保温楼承板的研究与应用

背景

桁架钢筋混凝土叠合板、钢筋桁架楼承板是建筑工业化中常用的装配式楼板，其中钢筋桁架楼承板主要用于钢结构，而桁架钢筋混凝土叠合板主要用于装配式混凝土结构。采用钢筋桁架楼承板的楼盖通常需要对楼板的天花进行后期处理，如吊顶或抗裂抹灰处理。桁架钢筋混凝土叠合板是《装配式混凝土结构技术规程》JGJ1-2014中主要推荐使用的装配式楼板构件。但桁架钢筋混凝土叠合板也存在预制底部构件自重较大、叠合后楼板整体厚度比现浇楼板的厚度增加等弊端。

结合国家碳达峰碳中和战略目标，许多地方对居住建筑的保温节能提出了更高的要求，例如《湖南省居住建筑节能设计标准》DBJ 43/T 025-2022中对分户楼板的热工性能指标提出了明确要求，分户楼板的传热系数K≤1.8W/（㎡.K）。上海市工程建设规范《居住建筑节能设计标准》DG/TJ 08-205-2024则要求分户楼板的传热系数K≤1.5W/（㎡.K）。

通常装配式建筑的分户楼板的保温节能构造自上而下分别为：40mm厚细石混凝土保护层，20mm厚挤塑聚苯板，130mm厚桁架钢筋混凝土叠合板。这种构造的弊端是楼板的总厚度较大，达到了190mm左右，挤占了室内净空；同时楼板的自重荷载也达到了4.25kN/㎡，比常规的100mm厚现浇楼板增加了1.75kN/㎡自重荷载，额外的自重荷载大大增加了房屋建筑的主体结构成本。因此开发一种自重轻同时又具有保温功能的装配式楼板具有重要意义。

保温楼承板的研究

2.1专利构思与产品 

针对钢筋桁架楼承板和桁架钢筋混凝土叠合板的缺点，以及楼板节能保温的现实需求，曾波、肖宁海等人于2023年4月申请了实用新型专利《新型保温免拆模板》（ZL 2023 2 0905369.1）。该实用新型专利公开了一种新型保温免拆模板，包括钢筋桁架和保温隔热层，钢筋桁架之间设置有网架，网架设置于保温隔热层内，所述钢筋桁架的足部预制在保温隔热层内，钢筋桁架的头部裸露出所述保温隔热层。若干个钢筋桁架相互平行间隔设置或相互交错设置。保温隔热层的材料为保温砂浆、改性聚苯颗粒混凝土等。该专利产品作为装配式楼板使用时，专业术语名称为“保温楼承板”。在保温隔热层材料的选择上，先后试用过玻化微珠轻质砂浆、改性聚苯颗粒混凝土等，最终以改性聚苯颗粒混凝土作为保温隔热层的主要材料。

改性聚苯颗粒混凝土是以改性聚苯颗粒为原料，掺入一定比例的中砂或细石为骨料，配以水泥和水进行搅拌配置而成的集保温、防火、隔声为一体的轻集料混凝土（见图1）。它具有轻质防火、保温隔声、吸水率低、不腐蚀钢材、与建筑同寿命等特点。

图1  改性聚苯颗粒混凝土

保温楼承板是以改性聚苯颗粒混凝土为底模，以钢筋桁架为加劲肋的组合承重板。其实物构造如图2所示。保温楼承板底模厚度30~40mm，钢筋桁架底部弯脚预制锚固在底模中，板的标准宽度为2000mm，跨度可达9000mm。保温楼承板底模的主要材料为改性聚苯颗粒混凝土，其性能应满足《湖南省改性聚苯颗粒混凝土工程应用技术规程》DBJ 43/T 339-2019的基本要求。保温楼承板与后浇混凝土叠合层形成整体后，称之为钢筋桁架保温混凝土板，其构造剖面图如图3所示。

图2  保温楼承板

图3  桁架钢筋保温混凝土板剖面

2.2 保温楼承板底模的热工性能

保温楼承板底模采用改性聚苯颗粒混凝土，改性聚苯颗粒混凝土的干表观密度和热工参数计算值按《湖南省改性聚苯颗粒混凝土工程应用技术规程》DBJ 43/T 339-2019表3.2.4采用，其中改性聚苯颗粒混凝土的干表观密度采用600kg/m³，导热系数为0.133W/(m.K)。某项目保温楼承板底模设计厚度为38mm，卧室现浇层钢筋混凝土厚度为100mm，通过计算，分户楼板的传热系数K≤1.8，可满足《建筑节能与可再生能源利用通用规范》GB 55015-2021第3.1.8条及《湖南省居住建筑节能设计标准》DBJ 43/T 025-2022的要求。

2.3 保温楼承板底模的物理力学性能

保温楼承板是一个保温免拆底模与钢筋桁架组合形成的预制构件。保温楼承板底模实际上是作为保温免拆模板使用，其物理力学性能应满足《现浇混凝土保温免拆模板复合体系应用技术规程》DBJ 43/T 315-2016的相关要求。其中保温楼承板底模抗折强度应不小于2MPa。为了确保改性聚苯颗粒混凝土底模的抗折强度满足规范要求，通常内置抗裂用钢丝焊接网，钢丝焊接网用钢丝采用直径2mm冷拔低碳钢丝，网格尺寸不大于150mm×150mm的规格。

底模的抗折强度对保温楼承板的底模的最大宽度和钢筋桁架间距有着决定性影响。通常底模宽度不宜超过2400mm，钢筋桁架间距不宜超过400mm。

2.4 钢筋桁架与底模的连接

保温楼承板底模与钢筋桁架结合后，其性能应满足《钢筋桁架楼承板应用技术规程》T/CECS 1069-2022的基本要求。钢丝焊接网与钢筋桁架腹杆钢筋弯脚应采取可靠连接，可通过绑扎连接或专业焊机进行电阻点焊实现。

产品制作

保温楼承板的制作流程包括改性聚苯颗粒混凝土搅拌、浇筑赶平、桁架布置、成型、脱模、清理六个步骤，保温楼承板生产采用固定模台或长线模台进行生产。堆垛时，保温楼承板宜采用100mm宽、20mm厚垫板，垫板直接放置在桁架之上，垫板间距不大于1m。堆垛层数不宜超过8块。养护成型后的保温楼承板和保温楼承板堆垛分别如图4和图5所示。 

工程应用

保温楼承板自2023年1月开始研发，2023年8月14日率先在麓谷城市公园的宸翰雅苑进行项目试点，至今已在麓谷宸翰雅苑、麓谷文泽雅苑、麓谷领创广场、长沙市平高兴雅高级中学（二期）、辰润枫林诺园、湘潭理工学院四期宿舍等项目使用，应用面积超过25万㎡。保温楼承板的吊装、安装、端部钢筋连接、V型拼缝构造如图6~9所示。

结论与展望

保温楼承板是以改性聚苯颗粒混凝土为底模，以钢筋桁架为加劲肋的组合承重板。它是一种集保温、模板、隔声、支撑和结构“五位一体”的集成化预制水平构件。保温楼承板通过保温材料与结构材料的有机组合，节约了施工现场模板和支撑的施工措施费，省去了楼面保温湿作业工艺及隔声工序，减轻了楼面荷载，增加了室内净空，达到了“1+1=8”的效果。相比传统“装配式楼板+板上保温”做法，可大幅节约建安成本。

保温楼承板之所以能在工程应用上取得成功，一方面是因为改性聚苯颗粒混凝土与现浇混凝土的相容性，包括相近的线膨胀系数、良好的界面粘结性能。另一方面，在改性聚苯颗粒混凝土底模中引入钢筋桁架作为加劲肋，不仅提高了底模的刚度，也增加了底模的韧性和承载能力，从而使得底模从保温免拆模板蝶变为一种新型结构构件。保温楼承板的成功应用为保温与结构一体化提供了新的思路，为轻质混凝土的应用打开了新的通道。综上所述，保温楼承板在本质上是轻质混凝土与钢筋桁架形成的新型组合楼板构件，保温楼承板与现浇混凝土叠合后又形成了功能更为强大的桁架钢筋保温混凝土板。

目前保温楼承板已成功进入市场应用阶段，湖南省住房和城乡建设厅和湖南省市场监督管理局于2025年2月份发布了《湖南省钢筋桁架保温楼承板应用技术标准》DB43/T 3189-2025。然而对保温楼承板的研究还有待深入。首先是应充分研究钢筋桁架给现浇混凝土结构带来的影响，进而充分利用钢筋桁架这一格构式构件的力学性能，最大限度减少现场附加钢筋的数量和构造措施。其次是研究改性聚苯颗粒混凝土与现浇混凝土结构叠合后性能，包括承载力、刚度和耐久性的变化。

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