淺談石膏材料在裝配式建筑中的應(yīng)用及成功案例分析2016.doc

淺談石膏材料在裝配式建筑中的應(yīng)用及成功案例分析Chaper 1 裝配式建筑將成為主流2016年2月21日中共中央國務(wù)院關(guān)于進一步加強城市規(guī)劃建設(shè)管理工作的若干意見提出，力爭用10年左右時間，使裝配式建筑占新建建筑的比例達到30%。住房城鄉(xiāng)建設(shè)部有關(guān)人士透露，根據(jù)建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展綱要的要求，到2020年，裝配式建筑占新建建筑的比例20%以上，直轄市、計劃單列市及省會城市30%以上，保障性安居工程采取裝配式建造的比例達到40%以上。新開工全裝修成品住宅面積比率30%以上。直轄市、計劃單列市及省會城市保障性住房的全裝修成品房面積比率達到50%以上。到2020年，基本形成適應(yīng)建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化的市場機制和發(fā)展環(huán)境、建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化技術(shù)體系基本成熟，形成一批達到國際先進水平的關(guān)鍵核心技術(shù)和成套技術(shù)，建設(shè)一批國家級、省級示范城市、產(chǎn)業(yè)基地、技術(shù)研發(fā)中心，培育一批龍頭企業(yè)。到2025年，建筑品質(zhì)全面提升，節(jié)能減排、綠色發(fā)展成效明顯，創(chuàng)新能力大幅提升，形成一批具有較強綜合實力的企業(yè)和產(chǎn)業(yè)體系。據(jù)不完全統(tǒng)計，目前全國已有30多個省市出臺了裝配式建筑專門的指導(dǎo)意見和相關(guān)配套措施，不少地方更是對裝配式建筑的發(fā)展提出了明確要求。越來越多的市場主體開始加入到裝配式建筑的建設(shè)大軍中。在各方共同推動下，2015年全國新開工的裝配式建筑面積達到3500萬平方米4500萬平方米，近3年新建預(yù)制構(gòu)件廠數(shù)量達到100個左右。伴隨著該項政策的推行，不難看出，住宅產(chǎn)業(yè)化正大范圍推向市場，“像搭積木一樣造房子”的新型綠色節(jié)能建造方式正逐步取代傳統(tǒng)的混凝土現(xiàn)澆建筑模式，是整個建筑業(yè)一次深刻的技術(shù)革新。我國房屋建筑材料中45-75%是墻體材料，作為建筑行業(yè)中重要的組成部分墻材行業(yè)，這一變化就顯得極為明顯，墻材的自身屬性必須適應(yīng)裝配式建筑的需要。墻體材料發(fā)展趨勢是由小塊向大塊，大塊向板材發(fā)展。板材裝配采用干作業(yè)，相對磚和砌塊來講，施工效率可以成倍提高。隨著現(xiàn)代建筑的發(fā)展，對墻體材料功能的要求和裝配工藝的要求越來越高，只有向板材方面發(fā)展，由濕作業(yè)向干作業(yè)的方向發(fā)展，才能滿足現(xiàn)代建筑的需要。2014年5月中國建筑材料聯(lián)合會制定了中國建筑材料工業(yè)新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展綱要，確定了建材新興產(chǎn)業(yè)七大領(lǐng)域，其中包括新型多功能節(jié)能環(huán)保墻體產(chǎn)業(yè)，提出以“重點發(fā)展輕質(zhì)高強、多功能復(fù)合一體化、安全耐久、節(jié)能環(huán)保、低碳綠色、施工便利的新型多功能墻體材料。堅持技術(shù)含量高、產(chǎn)品新型、質(zhì)量好、節(jié)能環(huán)保、低碳綠色和舒適的原則；堅持產(chǎn)品性能優(yōu)異、功能多元且復(fù)合功能強的原則；堅持制品化、部品部件產(chǎn)業(yè)化與組合組裝的發(fā)展原則；堅持美觀、適用、安全、無污染的發(fā)展原則?！盋hapter 2 石膏作為裝配式建筑主要材料的可行性水泥作為我國應(yīng)用最為廣泛的膠凝材料，各類型水泥制成的墻板從上世紀90年代末開始一撥撥地進入市場，如：大家熟悉的玻璃纖維增強水泥多孔輕質(zhì)隔墻條板（GRC板），具有節(jié)能環(huán)保的灰渣混凝土建筑隔墻板，具有節(jié)能保溫的硅酸鈣復(fù)合夾心墻板等，在1999年全國墻板生產(chǎn)總量已達到2.41億平方米，占全國墻材的1.41%。但由于板材接縫技術(shù)及收縮開裂問題未能得到很好的解決，加之低劣產(chǎn)品充斥市場，對墻板行業(yè)造成了惡劣影響，使得建筑開發(fā)應(yīng)用及設(shè)計部門對建筑隔墻板產(chǎn)品產(chǎn)生了較差的印象。2006年和2007年生產(chǎn)與應(yīng)用萎縮到不足2800萬平方米，企業(yè)已不足300家，全國隔墻板生產(chǎn)總值不足20億元，生產(chǎn)廠家主要集中在北京、上海、河南、陜西等地。在我國對建筑輕質(zhì)隔墻條板產(chǎn)品進行的幾次監(jiān)督抽查結(jié)果中可以看出，產(chǎn)品普遍存在的問題:干燥收縮值普遍偏大、面密度控制不好、力學(xué)性能如抗沖擊性，抗折破壞荷載性，抗壓強度，吊掛力檢測結(jié)果等普遍偏低等問題。由于現(xiàn)有的水泥制成的建筑隔墻板面臨大板易開裂、容重大等問題，所以選擇一種新型的墻體材料也成為建筑行業(yè)的一大難題。石膏是以硫酸鈣為主要成分的氣硬性膠凝材料，屬單斜晶系，解理度很高，容易裂開成薄片。將石膏加熱至100200C，失去部分結(jié)晶水，可得到半水石膏。具有 和 兩種形態(tài)，都呈菱形結(jié)晶，但物理性能不同。 型半水石膏結(jié)晶良好、堅實； 型半水石膏是片狀并有裂紋的晶體，結(jié)晶很細，比表面積比 型半水石膏大很多。生產(chǎn)石膏制品時，型半水石膏比型需水量少，制品有較高的密實度和強度。通常用蒸壓釜在飽和蒸汽介質(zhì)中蒸煉而成的是 型半水石膏，也稱高強石膏；用炒鍋或回轉(zhuǎn)窯敞開裝置煅煉而成的是型半水石膏，亦即建筑石膏。工業(yè)副產(chǎn)品化學(xué)石膏具有天然石膏同樣的性能，不需要過多的加工。半水石膏與水拌和的漿體重新形成二水石膏、在干燥過程中迅速凝結(jié)硬化而獲得強度，但遇水則軟化。作為一種傳統(tǒng)的膠凝材料，石膏自古以來就很受到人們的青睞，在藝術(shù)品界如雕塑、模型等方面，擁有無可撼動的地位。以石膏為主要原料制成的各種石膏制品，具有輕質(zhì)、防火、保溫、隔音、體積穩(wěn)定、無蟲害、微膨脹性的特點，同時具有一定的調(diào)溫、調(diào)濕，循環(huán)利用等特性，被世界建筑業(yè)公認的生態(tài)材料、環(huán)保材料。世界不同國家對石膏的消費結(jié)構(gòu)不同，發(fā)達國家石膏深加工產(chǎn)品的消費占較大比重，其石膏消費結(jié)構(gòu)為：墻材制品占45%，水泥生產(chǎn)占45%，其它各領(lǐng)域占10%。發(fā)展中國家多偏重于礦石的初級應(yīng)用，依賴于水泥工業(yè)，石膏制品的比重隨經(jīng)濟發(fā)展有逐步增大的趨勢。中國的消費結(jié)構(gòu)大致為：84%用作水泥生產(chǎn)的緩凝劑，6.5%用于陶瓷模具，4.0%用于石膏制品、墻體材料，5.5%用于化工及其它行業(yè)；隨著中國水泥產(chǎn)量的不斷增大，對石膏的需求相應(yīng)增大，同時隨著中國經(jīng)濟的高速增長，石膏產(chǎn)業(yè)尤其是石膏制品將存在著一個極大的發(fā)展空間，各種石膏產(chǎn)制品及石膏墻體會得到高速的發(fā)展，石膏的需求量必將猛增，隨著傳統(tǒng)的陶瓷及其它特種行業(yè)的發(fā)展，優(yōu)質(zhì)石膏資源不斷減少，石膏資源的開發(fā)利用將被愈加重視。根據(jù)德國OneStone咨詢公司的資料，全球天然石膏開采量約45%被加工成熟石膏。世界熟石膏年產(chǎn)量大約6650萬噸，其中60%即4000萬噸來自于天然石膏，40%即2650萬噸來自于合成石膏及回收重復(fù)利用的廢石膏。據(jù)估計世界合成石膏年產(chǎn)量大約16000萬噸，其中，大約3500萬噸來自于發(fā)電站脫硫系統(tǒng)生產(chǎn)的脫硫石膏，約11000萬噸是磷肥生產(chǎn)的副產(chǎn)品磷石膏，約1500萬噸是鈦石膏及其它化學(xué)石膏。石膏工業(yè)所利用的合成石膏有90%來源于化學(xué)石膏。對于石膏工業(yè)來說，大約有80%的熟石膏被用來生產(chǎn)建筑墻板。約20%用來生產(chǎn)石膏抹灰料或其它石膏產(chǎn)品。利用建筑石膏生產(chǎn)的建筑制品主要有紙面石膏板，纖維石膏板，裝飾石膏板，石膏空心條板及石膏砌塊等一系列的石膏墻體材料，使石膏在建材上的應(yīng)用更加多元化。也快速的占領(lǐng)了建筑內(nèi)隔墻及室內(nèi)裝飾材料的大片市場。而如今隨著裝配式建筑的推行，對建材不僅是產(chǎn)品力學(xué)物理指標(biāo)的要求，更有環(huán)保、節(jié)能、零污染的需求。石膏建材具有生產(chǎn)能耗低、凝結(jié)硬化快，快硬早強的特點，還具有回收循環(huán)利用特性，是百分百的綠色建材，從理論上來講，是一種非常理想的裝配式建筑中應(yīng)用的原材料。但是石膏同樣具有它不可忽視的問題，如強度低，不密實，遇水易溶蝕等不足，使得石膏一直在建筑上得不到真正大規(guī)模的應(yīng)用，如果我們能夠解決這些問題，是否就可以真正跟上住宅產(chǎn)業(yè)化的東風(fēng)，讓石膏成為今后的主流建材呢？Chapter 3 案例分析及導(dǎo)向其實，在國內(nèi)的很多高校科研院所及企業(yè)都一直在做攻克石膏強度低、不密實、遇水易溶蝕的研究，希望把石膏的優(yōu)點能夠得到更充分的利用。從而使石膏應(yīng)用到具有廣闊市場前景的建材中。都說它山之石可以攻玉，接下來就簡單談?wù)勎夜驹谑喔魤Π鍛?yīng)用上的一些經(jīng)驗。通過我公司的技術(shù)團隊對工業(yè)副產(chǎn)石膏應(yīng)用攻關(guān)，研發(fā)出對工業(yè)副產(chǎn)石膏進行改性的獨特配方技術(shù)。我們不僅解決了石膏強度低，不密實，遇水易溶蝕等問題，還攻克了工業(yè)副產(chǎn)石膏的雜質(zhì)多，可控范圍小，凝結(jié)時間不穩(wěn)定等難題，并且對全國多地的工業(yè)副產(chǎn)石膏進行試驗，都能達到產(chǎn)品標(biāo)準要求。通過機械化的生產(chǎn)流程，對石膏板的各種指標(biāo)、產(chǎn)品配比做到了較為嚴格的質(zhì)量把關(guān)和控制。從產(chǎn)品配方以及生產(chǎn)工藝上雙重把關(guān)，使石膏條板在各項物理力學(xué)指標(biāo)上真正做到了水泥條板的強度。我公司已獲得3個國家發(fā)明專利，22個國家實用新型專利。成都上筑建材有限公司以工業(yè)副產(chǎn)石膏為基材，摻入自制的改性激活劑，制備的改性石膏輕質(zhì)隔墻板，是集輕質(zhì)、高強、防火、隔音、保溫節(jié)能、安裝快捷等多功能一體化的新型墻體材料。該產(chǎn)品多項性能指標(biāo)遠高于國家標(biāo)準，做到了石膏的輕質(zhì)、水泥的強度?？蓮V泛應(yīng)用于各類建筑物的墻體材料領(lǐng)域。隨著建筑行業(yè)的轉(zhuǎn)型，綠色建筑的快速推廣，多功能一體化的裝配式墻板將有廣闊的市場前景。改性石膏輕質(zhì)隔墻板產(chǎn)品的研制成功，解決了磷石膏應(yīng)用的世界級難題，同時利用石膏材性的特點，解決了墻板行業(yè)存在的板縫易開裂、吊掛力差、防火性不好等問題。真正成為裝配式建筑中不可或缺的新型墻體材料。我公司為適應(yīng)市場的隔聲、保溫、防火等不同需求，將生產(chǎn)的墻板分為空心墻板與復(fù)合墻板（實心板）兩大類，厚度有100mm,120mm,150mm。改性石膏隔墻板的產(chǎn)品物理性能指標(biāo)如下：改性石膏輕質(zhì)隔墻板（空心） 120mm厚檢驗項目單位技術(shù)要求允許偏差空心板單項判定尺寸偏差長度mm5-2+5合格寬度mm2-1+2合格厚度mm1.5-1.5+1.0合格板面平整度mm212合格對角線差mm605合格側(cè)向彎曲mmL/10001.52.5合格檢測項目單位標(biāo)準要求空心板單項優(yōu)于值物理性能面密度Kg/m11088113%抗彎承載（板自重倍數(shù)）/1.53.3220%抗壓強度MPa3.54.7134%軟化系數(shù)普通石膏條板/0.400.62155%防水石膏條板0.60干燥收縮值mm/m0.60.3200%抗沖擊性能/經(jīng)5次抗沖擊試驗后，板面無裂紋經(jīng)5次抗沖擊試驗后，板面未見裂紋非常優(yōu)異吊掛力/荷載1000N靜置24h，板面無寬度超過0.5mm的裂縫荷載1000N靜置24h，板面未見裂縫非常優(yōu)異含水率%124300%放射性IRa（內(nèi)照射指數(shù)）/1.00.4250%Ir（外照射指數(shù)）/1.00.3333%改性石膏復(fù)合隔墻板（實心） 120mm檢驗項目單位技術(shù)要求允許偏差實心板單項判定尺寸偏差長度mm5-3+5合格寬度mm2-1+2合格厚度mm1.5-1.0+1.0合格板面平整度mm212合格對角線差mm626合格側(cè)向彎曲mmL/10000.52.0合格檢測項目單位標(biāo)準要求實心板單項優(yōu)于值物理性能面密度Kg/m11094117%抗彎承載（板自重倍數(shù)）/1.51.8120%抗壓強度MPa3.54.1117%軟化系數(shù)普通石膏條板/0.400.65162%防水石膏條板0.60干燥收縮值mm/m0.60.3200%抗沖擊性能/經(jīng)5次抗沖擊試驗后，板面無裂紋經(jīng)5次抗沖擊試驗后，板面未見裂紋非常優(yōu)異吊掛力/荷載1000N靜置24h，板面無寬度超過0.5mm的裂縫荷載1000N靜置24h，板面未見裂縫非常優(yōu)異含水率%125240%放射性IRa（內(nèi)照射指數(shù)）/1.00.5200%Ir（外照射指數(shù)）/1.00.3333%在防止墻板縫開裂的問題上，我們主要從四個方面進行了優(yōu)化：1、利用石膏遇水硬化時體積微膨脹的特性。石灰和水泥等膠凝材料硬化時往往產(chǎn)生收縮，而建筑石膏卻略有膨脹（膨脹率為0.05%0.15%），這能使石膏制品表面光滑飽滿，棱角清晰，干燥時不開裂。 2、在產(chǎn)品的外觀結(jié)構(gòu)上做了優(yōu)化，增加了兩側(cè)面的榫頭榫槽的銜接深度，深度達1cm；榫頭與榫槽形狀為梯形，增大了榫頭榫槽的接觸面；在墻板的兩側(cè)都設(shè)有寬3cm、深3 mm的接縫槽，保證了粘結(jié)料與墻板結(jié)合達到一定的厚度。3、施工現(xiàn)場采用工廠配制好的袋裝石膏專用粘結(jié)料，安裝工人只需按比例加水?dāng)嚭统蓾{狀，在墻板的四邊進行滿刮就行，減少工人在現(xiàn)場自行配制粘結(jié)漿料，確保了粘結(jié)料的質(zhì)量。4、公司建立了工程質(zhì)量管理體系制，把工程質(zhì)量與施工班組收益、管理人員效益掛鉤。對墻板安裝工人進行墻板安裝施工前培訓(xùn)，規(guī)范各班組人員的施工手法并嚴格要求進行。與各施工班組簽定質(zhì)量協(xié)議，明確獎懲條文。管理人員按施工現(xiàn)場管理流程，每日不定時到現(xiàn)場檢查各班組墻板安裝質(zhì)量情況，發(fā)現(xiàn)問題及時整改，從施工管理上保證了墻板安裝的質(zhì)量。由于墻板是一種新型的安裝式施工大板，成熟的施工班組不多，同時原水泥條板在墻板安裝施工中易出現(xiàn)的問題，我公司在施工實踐中不斷摸索和優(yōu)化，最終形成了一套獨特的施工管理流程。下面我簡單加以贅述：SZ隔墻施工現(xiàn)場質(zhì)量管理流程1、施工方案、人員的確定 2、施工管理內(nèi)容（1）開工前施工班組質(zhì)量及安全培訓(xùn)（2）施工管理 施工放線檢查方法：首先對安裝建施圖仔細閱讀消化，對每條安裝軸線目測檢查，對特殊區(qū)域或有疑問的部分用測量工具復(fù)查，確定每條軸線所用的隔墻板材的型號。安裝施工檢查方法：A:鋼卡固定 目測鋼卡固定位置和數(shù)量必須符合施工方案規(guī)定，檢查鋼卡是否松動，測量鋼卡的間距，墻板與頂板灰縫必須小于3厘米；B:墻體的平整度 用2米靠尺橫向靠墻體，誤差值小于3毫米；C:墻體的垂直度 檢測誤差值小于3毫米；D:陰陽角 用直角尺檢測；E:按建施圖檢查有無漏安裝墻體；檢查接縫處灰漿飽滿、密實度。F:有豎向接板的墻體，檢測相鄰接板縫錯縫30厘米以上；G:安裝后的墻體表面光整無粘接料的粘附，接縫平整、光滑。重點監(jiān)督隔墻安裝時的碰頭灰，地面的座漿。出現(xiàn)質(zhì)量問題，能修補達標(biāo)的應(yīng)盡快要求安裝班組處理，不能修補的應(yīng)立刻匯報主管領(lǐng)導(dǎo)，書面通知責(zé)令安裝組返工，書面通知需由返工班組簽字認可，返工費及增加的材料費用由返工安裝班組承擔(dān)，要記錄歸檔。（3）施工工期管理（4）竣工交工管理（5）工程施工管理檔案及相應(yīng)文件的歸檔。通過重重的質(zhì)量把控，我公司從接手第一個項目到現(xiàn)在，從未出現(xiàn)過任何質(zhì)量問題或返工等情況。在解決了墻板縫開裂的通病問題，我們又挖掘了石膏輕質(zhì)、防火的特性，改性石膏隔墻板容重為780kg/m3僅為水泥條板的2/3，為現(xiàn)有墻板種類中全無機材料組成，且勻質(zhì)性材料中是最輕的。不僅是理論，在實際案例中，我們的成績更為顯著：成都龍?zhí)豆I(yè)園區(qū)的國莎實業(yè)公司，修建結(jié)構(gòu)形式完全一樣的兩棟大樓，建筑物為地下2層，地上21層，占地3000平方米，建筑面積6萬平方米，一棟采用空心磚進行內(nèi)墻設(shè)計，一棟采用改性石膏隔墻板進行內(nèi)墻設(shè)計。施工完成后，采用改性石膏隔墻板的大樓，因容重輕使建筑物鋼筋混凝土減量瘦身，甲方直接節(jié)約了240萬元。廣元劍閣廊橋酒店，位于劍閣新縣城下寺修城壩清江河景觀廊橋，是亞洲第二大廊橋酒店，由廣元市興和建設(shè)公司承建。為了減輕橋身荷載同時滿足防火