預製疊合板構件是裝配式建築的重要組成部分,在工序中造成的疊合板裂縫的問題不容忽視。基於工程應用和結合構件生產過程,對疊合板裂縫產生原因進行分析並提出相應控制措施。
1.什麼是疊合板?
疊合板是疊合構件的一種,是由預製混凝土構件(或既有混凝土結構構件)和後澆混凝土組成,以兩階段成型的整體受力結構構件。
施工時,現場先安裝預製混凝土底板,以其為模板,輔以配套支撐,再澆築混凝土疊合層(即上部現澆混凝土部分),當上層混凝土與預製板形成統一整體後,共同承擔上部的荷載。這種結構優勢明顯,結合了現澆結構和預製結構的優點,在保證結構整體性的同時,又能滿足構件工業化進度的要求,而且節約了大量的模板支拆,降低了施工成本,是非常具有拓展潛力的樓板形式。
2.產生裂縫的工序
疊合板預製層的工藝流程如下:模臺清理→組模→塗刷緩凝劑、脫模劑→鋼筋綁紮→水電預埋→混凝土澆築→振搗→預養→拉毛→養護→脫模起吊→運輸到成品堆放區(根據設計要求增設水洗)。
根據經驗,可能產生裂縫的主要工序有振搗、拉毛、養護、拆模、吊運、堆放等。
3.疊合板澆築、振搗、拉毛
成因分析:
1.混凝土澆築後,目前在PC自動流水線上,預製構件主要採用振動臺進行振搗。採用振動臺振搗,震動頻率快、效率高,僅需15-30S便振搗完成。由於裝置操作人員的經驗不足,往往出現過震,產生離析現象,造成裂縫的產生。
2.預製構件使用的混凝土坍落度較小、黏度較大,採用固定模臺生產時,用振搗棒振搗,容易過度振搗桁架,且因振搗點位少,很容易導致桁架外露筋處混凝土嚴重泌漿甚至區域性離析,造成沿著桁架筋方向的裂縫。
控制措施:
採用振動臺振搗混凝土,對裝置操作人員進行交底,明確操作要求。採用人工振搗時,振搗棒應橫放振搗,同時注意振搗時間,避免區域性過振和振搗桁架。在施工作業過程中,混凝土未達到起吊強度前,嚴禁踩踏桁架筋。
4.疊合板養護
目前構件在工廠中的養護主要採用蒸汽養護的方式,蒸汽養護分為靜停、升溫、恆溫、降溫四個階段,混凝土逐漸硬化和增長強度其實是水化反應的過程,而水化反應對溫度、溼度有著較高的要求。因此,當溫度、溼度達不到要求時,因混凝土收縮很容易使構件產生裂縫。
控制措施:
在預養護時期,控制預養溫度不低於10℃,混凝土終凝且在灌築結束4~6h後才可升溫;升溫時控制升溫速度,不宜大於10℃/h;恆溫期間混凝土內部溫度不宜超過60℃,最大不得超過65℃,恆溫養護時間應根據構件脫模強度要求、混凝土配合比情況以及環境條件等透過試驗確定;降溫期,保證降溫速度不大於10℃/h;還應儘量保證各部位溫度一致,溫差不宜大於15℃。
5.疊合板拆模
構件養護結束後,構件強度如未達到拆模的強度要求而強制拆模,可能會因為強度原因,使構件側面產生裂縫,後期存放、成品保護不到位,這些裂縫會繼續延展,最終在板面上形成不同方向的裂縫。
拆模前應採用回彈儀監測疊合板強度,待疊合板達到設計強度要求的75%或者設計圖紙要求的強度後,方可拆模。拆模應按要求模具的組裝工藝以及拆模要求進行,嚴禁暴力拆模。
6.疊合板起吊、轉運
疊合板吊點位置是根據疊合板的形狀、大小,透過受力分析、彎矩計算並參考國家規範、圖集最終確定的,因此較大的疊合板往往有六點、八點起吊不等。由於疊合板是平起,且厚度僅60mm,為防止疊合板起吊轉運過程受力不均勻,有專用的平衡架輔助起吊。
但在實際操作過程中,往往出現構件直接起吊不採用平衡架;設計要求六點、八點起吊但生產時依舊四點起吊;不按照圖紙規定的吊點位置起吊等不規範行為。這些不規範操作會造成構件在吊運途中因撓度過大而產生裂縫。構件從工廠到堆場再到現場存在多次轉運,這種不規範操作會加深疊合板裂縫,最終裂縫將延伸至整塊板,更嚴重的會形成貫穿裂縫,致使整塊板報廢。
加強對工廠的管理,規範吊裝、轉運操作流程,嚴格要求工人按照設計圖紙規定的吊點數量與位置,使用專業吊具進行吊運,要慢起慢落,避免與其他物體相撞,並要確保起重裝置的吊鉤位置、吊具及構件重心在垂直方向上重合,吊索與構件的水平夾角不應小於45度,不宜小於60度;減少不必要的吊運次數;保證構件達到設計強度的75%或設計圖紙要求強度後,再吊運構件。
7.疊合板堆放、運輸
1.在實際碼存放過程中往往出現很多不規範的堆放方式,如:疊合板堆放過高,某些工廠為了節約場地,疊合板碼放高達8-10層;疊合板碼放不規整,大板壓小板;墊木擺放隨意、不規範,上下層墊木不在同一垂直線上,而且沒有按照要求擺放,超長超寬的疊合板依舊只放四塊墊木。這些行為造成疊合板支撐受力不均勻,進而導致裂縫產生。
2.疊合板因運輸原因產生裂縫的情況,與堆放時產生裂縫的原因基本一致,但在運輸中難免會有道路不平而引起汽車顛簸,這樣會產生動荷載,若固定疊合板的方式不牢固,則很難約束疊合板,疊合板之間發生相對位移,最終導致疊合板產生裂縫。
1.每垛疊合板尺寸規格應儘量統一,嚴禁大板壓小板;保證每層支點在同一垂直線上,避免因支點上下不一而產生剪下裂縫;支點應放置在桁架筋側邊,板兩端(至板端200mm)及跨中位置均應設定支點且間距不大於1.6m;堆放層數不宜超過6層;構件生產完成後,應儘早運至現場安裝,在堆場堆放時間不宜超過2個月。
2.應在支點處綁紮牢固,防止構件在運輸途中移動或跳動。同時,在底板的邊部或與繩索接觸的混凝土,應用襯墊加以保護。
結語 :隨著中國裝配式建築的不斷髮展,裝配式疊合板的質量問題已經成為人們關注的焦點,相信只有從疊合板生產工序的各個環節進行把控,同時加強對工人的專業技能培訓,才能有效預防疊合板開裂現象的發生。
預製疊合板構件是裝配式建築的重要組成部分,在工序中造成的疊合板裂縫的問題不容忽視。基於工程應用和結合構件生產過程,對疊合板裂縫產生原因進行分析並提出相應控制措施。
1.什麼是疊合板?
疊合板是疊合構件的一種,是由預製混凝土構件(或既有混凝土結構構件)和後澆混凝土組成,以兩階段成型的整體受力結構構件。
施工時,現場先安裝預製混凝土底板,以其為模板,輔以配套支撐,再澆築混凝土疊合層(即上部現澆混凝土部分),當上層混凝土與預製板形成統一整體後,共同承擔上部的荷載。這種結構優勢明顯,結合了現澆結構和預製結構的優點,在保證結構整體性的同時,又能滿足構件工業化進度的要求,而且節約了大量的模板支拆,降低了施工成本,是非常具有拓展潛力的樓板形式。
2.產生裂縫的工序
疊合板預製層的工藝流程如下:模臺清理→組模→塗刷緩凝劑、脫模劑→鋼筋綁紮→水電預埋→混凝土澆築→振搗→預養→拉毛→養護→脫模起吊→運輸到成品堆放區(根據設計要求增設水洗)。
根據經驗,可能產生裂縫的主要工序有振搗、拉毛、養護、拆模、吊運、堆放等。
3.疊合板澆築、振搗、拉毛
成因分析:
1.混凝土澆築後,目前在PC自動流水線上,預製構件主要採用振動臺進行振搗。採用振動臺振搗,震動頻率快、效率高,僅需15-30S便振搗完成。由於裝置操作人員的經驗不足,往往出現過震,產生離析現象,造成裂縫的產生。
2.預製構件使用的混凝土坍落度較小、黏度較大,採用固定模臺生產時,用振搗棒振搗,容易過度振搗桁架,且因振搗點位少,很容易導致桁架外露筋處混凝土嚴重泌漿甚至區域性離析,造成沿著桁架筋方向的裂縫。
控制措施:
採用振動臺振搗混凝土,對裝置操作人員進行交底,明確操作要求。採用人工振搗時,振搗棒應橫放振搗,同時注意振搗時間,避免區域性過振和振搗桁架。在施工作業過程中,混凝土未達到起吊強度前,嚴禁踩踏桁架筋。
4.疊合板養護
成因分析:
目前構件在工廠中的養護主要採用蒸汽養護的方式,蒸汽養護分為靜停、升溫、恆溫、降溫四個階段,混凝土逐漸硬化和增長強度其實是水化反應的過程,而水化反應對溫度、溼度有著較高的要求。因此,當溫度、溼度達不到要求時,因混凝土收縮很容易使構件產生裂縫。
控制措施:
在預養護時期,控制預養溫度不低於10℃,混凝土終凝且在灌築結束4~6h後才可升溫;升溫時控制升溫速度,不宜大於10℃/h;恆溫期間混凝土內部溫度不宜超過60℃,最大不得超過65℃,恆溫養護時間應根據構件脫模強度要求、混凝土配合比情況以及環境條件等透過試驗確定;降溫期,保證降溫速度不大於10℃/h;還應儘量保證各部位溫度一致,溫差不宜大於15℃。
5.疊合板拆模
成因分析:
構件養護結束後,構件強度如未達到拆模的強度要求而強制拆模,可能會因為強度原因,使構件側面產生裂縫,後期存放、成品保護不到位,這些裂縫會繼續延展,最終在板面上形成不同方向的裂縫。
控制措施:
拆模前應採用回彈儀監測疊合板強度,待疊合板達到設計強度要求的75%或者設計圖紙要求的強度後,方可拆模。拆模應按要求模具的組裝工藝以及拆模要求進行,嚴禁暴力拆模。
6.疊合板起吊、轉運
成因分析:
疊合板吊點位置是根據疊合板的形狀、大小,透過受力分析、彎矩計算並參考國家規範、圖集最終確定的,因此較大的疊合板往往有六點、八點起吊不等。由於疊合板是平起,且厚度僅60mm,為防止疊合板起吊轉運過程受力不均勻,有專用的平衡架輔助起吊。
但在實際操作過程中,往往出現構件直接起吊不採用平衡架;設計要求六點、八點起吊但生產時依舊四點起吊;不按照圖紙規定的吊點位置起吊等不規範行為。這些不規範操作會造成構件在吊運途中因撓度過大而產生裂縫。構件從工廠到堆場再到現場存在多次轉運,這種不規範操作會加深疊合板裂縫,最終裂縫將延伸至整塊板,更嚴重的會形成貫穿裂縫,致使整塊板報廢。
控制措施:
加強對工廠的管理,規範吊裝、轉運操作流程,嚴格要求工人按照設計圖紙規定的吊點數量與位置,使用專業吊具進行吊運,要慢起慢落,避免與其他物體相撞,並要確保起重裝置的吊鉤位置、吊具及構件重心在垂直方向上重合,吊索與構件的水平夾角不應小於45度,不宜小於60度;減少不必要的吊運次數;保證構件達到設計強度的75%或設計圖紙要求強度後,再吊運構件。
7.疊合板堆放、運輸
成因分析:
1.在實際碼存放過程中往往出現很多不規範的堆放方式,如:疊合板堆放過高,某些工廠為了節約場地,疊合板碼放高達8-10層;疊合板碼放不規整,大板壓小板;墊木擺放隨意、不規範,上下層墊木不在同一垂直線上,而且沒有按照要求擺放,超長超寬的疊合板依舊只放四塊墊木。這些行為造成疊合板支撐受力不均勻,進而導致裂縫產生。
2.疊合板因運輸原因產生裂縫的情況,與堆放時產生裂縫的原因基本一致,但在運輸中難免會有道路不平而引起汽車顛簸,這樣會產生動荷載,若固定疊合板的方式不牢固,則很難約束疊合板,疊合板之間發生相對位移,最終導致疊合板產生裂縫。
控制措施:
1.每垛疊合板尺寸規格應儘量統一,嚴禁大板壓小板;保證每層支點在同一垂直線上,避免因支點上下不一而產生剪下裂縫;支點應放置在桁架筋側邊,板兩端(至板端200mm)及跨中位置均應設定支點且間距不大於1.6m;堆放層數不宜超過6層;構件生產完成後,應儘早運至現場安裝,在堆場堆放時間不宜超過2個月。
2.應在支點處綁紮牢固,防止構件在運輸途中移動或跳動。同時,在底板的邊部或與繩索接觸的混凝土,應用襯墊加以保護。
結語 :隨著中國裝配式建築的不斷髮展,裝配式疊合板的質量問題已經成為人們關注的焦點,相信只有從疊合板生產工序的各個環節進行把控,同時加強對工人的專業技能培訓,才能有效預防疊合板開裂現象的發生。