石墨烯EPS空腔模块装配式建筑体系的应用研究——以广西少数民族民居为例.pdf

1762023年4月工程技术与应用江西建材石墨烯EPS空腔模块装配式建筑体系的应用研究以广西少数民族民居为例田甜柳州城市职业学院，广西柳州545000摘要：文中以广西地区为例，对石墨烯EPS空腔模块装配式建筑体系的适用性和优势展开论述，深入探讨空腔模块施工技术，并对其效益进行分析。结果表明，石墨烯EPS空腔模块性能突出，克服了传统建筑材料的诸多限制。关键词：装配式建筑体系；石墨烯EPS空腔模块；施工工艺中图分类号：TU741文献标识码：B文章编号：10 0 6-2 8 9 0（2 0 2 3）0 4-0 17 6-0 3Application Research of Graphene EPS Cavity Block PrefabricatedBuilding System-Taking the Folk Houses of Ethnic Minorities in Guangxi as an ExampleTian TianLiuzhou City Vocational College,Liuzhou,Guangxi 545000Abstract:Taking Guangxi region as an example,this paper discusses the applicability and advantages of graphene EPS cavity moduleprefabricated building system,explores the cavity module construction technology,and analyzes its benefits.The results show that theperformance of graphene EPS cavity modules is outstanding,overcoming many limitations of traditional building materials.Key words:Prefabricated building system;Graphene EPS cavity module;Construction technology0引言技术的进步、经济社会的变革推动了建筑行业的发展，传统的施工工艺与技术存在诸多问题，工艺与技术变革成为建筑行业高质量发展的关键。装配式建筑作为预制新模式，不仅能提高施工效率，更能减少污染，达到绿色化施工的目标。随着装配式建筑在行业内的大力推广，石墨烯EPS空腔模块装配式建筑体系的施工要求显著提高，为发挥材料、工艺优势，工程企业在施工建设中需加强技术管理与质量控制。1石墨烯EPS空腔模块装配式建筑体系在广西少数民族民居的适用性石墨烯EPS空腔模块装配式建筑体系在当前行业内受到了广泛关注，这一特殊的建筑结构体系融人了国内外先进的绿色施工理念、建造技术，具有突出的工艺优越性。广西地区的少数民族众多，因其房屋结构特点、建造工艺要求，石墨烯EPS空腔模块装配式工艺具有适用性。在原EPS生产阶段添加适量的改性石墨烯，石墨烯EPS的强度高、导热系数小，应用于施工建设时不会出现传统EPS模块的胀模、变形问题，不仅能提高施工质量，还能增强建筑的保温性能 。建筑工程选用石墨烯作者简介：田甜（19 8 3-），女，广西柳州人，硕士，高级工程师，主要研究方向为BIM工程造价管理研究。基金项目：2 0 2 1年度广西高校中青年教师科研基础能力提升项目装配式建筑石墨烯EPS空腔模块在广西新农村民宿的应用研究（编号：2 0 2 1KY1458）。EPS空腔模块工艺时，现场施工人员需采用石墨烯EPS空腔模块错缝搭接工艺构成墙体模板，搭接作业中在水平槽内配备特定型号的水平钢筋，搭接完成后在竖向孔洞内插人竖向钢筋，最后浇筑自密实混凝土，构成保温砌模承重墙体。而在外墙转角、承重梁下、内外墙之间、交接处等特殊部位合理设置组合柱或加强柱，通过现浇或装配式楼层构成完整结构，增强建筑的抗震性，即使遭遇地震灾害，结构损坏小，不会造成重大结构安全事故。同时，石墨烯EPS空腔模块装配式建筑构件由工厂生产、现场装配，在广西多层低耗能民居施工中具有很强的适用性。2不石墨烯EPS空腔模块装配式建筑体系的优势2.1保温隔热性能好，节约能源石墨烯EPS空腔模块属于一种特殊的材料，在原有EPS中添加了适量的改性石墨烯，再通过工厂标准化生产，一次成型效果好，为闭孔结构型材，具有良好的保温性能。在施工建设过程中内外两侧保温板的厚度都为5cm，按照施工规范浇筑混凝土后构成复合墙体，此墙体的导热系数很低，仅为0.0 3W/（m K），2 5c m 厚的墙体保温与原先3 2 cm厚的砖墙保温效果相同 2 。以广西柳州地区为例，当地冬季温度相对较低，如采用石墨烯EPS空腔模块施工工艺，即使在室外温度为0 的情况下，室内温度也基本能维持在15左右；夏季室外温度在3 6 时，室内温度在2 6 左右，降低了采暖制冷的能源消耗，既能达到良好的保温效果又能减小能耗，环保性突出。传统模块的性能指标如表1所示。177走价15%2023年4月工程技术与应用江西建材表1普通模块性能指标项目性能指标试验方法表观密度/(kg/m）203035压缩强度/MPa0.120.200.25导热系数W/mK）0.037 0.0330.030GB/T尺寸稳定性/%0.3299062013水蒸气透过系数4.0/ng/(Pam s)吸水率（体积分数）/%2.02.2结构抗震、防火性能好石墨烯EPS空腔板块装配式结构体系的楼板与常规框架结构的建筑完全相同，均为现浇混凝土楼板，通过预留钢筋保障楼板与墙体混凝土之间的连接效果，增强结构整体性。这种特殊的楼板工艺下结构抗震效果好，一般等级的地震灾害对建筑的损坏较小。此外，石墨烯EPS空腔模块在前期生产中采用了特殊的防火与阻燃处理，后续投人使用后出现大型火灾事故的概率较低。现场施工人员按设计要求建设主体结构后，内外墙面均存在砂浆层，该层的防火性能好，高温条件或者遇明火情况下不易起火，或者即使有轻微起火现象，火势蔓延缓慢，不会发生大型火灾事故。2.3施工装配便捷建筑期短比传统房屋价节约连建筑工程项目选择石墨烯EPS空腔模块工艺，为工厂预制、现场组装工艺，装配环节的施工操作简单，可降低施工成本。石墨烯EPS空腔模块有多种形状，施工作业中有关人员可结合结构特点选择特定形状与尺寸的空腔模块，以达到墙体施工的要求。每个构件的四周有插接企口，且在内外表面分布有燕尾槽，结构体系中这些细节部分也能发挥应有的作用。具体的作业环节施工人员只需确保对准，就能在表面实现凹凸企口的无缝搭接，避免在后续浇筑期间出现跑浆等质量问题。每个墙体模块的高度固定，均为0.3 m，当安装了2 3 层的模块以后再进人混凝土浇筑环节。浇筑作业期间施工人员需选择适当的施工工艺，遵循施工操作的有关规定，当浇筑完成且通过验收后继续向上安装模块，在此期间无混凝土养护环节，节约了养护的时间，施工效率高、周期短 3 。石墨烯EPS空腔模块装配式工艺与砖混结构工艺相比，人工费用低，前者的人工费仅为后者的40%，且前者的材料、人工造价也相对较低。3空腔模块施工技术3.1基础工程（1）挖坑。根据具体的施工需求来开挖基础坑，开挖作业期间施工人员需严格控制尺寸与深度。开挖作业开始前施工企业应安排专人进入现场展开调研，了解现场的地质水文等情况，确定基础类型。施工建设中的基础类型有杯型、条形、毛石等几种，有关人员需综合项目现场的各方面情况、房屋建筑结构建设要求等来确定基础类型。基础施工中室内隔墙基础与主体承重墙基础施工应保持同步，不得一前一后施工 4-5。（2）基础梁施工。综合诸多因素确定梁体截面尺寸。结合大量的施工经验，空腔模块施工中基础梁的截面尺寸为3 0 0 mm300mm，梁内上部钢筋2 根10螺纹钢，下部钢筋3根10螺纹钢，箍筋6200，角柱插竖筋4根10螺纹钢，墙体预埋竖筋1根101000。施工建设中应保证钢筋、箍筋等的型号、质量等符合要求，且室内应合理布置隔墙，地下基础梁之间应保持连接效果。（3）放线。根据施工设计要求在基础梁上测放双侧施工线，保障放线精度。3.2墙体工程（1）规范安装空腔模块。绑扎横向墙体拉筋8，绑扎角柱、墙内竖向钢筋10螺纹钢。施工作业中有关人员还需考虑室内隔墙的类型，如隔墙为砖墙类型，每间隔0.5m的高度需预留2 根长0.6 m的8拉筋。（2）每一层空腔模块的安装方法都与（1）相同，但需要注意的是，安装过程中模块每3 层应开展一次浇筑作业，首次浇筑作业完成后每间隔3 m做护板支架。（3）为达到结构稳固性要求，减少施工的质量问题，门与窗口等部位需合理支设模板，支设任务结束后开始安装空腔模块 6 。门与窗口位置需预埋竖向10螺纹钢、横向8拉筋。（4）封顶支模板，并同时做特定截面的圈梁，一般情况下截面尺寸需为2 50 mm300mm，梁内上部钢筋2 根10螺纹钢，下部钢筋3 根10螺纹钢，箍筋为6200，在圈梁外侧部分需做特殊处理，粘黏6 0 mm苯板，高度应略高于圈梁，以避免发生冷桥现象。（5）墙体抹面。内墙与外墙部分均需做保温层，面层表面完全干燥后再涂抹厚5mm的水泥砂浆，此水泥砂浆中应适量添加一定的面胶，以避免后续出现龟裂现象；外墙面做真石漆、仿瓷等。3.3屋面工程屋面工程施工中需关注屋面结构、类型，一般可选用木质或者轻钢结构。但在屋面类型方面，主要有石棉瓦、彩钢瓦、琉璃瓦等，施工人员应根据用户的要求来选择。4石墨烯EP系的效益分析4.1项目经济效益分析实际工作采取定量分析的方式。如假定建筑总面积为200m，分别采用石墨烯EPS空腔板块、传统的砌体结构施工工艺，对主体结构、门窗、屋面等的材料、人工费等展开全面分析。石墨烯EPS空腔板块装配式建筑体的主体结构、门窗、屋面等材料、人工用量、费用等都远远低于传统砌体结构。以广西地区的材料、人工费用等为基准展开计算，石墨烯EPS空腔模板装配式建筑的施工作业中，建造成本为8 8 5元/m，而传统砌体结构施工作业中的建造成本略高，为10 50 元/m，在施工成本方面具有显著的优势。因此，广西地区少数民族的民居项目建设中，如单从施工成本的角度考虑问题，相关施工人员可选用石墨烯EPS空腔模块装配式工艺。4.2社会效益分析国家陆续出台了各项政策与技术标准，在各种规模及类型的住宅建筑中采用了新材料、新工艺。在全社会范围内推广石墨烯EPS空腔模块技术，有助于实现保护生态、节约资源，提高建筑的经济、社会效益，改善居民居住条件，凸显社会效益。4.3环境效益分析传统的黏土砖、块状组砌材料施工工艺存在诸多问题，现场材料浪费严重，存在较大的环境污染和资源浪费。而石墨烯EPS空腔模块装配为预制和组装工艺，现场资源消耗少、材料用量少，基本不会产生环境污染，可大大降低能耗，凸显工艺的环保性优势。5结语建筑工程项目中石墨烯EPS空腔模块装配式工艺的优势明显，虽在当前的工程市场上有所应用，但其技术发展尚不成熟，为有效发挥技术优势，工程人员需立足项目实际情况，加强施工全过程的管理与控制。（下转第18 4页）184上接第18 1页）上接第17 9 页）+上接第17 7 页）+.2023年4月江西建材工程技术与应用2.6原承台顶面恢复质量控制（1）待UHPC强度达到要求后，对UHPC表面和钻孔周围的承台混凝土做好凿毛、清理工作。（2）及时对原承台的钢筋进行焊接，钢筋搭接长度应满足焊接要求，焊接完成后，清理焊渣及杂物。（3）为恢复原承台的混凝土质量，应采用比原承台混凝土高一个强度等级的混凝土浇筑待恢复区域，并保证新浇筑混凝土与UHPC的黏结良好。3结语桥梁改扩建工程原有承台的高效利用在实际应用中存在一定的复杂性，本文采用UHPC连接修复，实现原有承台再利用，既减少了修成本，又延长了原有承台的使用寿命，提升其承载力，在环保节能方面也具有很大的优势，可以在桥梁改扩建工程中广泛应用。随着我国城市规模的扩大和基础设施的完善，改扩建工程将越来越重要。总之，掌握桥梁改扩建工程原有参考文献【1】周凯.装配式EPS空腔模块房屋在广西农村地区的推广现状【J.新材料新装饰，2 0 2 1，3（8）：2.2董旭.石墨烯建筑材料在现代建筑设计中的运用J.建筑科学，2021,37（11)：1.3田小永，闫万权，黄兰，等.石墨烯柔性聚乳酸自传感复合材料结构3 D打印与性能研究【J.机械工程学报，2 0 2 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