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董飞论文

专科毕业设计（论文）

浅谈铝合金模板施工技术在住宅工程中的应用

董飞

燕山大学

2017年2月

专科毕业设计（论文）

浅谈铝合金模板施工技术在住宅工程中的应用

学院：

燕山大学

专业：

建筑工程技术

学生姓名：

董飞

学号15130997

指导教师：

李鹏飞

答辩日期：

燕山大学毕业设计（论文）任务书

学院：

燕山大学专业（方向）：

建筑工程

学

号

15130997

学生

姓名

董飞

专业

班级

建筑工程技术

2015级

题

目

题目名称

浅谈建筑工程质量管理

题目性质

1.理工类：

工程设计（）；工程技术实验研究型（）；

理论研究型（）；计算机软件型（）；综合型（）。

2.文管类（）；3.外语类（）；4.艺术类（）。

题目类型

1.毕业设计（）2.论文（）

题目来源

科研课题（）生产实际（）自选题目（）

主

要

内

容

本文深入分析了铝合金模板在施工现场高层住宅应用的优缺点，以中建二局典型项目施工现场使用为案例，亲身经历了铝合金模板由考察、示范、全面推广应用的全过程，以施工现场工程实体为样板，从铝合金模板的发展、传统模板施工方式存在的问题、工艺流程、优缺点、经济对比等方面介绍了铝合金模板在高层住宅工程中的应用，我国工程中使用最多的周转材料，现前以木质模板的多，随着我国倡导的低碳、节能越来越被社会所重视，人们便把眼光投向了前景很好的金属模板，如全钢模板，全铝模板等，这时候全铝合金模板的出现便很好地解决了问题，因其自重比全钢的模板轻、装配与周转方便，结构成型的效果也很好，在我国大面积推广使用具有广阔的前景。

基

本

要

求

填写提示：

论文结构合理，层次清楚，

重点突出，文字简练、通顺，

参

考

资

料

1、《铝合金模板相对现有木模版的优缺点》刘梁《低碳地产》2016年8月第15期

2、《铝合金模板施工技术在超高层综合体中的应用》王世博2015

3、《我国铝合金模板推广应用中存在的问题》赵鹏2015

4、《整体式铝合金模板在建筑施工中的应用》朱敏2015

周次

1—4周

5—6周

7—8周

9—10周

11—12周

应

完

成

的

内

容

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初稿完成

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定稿完成

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指导教师：

李鹏飞

职称：

年月日

注：

周次完成内容请指导老师根据课题内容自主合理安排。

摘要

本文深入分析了铝合金模板在施工现场高层住宅应用的优缺点，以中建二局典型项目施工现场使用为案例，亲身经历了铝合金模板由考察、示范、全面推广应用的全过程，以施工现场工程实体为样板，从铝合金模板的发展、传统模板施工方式存在的问题、工艺流程、优缺点、经济对比等方面介绍了铝合金模板在高层住宅工程中的应用，我国工程中使用最多的周转材料，现前以木质模板的多，随着我国倡导的低碳、节能越来越被社会所重视，人们便把眼光投向了前景很好的金属模板，如全钢模板，全铝模板等，这时候全铝合金模板的出现便很好地解决了问题，因其自重比全钢的模板轻、装配与周转方便，结构成型的效果也很好，在我国大面积推广使用具有广阔的前景。

关键词　

发展优点缺点铝合金模板

目录

摘要………………………………………………………………………………………Ⅰ

Abstract…………………………………………………………………………………Ⅱ

第1章绪论………………………………………………………………………………1

1.1课题背景……………………………………………………………………1

1.1.1铝摸简介……………………………………………………………1

第2章传统模板………………………………………………………………2

2.1施工方式存在的问题…………………………………………………2

第3章全铝合金模板系统……………………………………………4

3.1全铝合金模板系统的设计思路…………………………………………4

3.2全铝合金模板优点分析……………………………………………………5

3.2.1使用铝合金模板浇筑的混凝土观感好、质量高………………………5

3.2.2铝合金模板平均使用成本低……………………………………………5

3.2.3铝合金模板的施工周期短………………………………………………6

3.2.4铝合金模板的质量轻，便于安装………………………………………7

3.2.5铝合金模板的承载力高，不易爆模……………………………………7

3.2.6铝合金模板技术节能环保，不会造成现场污染………………………7

3.3全铝合金模板缺点分析……………………………………………………7

3.3.1前三层墙体观感不佳……………………………………………………7

3.3.2现场设计变更不易过大…………………………………………………8

3.3.3前期一次性投入相对较大………………………………………………9

3.3.4工艺较新，操作人员技术参差不齐……………………………………10

结论………………………………………………………………………………………2

参考文献…………………………………………………………………………………3

致谢………………………………………………………………………………………4

第1章绪论

1.1课题背景

当前，我国的模板技术呈现出多样化、标准化、商品化的发展趋势，其中铝合金模板技术作为新型模板技术，在房建工程中已经取得了较好的应用效果，但新技术的推广需要质量标准做支撑，否则会受到劣质产品的冲击而影响推广。

为促进铝合金模板质量体系的形成，为推广应用新材料、新技术，实现绿色施工，本文对铝合金模板施工进行了系统性的阐述

1.1.1铝摸简介

全铝模板技术，在发达国家已经有50年的应用历史。

那么，到底是什么原因

使看似昂贵的铝合金材料，应用于建筑领域的混凝土浇筑呢？

本文试图在回答这个问题的过程中，简要介绍一下全铝合金模板技术。

全铝合金组合模板系统自1962年在美国诞生以来，已经有近50年的应用历史。

在美国、加拿大等发达国家，以及像墨西哥、巴西、马来西亚、韩国、印度这样的新兴工业国家的建筑中，均得到了广泛的应用。

各国在推广使用的过程中，也积累了大量铝模板的设计、制造、应用和施工经验。

在金融海啸前，美国每年的铝模板市场规模大约有一亿美元，被当地四五家铝模板制造公司瓜分。

墨西哥的保障房，亦大量应用了全铝模板技术。

仅以一家总部位于哥伦比亚的铝模板制造公司为例，在墨西哥福克斯总统的任期内，就以其铝模板技术，参与建造了超过100万套保障房的建设。

韩国在十年前，还主要使用胶合板，至今其高层住宅楼的施工中，已经有80%采用铝模板技术。

在人们简单的认知里，铝合金制成的模板，一定是非常昂贵，一定容易损坏，一定不适用于像中国这样施工管理水平相对较落后国家。

那么，到底是什么原因，使铝模板技术不仅在像美国、加拿大等这样的发达国家得到了广泛的应用，也在诸如墨西哥甚至印度这样经济水平落后于中国的国家中，得到了积极的推广。

第2章传统模板

2.1施工方式存在的问题

以木胶合板和木方背楞为主的简支简撑的传统施工方法，均依赖现场施工人员的技术水平和管理水平的临场发挥，许多问题由施工现场随机处理，工程质量和施工效率在这样粗放的模式下均存在大量不可控的因素。

导致的施工质量、施工效率和施工安全问题亦比比皆是，难以有效控制好。

传统施工法的墙模、顶模和支撑系统中，即使局部采取了一些较好的产品和工艺，由于缺乏系统整合，总体效率亦难全部发挥出来。

例如在北京等北方地区广泛使用的全钢大模板系统，部分地解决了墙模简支简撑施工法带来的弊端，但该类模板的设计特点决定了只能应用于墙模，无法解决与顶模和支撑系统有效配合的问题，也就决定了此类模板无法实现墙板和顶板的一次浇筑，使墙模快速浇筑的优势无法在整个施工流程中完整发挥出来。

目前广泛应用于楼顶板的支撑系统，多为钢管扣件和碗扣式脚手架。

这些系统与楼顶板模板系统各自独立，缺乏一体化设计，大量存在着施工效率低下、浪费材料和工时的现象，甚至由于支撑设备和施工方案的不当而造成的安全事故，亦屡有发生，甚至造成严重的人员伤亡事故。

目前国际普遍流行的早拆体系，亦难于在此类支撑方案中得到真正有效的应用和实施。

随着我国劳动力成本的迅速提高，过去靠充足低廉的劳动力支撑的经济增长模式，己经不可持续。

反映在建筑业上，那种靠人海战术，采用低效率、低成本模板系统的施工方法，也已经难以维持。

施工企业首先面临的是招工难的问题，目前在一些大城市的建筑木工，每人每天300-350元的待遇，也很难找到。

按这个成本，再加上保险等其他费用，每月每个工人的支出，已经接近2000美元，这已是中等发达国家的工资待遇水平。

以目前国家的政策导向，在未来的5年内，人均的收入还要翻番。

可以预见，这一天的到来，将不是线性的，很可能用不了5年，工资就要翻番。

而招工难的问题，不会因为工资的增长而解决，很可能会更加严重。

而工人的技能，也不会因工资的翻番而必然得到提高。

仅以目前的工资水平核算，我国支撑和模板的施工预算成本，包括设备和工时成本，已经接近甚至超过了像韩国和台湾这样工资水平远远超过我国的国家和地区。

究其原因，是我们现在施工中仍然广泛沿用着传统的效率低下的木模板和粗放型的施工方法。

不仅大量地浪费了木材等森林资源，违背国家的产业政策导向，增加碳排放，而且由此也造成了施工成本的大幅提高。

解决这些问题的要点是：

采用效率高、模数化、可反复使用次数高的新型模板和支撑系统，以及与之相适应的有效节约施工现场工时成本的新型施工方法。

把传统上发生在建筑工地的问题和许多由工地现场处理的工作，尽量多地在工厂处理、完成。

这就是建筑施工工厂化的概念。

工厂化的概念，已经在像日本这样的发达国家得到了广泛的应用和推广，在工程质量、施工效率和成本控制等诸多方面，均有良好的表现。

我国建筑施工的发展方向，也必然会循着这个路子走下去，目前施工中的诸多问题，才会迎刃而解。

第3章全铝合金模板系统

3.1全铝合金模板系统的设计思路

铝合金组合模板技术，恰恰是顺应了市场需求，解决了上述施工中存在的问题，才得以首先在发达国家诞生并被广泛应用。

是市场规律这只无形的手，决定了当一个国家的经济发展水平达到一定程度后，人的价值变得重要，施工安全和施工效率，是任何施工企业不得不追求的目标时，像铝合金模板这样科技含量较高的产品，必然得到了发展应用的空间。

更多地采用高效率的设备，从而尽量大地减少对人工的依赖，是工业化国家不得不走的路。

铝合金模板技术，恰恰适应了这种趋势。

全铝模板技术自诞生以来，自美国开始，在世界许多国家的应用过程中，得到了不断的发展与完善，在很多细节上已经演变成许多不同特色的产品设计。

本文以天津恒工模板有限公司设计、制造的快铝装M54模板系统为例，对全铝模板技术，做个简要的介绍。

恒工模板为美国著名模板公司制造OEM的模板产品已经有十年的历史，积累了大量设计、生产和制造的经验和技术储备。

快铝装M54模板系统是该公司在综合国外相关技术的优点的基础上，结合国内的施工时间，设计、制造的全铝模板系统。

快铝装M54模板系统的不同之处，不仅是使模板使用次数的增加；也不仅是对施工工时成本的降低；更不仅是模板材料的更新，从而大量减少建筑业对森林资源的浪费与消耗，而是对建筑模板和支撑系统从施工设备到施工工艺的一体化整合，以革命性的思维方式为混凝土浇筑施工提供了完整的工厂化解决方案。

快铝装M54模板系统的设计思路，从根本上颠覆了上述设备和施工方案的传统模式。

把施工现场由施工人员随机解决的大量不可控因素，最大限度地去除。

在施工前，由专业人员通过计算机辅助设计，将该建筑工程所需的所有模板标准化、模数化、系统化。

应用材料和建筑结构领域的最新科技，将墙模、顶模和支撑系统一体化。

支撑系统采用国际最新的早拆体系的设计理念，与顶模实现完美结合，以提高模板周转率，减少模板使用量。

以由此设计出的模板系统工作图作为指导，列出该工程所需的模板和配件清单，在工厂经严格质量管理体系和工艺控制完成生产，并对每个模板和配件进行编码。

在运往工地前，将根据施工现场情况在工厂进行100%的整体试装，将任何可能出现的误差和疏忽，解决在施工现场之外。

如此有效地保证了现场的施工质量和施工效率，只需稍加培训的体力工人，即可按图通过简单的组装操作，快速、高效、安全地完成现场施工。

3.2全铝合金模板优点分析

3.2.1使用铝合金模板浇筑的混凝土观感好、质量高

由于模板采用铝合金材料技术制造而成，其表面非常光滑、平整，这就决定了使用铝合金模板技术浇筑好的混凝土表面非常平整、观感好。

另外铝合金模板各个拼件都是在工厂使用器械加工而成，可以保证其拼接处的平整和质量，而且每块拼件之间使用销钉对孔连接，只要将销钉固定好之后几乎可以做到无缝连接，这样就不会出现因为接缝过大而使混凝土漏浆，造成混凝土表面蜂窝麻面。

从这两方面就可以保证了使用铝合金模板技术浇筑的混凝土的观感和质量。

传统的胶合木模板由于是用木质加工而成，周转使用几次后很难保证其表面平整度。

另外由于木模板在使用时是现场人工按照图纸加工制作，然后用钉子间每块模板拼接而成。

因每个工人的技术参差不齐，每块模板制作、安装的尺寸不可能都控制非常精确规范，故使用木模浇筑的混凝土整体在观感和质量保证方面一定没有使用铝合金模板技术浇筑混凝土的优越性。

钢模板也是由金属加工而成，但是由于钢的物理性质决定了其浇筑混凝土表面观感方面也不及铝合金模板那么稳定。

所以在这方面其浇筑效果虽然比木模板技术浇筑的混凝土好，但是与使用铝合金模板技术浇筑的混凝土相比还是有一定的差距的。

3.2.2铝合金模板平均使用成本低

铝合金模板虽然每平米的购买单价较高，但是将其使用在标准层多于30层的建筑物或者多次循环使用时，我们可以看出其平均使用成本与其他模板技术相比是很有优势的。

对此我们可以进行简单的计算。

铝合金模板的购买价格大概在1400元/m2左右，每套模板可重复利用次数为：

200～300次。

1层标准层模板使用面积我们以2000m2进行计算。

铝合金模板的采购价格就为：

1400×2000=2800000元。

铝合金模板的安装价格大概为25元/m2。

30层标准层的安装价格就为：

25×30×2000=1500000元。

另外由于铝合金模板技术浇筑的混凝土观感好，结构面基本可以达到亚清水混凝土的效果，据不完全统计可以省去至少50%墙面抹灰费用，节约了水泥、

砂的原材料耗消耗以及抹灰用人工，同时减少了周转材料的使用时间，同时质量上直接杜绝了室内墙面抹灰空鼓和裂缝的通病。

最后，铝合金模板在完全使用完后其还有回收价值，回收价格为原价的25%～30%。

木模板的采购单价大概为：

25元/m2。

每块木模板平均可以使用4次。

将其使用在以上相同的假设建筑物中时，其采购价格就为：

25×30×2000÷4=375000元。

木模板的安装价格大概为30元/m2。

30层标准层的安装价格就为：

30×30×2000=1800000元。

木模板浇筑混凝土不但需要装饰抹灰，且报废后无法重新回收利用，在使用完后还需支付废弃材料清理费用。

钢模板的采购价格和安装费用虽与铝合金模板差不多，但由于钢模板较重，对机械的依赖性较高，其机械安装费用较高，且钢模由于其物理性质，其使用时产生维护费用也相对较高。

通过分析，我们可以看得出，虽然铝合金模板的采购价格较高，但是用在拥有30层标准层的建筑中时，它的实际使用价格与木模板技术相差不大。

当建筑物高于30层时，与传统模板技术相比，建筑物越高，使用铝合金模板技术的成本越低。

另外，由于铝合金模板70%～80%构件都是标准通用件，所以当将使用过的铝合金模板投用到别的标准层施工时，只需将其中20%～30%的非标件进行深化设计加工。

3.2.3铝合金模板的施工周期短

铝合金模板技术是采用“快拆体系”。

所谓“快拆体系”就是当某一层浇筑的混凝土达到一定强度时，在保证施工安全的前提下，除保留的立杆及早拆支撑头外，同步将楞骨、模板等拆除并从传料口运到上一层，保留的立杆必须是稳定体。

基本原理就是在施工阶段把结构跨度人为的划小，降低其内力，使模板能够早拆，而结构的安全度又不受影响，以达到模板早拆应有的经济效益及社会效益。

这种快拆体系，不但保证了混凝土的正常受力需要还突破了传统的模板使用习惯，大大加大了模板使用的效率，加快施工进度。

为配合“早拆体系”安全稳定性，一般铝合金模板悬挑部分结构配备6套支撑体系，梁构件配备4套支撑体系，板构件配备3套支撑体系。

运用“快拆体系”铝合金模板技术，正常使用情况下，其施工速度可以达到每4d浇筑1层混凝土。

木模技术是我们的传统技术，在施工时，首先我们需要将材料木板按规定尺寸进行加工制作，然后按规定尺寸进行安装，其配模、加工、制作及安装是一个较为复杂和耗费时间的过程。

另外木模板技术还是采用传统的“满堂架支撑体系”，混凝土浇筑完后其强度需达到规范要求后才能进行拆除，故增多需要配模的模板数及增加施工需要的时间。

其次，木模“满堂架支撑体系”与铝合金模板“单立杆快拆体系”相比较为复杂。

拆除的过程中必定会增加一些难度，耗费大量时间。

3.2.4铝合金模板的质量轻，便于安装

铝合金模板由铝合金材料制成，该材质的密度较小，质量较轻。

铝合金模板每平米的质量仅为20～25kg；铝合金模板拼件的尺寸较小，标准尺寸仅为400mm×1200mm，两人配合可较为轻松完成安装、拆除及转运工作。

木模板的质量与铝合金模板相比，也相对较小，利于安装；钢模板由钢材加工而成，钢材的密度相对较大，质量重，安装难度大，一般都需要相应的辅助安装机械配合。

1.5铝合金模板技术采用传料口进行材料传递，无需卸料平台，节省大量塔吊转运时间

在铝合金模板技术的使用，提前做好图纸深化设计，根据不同户型，对应设置楼板传料口，以便工人直接将下一层拆卸的模板及杆件通过传料口递送到所需安装层。

传统木模板工程，需要设置卸料平台，将拆卸的模板和钢管集中到卸料平台，然后由塔吊将其吊到上层。

钢模板由于它本身的重量比较大，只能采用大型机械设备吊送的方式将其转运，相应增加了许多机械吊运的费用。

由于铝合金模板材料无需塔吊转运，节省大量塔吊转运时间，在总包的塔吊协调管理起到非常大的作用，同时为总分包其他材料的转运增加很多时间。

3.2.5铝合金模板的承载力高，不易爆模

经铝合金模板试验结果显示，目前铝合金模板的承载力可达到30～50kN/m2，完全可以承受在浇筑混凝土时对模板产生的冲击力。

铝合金模板系统所有部位都采用铝合金板组装而成，系统拼装完成后，形成一个整体框架，稳定性十分好，如工人严格按作业指导书进行安装，混凝土浇筑过程中基本不会出现模板鼓胀或爆模的情况。

传统的木模技术中，由于木模板的承载力有限，若加固不当，便会出现涨模或爆模的现象。

同时周转次数过多后，模板易破损变形，严重影响混凝土观感质量。

3.2.6铝合金模板技术节能环保，不会造成现场污染

铝合金模板在进入施工现场前均在厂家进行预拼装，现场不需要进行裁剪、切割，不会产生相应的废料，也不会产生切割的噪声，施工拆模后，现场无任何垃圾，施工环境安全、干净、整洁。

一套铝合金模板可重复使用200～300次，报废后的模板也能进行回收，重新熔炼，低碳环保、节能减排，符合国家绿色施工规定。

传统木模板在使用中，需要现场进行加工制作，易产生一些木屑和废弃的小木板，同时产生噪声污染，施工过程中需要对现场产生建筑垃圾及时进行清理，费时费工，且报废的木模无法重新利用，不节能环保。

钢模板由于它本身的材质局限性，变形后较难修复，同时回收利用率也不如铝合金模板。

3.3全铝合金模板缺点分析

3.3.1前三层墙体观感不佳

由于铝合金模板在完成拼装后形成一个整体，不易透气，在浇筑过程中，模板与混凝土发生化学反应，若混凝土振捣不足易墙体表面产生气泡，脱模剂涂刷不到位易引脱皮等现象。

这个缺点可以通过施工措施将其避免。

例如，我们可以在首次使用铝合金模板之前将其表面先用高强度水泥浆使其充分氧化，或者在铝合金模板与混凝土接触面的表层镀上PVC薄膜等方法。

3.3.2现场设计变更不易过大

铝合金模板在设计时，需要施工的结构图及建筑图纸一定要十分准确，故对项目的技术工作要求较高，需提前做好施工前的图纸变更和图纸会审工作。

铝模板加工出来后，在现场安装基本上不能修改，确有设计变更修改的，则需提前跟厂家沟通，重新深化设计、加工及制作，再从厂家运至施工现场，而木模板在工地上可以随便切割。

3.3.3前期一次性投入相对较大

由于铝模板每平米单价相对较高，故其前期一次性相对投入较大。

过程中需加强管理，特别铝合金模板标准板、支撑杆件等要做好回收保养好，以便用于下一个工地。

3.3.4工艺较新，操作人员技术参差不齐

由于铝合金模板为近年新材料、新工艺，操作人员相对较少，且施工技术参差不齐。

必须要对施工人员进行专项的技术培训和安全教育，让他们了解铝模板的施工特点、熟悉有关的条文和岗位安全操作的规程，通过考核合格后才能上岗工作。

铝模板在施工中必须配备具有安全技术知识的、熟悉规范的专职安全员和质检员。

模板在拆除时应该分片、分区的拆除，从一端往另一端拆除，禁整片一起拆除。

模板拆除时，混凝土强度必须达到操作规则要求值。

结论

通过经济分析我们可以看出，将铝合金模板应用30层以上标准层的建筑时，其平均使用价格相对较低，故铝合金模板适合使用在拥有30层以上标准层的建筑结构中。

同时通过多个工地施工实践证明，该新型模板体系与传统模板比较确有颇多优点，不仅节能环保，满足施工质量的要求，安全文明施工也能大大改善，还能提高施工进度。

最近几年，铝合金模板逐步出现在全国各地的建筑工地上，呈现良好上升势头，是绿色施工、低碳社会的大势所趋。

参考文献

1、《组合铝合金模板工程技术规程》JGJ386-2016中华人民共和国住房和城乡建设部

2、《铝合金模板在建筑施工中的应用》戴桂扬中国住宅设施2012

3、《全铝合金模板现状及发展》孙涛中国建筑股份有限公司技术中心2015

4、《铝合金模板相对现有木模版的优缺点》刘梁《低碳地产》2016年8月第15期

5、《铝合金模板施工技术在超高层综合体中的应用》王世博2015

6、《我国铝合金模板推广应用中存在的问题》赵鹏2015

7、《整体式铝合金模板在建筑施工中的应用》朱敏2015

8、《浅谈铝合金模板与木模之间经济性指标的差异性》许超2013

致谢

在本次论文设计过程中，感谢我的学校，给了我学习的机会，在学习中，老师从选题指导、论文框架到细节修改，都给予了细致的指导，提出了很多宝贵的意见与建议，老师以其严谨求实的治学态度、高度的敬业精神、兢兢业业、孜孜以求的工作作风和大胆创新的进取精神对我产生重要影响。

他渊博的知识、开阔的视野和敏锐的思维给了我深深的启迪。

这篇论文是在老师的精心指导和大力支持下才完成的　感谢所有授我以业的老师，没有这些年知识的积淀，我没有这么大的动力和信心完成这篇论文。

感恩之余，诚恳地请各位老师对我的论文多加批评指正，使我及时完善论文的不足之处。

谨以此致谢最后，我要向百忙之中抽时间对本文进行审阅的各位老师表示衷心的感谢。