梁明強

（山西一建集團有限公司，山西 太原 030000）

0 引言

加氣混凝土的問世，為施工帶來了方便，但同時也會帶來相應的限制標準和使用上的不成熟。對于加氣混凝土，無論從其性質還是工藝特點的層面，尚有不少細節(jié)有待進一步研究。為了更好地發(fā)揮加氣混凝土這一新型材料，我們所要解決的問題是其各項功能的加強，是其在現實施工中能夠更好地保證建筑物的高質量。人力物力財力是一項建筑工程的基本要素，而加氣混凝土也必須要與之相對應，耗費的資源就應該有更高的要求。

1 加氣混凝土的作用及影響

1.1 能夠有效控制混凝土裂縫

在現實生活中，混凝土砌塊產生縱向裂紋的現象比較正常，不管什么嚴重的裂紋，都會對建材構件的安全和適用產生危害。所以，在加氣混凝土的應用上，必須選用合格的原材料，材料的處理也是必不可少的。在大體積混凝土中，水泥占據著非常關鍵的位置，而水泥熱化對裂紋的產生有一定作用。同時，氣溫的變動也會對混凝土有影響。在砌筑的同時，還要挑選專用的建筑材料，尤其是關于水泥的問題，一般要求水泥的密度要低，保濕面膜、隔熱性要好，并和加氣混凝土相適應。這樣，就可以很有效的實現了加氣混凝土內墻的抹灰工作。對加氣混凝土外墻面，應選擇硬度好的基層抹灰水泥，抹灰的水泥既要和水泥的適應，又要具備相應的保濕面膜隔熱性。提高了內墻體與外墻面的質量，加氣混凝土水泥的裂縫會自動得到抑制[1]。

1.2 穩(wěn)固建筑物、性能好

1.3 環(huán)保低碳、隔熱性能好

加氣混凝土的土屋面板，在水平和坡面的施工上比較適用。而加氣混凝土的砌筑上，更適合于底層的承重墻體。應用加氣混凝土的價值還在于對其的研究，從探索中發(fā)現正確應用加氣混凝土的途徑，就能夠給施工帶來相應的方便。發(fā)展加氣混凝土最關鍵的原因是兩點，一個是環(huán)保，另一方面是有利于節(jié)省建筑資金。因為加氣混凝土優(yōu)異的隔熱性能，不但有助于改善房屋的防火效果，還有助于減少噪聲危害；又因為加氣混凝土產品多樣化而且生產方便，所以有利于節(jié)約20%~30%的建筑材料資金。所以加氣混凝土的應用，必須遵循節(jié)能低碳環(huán)保概念，才有利于社會可持續(xù)發(fā)展。

2 非承重內隔墻的選擇原因和設計條件

2.1 構造要求

內隔墻不需要對外力進行承受，但需要對自身的重力進行承受，所以，自身承載力和穩(wěn)定性是考慮的重點。對于超高層建筑而言，自身對于基礎樓板有反作用要求。

2.2 結構變形影響

內隔墻系統(tǒng)要承受建筑結構在風力效應和地震影響下產生的整體構造變化，同時結構本身也會由于溫度等效應而產生變化，通過對結構層間的偏移角作出了定量要求。這也是超高層建筑物特有必須考量的原因。

2.3 防火要求

內隔墻必須具有相應的防火特性，對防火限值做出相應要求。

2.4 密封因素

內隔墻體系要求具有足夠的密封特性，尤其在結構變形情況下保持密閉性能。

2.5 功能因素

室內隔墻系統(tǒng)按照應用特點不同還必須具有隔熱、保溫、隔熱等特點，這些特性還可以采用其他結構層加以加強。

2.6 施工因素

比超高層建筑物更適合現場拼裝的干作業(yè)墻體，以增加施工速度。

例（24）中的“Chicago”、例（25）中“l(fā)ibrary”實際上是被壓制為“people in Chicago”和“people in the library”；而例（26）中的“the door”因無法壓制成有生名詞。因此，不可接受。

2.7 耐久性要求

室內隔墻體系應能保證在不同室內環(huán)境下的耐久性。

2.8 成本因素

內隔墻系統(tǒng)的施工成本具有特殊性，應采用統(tǒng)一的工藝比選對費用加以控制。

2.9 靈活性因素

內隔墻系統(tǒng)應該能按照功能需要，做出靈活性的變化。

3 加氣混凝土條板對于超高層建筑的適用性

3.1 超高層建筑結構專業(yè)對水平變形和荷載的限制

以某超高層建筑為例，主要構造是核心筒+巨柱+鋼板桁架體系，其中核心筒為型鋼混凝土剪力墻構件，巨柱為鋼板骨構件。最高層的樓板梁為鋼板梁，樓板為復合構件。而對風影響下層間位移角的限制條件最大，互層位移角度約為1/500。如高樓梯層4.5m的普通樓，最大互層間水平變形值約為10mm。對震害影響的下層間位移角度限制條件為：小地震不破裂，最大互層位移角1/500；中地震可修復破壞，最大互層位移角1/500~1/100；重大地震不坍塌，最大互層位移角一/100。由于超高層建筑物自重大，因此減輕負荷對空間結構合理性有著至關重要的影響，所以在核心筒之外空間并未使用加氣混凝土條板，除適用的靈活性條件之外，荷載大小也是主要考量因素[2]。

3.2 超高層建筑電梯井道活塞效應

高速扶梯在沿井道行駛后，會出現很大的活塞效果，特別是在單井道扶梯（雙井道或多井道電梯運行方向不同會對活塞效果有一些消減，并且因為井路合并空隙較大而削弱活塞效果）。某超高層建筑盡管對高速電梯盡可能采取多井的設計方法，但即使經過模擬，高速公路穿梭式樓梯仍然會有與建筑物內部的大氣壓差超過270Pa。

3.3 室內墻體隔聲性能

超高層結構的高速樓梯和設備與機械間都有很大的低頻噪音，而具有較高強度的磚墻或條板隔墻抗噪音的特性也很強，一般150mm厚度擋墻的抗噪音強度可以做到45dB，而200mm的厚度則可以做到50dB。某超高層建筑的聲學標準非常嚴苛，要求所有所使用的條板都需要提供聲學測試報告，方可使用。

3.4 耐火性能要求

超高層建筑物的自動消防應當立足于自救，而由于加氣混凝土或水泥條板材料具備優(yōu)異的防火特性，其防火極限通常遠大于現代消防標準要求，對建筑物防煙抗火性能的改善有很大幫助。

3.5 風環(huán)境要求

針對超高層結構，由于核心筒內存在大面積豎向管道，井道外墻的高氣密度能對抑制煙囪作用有很大作用。

3.6 耐用度

機電設備機房、水管井和電梯井道之間的隔離墻都要求相應的耐磨度，以保證工程運營維持水壓。

3.7 經濟因素

超高層大樓的垂直運輸能力很有限，但減少風濕作業(yè)、在現場施工對減少時間和費用都有很大幫助。加氣混凝土條板由于其自身外表平整，6~8mm的薄抹灰層甚至是專用裝飾劑，就能夠達到涂料基層、面磚面層的基層要求，而一般砌花墻則需要20mm厚度的水泥層，單就裝飾與濕施工的時間而言，就節(jié)約了1/2~2/3的時間。

4 超高層建筑加氣混凝土條板構造研究

加氣混凝土條板本身的性能指標已經足以適應超高層施工的需要，但由于條板不能大規(guī)模使用的因素，這部分原因源自于其在澆筑過程中往往使用比較簡單的結點，使得條板在拼接與施工時的接縫往往變成整個建筑墻系統(tǒng)內部的脆弱組成部分。在選定好外墻材質之后，根據超高層建筑物的特定要求而設計的專用節(jié)點，為提高整個建筑外墻體系的性能打下了基礎[3]。

4.1 加氣混凝土條板節(jié)點構造研究概述

使用加氣混凝土條板圈圍的工作空間要符合本身穩(wěn)定性、設計形狀、工作壓力、防火極限、密封性能等的規(guī)定。這種外部條件必須借助于空腔本體、板與樓板的聯結形式、樓板與建筑本身的粘結形式和預應力空心板的處理方法才能完成。在地震影響和強風作用時，空間結構將產生很大的水平位移，這需要空腔能進行隨動，確?？涨槐倔w不出現破壞和斷裂。

首先要求加氣混凝土條板自身要具備充分的水平彈性變化能，同時在板與結構骨架頂端應用可吸收水平變化能量的主要節(jié)點，以確保墻面的每個墻板的水平變化能量均在規(guī)定范圍之內。同時墻面的密封性能關鍵，板與縫間也要做好安全徹底的密封處理，這也是實現抗噪聲、防火強度、氣密性能的重要基礎。經過對目前蒸壓輕質加氣混凝土條板的調研，給出了蒸壓輕質加氣混凝土條板的3個主要節(jié)點結構方案的指導意見：①在地下室墻面板與墻面板間的水平連接應用TU槽，利用TU槽使板與樓板間的孔隙空間為TU型空隙，改善了墻面密封、隔熱、防火強度等特性，并便于施工。②板與結構主體的連通方式下部采取U型槽鋼剛性連接，頂端用L型“勾頭”螺釘把水泥條板緊固在L型通長角鋼的形式，具備足夠的彈性連接特點，且方便施工。③在墻體和建筑構件骨架水平方向上的接縫采取石棉填料與幽禁橡膠封閉的形式，以確保條板接縫在規(guī)定變形范圍內不破裂、不通透。

4.2 與傳統(tǒng)節(jié)點的對比

加氣的水泥條板并不算新型建筑材料，在日本已經使用了接近20年以上，在中國應用也在10年以上。其使用范圍遠不如在日本，加上砌塊這種建筑材料的經濟性，以及除砌筑人工成本較低外，其本身暴露的技術缺陷也使得使用一直無法大范圍地推廣。自2017年我國大力推進建筑工程向預制化發(fā)展以來，使得該種材質開始廣泛應用。但是由于這些廣泛應用并沒有以對建筑節(jié)點的優(yōu)化設計為前提，從而造成人們在特定時間后對該種優(yōu)質建筑材料的負面反應，甚至造成了巨大的質量后果。所以期待著更多的建筑設計者、業(yè)主、施工方都能進一步認識該種材質，并合理使用[4]。

某超高層建筑所使用的條板結點上接口采取了“勾頭”式螺栓連接方式，與整體結構緊密連接，并使用了水泥覆蓋，大孔洞則使用了角鋼過梁、豎向龍骨結構，下環(huán)節(jié)使用了U型槽條形的基礎設置方式，既保證了條板與整體結構的緊密銜接，又使得條板與建筑構件有些微移動時的變化量。而根據這個環(huán)節(jié)，北京金隅集團還專門開展了防震試驗，結果證實了這個連接節(jié)點具有良好的防震特性。反觀傳統(tǒng)節(jié)點，一般下節(jié)點使用木制楔子，但木楔在嵌入墻底部時會產生的小間隙，如果僅簡單地用混凝土填充，后填塞的混凝土也或許會產生大間隙上環(huán)節(jié)使用U型卡，它與建筑物的間隙一般都不作什么加工，靠下節(jié)點的木楔可以進行減小間隙，但這種間隙不管多小，都是存在的。而且類似的結點不管聲學、耐火或者防震特性都無法提高，當把它運用到防火墻上時，一旦完全裸露出來的U型卡就損壞了，墻傾覆的可能性也很大，如果傾覆，就算墻本身具有優(yōu)異的防火特性，也形同虛設。

對于水平節(jié)點，除使用了TU槽之外，為提高氣密，也在側面貼覆巖棉片，而在條板的擠壓安裝中，為了保持了接縫的牢固，巖棉片還使用了與其他板材之間的水平縫連接。而傳統(tǒng)節(jié)點通常僅以水泥擠壓密閉的樓板內空隙，普通結構使用中并無影響，當使用在有變化的結構，如超高層結構中，輕微變化就可能造成水泥砂漿硬結構的損壞并形成裂紋。

4.3 施工過程中的優(yōu)化

4.3.1 條板厚度變化

由于聲學的特點，在我們的工程機械室、以及能夠產生噪音的電梯井路都選擇了200mm厚度的預應力混凝土條板，以得到約50dB的間隔聲量，而在現場施工中，由于地面標高的上升，200mm厚條板也對現場運輸以及施工的堆場、建筑表面等都產生了很大影響。因此在過程中對200mm厚度條板開展了專門調研，并通過對空間要求進行了細致分析后，只在高速電梯井道預留了很小的200mm厚度條板空間，以確保其能夠適應高速運行時產生的巨大壓力，將剩余條板空間均降低至150mm厚度。在有聲學條件的部位通過增強巖棉抗噪聲的措施來提高整體隔音率，如使用雙層墻。設計要求可以降低至100mm厚度，但由于100mm厚度的條板墻體并不能通過TU槽，這意味即使墻體的自身特性能夠適應空間要求，但隨著節(jié)點密閉度的減少，墻體自身特性也可能不會滿足設計預期，而且由于某超高層建筑層高較高，所以即便改變了100mm厚度外墻，部分可能改變的部分也可能已超過了其高度限制，所以經過綜合考慮，最后保留了150mm厚度的方案。

4.3.2 條板機電安裝要求

當選用加氣混凝土條板的，因其可通過專門工具實現機械部分的安裝，成為考慮的重要原因之中。在具體實施中，因為已經澆筑的地下室墻面上機械部分發(fā)生反復，對墻面損傷很大，所以選擇采用管道明敷設的方法。管道明鋪設保證了條板墻面的整體性，但卻犧牲了部分空間的視覺效果[5]。

5 結語

綜上所述，本文對某超高層建筑的加氣混凝土條板的應用進行分析和探究，加氣混凝土條板在建筑領域是新的工藝突破，對于高層建筑的施工及設計起到完善的作用。希望本文的研究對工藝的逐漸提升有所幫助。