裝配式預制混凝土輕質(zhì)構(gòu)件生產(chǎn)技術(shù)研究

范永晶，楊博，汪嫄全，姚習春

（廣東中建新型建筑構(gòu)件有限公司，廣東 東莞 523000）

0 引言

裝配式建筑近年來隨著國家政策的推動，技術(shù)越發(fā)成熟，各種體系和預制構(gòu)件不斷被研發(fā)出來。出于結(jié)構(gòu)、施工環(huán)境和安裝安全等方面需要，輕質(zhì)構(gòu)件的應(yīng)用越來越廣泛。廣東中建新型建筑構(gòu)件有限公司以廣東清大同科有限公司研發(fā)的新型輕質(zhì)骨料為原料，研究出輕質(zhì)混凝土技術(shù)，結(jié)合公司預制構(gòu)件生產(chǎn)工藝，有效解決了預制輕質(zhì)構(gòu)件在混凝土生產(chǎn)和施工中的難題，成功研究了預制裝配式混凝土輕質(zhì)構(gòu)件生產(chǎn)技術(shù)。

1 預制輕質(zhì)構(gòu)件生產(chǎn)技術(shù)研究

1.1 研究思路

采用清大同科研究的新型骨料代替?zhèn)鹘y(tǒng)的砂石，根據(jù)預制構(gòu)件工廠化生產(chǎn)對混凝土早期（15小時）強度、混凝土和易性和施工環(huán)境因素研究，研究輕質(zhì)混凝土生產(chǎn)技術(shù)，在原有預制混凝土構(gòu)件的生產(chǎn)基礎(chǔ)上，針對輕質(zhì)骨料會出現(xiàn)上浮等難題進行工藝優(yōu)化，達到高效、高質(zhì)量生產(chǎn)的目的。

1.2 輕質(zhì)混凝土技術(shù)研究

采用清大同科研究的新型骨料代替?zhèn)鹘y(tǒng)的砂石，根據(jù)預制構(gòu)件工廠化生產(chǎn)對混凝土早期（15小時）強度，和易性和施工環(huán)境因素，研究輕質(zhì)混凝土生產(chǎn)技術(shù)，在原有預制混凝土構(gòu)件的生產(chǎn)基礎(chǔ)上，針對輕質(zhì)骨料會出現(xiàn)上浮等難題進行工藝優(yōu)化，達到高效、高質(zhì)量生產(chǎn)的效果[1]。

1.2.1 新型骨料介紹

新型骨料是一種以固體廢棄物——粉煤灰、煤矸石、金屬冶煉渣、尾礦、赤泥等為主要原料，添加核心活性材料，配合特有的造粒、燒結(jié)、養(yǎng)護工藝，制備而成的，堆積密度1200kg/m3以下的多孔輕質(zhì)骨料，主要應(yīng)用于結(jié)構(gòu)混凝土及其制品。

1.2.2 輕質(zhì)混凝土試驗

根據(jù)設(shè)計要求，輕質(zhì)預制凸窗混凝土強度為C30，以C30為例進行試驗，根據(jù)配合比設(shè)計規(guī)范，計算出最大粒徑5~20mm的天然石的C30配合比如下：

以表1配合比作為基礎(chǔ)配比，用量同體積替換為輕質(zhì)粗骨料，輕質(zhì)骨料為粒徑5-20mm新型骨料，新型骨料經(jīng)計算可得輕質(zhì)骨料配比如下適當下調(diào)砂率兩個點后配比如下表：

表1 普通C30混凝土配合比（單位kg/m3）

新型骨料浸泡一小時后，根據(jù)表2配合比進行試驗，試驗混凝土狀態(tài)良好，實測坍落度/擴展190/450，實測容重2090kg/m3，狀態(tài)觀察如下。

表2 輕質(zhì)C30混凝土配合比（單位kg/m3）

養(yǎng)護3天后，輕質(zhì)混凝土狀態(tài)及強度如下：

圖2 試塊成型效果

從圖1-圖3可以看出，半小時后輕質(zhì)粗骨料有明顯上浮現(xiàn)象，表面漿變稀，有輕微泌水現(xiàn)象，拌勻后實測坍落度/擴展190/450，無坍損但輕質(zhì)骨料裸露。試塊振搗成型后，因骨料上浮，無法光滑收面，三小時后表面漿層輕微泌水，未初凝，類似外加劑緩釋現(xiàn)象，潤濕輕質(zhì)粗骨料混凝土有反吐水導致[2]。16小時后拆模強度試壓結(jié)果為7.2MPa。

圖1 半小時后狀態(tài)

圖3 3h后初凝效果

經(jīng)試驗3天后試塊強度達到39.8MPa，基本滿足設(shè)計要求。從圖4可以看出，雖然表面有輕質(zhì)骨料上浮現(xiàn)象，但是整體輕質(zhì)骨料分部均勻，無底部只有漿的情況出現(xiàn)，基本滿足生產(chǎn)需要。

圖4 試塊壓碎后上表面及壓碎面

經(jīng)試驗檢測，新配置混凝土出機狀態(tài)良好，但靜置一會后輕質(zhì)骨料會有輕微上浮，不利于光滑收面，比較適用于上表水平面需粗糙面構(gòu)件；預濕輕質(zhì)骨料后期基本不吸水，坍損基本沒有，可以適當降低出機坍落度來提升早期拆模強度；靜置后表面漿變稀，推測是預濕輕質(zhì)骨料反吐水導致混凝土變稀，水養(yǎng)護3天后強度39.8MPa，強度符合設(shè)計要求。

1.3 施工技術(shù)研究

普通預制構(gòu)件生產(chǎn)流程一般為：綁扎鋼筋籠→清理模具、涂刷脫模劑→鋼筋籠安裝及組模→混凝土生產(chǎn)及運輸→澆筑混凝土、及振搗→收面→養(yǎng)護→拆模→轉(zhuǎn)運存放。

輕質(zhì)預制構(gòu)件生產(chǎn)，由于新型骨料為球狀，且會產(chǎn)生上浮等情況，故在生產(chǎn)工藝上相較于普通預制凸窗生產(chǎn)存在差別，主要有以下幾個方面。

1.3.1 混凝土生產(chǎn)

常規(guī)混凝土生產(chǎn)采用攪拌站自動上料倉按照配合比要求，自動上料生產(chǎn)即可。由于新型骨料為球狀且表面光滑，采用攪拌站上料傳送皮帶上料時，摩擦力較小，傳輸比較困難，且與普通骨料不能共存放，故需要采取人工投料的方式進行生產(chǎn)。

其次是新型骨料具有吸水性，條件允許的情況下，在生產(chǎn)前，對于新型骨料進行澆水濕潤，待其吸收部分水分后在用來生產(chǎn)或計算配合比時，考慮到新型骨料的吸水性，直接生產(chǎn)。

1.3.2 混凝土澆筑

輕質(zhì)混凝土有流動性差、振搗過程中骨料易上浮等特性，為了保證生產(chǎn)預制構(gòu)件的外觀質(zhì)量、減少表面氣孔，需要采用分層澆筑的方式進行生產(chǎn)。

混凝土澆筑，澆筑自由下落高度不宜超過1m，澆筑時盡量避開埋件，防止混凝土下降產(chǎn)生的沖擊使得埋件偏離或掉落，每層澆搗高度20cm左右，采用M60振搗棒進行振搗，振搗時應(yīng)快插慢拔，振點間距不得超過20cm，振搗延續(xù)時間不宜超過10s，防止骨料上浮，不允許出現(xiàn)漏振現(xiàn)象；離豎直邊模10cm應(yīng)連續(xù)振搗，減少表面氣孔。

下料至距離模具口約10cm左右停止下料，澆筑剩余部分混凝土，控制混凝土下料量，防止下料過多，溢出模具，采用振搗棒振搗時減少振搗時間，防止骨料上浮，在硬化過程中，收縮開裂，不易提漿收面。

1.3.3 收面

澆筑完畢后先使用刮杠將混凝土表面粗平，確保混凝土厚度不超出模具上沿，避免邊沿超厚或有毛邊，并使用鐵抹子將澆筑時灑落至模具上的混凝土清理干凈，然后將陶粒顆粒壓入混凝土，使砂漿返上后抹平。

靜置約1.5h后，使用鐵抹子對表面進行壓光，上浮的新型骨料再次壓入混凝土，保證表面無裂紋、無氣泡、無雜質(zhì)、無雜物，表面平整光潔，不允許有凹凸現(xiàn)象。此步應(yīng)使用靠尺邊測量邊找平，保證上表面平整在3mm以內(nèi)，嚴禁抹面時在混凝土表面灑水[3]。

其余生產(chǎn)工序和其他預制構(gòu)件生產(chǎn)一致，主要區(qū)別在于以上所述的混凝土人工投料、新型骨料浸潤獲配合比考慮到其吸水率、澆筑時不宜過高，防止離析，需要多次收面，將上浮的新型骨料壓入混凝土。

2 效益

（1）采用新型輕質(zhì)骨料制作的預制構(gòu)件，減輕約31%，現(xiàn)場吊裝時，可合理配置塔吊，選擇小型號，相應(yīng)的較少塔吊租金；（2）針對可疊放預制構(gòu)件，如樓梯、疊合板及墻板等構(gòu)件，可提高單車的運輸量，減少運輸成本；（3）由于構(gòu)件重量減輕，有減少安全隱患。

3 結(jié)語

裝配式混凝土建筑和輕質(zhì)混凝土在建筑上的應(yīng)用會越來越頻繁，采用環(huán)保型的新型輕質(zhì)骨料，研究輕質(zhì)混凝土技術(shù)，結(jié)合工廠化生產(chǎn)實際施工環(huán)境和輕質(zhì)混凝土施工的特點，研發(fā)了預制輕質(zhì)構(gòu)件生產(chǎn)工藝，該技術(shù)在項目中推廣應(yīng)用，應(yīng)用預制輕質(zhì)構(gòu)件裝飾美觀，減少了安全隱患和施工難度，總體效果良好。