隔断气囊在混凝土工程中的应用

夏哲高 周小裕

重庆御临建筑工程有限公司，中国·重庆 401120

1 引言

在房屋建筑工程中特别是高层建筑，其底部墙、柱的混凝土设计强度等级往往高于梁、板的混凝土设计强度，而工程中为方便施工、节约施工周期，常常将墙、柱、梁、板构件的混凝土进行连续浇筑。《混凝土结构工程施工规范》中明确要求“柱、墙混凝土设计强度比梁、板混凝土设计强度高两个等级及以上时，应在交界区域采取分隔措施；分隔位置应在低强度等级的构件中，且距高强度等级构件边缘不应小于500mm”。在传统项目中，梁、柱节点混凝土交界区域常采用钢丝网作为分隔措施。传统的钢丝网固定方式对梁中部的高强混凝土可以进行有效拦截，但对梁两侧及梁底部的拦截效果较差，从而导致高强混凝土有一定的流失。在实际施工过程中往往存在梁钢筋数量较多、梁侧模板提前封闭、梁截面较高等不利因素，大大增加了钢丝网的安装难度，不仅降低了安装效率，而且无法保证施工质量，同时钢丝网未能有效固定将进一步加大高强混凝土的流失。更有甚者因此而不采取分隔措施直接浇筑混凝土，该做法不仅将造成高强混凝土大量的流失浪费，同时无法保证节点区域的施工质量，存在较大的安全隐患。

2 隔断气囊材料特性

隔断气囊是采用PVC（Polyvinyl chloride）夹网布制作而成一种圆柱型柔性气模，气模顶部设有气嘴，可以对气囊进行快速的充气和放气操作[1]。

聚氯乙烯（PVC）是氯乙烯单体（vinyl chloride monomer）在利用氧化物等引发剂，通过加入稳定剂、润滑剂、增塑剂、填料等经过开炼、塑化形成的制品[2]。PVC有一定的热稳定性，其在80℃左右时开始熔融，110℃～120℃时开始分解放出HCI分子，随着温度的升高制品的颜色逐渐变深。PVC有较好的机械性能，其拉伸强度58MPa左右。而PVC夹网布是在两层PVC压延膜中间加一层高强度涤纶或锦纶经过加温加压复合而成的，具有不易燃性、高强度、耐寒耐高温以及优良的几何稳定性[3]。

3 隔断气囊在建筑工程中的应用

3.1 隔断气囊工作原理

将未充气的隔断气囊竖向安放在纵向钢筋之间、纵向钢筋与梁侧面模板之间，充气后的气囊利用其柔软性和膨胀性可将钢筋之间的间隙及保护层的空隙填塞密实。

隔断气囊安放的位置应符合规范要求及设计要求，其距高强度等级构件边缘的距离不应小于500mm 和梁截面高度的最大值，如图1所示。隔断气囊安放在横向箍筋前，因箍筋与纵向钢筋之间进行了绑扎，在浇筑混凝土时其侧向力将通过气囊传递到箍筋上，因此气囊不需要进行特殊的固定，利用其本身的膨胀性及箍筋就可以确保气囊在施工过程中不会发生位移。

图1 隔断气囊安装示意图

3.2 隔断气囊的选型原则

因隔断气囊安装在梁横向断面的空隙中，为确保混凝土的拦截效果，应使气囊与气囊之间紧密贴合，从而填充满整个构件截面，故隔断气囊的直径应大于纵向钢筋的间距20mm（钢筋直径大于20mm 时，该数值应取钢筋直径）以上。隔断气囊的高度应根据构件的截面高度进行选择，选择过小则混凝土拦截不充分，过大则造成材料浪费，因此拦截气囊的高度宜比构件截面高250mm 左右。隔断气囊厚度通常为0.6～0.9mm，气囊厚度越厚，其周转使用次数越多。

当施工范围较大时应尽量减少气囊的型号尺寸，将尺寸相差小的气囊统一为同一种型号，同时不同型号的气囊可以用不同的颜色进行区分，以便于施工人员快速识别，提高施工效率，并且可以避免施工现场误用。常见的隔断气囊直径有60mm、80mm、100mm、120mm 等尺寸，高度有800mm、1000mm、1200mm、1500mm 等尺寸。

3.3 隔断气囊施工

首先应确定隔断气囊的型号和数量。统计分析施工范围内梁的截面高度、纵向钢筋数量、直径及间距，从而确定隔断气囊的型号尺寸。

梁钢筋绑扎时应将扎丝朝梁纵向方向绑扎，以避免扎丝对气囊造成损坏。钢筋绑扎完成后，在梁横截面的空隙中安放未充气的隔断气囊，安放好后使用小型空气压缩机对气囊充气使之将梁断面填塞密实。然后浇筑梁、柱节点高强度等级混凝土，梁、板低强度混凝土应在高强度混凝土初凝前进行浇筑，浇筑前将气囊中气体放出使之收缩并与高强度混凝土脱离，随即将其拔出，从而实现梁、柱节点高强度混凝土与梁、板低强度混凝土的临时隔断。气囊经清理后可在下一楼层或流水段中继续使用，经项目实践发现隔断气囊可周转约45 次，单次损耗率约3%。

4 经济效益分析

某高层建筑共27 层，层高为3m，其标准层建筑面积为547m2。该建筑墙、柱构件混凝土设计强度等级如表1所示，梁、板构件混凝土设计强度等级均为C30，其中墙、柱混凝土强度等级与梁、板混凝土强度等级相差2 个等级及以上的共有13 层。

表1 墙、柱构件混凝土设计强度分布表

经统计分析该建筑标准层共需452 个隔断气囊，具体型号及采购单价详见表2。考虑隔断气囊的周转及损耗，则气囊使用一层的均摊成本为192.45 元。隔断气囊的充气、放气操作非常便捷，整个标准层仅需2 名工人便可完成，人工费按180 元/（天·人）计，则单层人工费为360 元，总费用为552.45 元。

表2 隔断气囊型号及单价统计表

标准层若采用传统的钢丝网安装，则需要钢丝网20m2左右，钢丝网每平方成本为1.6 元，故材料费为32 元。因钢丝网的安装效率低，单层需要5 个工日才能完成，则单层人工费为900 元，总费用为932 元。

隔断气囊拦截混凝土时是竖向拦截，而采用钢丝网时是45°拦截，因而隔断气囊可节约一定的高强度混凝土，实践发现采用隔断气囊拦茬时该建筑一层楼可节约1.1m3高强度混凝土。混凝土强度等级相差越大时，混凝土材料费节约越多，经计算该建筑混凝土共可节约费用487.3 元。

综上所述该建筑采用隔断气囊拦茬比采用钢丝网拦茬共可节约5421.45 元。

5 结语

隔断气囊操作简单，降低了施工人员的施工难度，便于现场实施；可有效控制高强混凝土的流失，减少了材料的浪费。同时与传统钢丝网拦茬对比，使用隔断气囊拦茬具有明显的经济效益，但更为重要的是隔断气囊可有效解决梁、柱节点不同强度等级混凝土的施工质量问题。在对工程质量及成本要求不断提高的环境下，隔断气囊在混凝土工程中的应用将会越来越广泛[4]。