劉 棟,卞周宏,胡 俊,涂家?guī)?/p>
(1.湖北綠緣新型材料科技有限公司,黃岡 438000;2.湖北大學材料科學與工程學院,武漢 430062)
近幾年,隨著各項政策的發(fā)展和引導,裝配式建筑行業(yè)發(fā)展十分迅猛。2016年9月國務院正式發(fā)布《關于大力發(fā)展裝配式建筑的指導意見》(國發(fā)〈2016〉71號),明確指出我國要大力發(fā)展裝配建筑。各省市紛紛制定各類政策,促進和指導當?shù)匮b配式建筑的發(fā)展。以武漢地區(qū)為例,政府最新發(fā)布的《武漢市2021年發(fā)展裝配式建筑工作要點》規(guī)定:2021年,武漢全市按照裝配式方式建造的建設工程面積不小于1 200萬m2。目前,武漢市及其周邊裝配式建筑發(fā)展十分迅速,新開工的裝配式建筑工程遍地開花。湖北省內(nèi)投產(chǎn)的近20家裝配式預制構件廠部分已經(jīng)出現(xiàn)產(chǎn)能飽和、供不應求的局面。
疊合板是應用最廣泛的裝配式水平構件形式,為滿足裝配率要求,絕大部分裝配式建筑都選擇制作疊合板、空調(diào)板等水平構件。疊合板的制作工藝相對剪力墻、外墻、凸窗豎向構件較為簡單,但是疊合板在生產(chǎn)中產(chǎn)生的各類質(zhì)量問題卻不容忽視。疊合板從圖紙設計、生產(chǎn)操作、生產(chǎn)工藝等各方面控制不當都易產(chǎn)生質(zhì)量問題,其中疊合板開裂為其最常見的問題之一,為解決這些問題,該文著手生產(chǎn)各環(huán)節(jié),總結(jié)歸納常見問題,力求最大限度提高產(chǎn)品質(zhì)量。
裝配式預制混凝土構件(簡稱PC構件)生產(chǎn)根據(jù)模臺以及澆筑方式一般分為固定模臺、流動模臺、地模澆筑等三種形式。固定模臺是模臺工位固定,混凝土澆筑工位移動,主要用來生產(chǎn)體積較大的異形構件,比如凸窗、整體陽臺等。流動模臺是流水線施工,模具隨模臺移動,混凝土澆筑工位固定,主要用來生產(chǎn)疊合板、剪力墻等形狀相對標準、高度(厚度)不高的構件;一般流水線會配備專用養(yǎng)護窯,模臺流轉(zhuǎn)至該工位,會實現(xiàn)自動進窯養(yǎng)護。地模澆筑是指模具直接裝在車間地面上,模具獨立、大型或不宜在模臺上施工的構件一般采用地模澆筑,比如樓梯、大型凸窗等。
疊合板由于其厚度小(一般為60 mm)、面積大、構件形狀簡單、施工較為便捷等特點,宜采用流動模臺生產(chǎn)線生產(chǎn),既可充分發(fā)揮其流水作業(yè),提高產(chǎn)能的優(yōu)勢,又能較好匹配疊合板生產(chǎn)工藝,提高產(chǎn)品質(zhì)量。筆者不建議疊合板在固定模臺線上生產(chǎn),效率低下,且質(zhì)量問題較多。
疊合板生產(chǎn)工藝有十多個環(huán)節(jié)(工藝流程見圖1),主要工序有:
1)原材料及半成品準備:混凝土原材料、鋼筋等按照進廠檢驗批要求進行檢測,確保合格后使用。疊合板相對其他類型構件,預埋件種類較少,主要是線盒(PVC塑料、金屬線盒)、吊環(huán)(或者直接用桁架筋代替,不另設)、止水節(jié)、地漏等。
2)模臺、模具準備:綁扎鋼筋前,需要對模臺、模具進行清理,特別是混凝土殘渣要清理干凈,清理完成后對模具進行組裝和定位,確保構件尺寸。疊合板模具一般采用磁盒固定,方便拆裝。模具組裝完成后,開始涂抹脫模劑(分為油性和水性兩種,均可使用),采用分散度好的噴霧器進行噴涂,同時用抹布涂抹均勻。涂膜劑涂抹完成后,正??刂圃? h以內(nèi)完成混凝土澆筑。
3)鋼筋骨架及預埋件安裝:脫模劑脫模完成后,開始進行鋼筋綁扎,分為線上綁扎和線下綁扎后整體入模兩種形式。鋼筋綁扎要注意控制好保護層厚度和外伸鋼筋的長度,務必整齊劃一,符合設計要求。鋼筋入模后,開始預埋件的定位與敷設,要格外注意不能偏位和遺漏。
4)混凝土澆筑與預養(yǎng)拉毛:鋼筋預埋件安裝到位后,必須要組織隱蔽工程驗收,驗收通過后,下發(fā)澆筑令,方可澆筑混凝土?;炷翝仓瓿?,約需要2~4 h靜停預養(yǎng)時間,待混凝土初凝,開始拉毛,拉毛可采用人工拉毛和機械拉毛,拉毛深度要求大于4 mm。
5)蒸汽養(yǎng)護:拉毛工序完成,立即用薄膜覆蓋,進入“抽屜式”養(yǎng)護窯養(yǎng)護,一般設置養(yǎng)護時間為6~8 h,升溫2 h,恒溫2~4 h,降溫2 h,最高養(yǎng)護溫度不超過60 ℃。
6)脫模與修復:疊合板脫模強度一般要求大于構件設計強度的75%,但實際操作中,同條件試塊強度大于15 MPa,脫模質(zhì)量有保證[1]。
7)驗收與堆碼入庫:構件修復完成后,組織驗收,合格構件碼垛入庫。疊合板的碼垛堆放是重要環(huán)節(jié),堆碼前要做好堆碼方案,嚴格按照方案堆碼。
疊合板生產(chǎn)中常見的質(zhì)量問題有三大類。第一,圖紙二次深化設計錯誤或考慮不足,導致預埋件遺漏、尺寸錯誤或者與現(xiàn)場施工沖突等;第二,施工時未按照圖紙或規(guī)范施工,這類問題最為常見;第三,因為生產(chǎn)工藝不到位導致的構件問題,最顯著的就是疊合板開裂[2]。
構件廠生產(chǎn)PC構件前必須要對原有的工程圖紙進行二次深化設計,即將建筑圖紙變成生產(chǎn)可操作的構件生產(chǎn)詳圖。所以深化設計圖紙的質(zhì)量直接關系到構件的最終質(zhì)量[3]。目前,圖紙二次深化設計存在的問題主要有兩個方面:第一,設計時著重考慮建筑、結(jié)構,但是對水、電、精裝修等其它專業(yè)重視不足,導致容易出現(xiàn)各類孔洞漏開、錯開,線盒線管布置缺失或出錯等問題。第二,設計時對構件吊裝以及后續(xù)的施工工序考慮不足,容易導致構件現(xiàn)場安裝困難,或者影響后續(xù)施工,比如鋁模施工一般需要在疊合板上設置傳料口,遺漏以后,下層鋁模拆卸后無法傳遞到上一層。
設計問題導致的錯誤,需要在設計階段精心組織,特別是涉及到現(xiàn)場施工提資的內(nèi)容要反復協(xié)商核對。圖紙工作是根本,把好圖紙關口才能確保后續(xù)生產(chǎn)少出錯,減少現(xiàn)場維修整改。
為控制成本,有效解決用工問題,一般情況下預制構件廠一線生產(chǎn)工人采用勞務分包的形式進行管理。勞務隊人員素質(zhì)參差不齊,加之人員變動較大,管理難度較大,生產(chǎn)中會存在較多的不按圖按規(guī)范施工的情況。最常見的問題有:
1)看錯圖紙:因成本考慮,模具制作時互為鏡像關系或者尺寸接近的構件,一般只開一套模具,所以生產(chǎn)時會有模具的變化調(diào)整,此時易把圖紙看錯,組模錯誤,導致構件生產(chǎn)錯誤。
2)預埋件遺漏或者定位不準[4]:一個構件可能有十多個預埋件,且分多種型號,不注意很容易漏裝、錯裝,比如少裝線盒或裝錯型號,預留孔洞定位錯誤等。
3)不按照規(guī)范施工:工人為圖省事,往往不按照規(guī)定的質(zhì)量標準或者流程施工,比如脫模劑涂抹不均勻、清理模具不干凈、暴力拆模導致構件損傷、吊裝不規(guī)范造成磕碰等[5]。
以上問題主要需要加強對生產(chǎn)班組的管理,施工前做好技術交底,施工中實行“三檢”制度,層層把關,做好隱蔽工程驗收、首件驗收、成品驗收等重點工作,降低產(chǎn)品錯誤率。
生產(chǎn)工藝不到位會導致疊合板出現(xiàn)外觀不良、拆模易破損等問題,其中疊合板開裂是較為常見也是最嚴重的質(zhì)量問題。疊合板裂紋分為兩種,一是拉毛面出現(xiàn)龜裂,裂紋深度在1 mm以內(nèi),修復后不影響使用;二是結(jié)構性裂縫,一般從側(cè)面開始生長,直至整板貫穿,產(chǎn)品只能做報廢處理,損失較大[6]。
疊合板表面龜裂產(chǎn)生的主要原因有:混凝土坍落度過大,振搗后浮漿層較厚;振搗頻率和時長不合理,過振后導致混凝土表面離析;澆筑后,未及時覆蓋,導致表面脫水,產(chǎn)生表面收縮裂縫。避免此類裂縫主要是控制好混凝土工作性能,坍落度140~180 mm,且包裹性要好;控制好振動參數(shù),一般設置模臺振動頻率50~60 Hz,振動時間30~50 s;加強澆筑后的覆蓋養(yǎng)護,條件允許下,建議澆筑后立即覆蓋,拉毛時揭開,拉完毛再次覆蓋,然后再進蒸汽養(yǎng)護窯養(yǎng)護[7]。
疊合板結(jié)構性裂縫產(chǎn)生的主要原因有:脫模強度不夠,導致疊合板受損;吊裝不合理,導致疊合板受損;堆放不合理,疊合板受力不均;堆放過高,導致其受力過大等。解決以上問題,可從如下幾個方面著手:
1)控制好脫模起吊環(huán)節(jié)
第一,嚴格控制脫模強度,至少控制在15 MPa以上,禁止在脫模強度不足時強行脫模。第二,脫模起吊要格外注意,確保起吊前模具四邊全部拆除到位,大板起吊時要采用專用吊具,確保各吊點受力均勻(圖2)。
2)控制好疊合板堆碼與存放
據(jù)筆者廠內(nèi)生產(chǎn)統(tǒng)計,約有70%以上的疊合板結(jié)構性開裂均與疊合板堆碼不合理有關。疊合板堆碼有幾點原則:第一,規(guī)格尺寸相同或相近的板盡量一起碼放,如有大小差別,做到大板在下,小板在上[8]。第二,疊合板與貨架,疊合板與疊合板之間盡量減少面接觸,板長小于3 m的只采用4點支撐,支撐部位可采用截面為80 mm×80 mm,長度小于1 m的木方;板長大于3 m的大板可采用6點支撐。第三,上下疊合板的支撐點位可根據(jù)受力計算確定,但務必在同一垂直線上(圖3),否則極容易因受力不均而開裂。第四、單層貨架疊合板碼放層數(shù)原則上不高于6層,但從廠內(nèi)存放場地和運輸?shù)慕?jīng)濟性上考慮,確保碼放不超過8層。
此外,疊合板在廠內(nèi)堆放時間不宜過長(存放2個月以上疊合板開裂明顯增多),同時盡量減少吊裝轉(zhuǎn)運的次數(shù),減少進入堆場后的倒運次數(shù),發(fā)貨時最好能直接帶貨架整摞吊裝上車。
3)控制疊合板的裝車運輸
疊合板運輸過程造成開裂也較為常見。疊合板裝車時要注意貨架放置平穩(wěn),用繩索捆綁到位,防止運輸過程中貨架或疊合板移動、碰撞。車輛在行駛時,要注意控制車速,尤其在進入工地后,道路情況一般不理想,是最容易產(chǎn)生顛簸的路段,務必減速慢行,多注意觀察。
做好以上環(huán)節(jié)的控制,疊合板開裂問題可以得到有效解決。筆者目前所在工廠,因疊合板開裂而導致報廢的構件,可控制在0.1%以下。
近幾年來,裝配式建筑的發(fā)展在國家及地方政策的大力推動下發(fā)展十分迅猛。裝配式PC構件生產(chǎn)工藝日趨成熟,逐步實現(xiàn)了機械化、標準化生產(chǎn),但是還存在較多的缺點和不足,需要在實踐中不斷改進。
疊合板是最常見的裝配式水平構件,在生產(chǎn)過程中因設計、施工、工藝等原因會產(chǎn)生較多的質(zhì)量問題。解決這些問題需要從源頭抓起,提高拆分深化設計的合理性與可操作性,全專業(yè)參與深化設計,將所有問題盡可能前置;同時,要加強對工廠生產(chǎn)過程控制的管理,做好對工人的技術交底和流程監(jiān)控,同時從工藝改進上著手,消除影響產(chǎn)品質(zhì)量的不利因素??刂漂B合板開裂最主要從疊合板堆碼上著手,同時要注意控制混凝土澆筑、脫模吊運、裝車運輸?shù)拳h(huán)節(jié)。