装配式UHPC围墙的设计与应用_林毅华.pdf

年第 期总第 期福 建 建 筑 装配式 围墙的设计与应用林毅华（福建建工集团有限责任公司 福建福州）摘 要：选择合理的原材料并优化配合比，制作出轻质、高强、高耐久的无配筋白色 栅格护栏及白色 清水混凝土立柱，实现了装配式 围墙的快速拼装。与传统的混凝土、铸铁和复合材料等 种围墙对比分析得出，装配式 围墙具有重量轻、强度高、耐久性好、无需维护、安装效率高、外观精致美观的优点，更适用于永久和半永久的围护结构；栅格护栏与铸铁护栏重量相当，而成本节省约。其相较于普通混凝土护栏，重量减轻 以上，成本仅增加，具备很好的推广和应用价值。关键词：围墙；装配式；栅格护栏；设计；应用中图分类号：文献标识码：文章编号：（）（，）：，：；作者简介：林毅华（），男，高级工程师。：收稿日期：引言目前，城市与农村房屋、厂房以及施工项目的围蔽工程中，多采用混凝土、铸铁栅格和复合材料等围墙结构，但是均存在施工维护成本高、循环利用率不高、能源物资消耗较多、污染环境等不足之处，与国家倡导大力发展绿色装配式建筑结构技术理念相悖。而超高性能混凝土（，简称）预制的建筑产品，具有自重轻、强度高、韧性好，耐久性能优异，适用性强，经济性好，易于快速成型和运输等优点，是传统围墙结构升级替代品，且符合绿色工业化建筑产品理念，已应用板材、幕墙或镂空构造，装饰或构成建筑外立面等建筑工程领域。本文提出一种新型预制装配式 围墙结构设计与制作方法，可为后续绿色装配式围护结构提供一种新的结构形式，推广应用前景广阔。装配式 围墙的设计装配式 围墙主要由清水混凝土立柱和无配筋纯白色 栅格护栏组成，其中护栏中间增设运动中的人形姿态图案，体现简约、运动、健康、时尚的风格。标准节段总体的尺寸设计为宽 高 ，其中清水混凝土立柱高度为 ，截面尺寸为 ，且在立柱上下两端距端部 处开设 的凹槽，与无配筋 栅格护栏上下横向联系杆件组装和固定；无配筋栅格护栏间距 设置 根竖向支撑杆，与图案进行组合，竖向支撑杆截面尺寸为 ，上下设置两道横向联系横杆，横杆截面尺寸为 ，围墙的基本尺寸如图 所示。年 期 总第 期林毅华装配式 围墙的设计与应用 纯白色的 原材料包括：硅酸盐白色水泥；硅灰为 含量大于 的白色硅粉；目的白色石英砂和石英粉；聚丙烯纤维，长度分别为 和 ，且抗拉强度大于 ，弹性模量高于 ；减水剂为高效聚羧酸型减水剂，减水率超过；水为饮用自来水。清水混凝土原材料包括：普通硅酸盐白色水泥；型矿粉；级粉煤灰；砂子为细度模数为 的区天然河砂；石子为 的连续级配碎石；减水剂为奈系高效减水剂，减水率约为；水为饮用自来水。（）平面图（）俯视图图 装配式 围墙的基本尺寸图（单位：）装配式 围墙配合比与制作 配合比纯白色的 采用某公司自主研发的抗压强度为 等级的，其抗折强度大于 ，弹性模量大于 ，主要配合比如表 所示。清水混凝土为 等级，其配合比如表 所示。表 白色 配合比水泥、硅灰、石英砂、石英粉减水剂聚丙烯纤维水表 白色清水混凝土配合比 水泥粉煤灰矿粉砂石减水剂水 模具标准节段围墙中间无配筋纯白色 栅格护栏采用一次性浇筑成型，模具选择可塑性强、循环重复利用率高的硅胶模具；为保证浇筑的栅格护栏整体性，对硅胶模具四周采用 型角钢作为边侧模，通过螺栓锁定进行包边约束。硅胶模具具有优良的弹性，能制作结构复杂，尺寸精细的试件，并且成本相对低廉，使用周转寿命可达到 次等优点；本次设计的硅胶模具选择厚度 的平板硅胶模具，然后依据护栏尺寸进行 厚的横、竖向杆件及运动的人行图形尺寸切割成型，整体底面最薄厚度为 ，硅胶模具成型如图 所示。围墙左右端部的清水混凝土立柱制作，选择三面（底板、左右侧立面）拼装成型的钢模板。钢模板为厚度 的 钢板，保证模具具备足够的刚度、承载力和较高的周转率。其中底模板与左右侧模板通过螺栓进行锁定，而左右侧模板上边缘设置有间隔开孔的耳板，通过长条形的拉结钢板，对左右侧模板进行锁定，立柱钢模如图 所示。图 栅格护栏硅胶模板图 清水混凝土立柱模板 无配筋纯白色 栅格护栏制作 的拌制遵循以下基本原则，具体拌制过程如图 所示。（）依据设计配合比称量干粉料（水泥、硅灰、石英砂、石英粉），聚丙烯纤维，高效减水剂和水；（）将干粉料及聚丙烯纤维一起倒入卧轴式搅拌机中，预先搅拌，该步骤能尽可能避免纤维 福 建 建 筑 年结团现象，提高拌合物中纤维的乱向分布后整体的匀质性；（）将减水剂溶入水中并搅拌均匀，然后倒入预拌混合均匀的干粉料中，搅拌约 ，形成流动均匀的 基体材料后出料。栅格护栏浇筑、养护遵循以下基本原则，具体浇筑、养护过程如图 所示。（）浇筑前需先对硅胶模具均匀涂刷水性脱模剂；浇筑过程中，边浇筑边采用橡皮锤进行适当振动，以保证密实；浇筑结束后，对 栅格护栏覆盖保温保湿薄膜，静停养护 后脱模。（）对脱模的 护栏进行蒸汽养护，控制升温速率不超过 ，至 后保持恒温 ，再以不超过 的降温速度降温至环境温度，即完成全部养护，可直接进行拼装应用。（）称取粉料及纤维（长短纤维各）（）称取水和减水剂（）预拌干粉料 （）加入融入减水剂的水（）白色 拌制完成图 白色 的制备（）涂刷脱模剂（）浇筑（）振动及抹平处理（）薄膜覆盖保温保湿（）护栏覆盖蒸汽养护（）成型护栏图 无配筋白色 栅格护栏浇筑与养护（）模板拼装并放入钢筋笼 （）清水混凝土浇筑与振捣 （）脱模（）养护成型图 围墙清水混凝土立柱制作 年 期 总第 期林毅华装配式 围墙的设计与应用 白色围墙立柱的制作清水混凝土立柱的制作如图 所示。首先，按照围墙立柱的设计尺寸进行钢模具底面及两个侧立面的组装与锁定；然后，放入由 根 的 钢筋为主筋与间距 的 箍筋组成的钢筋笼；其次，通过长条形的拉结钢板，对左右侧模板进行固定；再次，浇筑 的清水混凝土后，振捣密实并进行收面处理，待混凝土初凝后，进行土工布覆盖保湿；最后，按标准养护条件（温度，湿度）养护 后进行拆模，然后继续喷淋覆盖养护至龄期，即可将 栅格护栏与立柱承插口进行组装应用。围墙的安装 围墙标准单元由两根立柱与一片护栏组成，成型照片如图 所示。安装时，先将两根立柱立设于围墙底部基础设定位置上，并进行临时辅助固定，然后调整左右立柱间距，将 栅格护栏的上下横杆端部水平向插入立柱端部预留凹槽，最后将两根立柱嵌入式固定于围墙基础，并采用砂浆封缝即完成围墙的安装架设。图 装配式 围墙成品图片 装配式 围墙的优势与经济效益分析 优势分析（）制作安装效率高 栅格护栏及围墙立柱均在预制场内完成。其中，栅格护栏采用蒸汽养护 ，即可达到设计强度。围栏立柱及护栏重量轻，无需吊装设备，人工直接进行插入式组装，即可完成现场安装。（）外观精致美观围墙的立柱及 栅格护栏采用工厂流水线预制，其中立柱达到清水混凝土标准。栅格护栏可以为白色等多种颜色，具有很高的光洁度，且因自身高性能特质具备很强的自洁能力，护栏中间配以优美的人形运动姿态图案，更显美观。（）后期零维护围墙采用 栅格护栏与清水混凝土立柱组合，具备优异的力学性能及耐久性能，后期基本无需维护。经济效益分析选取市政工程及城市建筑中传统的装配式混凝土围墙、铸铁围墙、复合材料围墙，与 围墙进行性能指标和成本的比较，如表 表 所示。表 不同类型围墙性能指标比较不同类型围墙强度观赏性耐腐蚀使用寿命维养成本混凝土围墙高差好长低铸铁围墙较高好差一般高复合材质围墙较低好一般短高 围墙高好很好长低表 不同类型围墙护栏经济性比较围墙护栏成本统计护栏重量（）护栏价格（元）混凝土护栏 铸铁护栏 复合材质护栏 护栏 从性能指标比较可知，与传统围墙相比，围墙强度高、抗腐蚀、寿命长、观赏性好，后期维护近乎零成本；栅格护栏外形图案及颜色可多样化，精致美观，可完全融入周边建筑环境。从经济成本比较可知，围墙的护栏与铸铁护栏重量相当，但制作成本节省约，相较于普通混凝土护栏重量减轻了 以上，制作成本仅增加；围墙的护栏相较于更多应用于临时性围护的复合材质护栏，虽然重量增大较多，价格也稍贵，但其耐久性和强度性能突出，更适用于永久和半永久的围护结构中。结语（）结合简约、运动、健康、时尚的人形姿态图案，进行了纯白色装配式 围墙栅格护栏和立柱外观及基本尺寸设计。（）选择合理的原材料并优化配合比，制备出抗压强度 等级，抗折强度大于 ，弹性模量大于 的纯白色，以可塑性强、循环重复利用率高、成本低的硅胶模具，完成了轻质、高强的无配筋白色 栅格护栏的制作。（下转第 页）福 建 建 筑 年 结语本文通过对中共福建省委党校（福建行政学院）建设项目的深入研究，表明 全过程智慧造价的应用价值如下：有效分析项目投资效益及可行性，为管理者的决策提供科学依据；利用 技术的数字化交互机制，实现设计可视化，协助设计人员进行图纸深化，使得投资成本及时调整与控制；避免造成资金成本浪费及有效预防合同的造价纠纷问题；缩短建设工期，控制各方投资成本，实现公平公正。在本研究中仍然存在问题：从事工程造价人员其自身工程造价管理水平仍有待提高，应从大数据及 技术两方面着手提升；合理选择 技术，并且其整体运用仍然存在有较大的提升空间；智慧造价数据库需不断完善，以满足不同类型的需求；工程造价咨询的重心仍停留在传统的算量与计价上，想要实现造价管理的真正价值，还需更多的探索。参 考 文 献 赵平，刘广川，周婷婷，等 大数据环境下工程造价控制策略智能匹配方法 武汉大学学报（工学版），（）：李晶 大数据环境下工程造价信息化建设的解析建筑与装饰，（）：刘慧 基于大数据时代 对工程造价行业的影响与相关对策研究 工程经济，（）：贾云飞 技术在工程造价精细化管理中的应用价值 工程建设与设计，（）：林佳瑞，陈广峰 基于搜索大数据的 技术发展现状与趋势分析 施工技术，（）：宋雪纯 大数据背景下建筑工程成本管理与控制 工程管理，（）：苍雨萌 大数据时代 技术在工程造价管理中的应用探析 山西农经，（）：连永章 基于大数据和 技术的工程造价管理策略 铁道建筑技术，（）：刘颖 基于“互联网 ”的全过程工程造价管理经济师，（）：卢春燕 建设项目全过程管理 技术应用研究产业科技创新，（）：韩富庆，郭国和，黄志涵，等 基于映射关系的桥梁工程 协同造价管理研究 公路，（）：周小燕 技术在建筑工程全过程造价管理中的应用 江西建材，（）：（上接第 页）（）采用刚度强、易拆卸、尺寸精确的钢模完成了白色 清水混凝土立柱的制作，并完成了装配式 围墙的快速拼装。（）与混凝土、铸铁和复合材质围墙等 种装配式围墙对比，装配式 围墙具有重量轻、强度高、耐久性好、无需维护、安装效率高、外观精致美观等优点，更适用于永久和半永久的围护结构；栅格护栏与铸铁护栏重量相当，但制作成本节省约，相较于普通混凝土护栏，重量减轻了 以上，制作成本仅增加。参 考 文 献 杨松强，鲁万卿，魏金桥，等 预制装配式透绿围墙在厂区建设中的应用 建筑技术开发，（）：马欢，兰文德，杨定顺 浅谈预制钢筋混凝土围墙生产及应用 混凝土与水泥制品，（）：李永康，白薇 实体砌体围墙结构设计中通病及防治 工程建设与设计，（）：黄泽，刘津成，陈永强，等 装配式榫卯预制混凝土围墙节点设计与施工 建筑技术，（）：艾列奇 装配式建筑施工技术创新研究及其实践 绿色建筑，（）：黄祥，刘天舒，丁庆军 超高性能混凝土研究综述 混凝土，（）：中国混凝土与水泥制品协会超高性能水泥基材料与工程技术分会 年中国超高性能混凝土（）技术与应用发展报告（下）混凝土世界，（）：中国混凝土与水泥制品协会超高性能水泥基材料与工程技术分会 年中国超高性能混凝土（）技术与应用发展报告 混凝土世界，（）：