姚翔,沈萬玉
(安徽富煌鋼構股份有限公司,安徽 巢湖 238076)
預制混凝土疊合板是裝配式建筑中最常用的預制構件,從形式上看是一種水平中間型構件。施工安裝中先鋪裝疊合板,起到模板作用,然后在疊合板上現澆混凝土,使疊合板和現澆層成為一個整體共同受力。可見疊合板的質量直接影響到整個樓板的安全性能。
實際生產和施工過程中,疊合板經常會有各種各樣的外觀缺陷和質量問題。這些問題主要包括:強度達不到設計值;變形;開裂;粗糙面和拉毛面不符合設計要求;出筋及預埋件定位不符合要求等等。預制疊合板的質量問題是一個系統問題,其制作、養護、拆模、堆放、運輸和安裝等每一道工序都和疊合板的質量息息相關。因此有必要從疊合板制作安裝全過程系統地提出控制質量的要點。
攪拌站是混凝土預制構件廠(俗稱PC廠)最重要的功能部位,其設計的合理程度直接決定了疊合板的生產質量和工藝水平。攪拌站的設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一并設置在廠房內。如將砂石料斗和料倉設置在室外,必須設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霜等特殊天氣對砂石原材料質量的影響。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廠生產多用自制中轉料斗或魚雷罐進行混凝土接料、運輸和布料。攪拌機每盤產量大都和中轉料斗或魚雷罐容量一致,這樣導致一旦混凝土性能出現波動,無法及時調整配合比,也無法通過調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運動又有自轉運動,運動軌跡復雜,立軸旋轉時對物料進行剪切、擠壓和翻轉等復合運動,攪拌運動強烈,速度快,混凝土均勻性好。
攪拌機設計容量選擇2m3為宜。生產中每盤產量設置為1m3時,物料也可以充分占有主機空間而得到充分攪拌,每盤產量設置為2m3時,可以發揮較大的產能。因此攪拌機設計容量選擇2m3能更多地滿足不同的生產要求。
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,應當在攪拌機內設置多噴頭噴水裝置。
2.1.3 粉料罐設計
PC廠攪拌站的粉料罐配置數量不應少于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,以達到延長凝結時間和節約成本的作用。在冬季或者生產任務緊張且無法采用蒸汽養護的條件下,可以采用52.5級水泥,以提高早期強度和滿足拆模要求。
粉料罐的設計容量不宜過小,一般應大于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,新水泥溫度高極易引起混凝土凝結時間異常。同樣,為避免罐體內粉料溫度過高,應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 料斗數量
攪拌站砂石料斗數量不宜設置過少,4個為宜,5個最佳。因為砂石來源廣泛,不同產地的砂石規格質量均不一樣,甚至相差很大。為了滿足配合比設計要求,經常需要不同規格質量的砂石搭配使用。對于設計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格的砂子。
配合比設計是預制混凝土的核心技術,配合比參數設計直接關系到混凝土的工作性能和疊合板成品的外觀質量。
2.2.1 原材料選擇
①砂 砂宜選擇細度模數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,搭配后的細度模數應在中砂范圍內。砂的含泥量應嚴格控制在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%范圍內為宜。一方面可以提高混凝土的流動性能,節約膠材和水的用量,一方面可以減少成品構件表面孔洞和麻面出現的概率。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,使構件外觀出現色差,影響觀感。
④粉煤灰 優先選用Ⅰ級粉煤灰,優質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粉煤灰,劣質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象產生,提高外觀質量。
②粗骨料級配 粗骨料級配要符合連續級配要求,如果由兩種不同規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。粗骨料級配連續一方面可以減少膠凝材料用量,節約成本,另一方面可以減少構件表面麻面和孔洞現象的產生。
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,減少表面孔洞現象。
④配合比調整 配合比應根據天氣情況、模具周轉速度和是否使用蒸汽而調整。配合比配制強度應以滿足拆模強度為準,拆模強度不應低于12MPa。
疊合板的制作工藝直接決定了疊合板成品的質量,同時也決定了人力物力的綜合成本以及產能大小。
2.3.1 模具要求
模具應滿足平整度要求,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 鋼筋及預埋件布置
按照規范和圖紙要求綁扎鋼筋網片,將桁架筋牢固地固定于鋼筋網片上,在適當位置放置保護層墊塊,防止鋼筋網片下沉,使保護層厚度過小。預埋件要采取可靠方式固定,必要時可采取加設固定鋼筋的措施。
2.3.3 混凝土成型
澆筑前,在邊模和模臺拼縫內側打一層專用密封膠。對于設計有粗糙面要求的疊合板,邊模內側要均勻涂刷緩凝劑,緩凝劑的厚度視產品性能和實驗數據而定。對于有振動臺的模臺,混凝土卸料時,應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,會導致第二次振搗時,使第一次成型的已過初凝的混凝土產生不可恢復的損傷。
拉毛作業應在初凝和終凝之間進行,拉毛過早使拉毛深度小于4mm,不滿足規范要求;拉毛過晚會導致拉毛作業困難,從而造成損傷。
自然養護時,混凝土終凝后前后應及時覆蓋塑料薄膜,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護。疊合板的早期養護極其重要,直接關系到裂縫的數量和大小。采用蒸汽養護時,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。按照設計圖紙上的吊點位置,對吊點掛設吊鉤。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。每一層宜設置4塊墊木,墊木大小規格應一致,上下墊木在一條垂直線上。側面有粗糙面設計要求的,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,防止大風和日曬導致疊合板表面干燥失水產生裂紋。
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、進度計劃、場地布置、安裝施工、安全和質量管理等內容。
②現場對每一塊疊合板進行外觀質量驗收,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現場要有滿足條件的硬化場地,用于堆放疊合板。
2.5.2 構件安裝
①測量放線,設置疊合板定位標識。
②按照設計要求安裝疊合板支撐體系,支架宜采用獨立鋼支柱,頂部設可調頂撐,并按照一定間距設置橫肋。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按照圖紙要求掛設吊鉤,進行疊合板的起吊和安裝,起吊過程速度要緩慢平穩。疊合板安裝就位后,要及時對安裝位置和標高進行校核,同時對相鄰構件的高低差和接縫尺寸進行校核。如果疊合板側面出筋和梁的縱筋出現碰撞現象,可以事先不固定梁的縱筋,將縱筋放置在外側,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,統一鋪設管線,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澆樓板的澆筑。
綜上所述,預制混凝土疊合板的質量控制是一個系統工程,每一個工序和環節都對質量水平有重大影響。PC廠家應嚴格按照標準要求,嚴控混凝土原材料質量,根據天氣情況和生產狀況調整配合比,科學安排生產計劃,嚴格制定作業手冊,按照規范進行疊合板構件的起吊、堆放和運輸。施工單位應合理安排施工計劃,認真做好進場驗收工作,做好支撐體系的架設工作,嚴格按照規范要求進行吊裝,認真做好水電管線的鋪設,現澆層澆筑完畢后做好樓板的養護工作,以提高樓板的整體性能。