建筑模板是一种必不可少的建筑施工材料和重要工具, 在现浇混凝土施工过程中发挥重要作用。铝合金模板在国外发达国家已被广泛运用到建筑施工中, 于21世纪初引入国内。作为一种新型建筑模板, 铝合金模板^[1]具有自重轻、装拆简便、承载力高、不易生锈、周转次数多等优点, 有木模板、组合钢模板和全钢大模板等传统模板不可比拟的优势和便捷性。经过十几年的发展, 铝合金模板在绿色建筑施工中得到了广泛认可, 逐渐被应用到越来越多的工程中。

但在铝合金模板的推广应用过程中, 混凝土脱模质量这一难题也逐渐成为人们关注的重点, 甚至有文献指出, 该问题是限制铝合金模板在建筑领域中推广发展的瓶颈^[2]。

目前铝合金模板脱模剂的生产和使用技术还不完善^[3], 市面上常见的脱模剂难以较好地附着在铝合金模板上, 且脱模剂表面性能存在缺陷。在施工过程中混凝土排出的气体吸附在界面上, 脱模时造成混凝土表面气泡过多, 或者混凝土黏附在模板表面^[4], 造成混凝土表面破损。在多次周转过程中, 需定期清除表面残留的混凝土, 必要时还需要采用角磨机对模板进行打磨清理, 造成模板表面粗糙度增加, 对脱模剂的依赖性变大, 也导致拆模后混凝土更容易出现麻面现象, 降低模板使用寿命。

有研究认为, 新的铝合金模板表面活性大, 在新浇混凝土作用下易发生化学反应, 导致混凝土出现麻面和黏膜现象^[5]。此外, 矿物油型脱模剂的黏度较大, 导致气泡附着在脱模剂表面, 无法排出;乳化油型脱模剂中含有引气量较大的乳化剂和增稠剂;即便是水性脱模剂, 对气泡也有一定程度的吸附作用, 而气泡的存在不仅影响混凝土观感, 也会加快混凝土碳化速率, 影响耐久性。

因此, 使用对铝合金模板具有良好附着力、与混凝土结合力较低、对气泡吸附性小的脱模产品, 对提高混凝土脱模质量、提高铝合金模板脱模效率、延长铝合金模板使用寿命, 均具有重要意义。施工现场中, 对矿物油 (柴油) 、某市售水性铝合金模板专用脱模剂和中建绿力士模板漆的脱模效果进行了场地试验, 取得了较好效果, 证明使用模板漆是一种绿色高效的铝合金模板脱模技术。

长沙市长东基础建设一期工程项目部采用铝合金模板施工全部直线段雨水箱涵, 总长2 600余m。铝合金模板的原材料为整体挤压形成的铝合金型材, 面板厚4mm, 背楞高65mm, 自重约20kg/m²。以本项目内径4m×2m的箱涵截面为例, 最大铝模面板设计尺寸为400mm×900mm (见图1) , 重约8kg, 工人可以轻松搬运和上下传送, 施工便捷, 但存在脱模问题。

为寻求一种绿色便捷的混凝土脱模技术, 在本项目中, 分别采用了柴油、某市售的铝合金模板专用脱模剂和中建绿力士模板漆3种脱模产品进行现场试验, 对脱模效果进行对比分析, 如表1所示。

柴油是施工过程中常见的一类脱模剂, 施工简单, 成本低, 每次合模前进行刷涂或滚涂即可, 但柴油脱模剂浇筑混凝土常会导致混凝土表观色差, 也会对绑扎的钢筋产生油污, 造成钢筋和混凝土间结合力下降。

所用铝合金模板专用脱模剂为水性高分子聚合物, 乳白稠黏液体, 可以加水稀释到一定比例后使用, 每次模板安装前, 用抹布或者滚刷蘸取后刷涂模板即可, 刷涂前对模板表面进行清理除垢, 刷涂时应尽量避免刷涂不均或者漏涂现象。

模板漆脱模技术具有绿色高效的特点, 旨在刷涂一次, 可以重复循环多次脱模。中建绿力士模板漆是一种由高性能水性环氧树脂为主要成膜物质的脱模体系, 分为底漆和面漆2道涂层。模板漆底漆涂层对基材附着好, 保证了涂层整体良好的附着性能, 为多次脱模打下基础;面漆涂层坚硬、光亮、表面能低, 在脱模过程中, 易于拆模和清理, 有利于实现多次脱模, 并有效保证混凝土拆模效果。另外, 该脱模产品为水性体系, 易于施工, 绿色环保, 不会对施工人员身体健康带来危害。

异于常规一次一用型脱模剂的现场刷涂工艺, 模板漆的涂装工艺是该绿色高效脱模技术中非常重要的一个环节。涂装前需保证基材无油无锈, 手工打磨不低于St2.0级, 以保证良好的脱模效果和较高的循环脱模次数。涂装过程可以采用喷涂、刷涂等方式, 尽量保证涂层厚度均匀一致, 涂装后需在干燥环境下自然放置以待涂层交联反应完全后投入使用。

为了充分对比脱模效果, 进行模板拼装时, 将刷涂不同脱模产品的铝合金模板交替排列组合拼装, 如图2所示。

该项目箱涵主体结构采用C30 P6混凝土, 铝合金模板为早拆体系, 流水作业后, 每种截面标准段按2.5d施工周期安排。浇筑混凝土次日可以拆除内外侧模, 拆模后混凝土表观质量如图3所示。

使用柴油作为脱模剂的混凝土表面出现较多的蜂窝麻面和孔洞, 混凝土的表观质量较差 (见图3a) 。使用某市售的铝合金模板专用脱模剂的混凝土表面出现大量蜂窝麻面, 局部有明显孔洞, 表面平整度较差 (见图3b) 。使用中建绿力士模板漆的混凝土表面光滑平整, 没有明显的蜂窝麻面现象, 气泡孔洞也明显减少, 大大提高了混凝土面表面质量 (见图3c) 。

选用不同的脱模剂, 不仅对混凝土质量有明显影响, 也对模板的循环使用工序和周期有明显影响。上述柴油脱模剂和某市售的铝合金模板专用脱模剂均为一次一用型脱模剂, 拆模后, 需及时仔细清理铝合金模板表面黏附的混凝土, 保持模板表面干净整洁, 必要时需使用磨光机进行打磨处理, 待下次合模安装前刷涂新的脱模剂, 以保证有效的脱模效果。这不仅耗费大量的人力, 也影响工期进度。

中建绿力士模板漆为一次多用型脱模剂, 拆模后无明显黏膜现象, 对模板表面进行简单清理后, 可以直接投入下次使用。图4为第2次拆模后混凝土表面, 模板漆刷涂的铝合金模板部位依然保持了很好的脱模性, 混凝土表观质量明显优于两侧刷涂其他脱模剂模板的混凝土表面。且刷涂了模板漆的铝合金模板周转使用4次后, 仍具有良好的脱膜效果。

铝合金模板对建设工程的质量、经济性、环保性的改善具有深远影响, 铝合金模板必将在建筑工程施工中得到越来越多的应用, 市场前景非常广阔。铝合金模板质轻、块小, 在循环施工过程中人工搬运和拼装, 无需机械吊装。这种施工工序和工况减少了对模板漆涂层的冲击和碰撞, 可保护漆膜的完整性。模板漆和铝合金模板两者的优势互补, 共同实现长效优良的脱模效果。目前中建绿力士模板漆费用约18~36元/m², 随着循环使用次数的增加, 单次使用费用下降, 本试点工程不同区段目前已循环使用5~10次。生产规模扩大后, 模板漆费用有望降至6~10元/m², 单次使用费用会随之降低。

模板漆是未来铝合金模板混凝土施工中脱模剂的重要发展方向之一, 不仅具有良好的脱模性, 脱模过程中一次多用, 节省工时, 而且常温施工、常温固化、绿色环保。将模板漆脱模技术应用于铝合金模板, 不仅可以改善铝合金模板的脱模效果, 而且可以实现多次循环重复脱模, 有效减少施工工序、节省人工成本。可以预期, 随着铝合金模板的进一步推广和应用, 模板漆的应用也会得到进一步的认可和好评。