信 任 馬榮冰 盧志鵬 馬景才

（1.西安建筑科技大學(xué)，陜西 西安 710055；2.西安市航空基地新舟置業(yè)有限公司，陜西 西安 710089）

砌體結(jié)構(gòu)是作為我國最早或最古老的建筑結(jié)構(gòu)形式之一，在我國城鎮(zhèn)化建設(shè)中發(fā)揮著重要作用。然而其施工工藝復(fù)雜、技術(shù)環(huán)節(jié)煩冗、建造效率低下[1]，且由于工人的差異性導(dǎo)致施工質(zhì)量參差不齊，種種因素導(dǎo)致我國絕大多數(shù)地區(qū)村鎮(zhèn)砌體建筑質(zhì)量難以過關(guān)、震害嚴重，給其可持續(xù)發(fā)展與宜居改造帶來了極大的阻礙[2]。

隨著社會的發(fā)展，砌體結(jié)構(gòu)以大力發(fā)展輕質(zhì)高強材料、積極開發(fā)節(jié)能環(huán)保型建筑材料、繼續(xù)加強配筋砌體和預(yù)應(yīng)力砌體的研究以及加強砌體結(jié)構(gòu)的模型理論研究為發(fā)展趨勢[3]。《國家建筑技術(shù)政策》中指出減少燒結(jié)磚的使用，要因地制宜地發(fā)展砌塊材料，包括加氣混凝土砌塊、新型夾心保溫砌塊、自保溫砌塊等。砌塊應(yīng)向高空心化、高強輕質(zhì)和功能復(fù)合化、裝飾化、系列化的方向發(fā)展。

裝配灌漿模板砌塊是一種新型建造技術(shù)與結(jié)構(gòu)體系，它以簡化建造技術(shù)為導(dǎo)向，以克服砌體結(jié)構(gòu)固有頑疾為目標(biāo)，可以像“搭積木”一樣完成裝配建造，適應(yīng)裝配式建筑發(fā)展潮流。它不僅保留了傳統(tǒng)砌體結(jié)構(gòu)就地取材，造價低廉的特點，而且從根本上改變了原有“一灰一磚”的砌筑工藝、改善了施工條件、降低了工人勞動強度，并確保施工質(zhì)量可靠，在改變原有砌體結(jié)構(gòu)破壞模式[4]的同時，縮短了工期，降低了成本。

為了滿足我國眾多地區(qū)現(xiàn)場裝配模板砌塊的應(yīng)用與推廣，切實為新時代下村鎮(zhèn)建設(shè)提供全新、可靠、便捷、經(jīng)濟的建設(shè)思路，本文從多角度出發(fā)，設(shè)計一種可用于現(xiàn)場裝配的模板砌塊，并介紹其現(xiàn)場裝配的施工工藝。

1 塊型設(shè)計

模板砌塊采用開放式大孔洞外板+梁肋形式（如圖1所示），其中包括砌塊外模板、縱橫相對凹凸卯榫接口、水平梁肋以及砌塊內(nèi)部空腔。其設(shè)計考慮到現(xiàn)場拼裝、施工便捷、鋼筋布置、模板厚度、水平梁肋、灌漿寬度、脫模以及運輸?shù)跹b等多方面因素。

圖1 模板砌塊

①砌塊尺寸：模板砌塊應(yīng)盡可能放大，設(shè)計為480mm×250mm×240mm，研究表明拼接縫隙會對墻體熱工性能造成一定的影響，故盡可能減少縫隙是提高保溫隔熱性能有效手段[5]，然而模板砌塊尺寸偏大則會導(dǎo)致現(xiàn)場拼接和運輸困難。本模板砌塊體積適中，可以緩解交通運輸與吊裝困難的問題，提高了模板砌塊便捷性實用性，為當(dāng)前我國鄉(xiāng)鎮(zhèn)建設(shè)提供了一種新的選擇。

②縱橫相對凹凸卯榫接口：該卯榫拼接接口，分別設(shè)置于砌塊外模板四周，形狀采用梯形對接，2組相反的梯形對向拼接就完成了模板砌塊結(jié)構(gòu)的現(xiàn)場拼裝，消除了傳統(tǒng)鎖扣因砌體精度不足造成無法正確裝配、誤差累積的問題，又恰到好處的避免了傳統(tǒng)抹灰砌筑工藝。其特點降低了對砌筑工工種的要求，普通工人都可以施工操作，降低了勞動強度，縮短工期。

③砌塊外模板：外模板厚度應(yīng)適中，偏薄內(nèi)部灌漿時可能會隨混凝土張力而破壞，且外模板偏薄卯榫接口尺寸變小，不易設(shè)置；偏厚會導(dǎo)致內(nèi)部灌漿厚度減小，墻體承載力隨之下降。

④水平梁肋：設(shè)計時應(yīng)考慮到其個數(shù)、位置、厚度、寬度等。水平梁肋的個數(shù)不宜過多，數(shù)量過多會導(dǎo)致灌漿存在較大阻礙，影響施工質(zhì)量，且較多內(nèi)部梁肋的存在使得鋼模具制作與砌塊脫模存在困難；梁肋的位置也有要求，應(yīng)對稱布置，且上部預(yù)留一定距離，方便橫向鋼筋布置以及砌塊脫模；在水平梁肋與外模板連接采用一定弧度的倒圓角設(shè)計，美觀的同時便于砌塊脫模；水平梁肋寬度，厚度應(yīng)適中，避免灌漿張力使其破壞，影響施工。

⑤內(nèi)部空腔：內(nèi)部空腔厚度為140mm，可以穿筋灌漿，其效果類似于相同厚度的剪力墻。鋼筋布置根據(jù)大量文獻深入的研究以及現(xiàn)場施工積累的經(jīng)驗,將固定孔位的鋼筋布置改變?yōu)殚_放式孔位的鋼筋布置，目的是不限制鋼筋位置，可根據(jù)實際需要靈活調(diào)整，避免因模板砌塊精度不足，或施工偏差造成鋼筋偏移而無法對孔施工，影響施工進度。兩側(cè)不設(shè)側(cè)板使其變?yōu)殚_放式的模板砌塊，除了鋼筋，依據(jù)不同的承載力需求還可選擇不同的加強材料，土工格柵，鋼絲網(wǎng)等。兩側(cè)不做限制也有利于混凝土的流動與整體性。

2 材料選擇

2.1 我國固廢現(xiàn)狀

我國每年都會產(chǎn)生大量的建筑垃圾與尾礦廢渣等，處理這些固廢需要大量的人力、物力和財力。目前固廢垃圾普遍采取堆放和掩埋的方式進行處理，其綜合利用率不足5%[6]。固廢垃圾長期堆存，不僅占用大量土地，而且對土壤、河流、植被、大氣造成嚴重的環(huán)境污染和生態(tài)危害?！笆奈濉逼陂g，我國推進大宗固廢綜合利用綠色發(fā)展，實現(xiàn)源頭減量，守住環(huán)境底線，創(chuàng)新固廢應(yīng)用模式，因此如何將固廢垃圾“變廢為寶、變廢為利”是行業(yè)專家關(guān)注的焦點[7]。

2.2 材料來源及應(yīng)用

裝配式模板砌塊原材料來源廣泛，主要有廢舊破碎的EPS顆粒、建筑陶粒、電廠粉煤灰、鐵尾礦、硅粉和脫硫石膏等等。這些無機固廢材料易于獲取，且成本不高，可廣泛回收。本設(shè)計將常見的固廢材料與混凝土按照不同的配比制作成試驗試件，對其進行導(dǎo)熱與力學(xué)性能試驗，力求從中得出熱工與力學(xué)同樣優(yōu)質(zhì)的材料配比，加工處理后制成綠色保溫模板砌塊，以此實現(xiàn)垃圾資源化利用。

灌漿材料的選擇可以是商品混凝土，也可以是建筑垃圾制成的再生混凝土，這使得廢舊再生的理念再次得以實現(xiàn)。灌漿料與外模板強度可根據(jù)實際需要靈活調(diào)整，可匹配各式各樣的建筑形式與層高，從鄉(xiāng)村到城鎮(zhèn)，該模板砌塊均可勝任，這增加了新型模板砌塊與新型城鎮(zhèn)建設(shè)的契合度，有利于新型模板砌塊體系的推廣應(yīng)用。

2.3 無機保溫材料優(yōu)勢

傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)保溫材料時結(jié)構(gòu)層施工完成后，在結(jié)構(gòu)層外圍覆蓋保溫隔熱層，其工序復(fù)雜，且經(jīng)風(fēng)化，保溫層容易脫落，耐久性差。無機固廢材料，它集保溫隔熱于一身，其外墻不必額外施工保溫層，且其材料耐久性好，可以做到與建筑結(jié)構(gòu)同周期，同壽命[8]。

3 裝配工藝

隨著工藝水平與施工進度要求的不斷提高，傳統(tǒng)現(xiàn)場砌筑的方法暴露出其不足之處，裝配灌漿模板砌塊墻體的施工秉承了傳統(tǒng)砌體結(jié)構(gòu)現(xiàn)場施工的做法，又與傳統(tǒng)砌體的施工有所不同，形成了“裝配，穿筋，灌漿”三步走的新型砌體砌筑技術(shù)。

進行墻體裝配砌筑時，無須抹灰，靠模板兩側(cè)梯形凸起與凹槽簡單裝配對位。按照設(shè)計要求，砌筑一匹，綁扎一根水平鋼筋，直到砌筑封頂。豎向鋼筋應(yīng)根據(jù)需要進行搭接，外伸長度不宜超過1m，否則將會導(dǎo)致模板裝配時無法穿過鋼筋進行裝配。模板裝配時，還需要隨時檢查水平度與垂直度，必要時對墻體砌筑砌塊進行打磨，墻體允許偏差和檢查方法見表1。

表+ 墻體的允許偏差和檢驗方法

在墻體灌芯之前，需要對裝配的模板進行檢查，對于縫隙較大處，宜提前摸層砂漿，防止灌漿時漏漿。

灌芯混凝土需有足夠的流動性，保證灌滿模板砌塊內(nèi)部的孔洞。每滿貫500mm左右高度時，應(yīng)振搗一次，直至墻體完成。振搗棒應(yīng)采用小型插入式高頻率振搗棒，直徑小于30mm，完成灌芯后清理墻面并養(yǎng)護直到墻體達到規(guī)定強度。

4 結(jié)論與展望

為貫徹推行“鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略”，有必要建立和推廣應(yīng)用新型裝配式模板砌塊結(jié)構(gòu)體系。該體系定位于建造多層城鄉(xiāng)民用建筑，為現(xiàn)代化鄉(xiāng)鎮(zhèn)建設(shè)提供一種新思路。

裝配灌漿模板砌塊降低了鄉(xiāng)村裝配式建筑的成本，保留了現(xiàn)場施工裝配的工藝，其優(yōu)點適用于廣大鄉(xiāng)鎮(zhèn)地區(qū)，施工便捷、免漿砌筑、直接裝配、工藝簡單，暗梁暗柱可根據(jù)需要調(diào)整，免圈梁構(gòu)造柱等可最大程度簡化工藝，節(jié)省工期，節(jié)約成本。

模板砌塊可廣泛應(yīng)用回收大量無機固廢材料，并可兼顧一定的保溫隔熱性能，節(jié)約成本，響應(yīng)了“十四五”推進大宗固廢綜合利用綠色發(fā)展的號召。