S型高強聯鎖塊生產質量控制及施工鋪設

呂 聰，方 悅

（安徽競翔建設工程管理有限公司，合肥 230031）

本項目位于安徽省中部地區合肥市，為合肥國際陸港建設項目，內容為陸港堆場使用場地，設計堆場面積約31 000 m2，劃分為5大集裝箱堆場區，分為雙層區和四層區。鋪設100 mm厚C50強度S型高強聯鎖塊，尺寸要求為225 mm×112.5 mm×100 mm，需同時滿足集裝箱堆放及移動式龍門架的使用。因本項目地處安徽中部，遠離港口，本地陸港貨運亦為近年興起，在本地陸港堆場鋪設S型高強聯鎖塊尚屬首次，無豐富經驗生產廠家及熟練施工隊伍；經過走訪本地項目僅使用過一次C50強度的S型高強聯鎖塊，且為江蘇連云港定制生產，運輸路途遠，成本大，且受疫情阻斷影響較大，嚴重影響施工進度和成本控制。經過不斷學習試驗與摸索，結合本項目總結出部分經驗以供交流。本項目S型高強聯鎖塊設計剖面圖如圖1所示。

圖1 S型高強聯鎖塊鋪設截面圖

1 生產工藝

1.1 原材料的選擇

對于S型高強聯鎖塊的生產，原材料起到至關重要的作用，因聯鎖塊的強度要求較高，科學的原材料選用及配比成為生產合格產品的第一步。

1.1.1 水泥

在水泥的選用中，為了能夠使聯鎖塊能夠較早的獲得較高的強度，經過學習與實驗，最終確定選用P.O52.5型號的普通硅酸鹽水泥。選用P.O52.5型號的水泥，其早期的水化反應更快，能夠明顯提高水泥硬化的時間和增強整體強度，亦有利于碼垛搬運，提高成品的合格率。

水泥的主要物理性能指標見表1。

表1 水泥的主要物理性能指標

1.1.2 河砂

河砂采用含泥量不高于2%的本地中粗砂，不宜采用含泥量高的中粗砂或者細砂，干凈的中粗砂有利于提高整體強度，減少邊角磕碰殘缺；故運送來的河砂需要根據情況進行必要的清洗篩選，以保證聯鎖塊的強度。

1.1.3 碎石

對于粗骨料的選擇，在經過數次嘗試后，發現粗骨料的最大粒徑應小于8 mm，在采用8～15 mm的碎石壓制時，聯鎖塊在早期養護時易獲得較大強度，但極易產生磚體凹陷產生空隙，立面麻面狀況，對于感官質量產生重大影響，后期易造成邊角脫落、磕碰缺角，無法形成光滑密實表面。在后期實驗中，發現增加水泥用量會有所改善感官質量，但成本亦隨之增加，所以最終選定采用粒徑小于8 mm的碎石做為粗骨料材料使用。同時不得使用再生骨料，再生骨料的強度無法滿足材料強度要求，勢必造成殘次品的產生。骨料的主要物理性能指標見表2。

表2 骨料的主要物理性能指標

1.1.4 拌合用水

選用pH中性的自來水，不可使用海水或其他廢水。同時因聯鎖塊屬于干硬性混凝土，在用水方面需要保持固定的水膠比，經過實驗得知，其產品的強度會隨著不同水膠比的變化產生不同影響，水膠比的增大，其產品的強度必然會降低；同時含水量的增加，會隨之產生漿體泛水，壓制出的產品易出現粘黏磨具，導致產品出現破碎或成型不良的問題。

1.1.5 面層

面層選擇P.O42.5普通硅酸鹽水泥和粒徑不高于1.15 mm的細膩級配細砂，配合比為1∶1.5；可以有效提高面層的細膩平整度，增加感官質量。

1.2 生產設備的選擇

對于生產設備的選擇上，選用了加工廠里具有微電腦控制自動稱量投料功能的壓制機器，確保原料能夠準確稱量、自動投料和均勻攪拌。設定布料壓力不低于10 MPa；預振壓力不低于20 MPa，預振時間不低于不低于5 s；強振壓力不低于30 MPa，強振時間不低于10s；面料加料時間不低于0.5s，加料壓力不低于10MPa。在保證原料配比的情況下，合理的壓制壓力與時間，能夠很好地控制產品的強度與感官質量。

因模具需要廠家定制，在定制初期應考慮到每臺模具生產的差異性及后期施工的鋪設方便，要求廠家在模具上加上指向箭頭，方便工人按箭線方向鋪設。模具圖示及尺寸如圖2所示。

圖2 S型高強聯鎖塊平面尺寸模型

同時在生產時，發現傳統木制托盤，具有一定的彈性，在進行強振壓制的過程中，會抵消部分壓制大臂帶來的壓力，從而影響磚體的密實度，對于部分老舊托板，所壓制出的不合格率明顯升高。后經研究決定改用10 mm厚鋼托板生產，雖然早期的鋼托板采購成本較大，但循環周轉使用次數增加數倍，有足夠強度承受大臂壓力，更加有利于磚體的密實壓制，提高產品合格率，即使鋼托板報廢后殘余價值仍然較高。

1.3 生產配制

原料的配制是其中關鍵的環節，因采用自動稱量投料攪拌功能的壓制機，本步驟相對省心。在生產時需確保水泥原料罐體的密閉，不受潮。清理設備上散落的原料及其他雜物，不至于影響原料的潔凈度及配比，最大限度的控制原料配比的誤差不超過±3%，攪拌后的原料需要達到能夠手抓取成團不散，落地能夠散開的效果，拌和水的比例控制最為重要。在生產的同時，要時刻關注成品的質量情況，發現不合格產品時，應及時糾偏改正，同時未落地的不合格產品應及時投入料斗再次壓制生產，避免造成原材料的浪費。在查閱相關規范文獻及現場10余次調配后，最終確定配比，見表3。

表3 S型高強聯鎖塊配合比

1.4 產品的養護

生產出來的成品聯鎖塊，需要進行養護，因實際生產過程中無法達到實驗室標準養護條件；本過程聯鎖塊在生產時，因為跨越冬季與夏季，所以養護的方式也略有不同。

在冬季生產時，選用在全封閉的廠房內生產，同時生產出以后直接送入保溫隔間定時噴灑水，生產24 h后方可進行碼垛包裹透明塑料薄膜，養護存放5 d以上可移動至封閉廠房內部進行打捆存放，繼續灑水養護至28 d才可外運使用。

夏季采用直接在廠房內生產，沒有進行封閉，因溫度較高生產后需增加灑水養護，無須包裹塑料薄膜。養護3 d后即可進行打捆碼放，繼續灑水養護至28 d才可外運使用。

在條件允許的情況下，盡量多在廠房內存放，可有效降低廢品率，工人在碼垛時亦需要輕拿輕放，不可暴力扔甩。避免在強度未達標前造成磚體的磕碰，影響感官質量。生產出的聯鎖塊質量必須符合國家標準JTS 257—2008《水運工程質量檢驗標準》和JTJ 296—96《港口道路、堆場鋪面設計與施工規范》，外觀質量，鋪裝面粘皮或缺損、缺棱掉角的最大投影尺寸小于等于5 mm，不允許有鋪裝面裂紋、色差和雜色不明顯，厚度差小于等于2.0 mm，抗壓強度等級大于等于50.0 MPa，吸水率小于等于6.5%。

2 現場鋪設

現場基層全部施工完成后，開始鋪設砂墊層及后續鋪磚。具體流程為清理、準備工作—測量、定位工作—鋪設砂墊層—鋪砌聯鎖塊—初步碾壓—鋪砂灌縫壓實—驗收檢查。

砂墊層鋪設前在固定位置設置測量點位作為鋪設控制點，用以為鋪設提供精準定位。砂墊層采用中粗砂進行鋪設，可先借助器械進行粗平，然后分割劃分，利用刮板進行平整，首先是在基層上安放導軌，導軌上架鋁合金刮尺刮平，墊層砂在邊界處用刀把形刮尺，并保證墊層砂與邊界的相對高度為120 mm，從而確保靠近邊界的聯鎖塊高出邊界5 m。墊砂刮平的進度應提前，聯鎖塊鋪設進度的最大長度不應過長，墊層砂經刮平則不許腳踏等對其損害，否則需重新刮平。在聯鎖塊鋪設時，墊層砂的含水率應控制在8%以內，以便于刮平，此外，在墊層砂刮平以后，不進行任何振實。以測量器械垂直插入法測量鋪設厚度，將高低誤差控制在±5 mm內。

在下雨天不宜進行聯鎖塊的鋪設，鋪設時為了減少因不同批次產品的影響，建議按照箭頭指示方向依次以人字形方式鋪設。通過場地的邊界或放線設立的控制點時控制沿45°斜線的方向推進。工人在鋪砌的過程中應當及時用橡膠質皮錘或調塊棒等工具調整磚塊的間距，以保證每塊磚之間能夠有2～3 mm的縫寬。

鋪設完成后，應及時進行振搗壓實，采用平板振實機壓實后，觀察作業面，達到平整要求后，對部分發生位移的磚塊進行校正，保證磚縫在要求范圍內，若有損壞的磚塊立即進行更換。

在鋪砌的聯鎖塊經初步壓實及嵌入切塊以后，且經檢查沒有明顯缺陷，應立即開始進行灌縫砂作業，并進行振實。此工作步驟如下：篩沙。聯鎖塊灌縫砂用細砂，在使用前需過篩，篩除較大顆粒過篩的砂，人工鋪攤在已鋪聯鎖塊上，掃入縫內并用重型平板夯振實，邊鋪沙邊振實，直到縫完全灌滿。在縫完全灌滿以后，需再次用重型平板夯在所有聯鎖塊上至少夯2遍。在振實過程中應據需要隨時向縫內補砂，完成上述工作以后，對于車輛通行區域還應用10～12 t的輪胎壓路機碾壓至少10遍，作為替代方案，可以采用滿載裝載機進行最終壓實。在上述每一步操作中，都要及時發現并更換損壞的聯鎖塊。進行完上述步驟后，應及時將多余的砂等清出場外。

聯鎖塊鋪面的銜接方式從以前已完成聯鎖塊鋪面向外延伸，在這種情況下，原有聯鎖塊必隨時間而出現松動、滑移、墊層沙及灌縫砂流失等現象，在新鋪面開展以前，需首先對原有鋪面進行修復，修復方式為將原有鋪面邊緣部分拆除，直到鋪面完好，但無論如何應至少拆除1 m的舊鋪面，以保證新舊鋪面銜接完好。在拆除舊鋪面邊緣部分以后，即可按照常規方法重新鋪墊層沙、聯鎖塊，形成新舊鋪面的銜接。

聯鎖塊鋪砌時要遵守以下原則。

1）首先計算所需鋪砌區域的面積及各個誤差等級聯鎖塊的數量，合理安排鋪砌。

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2）在某邊界區域內鋪砌時，應盡量使用同一誤差等級的聯鎖塊。

3）不同誤差等級的聯鎖塊不能混合鋪砌，否則將給接縫造成問題。

4）如不能滿足第二項要求，鋪砌時應先用誤差等級較大的聯鎖塊，然后再用誤差等級小的聯鎖塊。

5）對同一誤差等級的聯鎖塊鋪砌時應按照先后后先的原則，即按生產日期，對同一批模具所生產的聯鎖塊，先鋪生產日期在后的聯鎖塊，后鋪生產日期在前的聯鎖塊。設置臨時邊界及時進行鎖邊，在一區域聯鎖塊鋪砌完成后，如某一邊暫無固定邊界，則應在此邊處設置臨時邊界，臨時邊界可用砂漿形成，以防止聯鎖塊移動及砂流失，否則鋪面將會造成破壞。

6）在鋪砌時要做到“三同步”，所謂“三同步”是指在聯鎖塊鋪砌時，要做到鋪砌、鎖邊及灌沙振實三同步，即對一片區域，每天收工前，要做到聯鎖塊鋪砌完畢。

3 檢查與驗收

4 結束語

S型高強聯鎖塊因強度要求高，不同于普通的市政工程用磚，其對于原材料的選擇、配比，以及生產工藝、養護都有著較高的要求。在生產過程中需要嚴格科學地進行生產及養護，方可生產出合格的產品。

在生產調制中同時發現，采用大粒徑粗骨料，增加膠凝材料的方式，反而會增加產品的不合格率。

因本工程的時間緊任務重，未能夠繼續深入研究其他配比情況對產品的影響，只是進行了常規生產和配比的調試。

在鋪設過程中，需要注意墊層的攤鋪均勻，以免造成不均勻沉降，影響高差控制。鋪面的銜接等在驗收過程中要重點檢查工序質量管理。

建議后續對高強度聯鎖塊的研究過程中，應考慮增加石粉或其他經濟材料，以驗證是否能夠達到強度要求。

在投入使用近1 a的時間里，尚未發生不均勻沉降及破碎情況，證明此生產質量控制及鋪設成功，質量良好。