基于工程實際的砼輕質條板干燥收縮免反復操作式實驗裝置的研制

秦元 梁曉前 黃秉章 鄧卿 劉灝

摘要：裝配式預制混凝土輕質條板以其輕質、表面平整度高、免抹灰等特點，作為建筑中的非承重結構得到了廣泛應用，但其在常溫下干燥收縮較大，為了更好、更方便地檢測輕質條板的干燥收縮值，研制了一種免反復操作式實驗裝置，現根據公司在建工程實際對這一裝置進行簡單介紹。

關鍵詞：裝配式建筑;輕質隔墻板;裂縫;干燥收縮;實驗裝置

0 ? ?引言

干燥收縮率過高不僅會對混凝土輕質條板產生影響，同時還是裂縫產生的主要原因[1]。目前，配有百分表的混凝土收縮膨脹儀是測量建筑墻板的常用儀器設備，HSP-540混凝土收縮膨脹儀是新標準下的專用儀器，用于測量砼試件在某一特定溫度、濕度下硬化過程中長度（體積）的變化，適用于大多數建筑企業、施工單位、科研院所對砼特性的研究。但該膨脹儀測量范圍在534～545 mm，試件一般取條板板寬方向，而輕質條板的寬度尺寸一般為600 mm，用HSP-540測量需要對砼試件做切斷處理，且每次測量均需移動砼試件，浪費人力和物力成本。切斷的輕質條板實驗試件如圖1所示。

吳善才等人[2]對3種干燥收縮檢測方法進行了對比實驗，結果表明，在檢測過程中，采用國家標準實驗法和手持應變儀測量法會干擾到實驗穩定條件，產生人為實驗操作誤差，而新的實驗檢測方法從檢測樣品開始到結束無須移動實驗樣品，檢測儀器也一直未離開實驗樣品，因而其檢測的數據較為準確。因此，研究出一種免反復操作式實驗裝置尤為重要。

1 ? ?工程概況

柳州裝配式建筑現代化產業園倒班樓項目采用EPC總承包管理模式，裝配式結構、裝配式裝修施工，裝配率達到63%，是廣西目前裝配率最高的項目。該樓共有2棟6層，總建筑面積9 021.02 m2，為裝配式混凝土框架結構，內墻采用砼輕質隔墻條板，總使用量達1.5萬m2，室內裝修采用裝配式全裝修，內墻安裝效果如圖2所示。該項目實現了標準化設計、工廠化生產、裝配化施工、一體化裝修、信息化管理、智能化應用的統一，充分體現了“節地、節能、節水、節材、節時和環境保護”的理念。該項目的實施，標志著柳州市裝配式建筑產業進入到應用階段，是柳州市裝配式建造方式的重大創新實踐。

2 ? ?砼輕質隔墻板干燥收縮觀測臺的建立

2.1 ? ?方案的建立

HSP-540混凝土收縮膨脹儀無法適應企業的大批量研究測量，并且實際測量中由于操作人員不熟練、試件靜置冷卻不及時，會造成大量數據失真。研究一種免反復操作式干燥收縮平臺，可最大程度減少實驗過程中人為因素帶來的誤差。

實驗裝置由底座、定位立柱、可調立柱、百分表、標準桿等組成，方案分解如圖3所示。

優點：（1）滿足多個試件同時測量的需求;（2）不受設備尺寸的限制;（3）減少人為誤差的影響。

原理：測量建筑墻板干燥收縮值的原理為墻板試件的長度變化量除以其有效長度。根據該原理，可用鋼結構部件作為底座，安放砼試塊，用固定裝置固定百分表，用兩個百分表卡住砼試塊測頭左右兩側端，加大底座長度，以實現多塊砼試塊同時測量。可調立柱上的3個安裝百分表的通孔和幫助百分表定位的緊定螺釘，可用開關式萬向強磁力杠桿、磁力底座代替，以實現任意高度的測量，防止因測頭定位不準而導致難以測量。

用定制的比長儀測定砼試塊原長后，將砼試塊安放在鋼底座上，調節特定的溫度和濕度，固定百分表和磁力底座，無須反復操作，間隔一定時間讀數即可。前后兩個百分表變化之差即為砼試件的長度變化量。

2.2 ? ?裝置尺寸的確定

根據砼試件的厚度尺寸（一般為90 mm、120 mm、150 mm，長度一般是600 mm），要滿足9個試件同時放置，以最厚的墻板150 mm計算，兩端實驗試件距實驗平臺兩側邊100 mm，試件與試件之間間隔50 mm，實驗平臺的寬度不得小于墻板的長度。綜合考慮，建筑用輕質條板干燥收縮實驗裝置的鋼結構底座尺寸為1 950 mm×750 mm×12 mm，如圖4所示。

2.3 ? ?操作指導

（1）將鋼底座放置于平整的地方，保證底面無雜質，可用水平尺檢查底座平面。

（2）將砼試件放置于鋼板底座的兩道鋼支架上，檢驗砼試件是否平穩;若出現局部不平整，可用角磨機磨平。

（3）固定開關式萬向強磁力杠桿于合適位置，將校核好的百分表固定在支架上，調整百分表位置使百分表測量頭與收縮頭中心線接觸，關閉磁力座開關。

（4）進一步調整百分表位置，使兩個百分表測桿與試件收縮頭基本在同一軸線上，可彈線輔助調整，調整好后鎖緊所有活動扣及緊固螺釘。

（5）讀取百分表初始讀數，調整指定的溫度、濕度，間隔一定時間后再次讀數。

（6）計算干燥收縮值。

操作流程圖以SmartArt流程圖形式列出，如圖5所示。

3 ? ?對策實施

3.1 ? ?制備砼試件

選取需要的建筑砼輕質條板，放置于平整的墊木上，沿板寬方向用鋼尺畫出切割線，在距墻板板端不小于25 mm的中間位置，分別沿板長方向截取高度為100 mm、長度為板寬（因為板寬<800 mm，則試件切取長度為板寬）、厚度為板厚的試件各一個，共截取3個試件。實際操作中，切割機的鋸片寬3 mm，所以畫切割線時高度應增加1～2 mm。要求試件表面不應有可見裂紋、氣孔、蜂窩等缺陷。采用千分尺測量兩個收縮頭的長度，精確至0.01 mm。

3.2 ? ?泡水養護

將制備好的試件浸沒在（20±2）℃的水中，水面高出試件30 mm，浸泡72 h。將試件從水中取出，用擰干的濕布抹去表面水分，并將收縮測頭擦干凈。