技术贴!轻钢轻混凝土结构施工技术

来源：微信公众号“CSB上海国际先进建筑技术展览会”

轻钢轻混凝土结构体系是中国建筑技术集团有限公司以建筑工业化和绿色建造为目标研发的一种新型结构体系，该体系主要适用于新农村住宅、城镇保障房、灾后安置房以及多层住宅等居住类建筑。轻钢轻混凝土结构采用轻钢预制装配、免拆模板代替传统模板、轻混凝土现场浇筑的建造方式，符合我国建筑产业化发展的政策导向，为建筑工业化实践开辟了新途径。

轻钢轻混凝土结构以薄壁轻钢和轻混凝土为主要材料，以快速搭建的轻钢构架为基础，集成墙体和楼板免拆模板技术，将轻钢工厂化生产装配施工与轻质混凝土现浇整体相结合，充分发挥轻钢构架工业化程度高、现浇结构整体性好的优点，具有工业化、高品质和绿色低碳等特点，是符合我国建筑产业发展政策导向的新型建筑结构体系。

围绕该结构体系，开展了系统的材料、结构和施工技术研究，建造了大量的样板试验房，编制了行业标准《轻钢轻混凝土结构技术规程》JGJ 383—2015和协会标准《聚苯模板混凝土楼盖技术规程》CECS378—2014，形成了完整的技术体系和施工工法。

本文介绍了轻钢轻混凝土结构体系概况和建造流程及特点，重点介绍施工关键技术，并对该结构的技术经济性进行了分析，为轻钢轻混凝土结构工程应用提供参考。

1 结构体系概况

1.1 主要材料

轻钢轻混凝土结构的主要材料包括轻钢、免拆模板和轻混凝土等（见图1）。轻钢主要有矩形钢管，B型、C型和W型轻钢等，采用镀锌或镀铝锌的钢带冷弯或高频焊制而成，壁厚一般为1.0～2.5mm。免拆模板主要有硅酸钙板、纤维水泥平板、聚苯免拆模板以及用于外墙的带装饰面的硅酸钙板等。轻混凝土主要有聚苯颗粒混凝土、泡沫混凝土以及轻骨料混凝土等。轻混凝土强度与密度有关，立方体抗压强度可达3～20N/mm2。生产硅酸钙板时可掺入石英砂尾矿，轻混凝土中可掺入粉煤灰、钢渣等工业固体废弃物，提高了资源综合利用率，低碳环保。

1.2 体系构造

轻钢轻混凝土结构体系主要由轻钢轻混凝土墙体、配套楼盖和轻钢屋盖等构件组成。

1）轻钢轻混凝土结构的墙体由轻钢构架、免拆模板和轻混凝土构成，内墙增加装饰层，外墙增加保温层、装饰层（见图2）。

2）轻钢轻混凝土结构的楼盖可采用聚苯免拆模板混凝土楼盖、轻钢桁架混凝土楼盖、轻钢轻混凝土楼盖及其他轻型楼盖（见图3）。

3）轻钢轻混凝土结构的屋盖可分为平屋盖和坡屋盖。平屋盖在楼盖做法的基础上，增加保温层、防水层和装饰层。坡屋盖通常采用轻钢屋盖，建筑构造依次为：屋面瓦、防水层、屋面板、轻钢屋架、轻钢桁架梁、保温层和吊顶装饰层（见图4）。

2 建造过程及技术特点

2.1 建造过程

轻钢轻混凝土结构房屋的建造流程主要包括地基基础施工、主体结构施工、门窗安装及室内外装饰等。地基基础、门窗及室内外装饰可按传统工艺施工。

轻钢轻混凝土结构施工的主要工序包括墙体轻钢构架安装、楼盖模板及支架安装、水电管线预埋预留、墙体免拆模板安装、墙体轻混凝土浇筑和楼盖混凝土浇筑等（见图5）。

2.2 技术特点

轻钢轻混凝土结构及其建造体系具有以下特点：①轻钢构架工厂化生产、装配化施工，一次可安装2~3层；②墙体免拆模板直接安装在轻钢构架上，无需支架及抹灰；③轻混凝土现场浇筑，免振捣，结构整体性好，隔声和防火性能好；④聚苯免拆模板混凝土楼盖节材、省工、保温性能好；⑤结构自重轻、材料省、基础造价低；⑥轻混凝土保温隔热性能好，在特定气候区可以实现墙体结构、保温一体化。

综上所述，轻钢轻混凝土结构体系是安全、高效、高品质的新型结构体系。与现浇钢筋混凝土结构相比，节省木材50%，节电30%，节水25%，建筑垃圾减少50%，节省人工30%，工期缩短30%。

3 施工关键技术

3.1 轻钢构架快速安装技术

轻钢构架通过连接件和螺钉安装。为实现轻钢构件快速安装的目的，针对矩形轻钢和B型轻钢的特点，研发了配套的专用连接件及安装工法。安装后的轻钢构架如图6所示。

1）矩形轻钢快装技术 针对矩形薄壁钢管的特点，研制了矩形轻钢快装连接件。矩形轻钢快装连接件由两块带卡槽的扣板组成。与矩形钢管连接时，扣板两端的卡槽卡紧钢管，并用对拉螺栓从中间固定加强。采用该技术，可以将矩形钢管快速组装成轻钢柱和轻钢桁架梁（见图7）。轻钢桁架梁上的快装连接件与钢管可以垂直布置，也可斜向布置，接触面还应采用螺钉连接，避免钢管与连接件发生滑移。此外，利用快装连接件和配套的钢压板，还可以作为轻钢与基础连接的锚固装置。采用快装连接件，大大节省了螺钉数量和安装用工，显著提高了矩形轻钢的安装效率。

2）B型轻钢快装技术 B型轻钢的腹板及管壁侧面开设有多种工艺孔洞，工艺孔间距符合一定的模数。针对B型轻钢的特点，研制了多种与B型轻钢配套的快装连接件(见图8）。通过连接件和工艺孔可快速准确定位，大大提高了B型轻钢构架安装的精度和效率。

3.2 墙体免拆模板技术

轻钢轻混凝土墙体的免拆模板一般选用表观密度不低于1400kg/m3、抗折强度不低于16N/mm2的硅酸钙板或纤维水泥平板。为增加模板与轻混凝土的粘合力，与轻混凝土接触的一侧应采取砂光等措施增加免拆模板表面粗糙度。

墙体轻钢骨架具有较好的刚度和承载能力，可以作为墙体免拆模板的内支撑。模板外侧采用螺钉与轻钢骨架固定，并用背楞加强（见图9）。螺钉采用带燕尾的十字槽沉头自钻自攻螺钉与轻钢骨架连接，螺钉间距不宜大于200mm，螺钉从模板中部向四边固定，钉头沉入模板表面。背楞通常采用两根矩形钢管并排，竖向布置在两个相邻的轻钢立柱中间，对拉螺杆间距不宜大于800mm。背楞规格、间距，螺杆间距可根据浇筑轻混凝土的容重及一次浇筑高度按《混凝土结构工程施工规范》GB50666—2011的相关规定计算确定。

模板安装前应绘制模板排版图。模板封闭前应先安装预埋管线，并进行隐蔽验收。模板竖向拼缝应设置在轻钢立柱上，拼缝间宽度宜为3~5mm，装修前应做嵌缝处理。

3.3 楼盖聚苯免拆模板技术

楼盖聚苯免拆模板是在模塑聚苯乙烯泡沫塑料内置轻钢龙骨，在工厂生产的一种定型模板。拼装后形成双向肋槽，绑扎钢筋并铺设钢筋网，浇筑混凝土后形成双向密肋混凝土楼盖。

聚苯模板混凝土楼盖可利用轻钢轻混凝土墙体中的轻钢立柱作为模板两端支架。角钢用自攻钉固定在楼层标高位置处的轻钢立柱上，模板两端安置在角钢后，再安装模板支架（见图10）。

聚苯模板混凝土楼盖内的水电管线预埋和线盒安装，按施工图标识的部位用热熔器将线盒和开槽位置处的聚苯板热熔开槽开洞。楼板混凝土浇筑时需严格控制混凝土的倾落高度，出料口距模板顶面不应超过500mm，以免出料口过高，混凝土对聚苯模板造成冲击。另外，混凝土布料均匀、分散，及时振捣，振捣棒不应直接接触聚苯模板。聚苯模板混凝土楼盖底部应采用满足《建筑内部装修设计防火规范》GB50222要求的顶棚装修材料进行封堵，主要做法有防火石膏板装饰、挂网抹灰装饰和吊顶装饰等。

3.4 轻混凝土配制及施工技术

泡沫混凝土和轻骨料混凝土的配制和施工技术可参照现行国家或行业标准。在此，重点介绍聚苯颗粒混凝土的配制、生产、浇筑及养护等施工技术。

聚苯颗粒混凝土由水泥、砂、水、聚苯颗粒、减水剂和纤维素醚等材料搅拌而成。砂采用普通中砂，聚苯颗粒粒径2～5mm，堆积密度不宜小于10kg/m3，纤维素醚4w粘度，掺入适量的纤维素醚可显著改善聚苯颗粒混凝土的保水性和粘聚性。聚苯颗粒混凝土的强度与密度相关，不同强度等级对应的表观密度如表1所示，常用密度等级聚苯颗粒混凝土的参考配合比如表2所示，当有可靠试验数据时，可根据试验结果确定。

聚苯颗粒混凝土宜在工厂预拌，也可在现场采用小型搅拌设备搅拌。输送泵宜采用砂浆挤压泵或小型汽车泵，输送高度及距离应满足工程需要。特殊部位或特殊情况也可采用起重机配备料斗的方式输送。

聚苯颗粒混凝土和泡沫混凝土的和易性好，其坍落度约为230～270mm、扩展度350～450mm，流动性好，可免振捣，仅需在墙角及轻钢构架密集部位采用人工辅助振捣。同一施工段的墙体轻混凝土应分层连续浇筑。泡沫混凝土一次浇筑高度不应大于1m，聚苯颗粒混凝土一次浇筑高度不应大于3m，两次浇筑间隔不应小于轻混凝土的初凝时间，且不应超过终凝时间。

墙体轻混凝土可带模养护，无需采取专门养护措施。楼板轻混凝土应在浇筑后12h内进行覆膜保湿养护。

4 技术经济性分析

4.1 经济性分析

1）轻钢工程  轻钢轻混凝土结构的用钢量比钢筋混凝土结构和轻钢结构节省15%～20%。另外，由于采用了轻钢快装技术，现场用工少，人工消耗较传统结构施工低。但由于轻钢轻混凝土结构中的轻钢均为镀锌或镀铝锌轻钢，其单价高于普通钢筋。

2）模板工程 轻钢轻混凝土结构中的墙体和楼板均采用免拆模板，模板一次性消耗成本比周转使用的传统模板摊销费用高，但节省大量木材、减少建筑垃圾。另外，由于免拆模板无需拆除，墙体无需抹灰，可节省材料费和人工费。

3）轻混凝土工程 轻混凝土与普通混凝土成本基本持平，当掺入工业固体废弃物时，轻混凝土成本降低。

4.2 环境效益

轻钢轻混凝土结构体系克服了传统现浇混凝土结构建造方式存在的需要大量模板及周转材料，人工、水电、材料消耗大等各种缺点，具有提高工程质量、缩短施工周期、减少用工、提高劳动生产率等优点，促进住宅产业化和建筑工业化发展。同时，大量采用石英砂尾矿作为原材料生产的硅钙板、纤维水泥板，有利于节约资源、保护环境，促进固体废弃物利用，具有显著的经济效益、社会效益和环境效益。