袁衛(wèi)忠

PC是“預制裝配式混凝土結構”的簡稱，是以預制混凝土構件為主要構件，經(jīng)裝配、連接以及結合部分現(xiàn)澆而形成的混凝土結構。GRC是指玻璃纖維增強水泥材料，其表面質感肌理豐富、造型百變且細膩，可模仿其他材料并克服其缺點，力學性能好，經(jīng)久耐用，但GRC多數(shù)作為非承重的建筑外裝飾圍護結構材料。為彌補這一缺點，開發(fā)研制出PC-GRC復合材料及構件，即在GRC內表面澆筑一層承載能力好的鋼筋混凝土結構（即PC結構），從而使這種復合的預制構件不僅具有承重能力，且外表面質感豐富，實現(xiàn)GRC薄涂層與PC結構層的復合一體成型，最終實現(xiàn)多種功能的復合PC-GRC建筑產品。

PC-GRC作為一種新型建筑材料，對于實現(xiàn)裝飾構造一體化和提高建筑美觀以及使用性能具有非常重要的意義。中國“十三五”規(guī)劃中，國家對綠色環(huán)保建筑產業(yè)提出明確導向，對新型建筑材料提出了更高的要求，PC-GRC在這一新的領域中尤其在高端快裝建筑上得到了展現(xiàn)。這一新的研發(fā)成果隨著市場的運作而獲得更廣泛的發(fā)展契機，使住宅可以全部采用工業(yè)化建設方式，開啟了住宅工業(yè)化的新時代。

1 PC-GRC的五大優(yōu)勢

（1）性能優(yōu)勢：PC-GRC利用混凝土的收縮性與鋼的張力相結合，再復合GRC所能制作出來的顏色各異、形式多樣和質感豐富的外觀效果，使建筑物滿足承重構造的同時，更增添了幾分美感。

（2）功能優(yōu)勢：PC-GRC不僅能和所有的建筑體系相兼容，而且能夠與各種建筑的內外功能及構造材料系統(tǒng)相協(xié)調。

（3）互動優(yōu)勢：PC-GRC的技術精確性是通過建筑師、工程師、制造與工程公司，還有各種材料和設備的供應商的通力合作實現(xiàn)的。全功能性的、復合的、精確的各方觀點的交合作用始終落實在一個互動工作平臺上。

（4）互利優(yōu)勢：PC-GRC充分體現(xiàn)了外觀、結構以及機械的特性，精確反映出材料的特性，著重控制生產和安裝的偏差、成本要素、技術與質量標準。通過各方協(xié)調、互動包容，將安裝與生產時的產品損耗降到最低，產品質量始終處于受控狀態(tài)，從而保障了最初目標實現(xiàn)。

（5）設計優(yōu)勢：PC-GRC作為一種現(xiàn)代的多功能材料，無限的變化模式和造型的可塑性，讓設計師獲得了無限創(chuàng)意與靈感，工程師可以完全控制最終的立面形態(tài)，并且可以對整個生產過程進行追蹤。尤其PC-GRC隔熱、隔音、防火的特性，也受到了設計師與業(yè)主的青睞。

2 PC-GRC的特點

（1）PC-GRC是PC材料中最理想的表現(xiàn)形式，其顯示的是一種最本質的建筑材料功能，體現(xiàn)的是“集裝飾與結構于一身”的效果。

（2）PC-GRC是名副其實的綠色混凝土，實現(xiàn)了“綠色施工”、“節(jié)能環(huán)保”，其產業(yè)化流水預制構件工業(yè)化程度高，大量的建筑工序由工廠生產加工完成，結構和表面裝飾質感一體成型，預制構件的裝配化使工程施工周期縮短，建筑物外墻無濕作業(yè)，不采用外腳手架，不產生落地灰塵，有效抑制了揚塵，減少了現(xiàn)場建筑垃圾，有利于環(huán)境保護。

（3）成型模具和生產設備一次性投入后可重復使用，耗材少，節(jié)約資源和成本費用。

（4）現(xiàn)場裝配、連接，可避免或減輕施工對周邊環(huán)境的影響；預制裝配工藝的運用，也使勞動力資源投入相對減少。

（5）采用PC-GRC材料可減少運輸、裝卸、堆放、控料過程中的各種揚塵污染，且與傳統(tǒng)施工方式相比，節(jié)水節(jié)電均超過30%。

（6）PC-GRC從材料的包裝運輸、吊裝施工都要對其進行有效防護，減少碰撞和表面破損，有利于施工單位施工技術和質量管理水平的提高。

3 PC-GRC在國內的發(fā)展現(xiàn)狀

在當今國際建筑領域，PC-GRC材料的運用形式在各國和各地區(qū)均有所不同。在我國，PC-GRC屬于一種新興的建筑材料，尚處于開發(fā)、研究、推廣、試用階段。目前，國內掌握PC-GRC技術的設計和施工單位并不多，還需住建部牽頭組織和進行“預制裝配式建筑”產業(yè)化業(yè)務知識推廣和培訓，為預制裝配式建筑工藝的完善和推廣，以及進一步探索綠色建筑產業(yè)化施工新途徑和現(xiàn)場施工新模式，提供更為強大的智力支撐。

4 PC-GRC對模具的要求

PC-GRC的生產制作對模板的要求十分嚴格，需要根據(jù)建筑物的特征進行設計定制。根據(jù)設計板塊的分割尺寸和容差，按照車間區(qū)域的整體布局，在保障下一模具環(huán)節(jié)能夠順利操作的前提下，盡可能地增大模板塊面積。模具材料根據(jù)構件的外形和尺寸進行選擇確定，一般采用鋼模、FRP模、木模、硅膠內置模等，采用CMC方法制作模具。PC-GRC曲面板根據(jù)板塊整體三維尺寸，利用三維定點原理、模具數(shù)控設備、CAD制圖原理按照一定間距進行分割，確定每一曲面曲線走勢和高度進行制作和控制。

所用模具必須具有足夠好的剛度，確保在PC-GRC制作及自重作用下不出現(xiàn)變形，確保模具可以重復使用，不能影響模具的尺寸和平面平整度，以保證結構物的幾何尺寸均勻，模具的接縫和固定模具旁板的螺栓一定要嚴密，所有拐角要根據(jù)效果和脫模要求設置成圓角或倒角，垂直面可做成1：8-1：6的錐面，模具的垂直部分應該設計成移動或可裝配式。

5 PC-GRC對面層的要求

GRC面層與PC結構層的體積變化相一致，面層要達到28天抗壓強度不小于28MPa，吸水率小于10%（按重量計），孔隙率控制在5%～8%，面層骨料直徑根據(jù)表面效果選取，但不可大于3mm。

6 PC-GRC的脫模與養(yǎng)護要求

PC-GRC產品在脫模時，其抗彎強度必須達到15MPa，脫模的受力點為預埋件的吊掛點，嚴禁使用安裝受力點作為吊掛點，脫模后應對表面瑕疵、飛邊和小型的缺棱掉角等進行修補，然后根據(jù)深化布置圖將每件PC-GRC進行相應標識。在修飾后，通常用潔凈而優(yōu)質的聚乙烯薄膜將模具包住，這是防止PC-GRC中所含水分蒸發(fā)和受風影響，同時也有助于保持水化熱。在夜間應保持覆蓋，避免干燥，達到適當?shù)拿撃姸?，養(yǎng)護期間PC-GRC的溫度應保持在16℃以上，有助于初期強度發(fā)展。通過噴濕霧也可保持局部的濕度。養(yǎng)護區(qū)域應保持一定的溫度和濕度，保證產品的外觀質量和耐久性。

7 PC-GRC板吊裝裝配與設備

PC-GRC板通常用平板貨車進行運輸，其構件的包裝視構件尺寸、形狀、類型、運輸方法、道路狀況、運送距離等因素進行設置。裝載運輸前，必須考慮構件的安裝順序，降低轉運次數(shù)，在裝載過程中，構件的邊角、構件之間應使用對構件有緩沖和保護作用的柔性材料進行包裝，根據(jù)構件特性，設置專用支撐架。支撐鋼支架一定要經(jīng)過力學計算，確保鋼支撐的剛度和穩(wěn)定性。構件的綁扎采用綁扎鏈條或帆布帶綁扎加固，鏈條或帆布帶之間要填置填充料，保證運輸過程中對構件的破壞降到最小化。

TU內裝車采用行車、叉車進行構件的裝配。施工現(xiàn)場裝載機械一般采用塔吊和汽吊，一字形PC-GRC構件一般可以采用“單機兩點”吊裝法，個別L形、T形等異形墻體采用“雙機多點”吊裝，吊裝過程中需要注意協(xié)調統(tǒng)一性，如果不能一次準確就位就需要再重新起吊，不可操之過急。

對于PC-GRC板吊裝設備，需注意以下三點：1）吊點位置可調；2）塔吊（汽吊）吊鉤和預制構件重心豎向一致；3）避免吊裝過程中預制板塊傾斜，方便預制構件就位。

8利用BIM技術，確保PC-GRC設計與施工一體化

8.1設計階段：PC-GRC基礎模型創(chuàng)建

運用CATIA或DP進行基礎模型的創(chuàng)建，利用EXCEL強大的數(shù)據(jù)功能導入數(shù)據(jù)結合VB、VC語言控制CATIA或DP進行基礎模型創(chuàng)建，運用REVIT進行建筑體量和嵌板的創(chuàng)建。

8.2工廠階段：PC-GRC加工組裝

采用RHINO+GRASSHOPPER自動形成GRC背附鋼架結構，采用RHINO+GRASSHOPPER自動形成模具筋板線，在AUTOCAD中采用LISP編制程序對模具圖自動標注。

8.3現(xiàn)場階段：PC-GRC施工測量修正

利用全站儀對關鍵測量點進行X、Y、Z三維空間定位，采用理論模型和現(xiàn)場模型預拼裝，聯(lián)動反饋，基于RHINO+GRASSHOPPER進行測量數(shù)據(jù)和理論數(shù)據(jù)展點比較，基于RHINO+GRASSHOPPER進行偏差分析，Navisworks軟件模擬不同參與方碰撞檢查，形成相關報告。

9 PC-GRC板高精度定位

PC-GRC板左右各設置標高控制螺桿、水平調節(jié)螺桿以及斜向調節(jié)螺桿，通過調節(jié)標高控制螺桿高度控制預制墻板的水平和標高。水平調節(jié)螺桿、斜向調節(jié)螺桿頂部均設有可調螺紋裝置，通過旋轉桿件，可以對PC-GRC板形成推拉作用，進行平面位置和垂直度調節(jié)。

9.1水平方向定位調節(jié)

PC-GRC板通過控制線左右定位校核后，高度調節(jié)采用標高控制螺栓，通過精密水準儀來進行復核。斜撐桿的一端與PC-GRC構件上部鉸接，另一端用固定螺絲埋入疊合樓板里以提高安全性。PC-GRC構件進出調節(jié)采用水平調節(jié)螺桿，進出量通過鋼卷尺來進復核。

9.2垂直定位調節(jié)

PC-GRC板垂直度調節(jié)采用斜向調節(jié)螺桿，拉桿后端均牢靠固定在結構樓板上。通過拉桿頂部的可調螺紋裝置對墻板的垂直度進行謂節(jié)。預制構件安裝就位后，應采取保證構件穩(wěn)定的臨時固定措施，并應根據(jù)水準點和軸線校正位置。PC-GRC板垂直度通過經(jīng)緯儀來進行復核，每塊板塊吊裝完成后須復核，每個樓層吊裝完成后須統(tǒng)一復核。

同時，PC-GRC還可通過三維微調固定安裝，如圖所示。

10 PC-GRC構件典型工程案例

10.1香港白石角高級住宅中心

香港白石角高級住宅中心由Foster+Partners建筑設計事務所設計，產品造型復雜，產品類型多達幾千種。作為歐標建筑，設計師對質量要求非?？量蹋て谝蔡貏e緊（僅為10個月），給倍立達團隊提出了很高的要求。

該工程PC-GRC構件總量為93558m²，共387種造型模塊；最大模塊為29.5m²，重量6t。香港白石角高級住宅中心采用PC-GRC裝飾構件一次性生產及安裝組合的建筑外墻新型模式，順應了GRC作為一種裝配式裝飾混凝土形式應用于建筑圍護結構這一潮流趨勢。發(fā)揮了PC-GRC整體制作的拼裝功能，為大規(guī)模裝配式建筑拼裝提供了可能。

10.2唐山第三空間綜合體項目

唐山第三空間綜合體項目由中國建筑設計院總建筑師李興鋼主持設計，總建筑面積8.6萬m²。PC-GRC作為單元板，白色仿砂巖的GRC表皮質感使復雜的建筑與結構得到完美結合。第三空間綜合體項目設計構思新穎，外觀和結構獨特，是建筑師李興鋼表達其創(chuàng)新精神和人文關懷的典范之作。

11結語

PC-GRC作為一種復合材料，用機械代替人力資源投入以實現(xiàn)建筑產品的低成本，用工廠標準化模式生產代替手工操作以實現(xiàn)建筑結構的高質量。根據(jù)現(xiàn)有數(shù)據(jù)統(tǒng)計，采用預制PC-GRC技術施工的建筑，可以減少人力資源投入30%，減少現(xiàn)場施工模板50%，加快施工速度30%，對建筑工藝和施工技術的改革具有重要意義。

PC-GRC作為一種復合材料、一種構造、甚至是一種“建筑”，從整個設計、制造、運輸、安裝等過程都遵從資源節(jié)約與環(huán)境友好的理念，實現(xiàn)了住宅產業(yè)化、生產工廠化、部品模塊化、裝飾構造一體化、建筑功能集成化、生產安裝施工全天候化的全新建筑模式。PC-GRC是21世紀工業(yè)化與信息化在這種全新的建筑體系中得以應用的見證，也預示著新的建筑體系——裝配式建筑的未來與第三次工業(yè)革命的際遇與契合，相信PC-GRC在未來的裝配式建筑領域中將會發(fā)揮更加出色的作用。