本文從混凝土原材料、配合比設(shè)計(jì)、外加劑、生產(chǎn)工藝以及脫模劑五個(gè)方面,研究分析如何在裝配式建筑生產(chǎn)過程中改善混凝土制品的外觀。在考慮到施工生產(chǎn)及混凝土制品質(zhì)量的前提下,選用合適的外加劑并使用水性脫模劑能夠有效改善預(yù)制構(gòu)件的外觀質(zhì)量。
裝配式建筑采用預(yù)制裝配式混凝土,可以有效的節(jié)約能源資源,減少建筑施工對(duì)環(huán)境的不良影響,符合綠色可持續(xù)發(fā)展的要求,其在中國歷經(jīng)起始、萌發(fā)的階段后,隨著國家對(duì)裝配式建筑在政策上的扶植,市場的培育日趨成熟,各種新的工藝、設(shè)計(jì)思路日漸涌現(xiàn),為這個(gè)新興產(chǎn)業(yè)增加更多發(fā)展的后勁。這也意味著不同于傳統(tǒng)裝配式建筑,在外觀質(zhì)量、節(jié)能經(jīng)濟(jì)效益方面,對(duì)裝配式建筑構(gòu)件提出了更高的要求。
本文著力于研究如何在漸趨繁雜生產(chǎn)模式下,兼顧生產(chǎn)效率和材料成本,生產(chǎn)更符合客戶需求、外觀質(zhì)量更好的裝配式建筑構(gòu)件。
1、 問題
公司裝配式混凝土構(gòu)件生產(chǎn)分為流水線式生產(chǎn)和固定模臺(tái)生產(chǎn)兩種:流水線生產(chǎn)采用電磁振動(dòng)臺(tái)的混凝土振實(shí)方法,振動(dòng)頻率和時(shí)長均可以調(diào)節(jié),前期主要用于生產(chǎn)疊合樓板。固定模臺(tái)生產(chǎn)采用傳統(tǒng)振搗棒振實(shí)方法,振動(dòng)部位和時(shí)間可以人工控制,可以根據(jù)模具不同生產(chǎn)外墻板、陽臺(tái)板、窗臺(tái)板、空調(diào)板、樓梯板等異型構(gòu)件。
公司前期開啟疊合樓板生產(chǎn)線,混凝土坍落度控制在 100-120mm以內(nèi),混凝土疊合樓板一直生產(chǎn)順利,無論強(qiáng)度發(fā)展還是外觀質(zhì)量均達(dá)到客戶預(yù)期要求。在固定模臺(tái)生產(chǎn)線開始啟動(dòng)運(yùn)行后出現(xiàn)了以下問題:
1,依照原混凝土配合比生產(chǎn),如圖 1所示,使用料斗下料工藝出現(xiàn)出料不暢現(xiàn)象,影響施工進(jìn)度。通過調(diào)整外加劑摻量增加坍落度后,振搗后又容易出現(xiàn)泌水現(xiàn)象。
2. 混凝土振動(dòng)時(shí)間控制較難,新拌混凝土振至表面平整即停振,側(cè)面容易出現(xiàn)大氣孔(D-10mm),延長振動(dòng)時(shí)間后可以排出部分氣體,但頂面出現(xiàn)砂漿層。
3. 混凝土異型構(gòu)件在拆模后,如圖 2所示,側(cè)面容易出現(xiàn)無規(guī)則黑線或色斑,嚴(yán)重影響外觀質(zhì)量。
2、 優(yōu)化
考慮到兩條生產(chǎn)線為同一拌樓交替生產(chǎn)供貨,原材料出于同一料倉,任何調(diào)整均需考量實(shí)際生產(chǎn)條件。經(jīng)過在試驗(yàn)室反復(fù)測試,決定從以下5個(gè)方面進(jìn)行綜合性調(diào)整優(yōu)化。
2.1 混凝土原材料調(diào)整:
原混凝土選用的原材料的來源及規(guī)格如表1所示。
如何提高裝配式混凝土結(jié)構(gòu)預(yù)制構(gòu)件外觀質(zhì)量
經(jīng)測試,原使用碎石 5-16mm在固定模臺(tái)生產(chǎn)過程中,在大坍落度情況下出現(xiàn)易堆積、振搗后泌水,和水泥砂漿附著性不佳等現(xiàn)象,如圖 3所示。通過試驗(yàn)比對(duì),將碎石粒徑調(diào)整至5-25mm由圖4可以看出砼工作性能明顯改善
如何提高裝配式混凝土結(jié)構(gòu)預(yù)制構(gòu)件外觀質(zhì)量
2.2 混凝土配合比優(yōu)化:
如何提高裝配式混凝土結(jié)構(gòu)預(yù)制構(gòu)件外觀質(zhì)量
如何提高裝配式混凝土結(jié)構(gòu)預(yù)制構(gòu)件外觀質(zhì)量
原配合比如表2所示,用于疊合樓板生產(chǎn),坍落度控制在 100-120mm,在異型構(gòu)件生產(chǎn)過程中通過料斗下料明顯出現(xiàn)困難,入模后振動(dòng)時(shí)間需要適度延長,既容易造成預(yù)埋件及保溫泡沫塊的偏移,也間接增加了施工人員勞動(dòng)強(qiáng)度和操作時(shí)間。
如何提高裝配式混凝土結(jié)構(gòu)預(yù)制構(gòu)件外觀質(zhì)量
表3為改進(jìn)的新配合比,混凝土坍落度控制在 140-160mm,經(jīng)生產(chǎn)調(diào)試,可兼用于振動(dòng)臺(tái)和固定模臺(tái)生產(chǎn)。由于工作性能的提升,兩類構(gòu)件產(chǎn)品的生產(chǎn)、澆筑、振搗、收面效率都有所提高。
強(qiáng)度對(duì)比:由表 4可以看出改進(jìn)配合比后不僅強(qiáng)度有小幅度提升,成本也有所降低。
如何提高裝配式混凝土結(jié)構(gòu)預(yù)制構(gòu)件外觀質(zhì)量
2.3 外加劑選配
測試不同聚羧酸母液對(duì)新拌混凝土氣泡產(chǎn)生、破裂的影響和硬化后外觀的對(duì)比。測試選擇四種早強(qiáng)型聚羧酸母液對(duì)比,通過新拌混凝土振動(dòng)對(duì)比試驗(yàn),使用透明容器觀察新拌混凝土氣泡發(fā)展和拆模后外觀情況驗(yàn)證,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖 5所示。
則試圖片:
如何提高裝配式混凝土結(jié)構(gòu)預(yù)制構(gòu)件外觀質(zhì)量
注:上圖均使用油性脫模劑。
如何提高裝配式混凝土結(jié)構(gòu)預(yù)制構(gòu)件外觀質(zhì)量
經(jīng)過試驗(yàn)測定,即使同為早強(qiáng)型聚羧酸母液,不同母液在振動(dòng)后產(chǎn)生的氣泡尺寸、密集度、消泡時(shí)間各有不同。確認(rèn)第 4號(hào)聚羧酸母液在新拌混凝土氣泡產(chǎn)生量最少、尺寸較小,經(jīng)試塊拆模后驗(yàn)證其外觀也為最/佳。
2.4 生產(chǎn)工藝優(yōu)化:
原疊合樓板生產(chǎn)坍落度控制在 100-120mm,為了簡化工藝和降低操作誤差,統(tǒng)一使用新配合比進(jìn)行兩類構(gòu)件產(chǎn)品的生產(chǎn)。
由于和易性的改善,疊合樓板生產(chǎn)工藝進(jìn)行相應(yīng)的測試和調(diào)整:降低了振動(dòng)頻率和振動(dòng)時(shí)間后可以達(dá)到同樣的振平效果,同時(shí)在效益上既降低了振動(dòng)臺(tái)的疲勞損傷并縮短生產(chǎn)周期,又將每班操作人員從 4人降低到2人。
2.5 脫模劑因素:
在異型構(gòu)件生產(chǎn)中,使用脫模油進(jìn)行模板保護(hù),在混凝土振搗過程,脫模油容易積聚成團(tuán),振搗后混凝土上表層漂有油線,側(cè)面未振出油粒在脫模后形成大的孔洞。直接影響構(gòu)件制品外觀。測試圖片:
注:上圖為同一拌混凝土經(jīng)過不同振動(dòng)時(shí)間后,其狀態(tài)的截圖拼接而成,所使用外加劑均為 PCE 4。
通過噴涂水性脫模劑 Rheofnish 211進(jìn)行測試,在噴涂 15分鐘后,模具表面乳白色褪去即可澆筑。構(gòu)件拆模后相較普通油性脫模劑混凝土顏色均一,無黏?;驓饪祝庥^得到了明顯改善。
3. 優(yōu)化成果
經(jīng)過多方面的改善優(yōu)化,實(shí)際施工生產(chǎn)后,如圖 7所示,產(chǎn)品外表面無大氣孔,僅殘留少量小氣孔,頂層無砂漿層水紋線,側(cè)面也無黑線色斑出現(xiàn),預(yù)制構(gòu)件產(chǎn)品外觀質(zhì)量得到了有效改善。
4.結(jié)論
(1) 外加劑的不同,會(huì)對(duì)混凝土外表面的氣孔大小、密集程度產(chǎn)生不同的影響,從而影響構(gòu)件外觀,需謹(jǐn)慎選配合適的外加劑。
(2) 使用油性脫模劑,易聚集大量氣泡,在構(gòu)件表面形成密集的氣孔,嚴(yán)重影響構(gòu)件外觀質(zhì)量,而使用振動(dòng)的方式排氣,可能會(huì)產(chǎn)生漿體分離的泌水現(xiàn)象;而使用水性脫模劑可以顯著改善外觀,并可以降低振動(dòng)時(shí)間,節(jié)約能源。
(3) 在外觀改進(jìn)過程中,也可以通過選擇合適的原材料、改進(jìn)配合比等輔助手段,同時(shí)也需綜合考慮這些條件的對(duì)生產(chǎn)、施工、強(qiáng)度的影響。
(4) 在實(shí)際混凝土生產(chǎn)中遇到的技術(shù)和工程難點(diǎn),需抓住重點(diǎn),通過大量的試驗(yàn)分析逐步推進(jìn),并且充分考慮節(jié)能減排及經(jīng)濟(jì)效益,找到最/佳的解決方案。
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