯保温墙板体系是一种新型的具有保温隔热效果的复合墙板体系，是一种新的承重剪力墙，主要用于建筑外围护墙及分户墙。该墙板以三维空间钢筋网作骨架，内含 5 cm 厚聚苯乙烯泡沫板作芯材，内、外侧分别浇筑自密实混凝土层，并由空间斜插筋连接协同工作，共同承担剪力、大部分竖向荷载及部分弯矩[1]。该体系抗震性能好，自重轻，保温隔热性能良好，达到了国家规定 50%的节能要求，是对我国绿色建筑结构体系的必要补充。目前该技术取得了一定的理论研究成果，在国内外得到了应用[2-5]。然而与传统的墙体相比，此类墙体还存在着施工工艺繁琐、构造复杂、保温性能不够理想等缺点。因此，为了推广这种新型结构体系，有必要对该结构体系进行相应的技术改进，从而满足绿色节能建筑的发展要求。（参考《建筑中文网》）
1 自密实混凝土夹芯保温墙板特点
1.1 自密实混凝土夹芯保温墙板的优点
自密实混凝土夹芯保温墙板结构示意见图 1。
图 1 自密实混凝土夹芯保温墙板结构示意
其具有以下优点：
（1）节能效果佳
有关研究表明，170 mm 厚夹芯保温墙板的热阻值高于0.70 m·2K/W，比等厚砖混墙体的热阻提高 200%左右。此外，170 mm 厚夹芯保温墙板作为外墙板，如果内外侧都采用保温砂浆抹面，其传热系数仅为 0.57 W（/m2·K）左右。
（2）抗震性能好
自密实混凝土夹芯保温墙板体系自重较砖混结构减轻约45%，故将极大地减小水平地震力对建筑物的破坏，由于该体系整体性强，抵抗地震力的能力强，其抗震性能相当于砖混结构的 1.6～2.5 倍，优于框架结构[6]。
（3）提高了住宅的实用性和舒适性
砖混结构只适合建造小开间的房屋，不宜任意分割改造。而夹芯保温墙板体系除隔户墙及外墙为永久性隔墙外，其余均可按大开间设计，可进行任意分割，以适应人们不同的需求，满足不同的使用功能，提高住宅的使用效率，扩大住房使用面积 8%～10%。
住宅的舒适性包括隔声、保温、隔热，随着人们生活水平的提高，正越来越为人们所注重。作为夹芯保温墙板体系外墙、隔户墙及楼板内夹聚苯乙稀泡沫板，增强了保温效果，整个结构体系隔声、耐火、保温隔热性明显优于其它结构，提高了住宅的舒适性。
（4）性价比高
虽然单从造价方面考虑夹芯保温墙板体系没有优势，但由于其抗震性能好，墙体薄，住房净面积大，而且其后期使用维修费用也明显低于其它结构形式，具有很高的性价比。
1.2 自密实混凝土夹芯保温墙板的缺点
（1）由于目前自密实混凝土夹芯保温墙板外侧钢筋混凝土层较薄，致使其施工工艺复杂，造价较高，不利于其推广应用。目前保温墙板有整体现浇和一侧预制一侧现浇 2 种施工工艺。整体现浇施工工艺要求保温墙板两侧混凝土同时浇筑，由于较薄一侧混凝土厚度很薄，同时存在钢筋网片、斜插钢筋、附加连接钢筋，并且无法振捣，致使较薄一侧混凝土极易不密实，蜂窝麻面不可避免，大面积的空洞也很常见，影响工程质量。整体现浇施工工艺要求竖向构件浇筑时混凝土采用自密实混凝土，这种混凝土对骨料和配比变化非常敏感，易发生离析和流动性损失的情况，配制技术要求很高，价格较普通混凝土高很多，容易造成工期的延误并导致造价提高。
一侧预制一侧现浇工艺将较薄侧混凝土预制好后整体吊装，安装就位后浇筑较厚侧及边缘构件的混凝土，这种施工工艺简单易行，对施工单位要求不高，但是由于内外侧混凝土之间形成了后浇带，混凝土极易在此开裂，影响建筑物美观的同时使夹芯保温墙板体系丧失了保温层耐久性好这个最主要的优点。
（2）由于目前夹芯保温墙板的插筋形式均为斜插钢筋，大量的斜插钢筋破坏了保温层的完整，同时也由于钢材是热的良导体，大量的斜插钢筋直接形成了冷热桥，造成了夹芯保温墙板的保温性能不够理想。
（3）由于目前夹芯保温墙板边缘构件（如图 2 所示）及层高处的节点采用了减薄聚苯板厚度的做法（如图 3 所示），致使夹芯保温墙板的交接部位容易形成冷热桥，降低了墙体的保温效果。
图 2 自密实混凝土夹芯保温墙板边缘构件构造
图 3 自密实混凝土夹芯保温墙板于楼层标高处的暗梁构造
2 自密实混凝土夹芯保温墙板技术改进
（1）对夹芯保温墙板的承载能力进行研究，通过实验更改目前夹芯保温墙板的一侧薄一侧厚的做法，改进后两侧厚度一致（如图 4 所示），使其施工更为方便可行。
图4 自密实混凝土夹芯保温墙板改进做法
（2）在满足墙体稳定及承载力要求的前提下，采用较大直径的斜插钢筋，减少钢筋根数，研究插筋密度对混凝土的阻挡及对保温板的损伤带来的热传导损失。同时将插筋形式由最初的斜插方式改为垂直插筋（见图 4）。垂直插筋长细比最小，从而提高了构件的刚度，防止构件在受压时发生失稳，同时也降低了能量耗散。
（3）更改目前自密实混凝土夹芯保温墙板中的边缘构件及层高处的节点做法（如图 5、图 6 所示），使得聚苯板厚度不被削弱，阻止冷热桥的产生，提高了夹芯保温墙板的保温性能，改进了施工工艺。
图 5 自密实混凝土夹芯保温墙板改进后的边缘构件构造
图 6 改进后的自密实混凝土夹芯保温墙板于楼层标高处暗梁构造
3 结语
（1）自密实混凝土夹芯保温墙板体系是一种新型的具有保温隔热效果的复合墙板体系。该体系抗震性能好，自重轻，保温隔热性能良好，达到了国家规定 50%的节能要求，是对我国绿色建筑结构体系的必要补充。
（2）自密实混凝土夹芯保温墙板体系中尚存在施工工艺复杂和保温性能不够理想等缺点，为此提出相应的改进措施，改进两侧混凝土的浇注厚度、插筋形式以及节点的构造措施，使得自密实混凝土夹芯保温墙板保温性能得到提高，施工工艺更为简便，可作为一种新型墙板应用于实际工程。
参考文献：
[1] 李全云．框剪复合保温板结构体系与住宅节能[J]．建筑节能，2004（3）：39-41.
[2] 姚纪良，赵志成，张明祥.钢丝网架水泥聚苯板承重建筑设计技术研究[J].新型建筑材料，1997（12）：24-26.
[3] Bush T D，Wu Z Q.Flexural analysis of prestressed concretesandwich panels with truss connectors[J].PCI Journal，1998，3（5）：78-98.
[4] Benayoune A，Samad A A A，Abang Ali A A. Response of pre-cast reinforced composite sandwich panels to axial loading [J].Construction and Building Materials，2007，21（3）：677-685.
[5] Benayoune A，Samad A A A，Trikha D N.Structural behaviourof eccentrically loaded precast sandwich panels[J]. Constructionand Building Materials，2006，20（9）：713-724.
[6] 王春梅，崔晓伟.CL 体系的施工技术[J].建筑技术，2005，36（7）：500-501. 来源: 《建筑中文网》.
自密实混凝土夹芯保温墙板体系是一种新型的具有保温隔热效果的复合墙板体系，是一种新的承重剪力墙，主要用于建筑外围护墙及分户墙。该墙板以三维空间钢筋网作骨架，内含 5 cm 厚聚苯乙烯泡沫板作芯材，内、外侧分别浇筑自密实混凝土层，并由空间斜插筋连接协同工作，共同承担剪力、大部分竖向荷载及部分弯矩[1]。该体系抗震性能好，自重轻，保温隔热性能良好，达到了国家规定 50%的节能要求，是对我国绿色建筑结构体系的必要补充。目前该技术取得了一定的理论研究成果，在国内外得到了应用[2-5]。然而与传统的墙体相比，此类墙体还存在着施工工艺繁琐、构造复杂、保温性能不够理想等缺点。因此，为了推广这种新型结构体系，有必要对该结构体系进行相应的技术改进，从而满足绿色节能建筑的发展要求。（参考《建筑中文网》）
1 自密实混凝土夹芯保温墙板特点
1.1 自密实混凝土夹芯保温墙板的优点
自密实混凝土夹芯保温墙板结构示意见图 1。
图 1 自密实混凝土夹芯保温墙板结构示意
其具有以下优点：
（1）节能效果佳
有关研究表明，170 mm 厚夹芯保温墙板的热阻值高于0.70 m·2K/W，比等厚砖混墙体的热阻提高 200%左右。此外，170 mm 厚夹芯保温墙板作为外墙板，如果内外侧都采用保温砂浆抹面，其传热系数仅为 0.57 W（/m2·K）左右。
（2）抗震性能好
自密实混凝土夹芯保温墙板体系自重较砖混结构减轻约45%，故将极大地减小水平地震力对建筑物的破坏，由于该体系整体性强，抵抗地震力的能力强，其抗震性能相当于砖混结构的 1.6～2.5 倍，优于框架结构[6]。
（3）提高了住宅的实用性和舒适性
砖混结构只适合建造小开间的房屋，不宜任意分割改造。而夹芯保温墙板体系除隔户墙及外墙为永久性隔墙外，其余均可按大开间设计，可进行任意分割，以适应人们不同的需求，满足不同的使用功能，提高住宅的使用效率，扩大住房使用面积 8%～10%。
住宅的舒适性包括隔声、保温、隔热，随着人们生活水平的提高，正越来越为人们所注重。作为夹芯保温墙板体系外墙、隔户墙及楼板内夹聚苯乙稀泡沫板，增强了保温效果，整个结构体系隔声、耐火、保温隔热性明显优于其它结构，提高了住宅的舒适性。
（4）性价比高
虽然单从造价方面考虑夹芯保温墙板体系没有优势，但由于其抗震性能好，墙体薄，住房净面积大，而且其后期使用维修费用也明显低于其它结构形式，具有很高的性价比。
1.2 自密实混凝土夹芯保温墙板的缺点
（1）由于目前自密实混凝土夹芯保温墙板外侧钢筋混凝土层较薄，致使其施工工艺复杂，造价较高，不利于其推广应用。目前保温墙板有整体现浇和一侧预制一侧现浇 2 种施工工艺。整体现浇施工工艺要求保温墙板两侧混凝土同时浇筑，由于较薄一侧混凝土厚度很薄，同时存在钢筋网片、斜插钢筋、附加连接钢筋，并且无法振捣，致使较薄一侧混凝土极易不密实，蜂窝麻面不可避免，大面积的空洞也很常见，影响工程质量。整体现浇施工工艺要求竖向构件浇筑时混凝土采用自密实混凝土，这种混凝土对骨料和配比变化非常敏感，易发生离析和流动性损失的情况，配制技术要求很高，价格较普通混凝土高很多，容易造成工期的延误并导致造价提高。
一侧预制一侧现浇工艺将较薄侧混凝土预制好后整体吊装，安装就位后浇筑较厚侧及边缘构件的混凝土，这种施工工艺简单易行，对施工单位要求不高，但是由于内外侧混凝土之间形成了后浇带，混凝土极易在此开裂，影响建筑物美观的同时使夹芯保温墙板体系丧失了保温层耐久性好这个最主要的优点。
（2）由于目前夹芯保温墙板的插筋形式均为斜插钢筋，大量的斜插钢筋破坏了保温层的完整，同时也由于钢材是热的良导体，大量的斜插钢筋直接形成了冷热桥，造成了夹芯保温墙板的保温性能不够理想。
（3）由于目前夹芯保温墙板边缘构件（如图 2 所示）及层高处的节点采用了减薄聚苯板厚度的做法（如图 3 所示），致使夹芯保温墙板的交接部位容易形成冷热桥，降低了墙体的保温效果。
图 2 自密实混凝土夹芯保温墙板边缘构件构造
图 3 自密实混凝土夹芯保温墙板于楼层标高处的暗梁构造
2 自密实混凝土夹芯保温墙板技术改进
（1）对夹芯保温墙板的承载能力进行研究，通过实验更改目前夹芯保温墙板的一侧薄一侧厚的做法，改进后两侧厚度一致（如图 4 所示），使其施工更为方便可行。
图4 自密实混凝土夹芯保温墙板改进做法
（2）在满足墙体稳定及承载力要求的前提下，采用较大直径的斜插钢筋，减少钢筋根数，研究插筋密度对混凝土的阻挡及对保温板的损伤带来的热传导损失。同时将插筋形式由最初的斜插方式改为垂直插筋（见图 4）。垂直插筋长细比最小，从而提高了构件的刚度，防止构件在受压时发生失稳，同时也降低了能量耗散。
（3）更改目前自密实混凝土夹芯保温墙板中的边缘构件及层高处的节点做法（如图 5、图 6 所示），使得聚苯板厚度不被削弱，阻止冷热桥的产生，提高了夹芯保温墙板的保温性能，改进了施工工艺。
图 5 自密实混凝土夹芯保温墙板改进后的边缘构件构造
图 6 改进后的自密实混凝土夹芯保温墙板于楼层标高处暗梁构造
3 结语
（1）自密实混凝土夹芯保温墙板体系是一种新型的具有保温隔热效果的复合墙板体系。该体系抗震性能好，自重轻，保温隔热性能良好，达到了国家规定 50%的节能要求，是对我国绿色建筑结构体系的必要补充。
（2）自密实混凝土夹芯保温墙板体系中尚存在施工工艺复杂和保温性能不够理想等缺点，为此提出相应的改进措施，改进两侧混凝土的浇注厚度、插筋形式以及节点的构造措施，使得自密实混凝土夹芯保温墙板保温性能得到提高，施工工艺更为简便，可作为一种新型墙板应用于实际工程。
参考文献：
[1] 李全云．框剪复合保温板结构体系与住宅节能[J]．建筑节能，2004（3）：39-41.
[2] 姚纪良，赵志成，张明祥.钢丝网架水泥聚苯板承重建筑设计技术研究[J].新型建筑材料，1997（12）：24-26.
[3] Bush T D，Wu Z Q.Flexural analysis of prestressed concretesandwich panels with truss connectors[J].PCI Journal，1998，3（5）：78-98.
[4] Benayoune A，Samad A A A，Abang Ali A A. Response of pre-cast reinforced composite sandwich panels to axial loading [J].Construction and Building Materials，2007，21（3）：677-685.
[5] Benayoune A，Samad A A A，Trikha D N.Structural behaviourof eccentrically loaded precast sandwich panels[J]. Constructionand Building Materials，2006，20（9）：713-724.
[6] 王春梅，崔晓伟.CL 体系的施工技术[J].建筑技术，2005，36（7）：500-501. 来源: 《建筑中文网》.
原文网址：http://www.pipcn.com/research/201001/14258.htm
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