GMT复合材料基建筑模板在建筑施工中的应用
时间：2023-06-25 09:45:04 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
罗东燕
（广东创新科技职业学院，广东 东莞 523960）
当今建筑领域应用最广的是混凝土结构。建筑模板作为混凝土的成型模具，在混凝土结构工程施工中极其重要，同时在现浇钢筋混凝土结构工程中也很重要。据统计，模板工程不仅对建筑工程的质量、进度、安全存在严重的影响，还会直接影响企业的经济效益，因此，对建筑工程来说，建筑模板的选择与使用非常重要。
当今，低碳、绿色和可持续发展理念逐渐成为建筑工程的热点，传统的木模板、竹胶合板、木胶合板由于会造成森林资源的破坏，且产生的废弃物大部分被弃置或焚烧不能回收利用，易造成环境污染，与当前的环保大趋势相悖。现代钢模板的生产能耗、材料费用、安装费用都较高，比较适用大模板、工具式模板，对于常规建筑来说，使用起来灵活性较差。塑料模板是一种节能型和绿色环保产品，无毒、无味、平整度高，有防水、防腐、抗化学品腐蚀及阻燃的功能，节能环保，周转次数高，与水泥无亲和力、脱模施工方便，废品可回收重复利用，摊销成本低等优势，是一种节能型和绿色环保产品。
GMT（Glass Mat Reinforced Thermoplastics）是一种将云母与玻璃纤维融入聚丙烯树脂基材中制成的新型复合材料，其结实耐用、高强、质轻、半透明、安装简单，兼具节能环保及可回收利用等优点，是目前国际上最先进的材料之一。研究表明，采用GMT复合材料制作的新型塑料模板具有比传统建筑模板更优异的性能，是能够实现“以塑代木、以塑代铝及以塑代钢”，并实现节约资源、绿色建筑、绿色施工要求的新型建筑材料，具有广阔的发展前景。本文就GMT复合材料基建筑模板在建筑施工中的应用进行介绍。
1.1 建筑模板的种类
（1）木质模板。在房屋建造阶段，木质模板有着极其重要的历史地位，其在建筑模板工程中使用范围最广、沿用时间最长、理论研究最完善。木质模板最显著的特点是能灵活运用于各种结构，但在其使用中暴露了很多问题。首先在实际使用中不能选有缺陷、易腐蚀的材质；
其次对安装要求高，特别是要注意防尘和后期维护，以防止木材被灰尘污染，降低其使用寿命；
最后木模板脱模不方便且重复利用率低。因此，使用木模板存在大量资源浪费、大量人力要求、大量废弃物、大量安装及拆除零件、回收利用率低、管理难度大等缺陷[1]。由于受国家环境保护政策、市场占有率下降、人工费用上涨、固定资产增长放缓等影响，随着模板行业竞争越来越激烈，木质模板已面临全面落后甚至淘汰的风险。
（2）竹木胶合板模板。选择竹木胶合板模板应注重表面光滑平整才易脱模，否则将严重影响建筑物质量。竹木胶合板模板具有耐水、耐磨、耐酸碱腐蚀性等特点，并且具备优良的保温性能，易脱模及可两面使用等优点[2]。该模板同样存在很多缺点：其一，常用的厚度宜为12mm、15mm、18mm，不能过轻、也不能太重；
其二，该模板应用阶段对含水率要求较高，各层板原材含水率不能大于15%，且要求相邻两层板含水率差别不应大于5%；
其三，对外观质量及尺寸要求也很高。因此该模板已经逐渐被建筑市场淘汰。
（3）钢制模板。钢制模板的选择应重视承载能力且需考虑在施工过程中的振动冲击。钢模易受应力作用而发生变形甚至断裂等问题，实践表明钢制模板存在“自重大施工难、可塑性差加工难、运输难度大、结构设计复杂、设计及购置费用高、配件型制多、管理难”等主要问题，钢模板现今已转向需要现浇大型混凝土结构如道路、隧道、桥梁、港口、水电站等项目，因此钢制模板的应用和发展受到了极大的限制[3]。
（4）铝合金模板。同体积的铝合金模板和钢制模板自重比为1∶3，能有效克服钢模自重大的缺陷。在实际的施工阶段，首先铝合金模板的选用应严格按照国家标准要求控制金属含量；
其次铝合金模板现场流动性差，不能灵活适应结构变化；
再者为实现组合模板的多样化和小型化以便提高模板通用性，这在无形中增加了损耗；
另外铝合金模板一次性投入大，配模设计要求高，对深化设计图要求也高，这限制了其在非标准结构的建筑工程中的使用，无法拓宽应用领域。因此，建筑领域正寻求其他新型建筑模板，以适应时代发展的需要。
（5）GMT复合材料基建筑模板。GMT复合材料基建筑模板是当前国际国内都在极力追求的最先进的新型模板之一。由聚丙烯树脂及其合金作为基材，加入玻璃纤维和云母增强复合而成的板材，兼备塑料质量轻和玻璃纤维机械强度高的特点。在目前国际上已经发展为无数发达国家主推的建筑模板材料，已经取代了木质和竹质模板在建筑工程中广泛应用，主要在平台、楼板、墙体、房梁当中进一步使用，GMT新型建筑模板有质量轻、抗湿、防腐、耐酸、耐碱、刚性好和韧性佳等优点[4]。并且其抗冲击性、抗伸缩性均比木模板、胶合板、PVC板和PP塑料板优越，本身可回收可循环使用，节能环保，可显著降低工程施工成本。其主要规格尺寸见表1。
表1 GMT复合材料基建筑模板尺寸规格表
1.2 GMT复合材料基建筑模板的性能优势
GMT复合材料基建筑模板原材料为废弃塑料、废弃石材，极易获取且不存在不可再生资源的消耗；
生产工艺成熟，能够实现工业化生产；
可以实现二次回收利用，不存在金属模板回收程序复杂和回收能耗高的问题，因此具有综合成本较低的优势。GMT复合材料基建筑模板与传统模板性能对比见表2。
表2 GMT复合材料基建筑模板与传统模板性能对比
2.1 GMT复合材料基建筑模板的施工控制要点
GMT新型塑料模板质轻，安装和运输均便利；
相较木模板透光性好，在模板施工时下部工人对上部情况可视，有利于工人施工操作及保障施工安全，同时对模板安装质量也有很大的保障[5]。最重要的是GMT模板原材料本身是废弃物、污染物的再利用，可以回收重复利用，不会造成森林资源的破坏以及其他可再生资源的浪费，符合施工现场文明施工的要求，同时符合建筑发展的低碳节能方向。GMT复合材料基新型建筑模板的施工要点见表3。
表3 GMT复合材料基建筑模板施工控制要点
2.2 针对GMT复合材料基建筑模板缺陷的创新对策
GMT复合材料基建筑模板在使用中暴露出强度、刚度较小；
耐热性较差；
易发生热胀冷缩等缺点。经研究，提出以下创新对策：
（1）强度及刚度小对策。GMT复合材料基建筑模板比传统的钢模、木模强度及刚度低，主要用于平台模板如屋顶、楼板处，通过调整次梁间距可满足刚度要求；
如作墙柱模板，须做成增加钢制边框模板或做成背部带肋的中空塑料模板。
（2）耐热性差对策。由于GMT建筑模板的材料类似于塑料，当钢筋采取电焊连接时，为防止高温焊渣掉落损坏模板，在施焊部位必须采取防火棉或其它难燃材料，阻止火花烫坏板面，影响混凝土外观质量。
（3）热胀冷缩系数较大问题及相应对策。GMT建筑模板受外界气温影响较大，易发生热胀冷缩变形。如果在较低温的夜间施工拼板，第二天中午温度变高使模板膨胀会挤压相邻模板起拱；
如果在较高温度的中午施工拼板，夜晚温度降低使模板收缩造成邻板产生裂缝。模板拆除后将无法满足结构对平整度和垂直度要求。研究表明GMT模板有约1mm的胀缩值，若在施工排版时预留约1mm的伸缩缝，通过海绵条填缝的方法可确保模板封闭不漏浆。
（4）模板拆除施工要点。GMT复合材料基建筑模板拆除按照《混凝土结构工程施工及验收规范》的要求进行[5]。同条件养护混凝土试块强度达到设计80%时可进行拆模。拆模前立杆要保证不松动顶紧模板底面；
禁止重锤硬击、撬棍硬撬拆模；
拆模后注意安全堆放保管；
严禁踩踏、撞击及拋掷模板。
（1）质量方面。GMT模板表面平整，无需使用脱模剂拆模可获得平整的混凝土表面；
模板表面光滑不易粘混凝土，拆模时用清水清洗即可，不用脱模剂拆除模板，拆模方便；
GMT模板表面不易吸水，成型的混凝土观感质量佳，即便夏天高温施工也不会产生蜂窝麻面；
模板稳定性好，不易变形，能够保证拼缝的严实。
（2）施工方面。GMT模板质轻，安装和运输均便利；
相较木模板透光性好，在模板施工时下部工人对上部情况可视，有利于工人施工操作及保障施工安全，同时对模板安装质量也有很大的保障。
（3）经济效益方面。当今市场上GMT模板可以直接购买也可以租赁。购买成本为：GMT模板约250元/m2，木质胶合板模板约50元/m2，竹质胶合板模板约65元/m2；
周转次数为：GMT模板50次以上，木质胶合板模板约5次，竹质胶合板模板约7次；
因此单次使用成本为：木模板10元/次，竹模板9元/次，而GMT模板只需要5元/次；
GMT模板的人工成本与普通木、竹质模板基本相近。因此可以看出GMT模板和传统木、竹质模板相较，在经济成本上节省了50%。GMT模板还可以通过租借的方式获得，而传统木质、竹质模板由于损耗率高，无法回收利用，在此方面无法与之相较。同时使用GMT塑料模板不需要脱模剂，不会产生模板清洁费用，无形中降低了辅助成本。
（4）绿色施工方面。GMT模板是玻璃纤维塑料基复合材料，是一种塑料制品，能够实现“以塑代木、以塑代钢、以塑代铝”的环保要求，有助于实现文明施工。在使用过程中通过一定的组织、技术措施，可实现便捷施工同时保证施工质量；
关键是GMT模板回收利用率高，可实现节能降耗的要求。
当今建筑市场塑料与水泥、钢材、木材并称四大建材。建筑塑料制品作为绿色、节能、环保型产品，其推广使用满足节能降耗的要求。GMT复合材料基建筑模板是一种新型模板，为实现GMT模板大规模推广，需要经过大量实践的检验、经验数据积累，不断改进在使用过程中暴露的缺点，使其施工工艺更完善，整个模板体系更健全。GMT模板利用其独特的制造及安装工艺，可以实现传统模板优势，又能避免其劣势，虽然还存在着热胀冷缩、翘曲变形等缺点，但通过不断的实践改进，在当今强调绿色施工的大趋势下，GMT复合材料基建筑模板与生俱来的生产及安装便利、安全环保、回收利用率高等优势，必将广泛用于建筑领域。
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