王 坤

(北京福安建材有限公司,北京 102600)

干硬性混凝土在 SP預(yù)應(yīng)力空心板中應(yīng)用

王 坤

(北京福安建材有限公司,北京 102600)

干硬性混凝土以其水灰比小,密實(shí)性好,節(jié)約水泥用量等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于預(yù)制混凝土構(gòu)件中.本文以干硬性混凝土在北京福安建材有限公司的應(yīng)用為例,對(duì)干硬性混凝土的配合比設(shè)計(jì),SP預(yù)應(yīng)力空心板的生產(chǎn)工藝,混凝土產(chǎn)品質(zhì)量的控制,以及 SP預(yù)應(yīng)力空心板的常見(jiàn)質(zhì)量問(wèn)題及預(yù)防措施做一個(gè)較系統(tǒng)的分析.

預(yù)應(yīng)力空心板;干硬性混凝土;質(zhì)量;生產(chǎn)工藝

用美國(guó) SPANCRETE機(jī)械制造公司的擠壓機(jī)生產(chǎn)的預(yù)應(yīng)力空心板稱(chēng)之為 SP預(yù)應(yīng)力空心板或簡(jiǎn)稱(chēng)為 SP板.該公司從 1952年開(kāi)始,經(jīng)過(guò)不斷的實(shí)踐和改進(jìn),使這套生產(chǎn)線(xiàn)在世界上比較流行的多種空心板生產(chǎn)工藝中始終保持領(lǐng)先地位.在半個(gè)多世紀(jì)中,該 SPANCRETE公司已向德國(guó)、日本、瑞士、墨西哥、埃及、土耳其等國(guó)出口了數(shù)十套這種設(shè)備,均收到良好的效果.自 1993年美國(guó)福霖公司向中國(guó)市場(chǎng)引進(jìn) SP板產(chǎn)品及相關(guān)技術(shù)以來(lái),已經(jīng)對(duì) SP板的生產(chǎn)、設(shè)計(jì)和研究積累了一定的經(jīng)驗(yàn),產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于商場(chǎng)、學(xué)校和廠(chǎng)房等工程[1].SP板采用混凝土強(qiáng)度等級(jí)為 C40～C50的零塌落度細(xì)石混凝土,即所謂的干硬性混凝土.應(yīng)用于 SP板的這種混凝土還有一個(gè)最顯著的特點(diǎn)就是高砂率,砂率通常達(dá)到 65%左右.這種混凝土的含水量?jī)H為水泥水化作用所需的水量,其優(yōu)點(diǎn)是比一般塌落度較大的混凝土的收縮和徐變值小.本文對(duì)應(yīng)用于 SP板的干硬性混凝土配制、SP預(yù)應(yīng)力空心板的生產(chǎn)工藝、混凝土產(chǎn)品質(zhì)量的控制、SP預(yù)應(yīng)力空心板的常見(jiàn)質(zhì)量問(wèn)題及預(yù)防措施做一較系統(tǒng)的分析[2].

1 干硬性混凝土的配合比試驗(yàn)

1.1 指導(dǎo)思想

既要滿(mǎn)足工藝要求,又要滿(mǎn)足混凝土的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo),降低生產(chǎn)成本.SP板生產(chǎn)線(xiàn)采取的生產(chǎn)工藝為沖搗和擠壓成型工藝,不需模板和蒸汽養(yǎng)護(hù),一次成型.因此在給定砂石條件下,找出適合SP空心板生產(chǎn)的混凝土的配合比是個(gè)重點(diǎn).設(shè)計(jì)原則是:

(1)調(diào)整骨料級(jí)配,使空隙率盡可能達(dá)到最低值;

(2)合理選取砂率,滿(mǎn)足 SP板生產(chǎn)工藝需要;

(3)采用高效的減水劑,降低混凝土成本,增強(qiáng)混凝土的性能.

1.2 原材料的檢測(cè)與選用

水泥選用北京立馬水泥廠(chǎng)的 P.O 42.5水泥,其性能指標(biāo)見(jiàn)表 1.

表1 所用水泥的性能指標(biāo)Table 1 The performance indexes of the cement

由于 SP空心板板肋尺寸較小,其粗骨料最大直徑為 10 mm,我們選用 5～10 mm連續(xù)粒級(jí)的粗骨料.經(jīng)檢測(cè)表觀(guān)密度為 2 800 kg/m3,屬低活性集料,符合《建筑用卵石、碎石》標(biāo)準(zhǔn)中的Ⅱ類(lèi)指標(biāo)要求.細(xì)骨料選?、騾^(qū)中砂,各項(xiàng)指標(biāo)均符合《建筑用砂》標(biāo)準(zhǔn).外加劑采用WDN—7混凝土高效減水劑 (液體),摻量為 1.8%[3].

1.3 試配、確定配合比

根據(jù)適用于 SP板工藝要求,配制混凝土強(qiáng)度等級(jí)為 C45,依經(jīng)驗(yàn)確定砂率為 64%,水灰比為0.36,基準(zhǔn)配合比為:水泥:水、砂、石,外加劑的質(zhì)量比為 424∶153∶1165∶655∶7.63,保持其他不變,微調(diào)水灰比,分別增加和減少 0.05[4].

試驗(yàn)測(cè)得混凝土的各齡期抗壓強(qiáng)度和混凝土工作性能.目的:考察不同水灰比下,新拌混凝土的性能和硬化混凝土的性能.試驗(yàn)結(jié)果如表 2:

表2 C45混凝土的性能Table 2 The perfo r m ance of the C45 concrete

通過(guò)上面試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn),在水灰比較低情況下,水灰比為 0.31的試塊的抗壓強(qiáng)度反較水灰比0.36的試塊的抗壓強(qiáng)度低,主要原因在于水灰比0.31的混凝土的維勃稠度較大,通過(guò)觀(guān)察破壞的試塊,發(fā)現(xiàn)其內(nèi)部孔隙較多,密實(shí)度較差.水灰比為 0.41的混凝土與水灰比為 0.31的混凝土,在水泥用量上相差 100 kg左右,但是其抗壓強(qiáng)度差異比較明顯.新拌干硬性混凝土狀態(tài)如圖 1.

因生產(chǎn)工藝的需要,產(chǎn)品對(duì)干硬性混凝土的工作性要求非常高.因?yàn)樯a(chǎn)過(guò)程中無(wú)模板支護(hù),當(dāng)混凝土維勃稠度過(guò)小時(shí),容易出現(xiàn)塌邊塌孔現(xiàn)象;混凝土維勃稠度過(guò)大,在沖搗擠壓過(guò)程中不易產(chǎn)生水泥漿體,這樣就無(wú)法保證產(chǎn)品的密實(shí)度,進(jìn)而影響混凝土的強(qiáng)度、耐久性等性能.因此,當(dāng)出現(xiàn)混凝土工作性差時(shí),根據(jù)《混凝土質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)》,通過(guò)增、減用水量進(jìn)行調(diào)整,尤其在雨天,原材料含水率變化過(guò)大,攪拌站及試驗(yàn)人員須隨時(shí)觀(guān)察試驗(yàn)并調(diào)整混凝土的工作性[5].

圖1 工作性良好的干硬性混凝土Fig.1 The good working perfo r m ance ofthe dry concrete

2 SP預(yù)應(yīng)力空心板生產(chǎn)工藝

SP板是在長(zhǎng)線(xiàn)臺(tái)座上生產(chǎn)的 (生產(chǎn)線(xiàn)可達(dá)400 m).首先是預(yù)應(yīng)力鋼澆線(xiàn)布放在臺(tái)座上,按規(guī)定張拉標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行張拉 (見(jiàn)圖 2).

鋼絞線(xiàn)張拉完畢后,將 SP板擠壓成型機(jī)放在臺(tái)座上,該成型機(jī)一次完成 6道工序,擠壓出底板、板肋和面板 3層混凝土;搗實(shí)混凝土,孔芯成型;板邊嵌鎖式鍵槽的成型及最后抹平和擠壓成型;退出作業(yè) (見(jiàn)圖 3).

擠壓成型機(jī)行進(jìn)時(shí)保持穩(wěn)定的速度,行進(jìn)速度根據(jù) SP板的厚度而定.擠壓機(jī)有升降式運(yùn)料斗以保證不斷的混凝土供應(yīng).

成型后的 SP板,在生產(chǎn)臺(tái)座上保持濕潤(rùn)情況下養(yǎng)護(hù)一段時(shí)間,當(dāng)達(dá)到一定強(qiáng)度后,即可進(jìn)行疊層生產(chǎn),成層切割,并將空心板移出生產(chǎn)臺(tái)座.

SP板移至露天堆放場(chǎng)地后,繼續(xù)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)和干燥,直至運(yùn)送到建筑工地前.其工藝流程見(jiàn)圖4:

3 混凝土及產(chǎn)品質(zhì)量控制

3.1 原材料質(zhì)量控制

碎石采 5～10 mm連級(jí)粒級(jí),最大粒徑不易過(guò)大,嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)和工藝要求控制碎石質(zhì)量.砂宜用Ⅱ區(qū)中砂,既能保證混凝土的工作性,又能節(jié)約成本[6].在砂的級(jí)配無(wú)法達(dá)到要求時(shí),亦可自行配制 (可在河砂中摻入一定比例機(jī)制砂),以達(dá)到工藝生產(chǎn)要求.在河砂使用過(guò)程中,須加一電動(dòng)篩,因?yàn)楹由爸锌赡芎幸恍┐笮吐咽?會(huì)卡住擠壓成型機(jī).

3.2 攪拌質(zhì)量控制

因工藝自身特點(diǎn),混凝土對(duì)拌合物原材料的變異反應(yīng)十分敏感.操作人員應(yīng)對(duì)計(jì)量設(shè)備和攪拌設(shè)備進(jìn)行經(jīng)常性的檢修、核定、確?；炷僚浔扔?jì)量準(zhǔn)確性.為保證混凝土拌合物的均勻性,攪拌時(shí)間比普通混凝土的攪拌時(shí)間延長(zhǎng) 30～40 s.

3.3 后期養(yǎng)護(hù)

因干硬性混凝土中水的含量?jī)H夠水泥水化所須的水,所以養(yǎng)護(hù)的及時(shí)與否對(duì)提高混凝土強(qiáng)度,減少混凝土裂縫的產(chǎn)生等有著重要作用.

4 SP預(yù)應(yīng)力空心板常見(jiàn)質(zhì)量問(wèn)題及預(yù)防措施

4.1 收縮裂縫分析及預(yù)防

收縮裂縫的產(chǎn)生主要有以下三大原因:

(1)砂石含泥量超標(biāo),砂細(xì)度模數(shù)過(guò)低,混凝土配合比不合理,但隨著市場(chǎng)機(jī)制的作用,質(zhì)量意識(shí)不斷提高,原材料和配合比將不是混凝土開(kāi)裂的主要原因.(2)混凝土各盤(pán)工作性相差較大,易在兩種工作性混凝土交接處出現(xiàn)裂縫.(3)混凝土的早期失水收縮裂縫是混凝土開(kāi)裂的主要形式之一.在 SP板生產(chǎn)的季節(jié)一般氣溫較高,混凝土失水較快,再加上我國(guó)北方地區(qū),相對(duì)濕度較低,使混凝土的失水進(jìn)一步加劇.在我國(guó)北方地區(qū),即使在氣溫較低,在干燥的氣候條件下,表面失水仍然是不可忽視的.養(yǎng)護(hù)不及時(shí)或養(yǎng)護(hù)不到位也是造成板面收縮裂縫的主要原因[7].

預(yù)防控制措施:混凝土裂縫的成因往往是很復(fù)雜的,單靠某一方面的努力不可能最終避免裂縫的產(chǎn)生,需要在各個(gè)方面同時(shí)采取必要措施,方可保證產(chǎn)品質(zhì)量.嚴(yán)格控制原材料質(zhì)量,保證混凝土工作性穩(wěn)定,嚴(yán)格執(zhí)行養(yǎng)護(hù)制度是保證 SP板收縮裂縫的最基本也是最有效的措施[8].

4.2 SP板不密實(shí)的分析及預(yù)防

SP板不密實(shí)主要有以下原因:

(1)混凝土過(guò)干或石子級(jí)配不合理;(2)設(shè)備調(diào)整不好,如行走速度過(guò)快,孔芯位置偏移,振搗頻率不夠等;(3)混凝土下料不及時(shí),未人工輔助下料等.

預(yù)防控制措施:操作人員要經(jīng)常關(guān)注混凝土的工作性并及時(shí)調(diào)整,加強(qiáng)隱蔽檢查,同時(shí)注意生產(chǎn)過(guò)程中設(shè)備發(fā)生的異動(dòng).

4.3 SP板鋼絞線(xiàn)回縮超標(biāo)

SP板切割后,有時(shí)鋼絞線(xiàn)的回縮值超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)圖集的允許值,產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因如下:

(1)鋼絞線(xiàn)表面不潔凈如生銹等,使混凝土不能有效地錨固鋼絞線(xiàn),預(yù)應(yīng)力作用后致使鋼絞線(xiàn)回縮;(2)擠壓機(jī)滴水管水流量過(guò)大或過(guò)小,使得鋼絞線(xiàn)周?chē)炷廖展ο陆?造成鋼絞線(xiàn)回縮;(3)鋼絞線(xiàn)放張時(shí),混凝土強(qiáng)度過(guò)低,由于混凝土試塊與 SP板混凝土的成型方式的差異,使得它們的強(qiáng)度存在一定的差異.一般性的混凝土強(qiáng)度略低于試塊強(qiáng)度.當(dāng)相差較大時(shí),一旦放張切割,鋼絞線(xiàn)就會(huì)收縮.

預(yù)防措施:保持鋼絞線(xiàn)表面清潔,生銹時(shí)及時(shí)作除銹處理,加強(qiáng)漏水管位置和漏水量的檢查,適當(dāng)時(shí)交放張強(qiáng)度,也可在放張后暫不切割,待強(qiáng)度達(dá)到更高時(shí)再行切割[9].

5 結(jié) 語(yǔ)

(1)應(yīng)用 SP預(yù)應(yīng)力空心板的干硬性混凝土,其原材料要求均較普遍混凝土高,在 SP預(yù)應(yīng)力空心板質(zhì)量控制中占有相當(dāng)大的比重,因此在原材料進(jìn)場(chǎng)檢驗(yàn)中,務(wù)必嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和工藝要求;在生產(chǎn)過(guò)程中隨時(shí)關(guān)注和調(diào)整混凝土的工作性對(duì)提高混凝土外觀(guān)質(zhì)量,提高 SP空心板產(chǎn)品質(zhì)量,降低廢品率有著至關(guān)重要的作用.

(2)SP預(yù)用力空心板是公認(rèn)的經(jīng)濟(jì)和可靠的樓板和層面板體系,其主要優(yōu)點(diǎn)如下:生產(chǎn)工藝先進(jìn),無(wú)需模板及蒸汽養(yǎng)護(hù),可疊層生產(chǎn),生產(chǎn)效率高,樓板組合靈活,開(kāi)洞方便,可滿(mǎn)足各種建筑平面的需要.SP板的使用可以簡(jiǎn)化建筑結(jié)構(gòu),減少承重墻體的梁柱.SP預(yù)應(yīng)力空心板如能應(yīng)用得當(dāng),必將為房建業(yè)做出更大貢獻(xiàn).

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Applied study on SP prestressing board of nonplastic concrete

W AN G Kun
(Beijing FuAn BuildingMaterials Company L im ited,Beijing 102600,China)

The nonplastic concrete isw idely used in precast concrete components ow ing to its advantages of s m allw ater-cem ent ratio,good compactness,saving cem ent and so on.In this article,application of the nonplastic concrete in Beijing Fu An BuildingMaterials Company ism entioned as an example to explain the m ix design,the technique of SP prestressing board, and the quality control of the nonplastic concrete. Som e comm on quality problem s and corresponding preventing solutions are also discussed.

prestressing board;nonplastic concrete;quality;technique

TU 528.06

A

1671-6620(2010)04-0304-04

2010-07-16.

王坤 (1982—),男,河南信陽(yáng)人,北京福安建材有限公司助理工程師,E-mail:nzwxzszm@yeah.net.