装饰清水砼纸模板圆柱施工工法.doc

装饰清水混凝土圆柱无缝螺旋式纸模板施工工法
1.前言
装饰清水混凝土柱是模板脱模后，混凝土表面形成清晰花饰图案或自然质感纹理的清水混凝土，且设计要求混凝土柱的表面不得有细微蝉缝；目前，该项施工技术在国内尚无成熟施工经验，经我公司技术创新，采用无缝螺旋式纸模很好满足设计师的设计理念；装饰清水混凝土圆柱纸模板是一种全新概念模板，它以纸模板代替木质、玻纤、金属模板，实现了建筑业模板和装饰清水混凝土圆柱施工技术突破性进步；纸模板具有强度高、整体成型、保水性好、定尺化加工、重量轻、使用方便、易脱模、可回收再生利用等特点。
我国近几年装饰清水混凝土圆柱施工，大多仍是在模板内表面设置混凝土成型后而形成凹凸线条或花纹的内衬板；这种模板存在制作成本高、拼缝不易控制、重复安装使用有误差、操作难度大、混凝土表面有蝉缝、模板周转期长、表面观感质量难以控制等缺点；我公司联合齐鲁胶东纸管有限公司，通过技术创新，研发了高强螺旋花纹防水纸，经特种工艺将花纹防水纸卷绕在纸模内表面，以纸代替模板的内衬板。
装饰清水混凝土纸模板钢柔并济，达到混凝土圆柱表面光滑、花饰清晰、纹理一致、表面无蝉缝的效果，具有庄重特色，真正体现设计师设计理念，施工绿色环保；通过在青岛市全民健身中心工程的应用，对装饰清水混凝土圆柱纸模板施工工艺进行总结形成施工工法。
2.工法特点
2.1纸模板钢柔并济，安装、加固简便，效率高、周期短。
2.2成型后的装饰清水混凝土圆柱表面无蝉缝、花饰天然质朴，有效保证每根装饰清水混凝土圆柱花饰清晰、纹理一致。
2.3纸模板导热系数小，降低模板界面温度与大气温度差，解决了装饰清水混凝土表面因温度差而引起裂缝。
2.4实现模板工厂化生产，不需现场制作、拼装，无噪音操作，绿色环保。
2.5模板材质、光洁度、纹理均匀，保证了清水混凝土柱装饰效果的一致性；彻底根除错台、漏浆现象。
2.6研制了可携带工具式圆柱钢筋定位卡，保证钢筋保护层厚度准确无误，从而提高装饰清水混凝土耐久性。
2.7解决了装饰清水混凝土柱表面无拼缝施工难题。
2.8纸模板费用低、易脱模、可回收再生利用等特点。
3.适用范围
适用于400～1550mm直径各种高度的装饰清水混凝土圆柱。
4.工艺原理
4.1装饰清水混凝土圆柱施工前，进行饰面花饰、纹理设计，充分体现设计师设计理念；
4.2针对施工工艺流程进行实物样板试验，确定施工工序和工艺参数；
4.3饰面清水混凝土柱表面光洁度、饰面花饰清晰、纹理一致的控制；
4.4高精度控制饰面清水混凝土柱位置偏差和柱垂直度；
5.施工工艺流程及操作要点
5.1施工工艺流程
细化设计、确定施工方案→做实物样板确定施工工艺参数→纸模板需用计划→纸模板加工→规格、质量检查→模内面纸保洁→抄平放线→钢筋绑扎→安装柱定位板→纸模板安装→设置钢筋定位卡→混凝土浇筑→模板拆除→混凝土养护→喷涂保护液→成品保护。
5.2做样板确定工艺参数
5.2.1圆柱纸模参数：由纸模直径、纸模长度、纸模厚度、耐压强度、花饰图案、纹理间距六个参数；
5.2.2圆柱纸模直径和长度根据设计要求和施工工艺确定；
5.2.3纸模厚度依据混凝土浇筑高度、速度和纸模直径、耐压强度和侧压力计算确定；
5.2.4耐压强度为材料参数，有纸张原材料和粘合剂附着力确定；抗拉强度为30N/mm²～35N/mm²，不同规格纸模参数详见附表和行业Q/QLJD003-2009标准。
5.2.5做纸模装饰清水圆柱实物样板两处，现场对比花饰图案、纹理间距、光洁度及外观效果；
5.3纸模板需用、加工和存放
5.3.1细化图纸设计，按规格、数量、高度、施工先后顺序、进场批次和进场时间，提前做好模板需用计划，提交厂方加工；
5.3.2由于纸模板不宜长时间露天存放，需合理安排模板的进场时间和存放场地，做到既不耽搁施工进度又不长时间占用施工场地；
5.3.3纸模板是将多层纸带相互咬合形成螺旋圆筒，纸的层数由圆柱纸模板厚度确定，模板需竖向存放且周边设置围栏防止倾斜。
5.4纸模板的质量检查及保洁
5.4.1圆柱纸模板的端面、内外表面应平整，长度允许偏差+5mm；内表面花饰、纹理压痕间距允许偏差±3mm；
5.4.2纸模内外表面不得有划痕、粘皮、麻面、凹陷、起泡等缺陷。
5.4.3纸模壁厚允许偏差为标准壁厚的±5%；内径允许偏差为标称内径的±0.5%；弯曲长度不应大于纸模长度的0.5‰。
5.4.4圆柱纸模板进场后，采用游标卡尺、靠尺、卷尺等测量工具根据以上质量要求进行检查，对于不合格的产品采取退场处理。
5.4.5圆柱纸模板的清理
圆柱纸模板在安装前，应进行模板内表面花饰防水纸的浮尘、纸质粉末清理；如表面有胶剂或划痕、水印，需用湿润无纺布清擦；将划痕用石蜡补平；经检查符合要求，将柱模两端用塑料布封闭，防止尘土再次污染；吊装就位前去掉柱模下端塑料布（如右图）。
5.5放线抄平
5.5.1圆柱放线顺序和位置： 圆柱的纵、横方向中心线→模板外边缘四条交点平行线→四条圆柱模板控制线；先放两条相互垂直的柱轴线，依据柱轴线的四端放出圆柱模板外边缘的四条切线，再根据切线位置放出四条柱模控制线，便于圆柱模板就位、安装、复核（如图）。
5.5.2圆柱标高的抄测
圆柱纸模高度=楼层高-楼板厚度+25mm余量；如柱上端遇梁时，根据标高控制线，则在圆柱模板弹出梁底标高线和梁两侧边线，切出梁头豁口；圆柱纸模板安装前，统一在离圆柱模下端500mm处用弧线板靠在柱模上划出标高控制线，便于柱模标高调整。
5.6柱钢筋绑扎
5.6.1根据混凝土构件处于潮湿和干湿交替环境，确定装饰清水混凝土圆柱钢筋保护层最小厚度为35mm；保护层允许偏差+5mm；钢筋绑扎采用22#无锈绑扎钢丝；柱竖向面钢筋交叉点全点绑扎，绑扎钢丝不得小于两圈；圆柱立筋绑扎应垂直，保证圆柱钢筋垂直度，利于圆柱模板准确就位；
5.6.2圆柱绑扎的钢丝扎扣及扎丝尾端应朝向构件截面的内侧，不得朝向钢筋骨架外侧，预防纸模安装时划伤内表面或扎丝尾端锈蚀引起装饰清水混凝土表面出现返锈现象；柱钢筋保护层厚度采用塑料定位卡控制（如右图）。
5.7圆柱纸模板就位、安装
5.7.1柱模就位、安装流程
圆柱纸模板底部设500mm水平控制线→圆柱纸模板设四条竖向中心线→安放工具式圆柱模板根部定型固定板→安放模板防划痕导管→圆柱纸模板就位→模板安装加固→防划痕导管的拔除→柱顶部工具式钢筋定位卡的安装；
5.7.2柱顶部工具式钢筋定位卡采用20mm×20mm×1.5mm的方钢管，做成90°的∟型，方钢管沿模板竖向长度15cm，水平方向方钢管长度=纸模板厚度+钢筋保护层厚度+箍筋直径+纵向钢筋直径；在水平管端部焊接一根φ8钢筋做成的挂钩件用于定位（详见右图示）。
5.7.3工具式圆柱模板根部定型固定板，采用14mm厚木胶板制作；在1.2m×1.2m木胶板上划出圆柱纸模外径尺寸线，用曲线锯沿线掏空作为柱模端部插口，该固定板沿中心分成均等两块，每块呈一个半圆缺口，两块拼接后则为工具式柱模定型固定板；每根柱子上下端各设置1个定型固定板，保证柱模不位移、不漏浆（如下图示）。
柱根部定型固定板 柱顶端定型固定板
5.7.4模板内壁防划伤
圆柱纸模板内表面花饰纸极易在套模过程中被钢筋、定位卡等划伤，因此，需设圆柱纸模板导管作为滑道，安放柱模导管6根；导管直径≤钢筋保护层厚度35mm；每根导管上下端用扎丝稍加固定，便于模板固定完毕后取出导管（如左图）；导管要高出柱模50cm，并且向内弯呈135°角（如下图）。
图示柱模导管 图示柱模安装
5.7.5圆柱纸模板的安装
安装前根据不同直径、不同高度和不同节点圆柱所处轴线位置，对圆柱模板进行逐一编号；圆柱纸模板底部设500mm水平控制线，沿圆柱中心十字线在纸模板外侧竖向弹四条圆柱垂线，用塔式起重机吊装，圆柱模就位时，将圆柱模四条垂线与柱基中心十字线对准即可；纸模吊装采用专用的柔软性吊装带，捆绑在柱顶端1/3处，在垂直吊运就位过程中，尽量保持柱模周边平衡控制垂直、顺畅安装；圆柱模板端部设有钢板卡箍则为圆柱根部。
5.7.6圆柱纸模板的加固
圆柱模四条垂线与柱基中心十字线对准后，将圆柱模插入定型固定板圆弧缺口内就位，即可加固；由于圆柱纸模壁内每＠300mm间距螺旋绕缠45mm宽丙纶加强带，其抗撕裂能力满足混凝土浇筑侧压力；因此，只需在圆柱纸模板四周均匀布置10-15根75mm×55mm的刨光通长方木，用8#铁丝将其捆绑牢固，然后校正柱模位置和垂直度，复核确认无误后进行加固（如右图示）。
5.7.7用直径￠30mm镀锌钢管作为柱模导管的滑道，当圆柱纸模板加固完毕，把制作好的工具式钢筋定位卡安装在柱子顶端，四个方向各安装一个，防止钢筋位移；然后将六根导管滑道依次拔出。
5.8混凝土浇筑
5.8.1施工工艺
原材料选择→样板领路→混凝土进场检查→座浆→混凝土浇筑→圆柱顶细部处理；
5.8.2原材料选择
混凝土骨料的选择，是决定装饰清水混凝土内在和外在质量及花饰纹理效果的关键；因此，需提前与商品混凝土搅拌站做书面技术交底，明确骨料产地、规格、色泽等；
5.8.3水泥选择
选用具有一定生产规模、质量稳定水泥厂生产的42.5级硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥；为保证装饰清水混凝土质量稳定、色泽均匀，水泥的厂家、品牌、品种、批次必须一致，严禁更换；
5.8.4粗骨料的选择
石子选择5-25mm连续粒级碎石，压碎指标控制在8.0%左右，针片状含量控制在7.0%左右；水洗石子含泥量控制在0.5%以内；石子的颜色与水泥相似或接近水泥颜色；
5.8.5细骨料的选择
砂选用河砂，采用Ⅱ区中砂，含泥量控制在1%以内，不得含有植物根系或其它有机物；细度模数控制在2.5-3.0；能满足设计和施工要求；
5.8.6掺和料的选择
为提高混凝土的工作性、耐久性和密实度及混凝土的后期强度，掺加的粉煤灰选用Ⅱ级粉煤灰，掺加用量控制在15%～20%；
5.8.7外加剂的选择
外加剂选用具有高效减水、早强防冻功效，以控制混凝土的水泥用量和用水量，同时外加剂还起到引气消泡作用，保证混凝土表面无气泡；我们采用高性能聚羧酸超塑化剂，满足施工高效减水、高保坍、降低混凝土收缩的指标要求；
5.8.8样板领路
装饰清水混凝土柱是指模板脱模后，混凝土表面形成清晰花饰图案和自然质感纹理的清水混凝土，且设计要求柱的表面不得有细微蝉缝；因此，施工前需做样板，直观明确观感效果，防止施工和设计信息不对称，通过做样板总结经验、统计指标数据，形成可靠、可操作性的施工方案，经设计、建设、监理单位书面确认。
5.8.9混凝土进场检查
5.89.1装饰清水混凝土的生产，采用电子自动计量控制的商品混凝土，每次施工前应进行备料数量的统计和核查，保证混凝土匀质、连续供应；入泵前混凝土塌落度为150±20mm，每车混凝土浇筑前都要进行塌落度测试。
5.8.9.2现场采取随机抽样进行塌落度测试，用过筛水洗法对进场混凝土的骨料粒径、级配、石子色泽、砂率等进行现场抽查。
5.8.10座浆
装饰清水混凝土柱根部表面效果的好坏，直接影响整体设计效果，因此，座浆工序是控制细部混凝土色泽的关键；过厚的接浆层中若没有骨料，将影响混凝土强度，故现场座浆厚度应控制在30mm以下，保证接浆层混凝土色泽一致的有效做法：采用20mm×20mm方孔钢丝筛网，将混凝土大粒径石子过滤，用过筛后的细石混凝土作为接浆层，其厚度不大于30mm；
5.8.11混凝土的浇筑与振捣
1、混凝土浇筑前先用适量的水湿润基层，浇筑30mm厚与混凝土同成份细石混凝土，细石混凝土的原材料、水灰比、外加剂等参数与装饰清水混凝土施工配合比相同；
2、装饰清水混凝土柱分层浇筑，每层500—1000mm，要求分层厚度基本一致。如果浇筑高度过高，混凝土在振捣过程中内部空气无法释放，表面易形成气泡、水眼等缺陷，影响混凝土的观感质量；振动棒伸入下层不超过50mm，要求每层振捣时间基本一致，以混凝土表面出现浮浆和混凝土不再下沉、不出气泡为准，振捣时应快插慢拔，避免漏振、欠振和超振；
3、装饰清水混凝土质量检查小组成员全过程监控；浇筑过程中，安排1人在下部用橡皮锤随混凝土浇筑速度捶击圆柱模板，促使内部气体及时排除；振动棒不可触碰纸模板，混凝土振捣应缓慢向上拔出不得震动钢筋（如右图）
5.8.12圆柱顶部细部
圆柱混凝土浇筑到圆柱顶部，混凝土浮浆增厚，浮浆的水灰比相应增大，在圆柱顶部就会产生水眼、气泡和混凝土收缩现象,操作时在柱顶50mm～75mm高度范围内，再浇筑预留的初凝前的同成分混凝土，以达到装饰清水混凝土预定效果。
5.9混凝土的拆模
圆柱模板拆除时间通过做样板确定，正常施工条件下一般48小时左右，用模板切割机沿竖向切割，切割深度小于模板厚度2mm，然后改用壁纸刀轻轻划切，纸模板会自动胀开，然后手工剥离，观察混凝土表面成型效果，确认无质量缺陷后，用包裹无纺布加棉毯方法进行养护；纸模在切除过程中，注意切割深度，不可用力过大以免损伤混凝土表面。
5.10装饰清水混凝土的保温及养护
圆柱装饰清水混凝土浇筑，若处于冬期施工时，连续5天平均气温低于5°C，混凝土浇筑完成后,需要将装饰清水混凝土柱表面先用无纺布包裹加盖棉毯后再用塑料薄膜进行密封；圆柱立面在振捣完成后，设专人负责采用外包棉毯进行保温养护；其他季节施工时，拆模后再将纸模板包住清水混凝土圆柱，防止水分流失和利于成品保护。（如右图示）
5.11涂刷装饰清水混凝土透明保护液
装饰清水混凝土表面的保护液应是透明，且有防污染性、憎水性和防水性；涂刷其目是减小外界有害物质的侵害，延缓表面碳化速度提高混凝土耐久性，消除混凝土表面结露现象，满足结构使用年限；涂刷透明保护液前，将25mm厚海绵蘸少量清水湿润，擦去圆柱装饰清水混凝土表面的浮尘；按二遍底涂、三遍面涂严格操作，分层由上向下均匀涂刷；表面不得有流坠、刷纹、皱皮、透底和接槎明显部位；其纹理清晰、有立体效果（如右图示）。
5.12装饰清水混凝土柱的成品保护
工程交工前，须对装饰清水混凝土圆柱进行成品保护预防交叉污染，保护方法：圆柱底部1.8m高的范围用原有柱纸模板保护，防止磕碰，以上部位用塑料薄膜保护（如右图）。

6.材料与设备
6.1材料要求：
6.1.1装饰清水混凝土圆柱无缝螺旋式纸模板技术参数（见表6.1）
表6.1 型号、规格和基本参数

型号规格

标称内径mm

标称壁厚mm

质量kg/m

耐压强度MPa
CZM-400
400
5
4
0.172
CZM-500
500
5
5
0.180
CZM-600
600
6
8
0.200
CZM-700
700
7
11
0.240
CZM-800
800
8
15
0.270
CZM-900
900
9
19
0.300
CZM-1000
1000
10
23
0.340
CZM-1100
1100
11
28
0.380
CZM-1200
1200
12
33
0.410
CZM-1300
1300
13
39
0.450
CZM-1400
1400
14
46
0.480
CZM-1500
1500
15
53
0.510
CZM-1550
1550
16
59
0.530
检查标准执行Q/QLJD003-2009标准。
6.1.2柱纸模不得平放防止变形，现场有覆盖措施，防止雨淋和烈日暴晒。
6.1.3堆放柱纸模场地平整，有防风措施，防止模板倾倒变形。
6.1.4模板下料尺寸应准确，切口平整，内衬花饰纸无破损、开裂。
6.2机具设备：塔式起重机、高速切割锯、吊装带、混凝土料斗、橡皮锤、高频率振动棒、钢卷尺、塔尺、靠尺、墨斗、水准仪、经纬仪、美工刀、铁筛子、量杯、专用搅拌器、铲刀等。
7.质量控制
7.1圆柱纸模板加工、安装尺寸允许偏差见表7.1。
表7.1 圆柱纸模板加工及安装允许偏差表
项次
项目名称
允许偏差
项次
项目名称
允许偏差
1
模板直径
±2mm
6
表面平整度
2mm
2
模板壁厚
±1mm
7
安装垂直度
3mm
3
模板长度
＋5mm
8
花饰间距
5mm
4
安装标高
±3mm
9
纹理间距
5mm
5
轴线位移
3mm
10
切口平整
±1mm
7.2圆柱纸模板在运输、存放时，在圆柱内侧用同内径长度的两根木方呈“十”字形支撑，木方端部应光滑，弧度等于圆柱弧度；
7.3拆模时要严格控制切割厚度，防止切割过程中划伤混凝土柱；
7.4圆柱纸模板严禁钉钉子。
7.5装饰清水混凝土施工质量必须符合清水混凝土应用技术规程（JGJ169－2009）的规定。
7.6清水混凝土钢筋保护层厚度必须符合清水混凝土应用技术规程（JGJ169－2009）的规定。
8.安全措施
8.1严格贯彻执行国家颁发的《建筑安装安全技术操作规范》、《施工现场临时用电安全技术规范》。
8.2每次混凝土浇筑前，应先检查操作面危险因素,所有危险因素得到控制,安全措施到位后方可进行浇筑。
8.3施工前应对施工机具进行检修,确保机具运转正常后方可正式施工；用电设备必须有可靠的绝缘装置和良好的接地。
8.4作业人员应做到持证上岗,经安全培训和施工技术交底后方可进入操作班组；雨天及六级以上大风天气禁止作业。
8.5高处作业必须拴好安全绳，系好安全带，要穿平底胶鞋，严禁穿高跟鞋与易滑鞋。
8.6圆柱模板为纸制品，施工现场要配备灭火器等消防设备。
9.环保措施
9.1严格按ISO14001环境管理体系的要求成立环保领导小组,建立环保的相关规章制度。严格遵守国家和地方政府下发的有关环境保护的法律、法规。
9.2施工现场按山东省省、青岛市市标准化工地要求进行建设，施工围挡、标牌统一美观，施工现场整洁文明。
9.3施工时优先选用环保、无污染的材料和设备，施工中产生的建筑垃圾分类堆放，运到环保部门指定的位置。
9.4施工现场道路设置自动喷淋装置，定时喷水除尘，并在入口处设洗车池，防止污染周围环境。
9.5及时收集现场废纸屑和拆下的纸模板，做到集中回收再生利用。
10.效益分析
10.1经济效益
10.1.1通过在我公司施工的三个工程中采用装饰清水混凝土圆柱无缝螺旋式纸模板施工工法，不仅保证了装饰清水混凝土的观感效果，而且减少了工程湿作业和冻期施工带来的不利影响；可以实行小流水段施工，缩短工程工期，纸模板相对于钢模板造价低；缩短工期，节约加固材料费、机械费、人工费约20.5万元，节省模板材料费约55万元。
10.1.2装饰清水混凝土柱由于不做饰面抹灰节约水电资源，材料、人工费约3.5万元。
10.1.3减少了建筑垃圾数量，节省垃圾外运费用以及运输车辆能耗和排气污染；该工程减少垃圾外运费和人工费约4.3万元。
10.1.4废纸屑和拆下的纸模板集中回收，可收回资金3.7万元。
10.2社会效益
10.2.1圆柱纸模板的应用，消除了抹灰层空鼓、裂缝、脱落伤害及维修难度大等一系列问题，而且具有节约投资、美观和耐久性、耐候性好的特点，实现了经济效益和社会效益的同步提高。
10.2.2建筑装饰清水混凝土使结构达到外光内实，尺寸准确。工程质量有了“质”的飞跃，为工程竣工和尽快交付赢得了时间。
10.2.3纸模板实现了工厂化生产，施工现场无噪音作业，可以再回收利用，节能环保，符合绿色施工的理念。
10.2.4装饰清水混凝土柱表面形成清晰花饰图案和自然质感纹理，越来越受到开发商和社会各界的青睐。
11.应用实例
青岛市经济技术开发区全民健身中心工程，是集健身、娱乐、阅览、绘画、攀岩、餐饮于一体的多功能建筑；框架圆柱共158根，圆柱按直径分800mm和900mm、1200mm三种不同直径；圆柱高度随区域变化,高度由5.2m至7.5m不等，按空间变化每根装饰清水混凝土柱其梁柱交接处节点各不相同，需设置梁、柱细部处理关键控制点；在装饰清水混凝土圆柱施工时，采用了装饰清水混凝土圆柱无缝螺旋式纸模板施工工法。
青岛市经济技术开发区第十中学工程，是开发区重点初级实验中学工程；公共走廊大厅设计圆柱共48根，圆柱按直径分800mm和900mm；圆柱高度随区域变化,高度由4.2m至6.3m不等，按空间变化每根装饰清水混凝土柱其梁柱交接处节点各不相同，需设置梁、柱细部处理关键控制点；在装饰清水混凝土圆柱施工时，采用了装饰清水混凝土圆柱无缝螺旋式纸模板施工工法。
青岛市经济技术开发区行政审批工程，是开发区新建设的公共资源及社会服务办公审批一站式行政中心，框架结构29层，框架圆柱按直径分900mm、1200mm、1500mm不同直径；圆柱高度随层高变化,一二层层高4.5m标准层3.6米，按空间变化每根装饰清水混凝土柱其梁柱交接处节点各不相同，需设置梁、柱细部处理关键控制点；在装饰清水混凝土圆柱施工时，采用了装饰清水混凝土圆柱无缝螺旋式纸模板施工工法。
通过采用装饰清水混凝土圆柱无缝螺旋式纸模板施工工法，混凝土柱表面花饰图案清晰，纹理自然、有立体感，各项实测值均在允许偏差范围内，全面体现了建筑设计师的设计效果和设计理念，青岛市建设局、青岛市质量监督站对本工程的装饰清水混凝土给予了很高的评价，并在施工现场召开了青岛市级“创精品工程”观摩会， 柱纹理局部大样图
实现了预期的经济效益和社会效益。