铝合金模板技术在建筑业中的应用与发展前景

一、铝合金模板发展概况

1 铝合金模板行业兴起的背景

当前，我国正处于快速城市化阶段。高层和超高层建筑主要由钢筋混凝土构成，建筑模板是必不可少的建筑材料和重要的机具。建筑模板技术涉及资源和能源的消耗，影响环境保护，直接影响工程质量、成本和效率。如今，我国建筑业劳动力市场出现了劳动力成本大幅上升、技能型专业技术人员短缺的情况。因此，采用传统施工技术时，经常出现严重的质量、进度、安全和材料浪费问题。许多建筑企业都在积极寻找能够节省人工、节省材料、保证进度和质量、保证安全文明的新型施工技术和材料。其中最引人注目的是铝模板、铝框胶合板模板以及由它们衍生出来的早期拆模支撑技术，统称为铝模板技术。采用铝模板技术符合我国“以钢代木”和“建筑业十大新技术”政策，符合低碳、节能、减排、绿色施工技术。将推动我国模板技术的进步，促进模板的工程化和高效使用。将有助于缩短我国与国外模板技术的差距。

据统计，全钢大模板和组合钢模板产量和使用面积占总量不足1/4，主要用于剪力墙、柱；木（竹）胶合板除墙、柱外，占75%以上。除柱外，几乎都用在水平结构件中。铝合金、塑料等建筑模板很少。大量的建筑工程，特别是这些工程的水平结构，几乎都采用传统的全层支撑框架和松散、低质、高消耗的木胶合板模板和方木。这不仅造成资源浪费，影响环境，而且对工程造成危害。管理制造困难。

纵观国外模板技术，在现浇混凝土结构工程中，由于人工成本较高，模板工程一般占工程造价的50%~60%。因此，国外非常重视模板材料的选择。国外铝模板的材料结构主要有：①优质木胶合板模板、铝工字梁、铝肋组装成墙体或楼板模板； ②铝框人造板模板（各类木胶合板、塑料板等新材料板材），其中墙、柱采用大模板，楼板、梁采用较小规格模板； ③铝模板和铝支撑系统根据建筑结构形状组装浇筑为一体。单块体积大、重量轻、拆装方便、可多次回收利用、施工效率高、清水混凝土效果好。

国外铝模板技术的应用和发展已有50多年的历史，在钢筋混凝土建筑结构的各个领域得到极其广泛的应用。已广泛应用于美国、加拿大等发达国家以及墨西哥、巴西、马来西亚、韩国、印度等新兴工业国家的建设中。各国在推广使用的过程中，也积累了大量的铝模板设计、制造、应用和施工经验。金融海啸之前，美国每年的铝模板市场规模约为1亿美元，由四、五家当地铝模板制造公司瓜分。铝合金模板技术在墨西哥的经济适用房中也得到广泛应用。仅以总部位于哥伦比亚的一家铝模板制造公司为例。墨西哥总统福克斯任期内，以其铝模板技术参与了超过100万套经济适用房的建设。十年前，韩国主要使用胶合板。迄今为止，其80%的高层住宅已采用铝模板技术。

在人们的简单理解中，铝合金模板肯定非常昂贵，肯定很容易损坏，而且肯定不适合像中国这样施工管理水平相对落后的国家。我国建筑铝模板行业的萌芽时间是在21世纪初左右，相对落后于国外的发展速度。那么，是什么原因使得铝模板技术不仅在美国、加拿大等发达国家得到广泛应用，而且在墨西哥甚至印度等经济水平落后于中国的国家也得到积极推广呢？ ？必须使用铝模板技术一定是有原因的。那么原因是什么呢？在回答这个问题之前，我们先来讨论一下，深入了解一下铝合金模板。

2 铝合金模板简介

一、铝合金模板的定义

铝合金模板是指按照模块进行设计。铝模板采用专用设备挤压成型。它由铝面板、支架和连接器三部分系统组成。配套通用配件齐全，可拼装成不同尺寸、外形复杂尺寸的整体模板，是装配式、工业化施工的系统模板。

2、铝合金模板生产工艺流程

3、铝合金模板实物工作分析及详细施工实践

4、铝合金模板的成型质量

3 铝合金模板产品发展阶段

我国模板的发展主要经历了以下几个时期：20世纪50年代木模板；20世纪50年代木模板； 20世纪60年代的钢网水泥模板和手动滑模； 20世纪70年代的小钢模板、整体大模板、液压滑移模板（小千斤顶、小钢模板）、钢管框架； 8 20世纪90年代大钢模板、液压滑移模板（大千斤顶、定型大钢模板）、门式刚架的定型组合； 20世纪90年代的钢架竹胶板模板、胶合板模板、碗扣框架、早拆模板支撑系统、定型整体大模板、液压爬升模板、桥梁模板。

直到进入21世纪，铝合金模板才开始应用于国内建筑施工，并且近年来其应用也日趋普遍。同时，近年来，随着“绿色建筑”概念的提出，政府、学术界和工业界在寻找和开发“绿色建筑”的施工机械、设备和材料方面进行了大量有效的努力，以及绿色建筑装饰材料和结构材料。工作并取得突破性进展。作为理想的“绿色建筑”材料，轻质铝材凭借一系列优良性能日益受到建筑行业的青睐。目前有一种趋势是用铝代替木材、塑料和钢材。铝合金建筑门窗、幕墙、围栏等装饰材料长期以来得到广泛应用已是不争的事实。铝合金模板、脚手架作为绿色建筑施工机械、设备和材料，铝合金结构材料是替代木材、钢材的绿色建筑结构材料。近年来，几十年来也取得了重大发展，被认为是绿色建筑的未来方向。

2、铝合金模板的推广应用

1 铝合金模板推广中存在的问题及解决办法

1.保证使用次数降低成本

由高强度6061、6005合金挤压而成，焊接有加强筋；按规范使用；如果由于使用一定次数而导致平面度超差，可采用手动或机械修正。

2.确保装修验收精度达到标准

铝模板生产过程中必须对平整度、对角线、长度等进行检查；成品出厂前预验收时，还会检查表面高差、表面平整度、层高垂直度等；设计上有调整垂直度等表现设施。

3. 确保应用灵活性

成品模板具有通用的长度和宽度模块，通过模具匹配可以保证其通用性；可以通过在不同的项目中替换一些非通用的profile来保证其适应性。

2铝合金模板的应用及效果

1、适用于各种复杂结构形状的墙柱、楼梁、楼梯门窗洞口、阳台浮板等混凝土结构，组合成完整的混凝土结构模板系统，承载能力可达50~60kN/㎡。

2、铝模板既适用于我国南方人工转移模板的整体安装、浇筑施工法，也适用于我国北方先墙柱后梁板的大模板塔吊施工法。在后一种施工方法中，可以通过悬臂延伸和过渡连接件的方法将水平楼板模板延伸到浇筑的混凝土墙柱的水平。

3、单墙、柱铝模板最大面积2300mm×450mm，梁、楼板铝模板最大面积1200mm×600mm，最大重量不超过18~20kg/㎡。因此，手工拼装操作简单灵活，装拆方便，施工效率高，劳动力资源丰富，减少了熟练工人的使用。通过人工通过预留孔逐层输送模板和支撑，省去了塔吊和转运材料的堆放过程，方便了施工组织，减轻了劳动强度，降低了模板拆装成本和运输成本。

4、采用一套铝模板三套支撑代替传统的三套模板三套支撑的支撑方式，实行提前拆模施工技术，大大节省模板材料，增加模板周转次数，并加快建设进度。铝模板与木模板现场支撑对比

5、铝模板单板面积大、接缝少、制造精度高、承载能力强、施工质量高。可以轻松满足清水混凝土施工的质量标准。不需要抹灰、刮边，减少了抹灰成本，节省了装修成本。 。

3 铝合金模板综合经济效益分析

1、与传统木模板的综合对比分析

铝模板强度高、刚性好、重复使用次数高；施工工艺简单，易于安装；不产生建筑垃圾，报废后回收价值可达30%。竹（木）模板的强度和刚度不如铝模板，且周转次数很低；且施工现场杂乱，无回收价值，产生大量建筑垃圾。铝模板耐酸、耐碱、防潮、耐寒耐热、不变形，适合各种施工温度环境下安全作业。

2、与传统木模板、组合钢模板、全钢大模板的技术经济指标比较

与组合钢模板和膨胀组合钢模板相比，建筑铝模板重量轻，单体面积大，易于手动操作，对施工环境适应性强。可在多雨潮湿地区施工，不会生锈，并有氧化铝保护。 、使用寿命长，周转次数高，正常情况下模板可重复使用300次以上。运输、塔吊、维修、报废摊销成本低，效益明显。回收价值高，报废后可完全回收利用，残值可达30%。

与全钢大模板相比，全钢大模板笨重，完全依赖塔吊机械安装，施工成本较高。适用于大型建筑物的墙、柱，仅适用于墙柱、梁板两支撑。施工操作方法为模板→浇筑→拆模。只能用于整体浇注时的外墙模板。建筑铝模板重量轻，仅20kg/㎡，无需机械设备辅助即可人工运输、组装和拆卸。既可整体浇注，又可二次浇注，适用范围广泛。从适用环境来看，钢模板由于其材质的原因，怕酸、怕水、怕潮、容易生锈，所以不能在一些特殊环境下施工；而建筑铝模板耐酸、耐腐蚀，可以适应更多的施工环境。由于钢材和混凝土的热膨胀系数相近，模板与新浇筑的混凝土粘结容易牢固，不易脱模；而铝模板表面有氧化保护，不易粘在混凝土上，脱模更容易。

3、高层及超高层混凝土结构工程建筑铝模板成本分析

以30层房屋建设项目为例，每层建筑面积为1000平方米，模板展开面积估算为建筑面积的2.7倍，即单层模板展开面积为2,700平方米。采用铝合金模板早拆技术，仅需一层模板和三套支撑。如果使用木模板，则需要6层模板和3层支撑。

使用建筑铝模板可以节省大量的材料和人工成本。结构面达到清水效果，进入装修阶段。内墙可省去抹灰、找平工序，从质量上杜绝了室内墙面抹灰常见的空鼓、裂缝等问题。从施工成本分析，节省水泥、沙子。原材料消耗，抹灰人工也减少了周转材料的使用时间，节省材料和人工成本约24元/㎡；从工期分析，室内装修阶段工时缩短，工程进度按每层可缩短1~2天，对总工期产生积极影响。有用。

30层以上，模板和支撑投资的成本并不随着层数的增加而减少，但木材消耗量却随着层数的增加成比例增加。钢模板、铝模板几乎不消耗任何材料，投资显着降低。尤其是铝模板，很容易实现早期拆卸技术，整体成本降低更加明显。以上分析仅供参考，可能因地点、时间而异。不过，通过上面的分析，我们可以看到建筑铝模板的优点。

模板支撑投资费用及工期比较

施工工期对比：木模板所需天数最多，钢模板次之。铝模板易于早期拆除，且所需天数最少。对于多个建筑群，例如社区项目，模板和支撑的投资成本和经济效益差异更加明显。因此，工业发达国家越来越多地采用铝模板技术进行建筑。

对于其他综合效益，从居民使用面积分析，房间净长、净宽可增加使用面积3~5cm。从设计安全角度来看，清水墙省去了抹灰，减轻了建筑的重量，相应地削弱了地震力，减少了抹灰掉落伤人的风险，使结构抗震更加安全。从社会口碑分析，该模板系统的使用使得施工现场环境干净整洁，极大提升了公司的整体形象。

4铝合金模板与绿色建筑施工

倡导绿色施工，不再只是传统施工过程中要求的优良品质、安全保障、施工文明、企业形象等，而是力求在施工过程中达到降耗、增效、环保的效果。确保质量和安全的前提下。的最大化。我国于2007年9月10日公布实施《绿色施工指南》（建制[2007]223号）（以下简称《指南》），至今已有4年时间。 《导则》用于指导建设项目绿色施工。内容包括绿色施工总原则、绿色施工原则、绿色施工总体框架、绿色施工要点、绿色施工新技术、新设备、新材料、新工艺的发展以及绿色施工应用等。它由包括示范工程在内的6个部分组成。其中，绿色施工的重点包括绿色施工管理、环境保护、节材、节水、节能、节地六个方面。在绿色施工的重点中，节约材料和利用材料资源是《指南》中非常重要和鲜明的内容。本文从物资节约措施对物资周转提出了明确的要求，如物资损失率的量化指标要求；采取技术和管理措施，提高模板、脚手架等的周转次数、施工速度、专业化施工。

建筑铝模板技术采用整体挤压铝型材制成。整个系统标准化程度高、重量轻、承载能力强、配合精度高。施工过程中不产生建筑垃圾，可实现建筑垃圾零排放。材料周转次数高、残值高、可回收利用，满足绿色建筑要求。不要浪费资源，避免处理废弃的模板。以铝代木，节省木材资源，保护环境，绿色环保。此外，施工过程中无需塔吊等机械设备辅助。建筑铝模板施工技术包括建筑工程的科学管理和技术进步，包括最大限度地节约森林木材资源，减少对环境的负面影响。包括四节一环保的主要内容，包括先进模板材料技术、快速拆装模板支护及提前拆除的支护技术、减少施工人员、降低劳动强度、加快施工进度、提高施工质量、推行文明文明施工等。施工管理都是《建筑业十大新技术（2010年）》的主要内容。在国外技术先进的发达国家，建筑模板技术因其高强度、高周转、绿色环保等显着特点，早在20世纪60年代就开始应用。在《导则》的指导下，也开始在我国混凝土结构建筑工程中得到越来越广泛的应用。

经过50多年的发展，我国铝挤压行业已成为铝挤压材料生产、消费和出口大国。向世界展示了中国的“绿色铝工业”，为中国和全球经济的发展做出了贡献。我国铝挤压产业在技术装备、生产规模等方面初步具备全球铝挤压材料出口基地的特征，为我国铝模板技术的发展奠定了良好的基础。

5 铝合金模板与绿色建筑施工

铝合金模板的应用日益广泛和成熟。广东省住房和城乡建设厅已于2012年发布了《铝合金模板技术规范（征求意见稿）》，国家标准正在编制中。铝合金模板的使用将规范化、规范化，施工和验收也将规范化。会有证据可以依赖。

三、铝合金模板的特点及优缺点分析

1 铝合金模板特点及技术要求

1、品种多，规格范围广，形状复杂，外形尺寸和截面积大，壁厚变化范围大。多为特殊异型空心型材，也有宽厚比大、舌比大的大扁宽薄壁实心型材。半空心型材和特殊要求的管材、棒材难度大、技术性强，批量生产难度很大。

2、要求综合性能良好，既具有一定的强度（σb≥300MPa），又保证良好的焊接性、耐磨性、耐腐蚀性和冷冲性能。因此，有必要优化合金成分，优化挤压和热处理工艺，才能改善和提高组织和性能，以满足要求。对合金成分、铸锭质量、模具设计和生产技术、挤压工艺和热处理工艺提出了严格的要求。该技术难度很大，需要大量的研究和测试工作。

3、模板需要多次重复使用，尺寸精度和几何公差要求非常严格，以便于装卸。因此，要求型材精度控制在超高精度水平以上，这对模具质量、挤压和精密淬火工艺提出了挑战。要求很高。

4、需要工业化大批量生产，因此对设备、铸锭质量、模具技术、挤压和热处理工艺提出了更高的要求，特别是模具的使用寿命，比普通模具的寿命要高。增加了2至3倍。

我国生产的部分铝合金模板型材信息表

2 铝合金模板的优点

1、施工周期短

铝合金建筑模板系统为快拆模板系统，大大节省了施工单位的管理成本。由于早期的拆模系统，当混凝土强度达到一定强度时，在保证施工安全的前提下，除保留立杆支撑外，同时拆除背波纹、铝合金模板等。标准层的工作时间可以控制到每4层天空。

标准工作时间

2、可多次重复使用，平均使用成本低。

铝合金建筑铝模板系统采用整体挤压成型的铝合金型材为原材料（6063-T6或6061-T6）。一套模板施工可翻转使用100-120次以上，平均使用成本低。

各种模板的性能和优点比较

3、施工方便、效率高

铝合金建筑模板系统拼装简单、方便，平均重量为35kg/㎡。完全由手工组装，不需要任何机械设备的协助（工人通常只需一把扳手或小锤子即可施工，方便快捷）和熟练的安装工人。每人每天可安装20-30平方米（与木模板相比：铝模板安装工人只需木模板安装工人的70-80%，且无需技术工人。安装前只需对施工人员进行简单培训即可）。

4、稳定性好、承载能力高

铝合金建筑模板系统的所有部件均由铝合金板材组装而成。系统组装后形成一个整体框架，稳定性非常好；承载能力可达每平方米50~60kN。

5、拆模后混凝土表面效果

铝合金建筑模板拆除后，混凝土表面质量光滑、洁净，基本能满足饰面、清水混凝土的要求。无需抹灰，可节省抹灰费用。

6、现场无建筑垃圾

铝合金建筑模板系统的所有配件均可重复使用。施工时模板拆除后，现场不会产生垃圾，施工环境安全、干净、整洁。

铝合金模板混凝土工程质量标准

7、标准、通用性强

铝合金建筑模板规格较多，可根据工程使用不同规格的板材进行组装；当使用过的模板改建成新建筑时，只需更换约20-30%的非标板材，可降低成本。

8、回收价值高

铝合金建筑模板报废后，当废品残值较高时，成本分摊优势明显（每平方米回收价格在400元左右）。

9、低碳减排

铝合金建筑模板系统所有材料均为可再生材料，符合国家有关建筑工程节能、环保、低碳、减排的规定。许多发达国家都规定建筑工程中不允许使用木模板，必须使用再生材料制成的模板。

10.便捷的支持系统

传统施工方法中，楼板、平台等模板施工工艺一般采用全楼板支撑，劳动密集、材料密集。但铝模板现场支撑杆相对较少（一根独立支撑间距1200mm），作业空间大，人员、材料运输顺畅，现场易于管理。

3 铝合金模板的缺点

1、一次性资金投入较高，必须用于标准层数较多的建筑，以降低使用成本（30层以下的单体建筑不予考虑建设，除非有分期建设） ）；

2、在温度低于0℃的环境下，容易造成板面结冰，影响脱模时间（室内加温可消除此缺陷）。

3、对建筑、结构图纸要求高。当设计发生变化时，在铝合金模板的设计和生产阶段，需要重新设计模板并重新挤压铝型材。修改模板的成本很高。如果发生在施工阶段，势必会造成部分模板无法使用，改造成本较高。更高，更难。

4。考虑到失误的数量，铝合金模板的非标准层将增加成本并延长完成时间。

5。使用模板时，由于混凝土和铝表面之间的化学反应，需要在第一和第二次使用化学物质。混凝土表面光滑，但会出现一些小气泡。除去每个铝合金模板后，必须清洁模板表面上的泥浆，混凝土炉渣和其他碎屑，并且必须使用特殊的释放剂。

6。铝制模板不能用于地下室模板。在选择建筑模板时，成本效益更多是一个考虑因素。

7。工人的整体质量不高，导致铝制模板的回收时间数量减少。

4各种模板的系统比较

1。技术和经济指标的比较

2。成本效益比较

从上述数据分析结果可以看出：

（1）购买铝制模具与木制模具之间的比较：对于单个项目营业额，铝制模具比木制模具昂贵。如果考虑到返回工厂的成本后，则使用两个不同的项目进行营业额，则价格不到60次后的价格将相同。因此，铝模具通过高营业额具有明显的经济优势。

（2）购买和租赁铝制模板之间的比较：如果购买了铝合金模板并用于单个项目60次，则成本将等于木制模板（包括铝合金模板，使用后将被视为刮刀） 。如果购买的铝合金模板继续被回收并需要返回工厂，则使用80个失误的铝合金模板可以等于木制模板的成本（包括无用的铝合金模板作为刮擦，不使用后使用）。

4. 结论

1。与其他模板相比，铝合金建筑模板在施工期，成本，整体具体质量等方面确实具有很大的优势。

2。但是，铝合金建筑模板也有其缺点和局限性。同时，选择建筑模式时，有许多因素需要考虑，例如施工目的，建筑质量，工艺技术要求，价格等。

3。通过在Tongshan Street Old Renovation South Block项目中使用铝合金模型系统的经验，应在合适的环境和合适的项目中建立铝制模板，并在专业的铝制模板公司的指导下建立为了真正反映其优势。 。

4。铝合金模板的成本优势是基于重复使用和建筑物，该建筑物具有30多层以上和大量的标准楼层。因此，经济住房，超高层建筑以及带有更多标准楼层和公共建筑物的划船建筑物更适合使用铝制模板系统。