姚翔,沈萬玉
(安徽富煌鋼構(gòu)股份有限公司,安徽 巢湖 238076)
預(yù)制混凝土疊合板是裝配式建筑中最常用的預(yù)制構(gòu)件,從形式上看是一種水平中間型構(gòu)件。施工安裝中先鋪裝疊合板,起到模板作用,然后在疊合板上現(xiàn)澆混凝土,使疊合板和現(xiàn)澆層成為一個整體共同受力??梢姱B合板的質(zhì)量直接影響到整個樓板的安全性能。
實際生產(chǎn)和施工過程中,疊合板經(jīng)常會有各種各樣的外觀缺陷和質(zhì)量問題。這些問題主要包括:強度達不到設(shè)計值;變形;開裂;粗糙面和拉毛面不符合設(shè)計要求;出筋及預(yù)埋件定位不符合要求等等。預(yù)制疊合板的質(zhì)量問題是一個系統(tǒng)問題,其制作、養(yǎng)護、拆模、堆放、運輸和安裝等每一道工序都和疊合板的質(zhì)量息息相關(guān)。因此有必要從疊合板制作安裝全過程系統(tǒng)地提出控制質(zhì)量的要點。
攪拌站是混凝土預(yù)制構(gòu)件廠(俗稱PC廠)最重要的功能部位,其設(shè)計的合理程度直接決定了疊合板的生產(chǎn)質(zhì)量和工藝水平。攪拌站的設(shè)計有以下幾個注意事項。
2.1.1 攪拌站方位
攪拌站及砂石料斗和料倉應(yīng)一并設(shè)置在廠房內(nèi)。如將砂石料斗和料倉設(shè)置在室外,必須設(shè)置頂棚對料斗和料倉進行遮蓋,這樣可以避免高溫冰凍和雨雪風(fēng)霜等特殊天氣對砂石原材料質(zhì)量的影響。特殊天氣會引起砂石含水率和溫度的波動,進而造成混凝土性能的波動。PC廠生產(chǎn)多用自制中轉(zhuǎn)料斗或魚雷罐進行混凝土接料、運輸和布料。攪拌機每盤產(chǎn)量大都和中轉(zhuǎn)料斗或魚雷罐容量一致,這樣導(dǎo)致一旦混凝土性能出現(xiàn)波動,無法及時調(diào)整配合比,也無法通過調(diào)整第二盤混凝土的配合比對前一盤混凝土性能進行矯正。
2.1.2 攪拌機選型
攪拌機宜選擇立軸行星式強制式攪拌主機。PC廠生產(chǎn)多采用低坍落度混凝土,對于稠度值較大的低坍落度混凝土,立軸行星式相比臥軸具有更好的攪拌效果。因為行星式攪拌既有公轉(zhuǎn)運動又有自轉(zhuǎn)運動,運動軌跡復(fù)雜,立軸旋轉(zhuǎn)時對物料進行剪切、擠壓和翻轉(zhuǎn)等復(fù)合運動,攪拌運動強烈,速度快,混凝土均勻性好。
攪拌機設(shè)計容量選擇2m3為宜。生產(chǎn)中每盤產(chǎn)量設(shè)置為1m3時,物料也可以充分占有主機空間而得到充分攪拌,每盤產(chǎn)量設(shè)置為2m3時,可以發(fā)揮較大的產(chǎn)能。因此攪拌機設(shè)計容量選擇2m3能更多地滿足不同的生產(chǎn)要求。
低坍落度混凝土的配合比單方用水量較低,一般比泵送混凝土低30~50kg水,因此為了滿足拌合物在較少用水量的條件下能快速充分攪拌,應(yīng)當在攪拌機內(nèi)設(shè)置多噴頭噴水裝置。
2.1.3 粉料罐設(shè)計
PC廠攪拌站的粉料罐配置數(shù)量不應(yīng)少于3個,分別用于儲存粉煤灰、42.5級水泥和52.5級水泥,用于滿足不同條件下的生產(chǎn)需求。在高溫天氣(日平均氣溫28℃以上)宜采用42.5級水泥并摻加一定量的粉煤灰,以達到延長凝結(jié)時間和節(jié)約成本的作用。在冬季或者生產(chǎn)任務(wù)緊張且無法采用蒸汽養(yǎng)護的條件下,可以采用52.5級水泥,以提高早期強度和滿足拆模要求。
粉料罐的設(shè)計容量不宜過小,一般應(yīng)大于200t,其中儲存粉煤灰的粉料罐容量可以適當小一些。粉料罐的設(shè)計容量不可過小的原因為:水泥儲存余量較大時,就可以提前進貨,補充庫存。這樣可以避免剛進貨的水泥立刻用于生產(chǎn),新水泥溫度高極易引起混凝土凝結(jié)時間異常。同樣,為避免罐體內(nèi)粉料溫度過高,應(yīng)認真做好罐體的油漆粉刷工程,保證罐體的防腐和絕熱性能。
2.1.4 料斗數(shù)量
攪拌站砂石料斗數(shù)量不宜設(shè)置過少,4個為宜,5個最佳。因為砂石來源廣泛,不同產(chǎn)地的砂石規(guī)格質(zhì)量均不一樣,甚至相差很大。為了滿足配合比設(shè)計要求,經(jīng)常需要不同規(guī)格質(zhì)量的砂石搭配使用。對于設(shè)計4個料斗的PC廠攪拌站來說,其中1個可以用來儲存5~16mm細石,1個用來儲存16~31.5mm或16~25mm的大石,另外2個料斗用來儲存不同規(guī)格的砂子。
配合比設(shè)計是預(yù)制混凝土的核心技術(shù),配合比參數(shù)設(shè)計直接關(guān)系到混凝土的工作性能和疊合板成品的外觀質(zhì)量。
2.2.1 原材料選擇
①砂 砂宜選擇細度模數(shù)2.3~3.0的天然河砂。當市場上沒有合適細度的中砂時,可采用粗砂(包括機制砂)和細砂搭配,搭配后的細度模數(shù)應(yīng)在中砂范圍內(nèi)。砂的含泥量應(yīng)嚴格控制在3%以下,越低越好。砂的含泥量過高,疊合板的開裂風(fēng)險將大大增加。嚴禁使用海砂,海砂含有大量的氯離子,對鋼筋有極強的腐蝕作用,會嚴重影響建筑物的使用壽命。
②石 應(yīng)選擇針片狀含量低、粒形較圓的石子,針片狀含量控制在0~10%范圍內(nèi)為宜。一方面可以提高混凝土的流動性能,節(jié)約膠材和水的用量,一方面可以減少成品構(gòu)件表面孔洞和麻面出現(xiàn)的概率。石子的含泥量也要控制在1.0%以下。盡量不適用尾礦,因為尾礦往往石粉含量高、吸水率高或者壓碎值較低,對混凝土的性能有不利影響。
③外加劑 宜選擇聚羧酸外加劑,聚羧酸外加劑具有減水率高和無色的特點,可以提高混凝土早期強度,使構(gòu)件外觀顏色均一。萘系和脂肪族減水劑往往自帶棕褐色或紅褐色,且易引起泌水,使構(gòu)件外觀出現(xiàn)色差,影響觀感。
④粉煤灰 優(yōu)先選用Ⅰ級粉煤灰,優(yōu)質(zhì)粉煤灰可以起到減少用水量和提高混凝土和易性的作用。嚴禁使用Ⅲ級粉煤灰以及脫硝灰和重油灰等劣質(zhì)粉煤灰,劣質(zhì)粉煤灰會引起混凝土性能異常,比如坍落度損失大、強度低、出現(xiàn)氣泡和色差等。
2.2.2 配合比
①坍落度 遵循低坍落度原則,以能滿足混凝土拌合物可以順利從料斗或魚雷罐卸入模具內(nèi)即可,一般控制在100mm~150mm。選擇低坍落度一方面可以降低水灰比,提高早期強度,利于拆模,另一方面可以減少泌水現(xiàn)象產(chǎn)生,提高外觀質(zhì)量。
②粗骨料級配 粗骨料級配要符合連續(xù)級配要求,如果由兩種不同規(guī)格的粗骨料搭配使用,須做不同搭配比例下的級配和空隙率試驗。粗骨料級配連續(xù)一方面可以減少膠凝材料用量,節(jié)約成本,另一方面可以減少構(gòu)件表面麻面和孔洞現(xiàn)象的產(chǎn)生。
③砂率 可以適當選擇高砂率,從而提高砂漿量,有足夠的砂漿填充粗骨料空隙,減少表面孔洞現(xiàn)象。
④配合比調(diào)整 配合比應(yīng)根據(jù)天氣情況、模具周轉(zhuǎn)速度和是否使用蒸汽而調(diào)整。配合比配制強度應(yīng)以滿足拆模強度為準,拆模強度不應(yīng)低于12MPa。
疊合板的制作工藝直接決定了疊合板成品的質(zhì)量,同時也決定了人力物力的綜合成本以及產(chǎn)能大小。
2.3.1 模具要求
模具應(yīng)滿足平整度要求,不得有明顯變形,要和模臺緊密接觸。對于設(shè)計有出筋的疊合板,邊模鋼筋位置要有堵漏措施,一般可采取橡膠卡扣的方式。
2.3.2 鋼筋及預(yù)埋件布置
按照規(guī)范和圖紙要求綁扎鋼筋網(wǎng)片,將桁架筋牢固地固定于鋼筋網(wǎng)片上,在適當位置放置保護層墊塊,防止鋼筋網(wǎng)片下沉,使保護層厚度過小。預(yù)埋件要采取可靠方式固定,必要時可采取加設(shè)固定鋼筋的措施。
2.3.3 混凝土成型
澆筑前,在邊模和模臺拼縫內(nèi)側(cè)打一層專用密封膠。對于設(shè)計有粗糙面要求的疊合板,邊模內(nèi)側(cè)要均勻涂刷緩凝劑,緩凝劑的厚度視產(chǎn)品性能和實驗數(shù)據(jù)而定。對于有振動臺的模臺,混凝土卸料時,應(yīng)一次性將一張模臺上的所有疊合板布料完畢,然后一次性振搗密實。如果一張模臺上的幾塊疊合板分兩次澆筑和振搗,兩次間隔時間較長,會導(dǎo)致第二次振搗時,使第一次成型的已過初凝的混凝土產(chǎn)生不可恢復(fù)的損傷。
拉毛作業(yè)應(yīng)在初凝和終凝之間進行,拉毛過早使拉毛深度小于4mm,不滿足規(guī)范要求;拉毛過晚會導(dǎo)致拉毛作業(yè)困難,從而造成損傷。
自然養(yǎng)護時,混凝土終凝后前后應(yīng)及時覆蓋塑料薄膜,薄膜的邊角處用重物壓實,保證混凝土得到充分的保溫保濕養(yǎng)護。疊合板的早期養(yǎng)護極其重要,直接關(guān)系到裂縫的數(shù)量和大小。采用蒸汽養(yǎng)護時,可不使用塑料薄膜。
2.4.1 堆放
達到拆模強度后可進行拆模作業(yè)。按照設(shè)計圖紙上的吊點位置,對吊點掛設(shè)吊鉤。起吊時速度要緩慢均勻,疊合板要保持在一個平面上,不可傾斜,吊索水平夾角不宜小于60。。第一塊疊合板應(yīng)卸至專用貨架上,然后依次疊放,每兩層疊合板之間必須放置墊木。每一層宜設(shè)置4塊墊木,墊木大小規(guī)格應(yīng)一致,上下墊木在一條垂直線上。側(cè)面有粗糙面設(shè)計要求的,可以用叉車將每塊疊合板運至沖洗位進行沖洗后再依次疊放,每一堆疊放高度不得超過6層。用叉車倒運時為防止叉車臂和疊合板摩擦碰撞導(dǎo)致破損,可在叉車臂上裹一層彈性材料,比如廢橡膠、油氈等。
由于此時疊合板強度較低,宜覆蓋一層塑料薄膜或土工布,防止大風(fēng)和日曬導(dǎo)致疊合板表面干燥失水產(chǎn)生裂紋。
2.4.2 運輸
用叉車將每一堆疊合板卸至平板運輸車上,同樣在運輸過程中疊合板堆放高度不得超過6層。底層的專用貨架下面宜放置廢橡膠等彈性材料,可起到緩沖作用,防止運輸過程中疊合板受到過大沖擊而受損。
2.5.1 施工準備
①編制疊合板安裝施工方案,包括工程概況、編制依據(jù)、進度計劃、場地布置、安裝施工、安全和質(zhì)量管理等內(nèi)容。
②現(xiàn)場對每一塊疊合板進行外觀質(zhì)量驗收,防止部分疊合板在運輸過程中受損而用于工程造成安全隱患。
③現(xiàn)場要有滿足條件的硬化場地,用于堆放疊合板。
2.5.2 構(gòu)件安裝
①測量放線,設(shè)置疊合板定位標識。
②按照設(shè)計要求安裝疊合板支撐體系,支架宜采用獨立鋼支柱,頂部設(shè)可調(diào)頂撐,并按照一定間距設(shè)置橫肋。橫肋可以使用方木或方形鋼管,橫肋方向垂直于上部疊合板的桁架筋方向。
③按照圖紙要求掛設(shè)吊鉤,進行疊合板的起吊和安裝,起吊過程速度要緩慢平穩(wěn)。疊合板安裝就位后,要及時對安裝位置和標高進行校核,同時對相鄰構(gòu)件的高低差和接縫尺寸進行校核。如果疊合板側(cè)面出筋和梁的縱筋出現(xiàn)碰撞現(xiàn)象,可以事先不固定梁的縱筋,將縱筋放置在外側(cè),用吊鉤或鋼絲臨時綁扎固定,待疊合板安裝就位后再綁扎梁縱筋。嚴禁將疊合板出筋砸彎,安裝就位后再砸直,該種做法極大地增加了疊合板受損開裂的概率。
④每層疊合板全部安裝完畢后,統(tǒng)一鋪設(shè)管線,管線要綁扎牢靠。清理疊合板上的雜物并澆水潤濕后再進行現(xiàn)澆樓板的澆筑。
綜上所述,預(yù)制混凝土疊合板的質(zhì)量控制是一個系統(tǒng)工程,每一個工序和環(huán)節(jié)都對質(zhì)量水平有重大影響。PC廠家應(yīng)嚴格按照標準要求,嚴控混凝土原材料質(zhì)量,根據(jù)天氣情況和生產(chǎn)狀況調(diào)整配合比,科學(xué)安排生產(chǎn)計劃,嚴格制定作業(yè)手冊,按照規(guī)范進行疊合板構(gòu)件的起吊、堆放和運輸。施工單位應(yīng)合理安排施工計劃,認真做好進場驗收工作,做好支撐體系的架設(shè)工作,嚴格按照規(guī)范要求進行吊裝,認真做好水電管線的鋪設(shè),現(xiàn)澆層澆筑完畢后做好樓板的養(yǎng)護工作,以提高樓板的整體性能。