機械化壓紋專用工具在混凝土預制蓋板上應用與研究

齊忠全

【摘 要】電纜溝混凝土預制蓋板廣泛應用于變電站，由于功能與使用環境的特殊性，對其實體質量及觀感質量有很高的要求。現階段蓋板主要質量控制難題是表面龜裂，其裂縫較細，且縱橫交錯，形狀無任何規律，濕水后更加突顯，影響觀感質量及耐久性。下面，我將就采用機械化壓紋專用工具，減少混凝土預制蓋板龜裂進行分析。

【關鍵詞】變電站；蓋板龜裂；專用工具

一、現狀分析

混凝土電纜溝預制蓋板廣泛應用于各電壓等級的變電站、換流站工程中，與其它混凝土制品不同。因其功能與使用環境的特殊性，對實體質量和觀感質量要求很高，另外，混凝土電纜溝蓋板還具有以下特點：1）產品厚度薄、自重大、用于室外地面，環境溫濕度變化大。2）位于臨近電區域，不便于經常性的維修更換。3）要求蓋板表面平整光滑、色澤均勻，無氣孔、裂紋、漏漿等，不許作二次飾面等問題。由于混凝土蓋板的以上特點，混凝蓋板表面龜裂紋很難控制，蓋板表面龜裂現象較為常見，其裂縫較細，且縱橫交錯，形狀無任何規律，濕水后更加突顯，影響觀感質量及耐久性。

首先，我們分析了混凝土預制蓋板表面裂紋產生的原因：

1、干縮裂縫

干縮裂縫多出現在混凝土養護結束后的一段時間或是混凝土澆筑完畢后的一周左右。水泥砂漿中水分的蒸發會產生干縮，且這種收縮是不可逆的。干縮裂縫的產生主要是由于混凝土內外水分蒸發程度不同而導致變形不同的結果。混凝土干縮主要和混凝土的表面積、水灰比、水泥的成分、水泥的用量、集料的性質和用量、外加劑的用量等有關。

2、塑性收縮裂縫

塑性收縮是指混凝土在凝結之前，表面因失水較快而產生的收縮。塑性收縮裂縫一般在干熱或大風天氣出現，裂縫多呈中間寬兩端細且長短不一、互不連貫狀態。其產生的主要原因為：混凝土在終凝前幾乎沒有強度或強度很小，或者混凝土剛剛終凝而強度很小時，受高溫或較大風力的影響，混凝土表面失水過快，造成毛細管中產生較大的負壓而使混凝土體積急劇收縮，而此時混凝土的強度又無法抵抗其本身收縮，因此產生龜裂。影響混凝土塑性收縮開裂的主要因素有表面積、水灰比、混凝土的凝結時間、環境溫度、風速、相對濕度等等。

二、應對措施

通過對電纜溝預制蓋板產生裂紋的原因進行分析，在施工過程中應采取以下預防及控制措施。

1、材料方面：選擇水化熱較低的普通硅酸鹽水泥，選擇細度模數2.5～3.0的中砂，粒徑為5～31.5mm的連續粒徑級配的石子，混凝土坍落度控制在40±5mm，水灰比控制在0.35。通過控制水灰比、混凝土的凝結時間、水泥的成分、水泥的用量、集料的性質和用量，減少不利影響。

2、施工工藝方面：制作專用的振搗平臺及壓紋工具，專用的振搗平臺能夠保證預制蓋板在制作過程中振搗均勻到位。壓紋工具能夠通過人工壓紋將蓋板表面分割成若干小區域，降低蓋板表面收縮應力，杜絕混凝土預制蓋板龜裂的產生。

3、成品養護方面：對已施工完成的混凝土預制蓋板放置在專門搭設的施工棚內，并遮蓋土工布，定期澆水養護，確保養護期間不因為塑性收縮而產生裂紋。

由于蓋板制作中材料及成品養護問題在以往工程中均能做到很好的控制，我們認為對蓋板產生塑性收縮開裂影響值很低，因此將針對施工工藝方面進行攻關。

通過分析以往工程制作振搗平臺、反打蓋板，總結得出優缺點如下。

優點：1）石子下沉，蓋板表面骨料集中，增加表面抗收縮能力。

2）振搗密實，蓋板質量有保證。

3）施工簡單速度快，節約人力。

缺點：1）蓋板表面沒有經過人工抹子三遍壓光，進一步將表面壓實、壓光滑，閉塞細毛孔。

2）反打蓋板部分表面可能出現氣孔、裂紋、漏漿現象，返修率較高。

為此，擬決定采用制作振搗平臺、正打蓋板、機械壓紋解決蓋板表面龜裂、降低返修率、提高施工進度、節約造價四項目標。

三、實施階段

1、制作振搗平臺、正打蓋板

1）自制電纜溝蓋板振搗平臺，高1米，長寬根據蓋板規格設計要求進行制作。

2）在平臺底部放置平板振動器一個，通過高強螺栓固定在平臺上，中間墊塞高強彈簧。

2、壓紋機械

在壓紋機械的選擇過程中，我們首先采用了手推式壓紋機械，手推式壓紋機采用簡單的滾輪形式（如下圖）。手推式壓紋機械具體參數如下：在模具廠家制作精度較高的壓紋滾輪，滾輪均勻布設凸點，壓紋滾輪直徑為300mm，長度為500mm，滾輪兩端設置限位板，滾輪上方設置配重架，施工作業采用2人進行操作。在手推式壓紋機施工過程中，我們發現了以下問題：

由于滾輪采用手推式，配重加大后人工推動滾輪速度不均勻，導致壓紋深度不一致。根據此問題，我們對壓紋設備進行了改進。改進后采用定型框架對滾輪進行固定，通過固定保證了壓紋滾輪平整；滾輪采用鏈條形式進行傳動（雙向鏈條傳動），保證滾輪在轉動過程中速度均勻；滾輪架設置升降螺栓，保證滾輪的壓紋深度一致；在壓紋設備上增加配重（壓紋設備自重800kg，增加配重700kg），保證了壓紋具有足夠的荷載；設備的改進提高了壓紋速度，施工效率也得到了有效的提高。

注意事宜：

1、掌握好面層壓光時間。壓光次數一般不少于三遍，第一遍應在面層混凝土澆注之后先用沙抹子均勻搓打一遍，使面層材料均勻、緊密，抹壓平整，以表面不出現水層為宜。第二遍壓光應在初凝后、終凝前完成，將表面壓實、壓平整。第三遍壓光主要是消除抹痕和閉塞細毛孔，進一步將表面壓實、壓光滑，但切忌在混凝土終凝后壓光。第三遍壓光完成約30分鐘左右，對電纜溝表面進行壓紋處理，壓紋采用自制的專用壓紋設備。

電纜溝預制蓋板壓紋工藝操作流程如下：

2、為了保證混凝土預制蓋板壓紋均勻，首先制作了預制蓋板的放置平臺，放置平臺水平偏差小于3mm，以保證壓紋深度一致；其次，在壓紋過程中增加壓紋機械配重，保證壓紋滾輪在壓入混凝土表面受力一致；最后，壓紋設備采用雙向鏈條傳動，以保證壓紋滾輪雙向受力均勻，從而達到壓紋均勻的效果。

四、效果比對

通過以上實踐應用，制作振搗平臺、正打蓋板及機械壓紋方法實現“解決蓋板表面龜裂、降低返修率、提高施工進度、節約工程造價”四項既定目標。以往變電站在施工中多制作10%的蓋板，用于創優時返修。據統計，不采用以上方法將多施工及返修260塊蓋板，多浪費蓋板約0.8m2/塊×260塊×120元/m2=24960元。采用以上方法將節約人工40天×120元/天/人×2人=9600元。共計節省34560元。

參考文獻：

[1]袁錦根，余志武主編 鋼筋混凝土結構設計基本原理 中國鐵道出版社.2003.02.

[2]混凝土結構設計規范（GB50010-2002）. 中華人民共和國建設部.2002.04.

[3]建筑結構荷載規范（GB50009—2001）. 中華人民共和國建設部.2006.07.

（作者單位：遼寧省送變電工程有限公司）