馬 琳
(楊凌職業(yè)技術(shù)學(xué)院,陜西 咸陽(yáng) 712100)
裝配式建筑基于預(yù)制構(gòu)件現(xiàn)場(chǎng)裝配,不僅工業(yè)化水平高,施工速度快,且不易受氣候條件制約,便于全天候施工,同時(shí)材料消耗與建筑垃圾較少。其中常用預(yù)制構(gòu)件主要有疊合梁、疊合板、外掛墻板、陽(yáng)臺(tái)板等等,疊合板為預(yù)制混凝土板上層于現(xiàn)場(chǎng)后澆混凝土所生成的整體受彎構(gòu)件,融合了傳統(tǒng)裝配式與現(xiàn)澆式樓板的優(yōu)勢(shì)特征,在裝配式建筑工程中的應(yīng)用非常普遍。疊合板安裝時(shí)會(huì)出現(xiàn)許多拼裝接縫,若處理不恰當(dāng),勢(shì)必會(huì)引發(fā)漏漿與裂縫等,從而影響建筑物整體性能[1]。而傳統(tǒng)水泥砂漿屬于剛性材料,韌性無(wú)法應(yīng)對(duì)構(gòu)件熱脹冷縮、受力錯(cuò)動(dòng)所造成的變形,難以有效解決拼裝接縫現(xiàn)象。據(jù)此,制備了一種專項(xiàng)拼裝接縫用膠泥材料。
裝配式建筑拼裝接縫用膠泥材料制備所需原料具體包含:P·O 42.5水泥,可再分散乳膠粉a與b,粒徑80目橡膠粉,粒徑100~200 μm石英砂,減水劑、消泡劑、拌合水。
基于配合比稱取水泥、乳膠粉、橡膠粉、石英砂、減水劑、消泡劑,于砂漿攪拌機(jī)內(nèi)均勻攪拌,然后添加自來(lái)水作拌合水[2],持續(xù)攪拌60s,制備成裝配式建筑拼裝接縫用膠泥材料。根據(jù)《建筑密封材料試驗(yàn)方法》的試樣制備方法進(jìn)行拼裝接縫膠泥材料試樣制備,并放置于21~25 ℃、45%~55%相對(duì)濕度狀態(tài)下,進(jìn)行28d周期的養(yǎng)護(hù),之后進(jìn)行測(cè)試分析。
根據(jù)《建筑密封材料試驗(yàn)方法》相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試膠泥材料試樣的拉伸粘結(jié)性[3],計(jì)算其拉伸粘結(jié)強(qiáng)度與斷裂伸長(zhǎng)率。根據(jù)《建筑密封材料試驗(yàn)方法》相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試定伸粘結(jié)性,放置膠泥材料試樣于拉力機(jī)夾具中,以5mm/min速度拉伸材料試樣到原寬既定比例,以定位墊塊固定,保持1d,之后詳細(xì)觀察材料試樣粘結(jié)性與內(nèi)聚是否破壞。根據(jù)《建筑密封材料試驗(yàn)方法》相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)膠泥材料根據(jù)既定順序做三層循環(huán)處理之后,測(cè)試其定伸粘結(jié)性:于68~72 ℃的干燥箱中存儲(chǔ)3d;于21~25 ℃蒸餾水中存儲(chǔ)1d;于68~72 ℃溫度的干燥箱中存儲(chǔ)2d;于21~25 ℃蒸餾水中存儲(chǔ)1d。
以乳膠粉a與乳膠粉b為載體面向膠泥材料開(kāi)展改性測(cè)試分析,以檢測(cè)乳膠粉摻量對(duì)膠泥材料性能的影響作用。不同乳膠粉類型及摻量制備而成的膠泥材料試樣具體見(jiàn)表1。
表1 不同乳膠粉類型及摻量制備的膠泥Table 1 Slurry prepared by different types and dosage of latex powder
不同乳膠粉類型及摻量制備而成的膠泥材料性能測(cè)試結(jié)果具體見(jiàn)表2。
表2 不同乳膠粉類型及摻量下的膠泥性能Table 2 Properties of cement with different types and dosage of latex powder
由表2可知,相較于未添加乳膠粉的膠泥材料試樣,添加乳膠粉a、b的膠泥材料試樣的拉伸粘結(jié)強(qiáng)度明顯較高,而且摻量越多,試樣拉伸粘結(jié)強(qiáng)度越大,其中乳膠粉摻量為20%的膠泥材料試樣拉伸粘結(jié)強(qiáng)度提高了近41.9%與44.9%,后續(xù)隨摻量增多,試樣拉伸粘結(jié)強(qiáng)度上升幅度有所下降。相較于乳膠粉a與b可以看出,摻量比較少時(shí),乳膠粉b對(duì)于膠泥材料試樣拉伸粘結(jié)強(qiáng)度的促進(jìn)作用更為顯著,而摻量比較多時(shí),乳膠粉a對(duì)于膠泥材料試樣拉伸粘結(jié)強(qiáng)度的促進(jìn)作用更為明顯,這就表明在摻量增多的趨勢(shì)下,乳膠粉a對(duì)于拼裝接縫膠泥材料性能的改善作用更加良好。
乳膠粉a與b的添加都會(huì)促使膠泥材料形成延展性,且在摻量增加時(shí),膠泥材料斷裂伸長(zhǎng)率會(huì)隨之提高,然而相較于拉伸粘結(jié)強(qiáng)度測(cè)試,乳膠粉a在拼裝接縫膠泥材料斷裂伸長(zhǎng)率提升中的效果更加明顯。乳膠粉摻量比較少的情況下,膠泥材料和基材之間的粘結(jié)性相對(duì)較差,極易發(fā)生膠泥由基材表層脫落的狀況,即失粘。而相反乳膠粉摻量比較多的情況下,膠泥材料和基材之間的粘結(jié)性較強(qiáng),通過(guò)定伸粘結(jié)性測(cè)試之后,并不會(huì)由基材表層脫落,但是會(huì)出現(xiàn)內(nèi)聚破壞情況。在乳膠粉與水泥比例為1:1的時(shí)候,膠泥材料對(duì)抗內(nèi)聚破壞的力量強(qiáng)化,通過(guò)定伸粘結(jié)性測(cè)試之后膠泥材料不會(huì)發(fā)生顯著性破壞現(xiàn)象。
這主要是由于乳膠粉在膠泥材料內(nèi)部生成柔性膜,其韌性較強(qiáng),以此提升了膠泥材料斷裂伸長(zhǎng)率;膠泥材料拉伸粘結(jié)強(qiáng)度顯著提升則是由于柔性膜于膠泥材料與基材表層之間構(gòu)成了柔性銜接,強(qiáng)化了二者的粘結(jié)強(qiáng)度,再加上乳膠粉添加使得膠泥材料含氣量上升,在一定程度上提高了膠泥材料于基材表層的濕潤(rùn)性[4]。
由于在實(shí)踐應(yīng)用過(guò)程中,基于安全性,裝配式建筑拼裝接縫材料應(yīng)變必須控制在25%以上,就測(cè)試結(jié)果可以看出,在乳膠粉和水泥比例為1:1時(shí)制備而成的膠泥材料才可滿足位移變形相關(guān)要求。
添加乳膠粉可提高膠泥材料拉伸粘結(jié)強(qiáng)度與斷裂伸長(zhǎng)率,但是成本較高,而橡膠粉屬于工業(yè)廢料,成本低[5]。在水泥砂漿或者混凝土中添加橡膠粉可有效提升材料極限應(yīng)變,強(qiáng)化韌性。所以以橡膠粉為填料,代替定量石英砂,以此改善膠泥材料性能。不同橡膠粉摻量制備而成的膠泥材料試樣具體見(jiàn)表3。
表3 不同橡膠粉摻量制備的膠泥Table 3 Cement prepared by different rubber powder dosage
不同橡膠粉摻量制備而成的膠泥材料性能測(cè)試結(jié)果具體見(jiàn)表4。
表4 不同橡膠粉摻量下的膠泥性能Table 4 Properties of cement with different amounts of rubber powder
由表3可知,添加橡膠粉盡管可促使膠泥材料拉伸粘結(jié)強(qiáng)度下降,但是卻提升其斷裂伸長(zhǎng)率,使得膠泥材料添加少量乳膠粉便可滿足疊合板位移量控制相關(guān)要求;同時(shí)橡膠粉也強(qiáng)化了膠泥材料的內(nèi)聚破壞抵抗能力,促使橡膠粉與水泥質(zhì)量比為0.3時(shí)所制備而成的膠泥材料通過(guò)定伸粘結(jié)性測(cè)試得知并未發(fā)生破壞。
疊合板接縫材料在具體應(yīng)用過(guò)程中,需長(zhǎng)時(shí)間經(jīng)受外界溫度影響[6],所以要求其必須具備較好耐久性,而通過(guò)冷拉-熱壓后定伸粘結(jié)性測(cè)試分析發(fā)現(xiàn),JN-12、JN-13、JN-14、JN-15試樣都未發(fā)生顯著性破壞現(xiàn)象,與耐久性要求相符。
基于傳統(tǒng)水泥材料韌性不足,針對(duì)裝配式建筑拼裝接縫,制備了一種拼裝接縫用膠泥材料,通過(guò)性能測(cè)試得知:基于乳膠粉、水泥、橡膠粉等制備的膠泥材料,可在一定程度上滿足疊合板接縫材料的拉伸粘結(jié)強(qiáng)度、定伸粘結(jié)性、耐久性等相關(guān)要求,且附著力強(qiáng)、斷裂伸長(zhǎng)率高、耐久性與適用性良好;乳膠粉的添加,顯著提升了膠泥材料拉伸粘結(jié)強(qiáng)度與斷裂伸長(zhǎng)率,且隨著摻量增加,膠泥材料整體性能得以提高;為降低成本,減少乳膠粉摻量,基于橡膠粉為填料代替部分石英砂所制備的膠泥材料,不僅斷裂伸長(zhǎng)率與抵抗內(nèi)聚破壞能力有所提升,且定伸粘結(jié)性測(cè)試時(shí)未出現(xiàn)破壞情況。