張 雯
同濟大學浙江學院(314000)
預制混凝土板制作過程中需要使用模板,模板組裝完成后放置鋼筋,根據設計的根數和間距排列好鋼筋,再澆筑混凝土,在保證充足溫度、濕度的條件下養護至設計所需強度。如制作預應力混凝土板,則需使用先張法(先在臺座上用夾具張拉鋼筋,然后澆筑混凝土,混凝土初凝后放松鋼筋)或后張法(先澆筑混凝土并在內部預留孔道,待混凝土初凝后穿拉鋼筋并用錨具固定。一般后張法有膠管抽芯、鋼管抽芯等埋設孔道方法,鋼管抽芯適用于直線孔道的埋設,膠管抽芯適用于曲線孔道。根據所需孔道形狀的不同選擇合適的方法。)使鋼筋處于受拉狀態,混凝土處于受壓狀態,即給混凝土一個預壓力,減緩其開裂速度。
混凝土構件具有可模性好、取材容易、耐火性好等特點,但自重大是其缺點。混凝土是由粗細骨料、水泥、外加劑等材料混合而成的拌合物,其密度、體積都大于鋼結構,不適用于大跨度結構。施工現場臨建需要承受平時施工過程中挖基坑、打樁等施工工藝產生的震動,震動也可能帶來地表不均勻沉降的問題,減輕自重對臨時性建筑結構抵御外界震動、減少沉降具有顯著作用。
在運輸過程中,需要考慮運輸器械帶來的震動對預制混凝土板的影響,震動過大可能使預制板產生細小裂縫;對預制板堆放層數也有限制,如果堆放的預制板過多、過高,可能會使下部的預制板壓裂。所以,運輸中既要確保震動小,又要防止底部預制板壓裂,對運輸器械的要求較高,導致運輸成本高的問題。
在預制裝配混凝土板的搭建過程中,板與板之間會出現薄弱段,即節點連接處是否牢固的問題。整體澆筑式結構采用模板一次性澆筑,其節點處連接較牢固,這是相對于預制混凝土板的優點。考慮到臨時性建筑也需要具備一定的抗震性能,對預制板有一定要求。而且一般臨近使用年限時,在樓蓋板底部會出現裂縫,產生漏水現象,且隔音效果較差。在預制板吊裝的過程中需要用到起重機,起重過程中同樣也會產生震動,預制板實際使用質量可能會低于出廠檢驗質量,從而導致承載力降低、整體性差等問題。
預制混凝土板的整體性差,預制板底部受拉力大,節點處相對薄弱,可能產生應力集中導致該部位的開裂較劇烈,當裂縫發展到一定程度時,就會發生漏水現象。裂縫使空氣進入混凝土內部,給鋼筋的銹蝕帶來了必要條件,同時水分的存在加劇了鋼筋的氧化反應。鋼筋銹蝕會導致其延展性降低、脆性增加,壓力達到其承載能力極限時會發生脆性破壞,鋼筋不再承受拉力,導致結構的坍塌。
鋼材具有自重輕、承載力好、造價低等特點,可以采用鋼材與混凝土板結合使用,在保證承載力條件下有效減輕自重。采用“工”字型鋼外包一層混凝土的方式,也可以改變混凝土的配合比、鋼筋強度等級、混凝土強度等級等,減少材料用量。提高混凝土強度等級可有效提高資源利用率,節約材料用量。
預制混凝土板的運輸成本可以通過改變材料重量、加工方式、就近取材等方法得以降低。合理采用鋼結構既可以減輕自重,又可以降低成本,鋼結構材料價格相對于混凝土鋼材會低一些,如樓梯等附屬設備可以采用鋼結構。部分大型建筑企業擁有自己的加工廠,或直接在施工現場制作預制混凝土板,都可以節省成本。且大型企業有專業的運輸設備,可以在保證單次運輸量的前提下減少運輸過程中的震動。也可以盡可能地增加單程運輸量,但依舊要確保板在運輸過程中不會損壞。
整體性差的根本原因就是節點處連接不牢固,最直接的解決方法就是在節點連接處涂抹環氧樹脂等粘結劑。若采用鋼-混凝土結構相結合的方法,可以通過提高鋼材界面腹板高度的方法來提高抗彎性能。加長板內鋼筋伸入梁或與其相連構件內的長度,加強機械錨固。或者優先選擇具有綁扎箍筋的板,箍筋可以承受剪力,減緩斜裂縫的擴展,從而提高其承載力。
臨時性結構可在屋面板上加鋪防水卷材,或采用涂膜式防水,都可以達到一定的防水效果。墻與地面的接縫處可以采用外貼式橡膠止水帶防水。墻與墻之間、墻與屋面板之間、墻與地面連接處都是易滲易漏的部位,需要對這些地方采取重點防水措施。
預制混凝土板在施工現場臨時設施的搭建中具有重要作用,針對其自重大、運輸費用高、整體性差的缺點,可分別采用與鋼材結合使用、就近取材或自行生產、采用合適粘合劑、加大錨固長度等方法進行改善。臨時建筑滲水是導致其承載力下降的關鍵因素,雖然這個過程是慢性的,但隨著危害的不斷積累最終會導致嚴重后果,采用涂膜、止水帶、防水材料防水均為較好的措施。
預制混凝土板的使用有其局限性,大型建筑無法使用,這也是現澆式混凝土結構應用較多的原因,但隨著建筑技術越來越成熟,預制裝配式結構的性能會日益完善,擁有更廣的使用空間。
