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      裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件用混凝土表面露骨劑的性能研究

      2020-08-10 00:42:56劉玉亭陳傳明楊思清代義磊
      建材技術(shù)與應(yīng)用 2020年4期
      關(guān)鍵詞:凹凸沖洗試件

      □□ 劉玉亭,田 野,陳傳明,陳 剛,楊思清,代義磊

      (安徽省高迪循環(huán)經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)園股份有限公司,安徽 六安 237000)

      引言

      裝配式混凝土結(jié)構(gòu)作為新型綠色建筑材料,已成為我國建筑產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的必然趨勢,被廣泛應(yīng)用于建筑、交通、水利、核電等領(lǐng)域,在國民經(jīng)濟中扮演重要的角色[1-2]。裝配式混凝土結(jié)構(gòu)中,預(yù)制構(gòu)件與后澆混凝土、灌漿料、坐漿材料的結(jié)合面,往往處于結(jié)構(gòu)受力較大或較復(fù)雜的部位,結(jié)合面的性能對結(jié)構(gòu)的承載力、剛度和防水性都會有很大的影響,因此,在裝配式整體結(jié)構(gòu)中,為增大接觸面積、提高界面嚙合力,預(yù)制構(gòu)件與后澆混凝土等材料之間的結(jié)合面一般采用粗糙面,以增強其界面結(jié)合能力[3-6]。根據(jù)JGJ 1—2014《裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》的要求,預(yù)制墻板粗糙面凹凸深度應(yīng)≥4.0 mm,預(yù)制梁、柱粗糙面(沖洗面)凹凸深度應(yīng)≥6.0 mm。

      露骨劑水洗工藝是當前最為常用的粗糙面設(shè)置方法之一,混凝土露骨劑可延緩一定深度內(nèi)的混凝土表面終凝,處理后的混凝土只需高壓水洗即可形成骨料外露的粗糙基面,露骨劑性能的優(yōu)劣是保障構(gòu)件粗糙面設(shè)置效果的關(guān)鍵[7-8]。當前市售多數(shù)露骨劑均存在露骨深度不足、施工性能較差等問題,影響其應(yīng)用效果。本文針對現(xiàn)有預(yù)制構(gòu)件用混凝土表面露骨劑在應(yīng)用過程中存在的問題,對比分析了幾種不同露骨劑的綜合性能,以了解不同露骨劑對構(gòu)件粗糙面設(shè)置的影響,為制備優(yōu)質(zhì)混凝土構(gòu)件產(chǎn)品、提升裝配式混凝土結(jié)構(gòu)耐久性并延長其使用年限提供依據(jù)。

      1 原料及試驗方法

      1.1 主要原料

      1.1.1 混凝土表面露骨劑的選擇

      今綠筑TM-混凝土表面露骨劑(以下簡稱“1號”),由安徽高迪環(huán)保股份有限公司生產(chǎn);兩種混凝土表面露骨劑對比樣(以下簡稱“2號”、“3號”),市售可得。

      1.1.2 混凝土試件成型原料

      水泥:P·O 42.5水泥,安徽海螺水泥股份有限公司生產(chǎn),28 d抗壓強度為51 MPa、抗折強度為8.5 MPa。

      粉煤灰:Ⅱ級粉煤灰,安徽省高迪環(huán)保股份有限公司生產(chǎn)(型GDF-Ⅱ),細度為45 μm篩余21%,需水量比為102%。

      砂:六安當?shù)禺a(chǎn)天然河砂,細度模數(shù)為2.0,含水率為0.4%,含泥量為1.4%。

      粗骨料:湖北英山產(chǎn)5~15 mm和16~25 mm的連續(xù)級配人工碎石,按質(zhì)量比3∶7進行試驗,含水率為0.1%,含泥量為0.1%。

      聚羧酸減水劑:江蘇蘇博特新材料股份有限公司生產(chǎn)。

      混凝土試件配合比見表1,以生產(chǎn)1 m3混凝土為準。

      表1 混凝土試件的配合比 kg

      1.2 試樣制備

      將露骨劑均勻涂刷于150 mm×150 mm×150 mm的塑?;?50 mm×150 mm×400 mm鋼?;嫔希克⒑穸瓤刂圃?.1~0.3 mm,涂刷完成后的1 h內(nèi)進行混凝土澆筑、振搗,并送進60 ℃蒸養(yǎng)箱中進行蒸養(yǎng)養(yǎng)護,12 h后,將試件從蒸養(yǎng)箱中移至溫度為20 ℃、濕度為90%的環(huán)境下繼續(xù)養(yǎng)護一段時間后,拆模。拆卸模具后,立即用工作壓力≮15 MPa的清洗機沖洗表面未凝固的砂漿,沖洗間距為(50±10)cm。沖洗結(jié)束后,使用碳化尺或游標卡尺檢測,在尺寸為150 mm×150 mm的粗糙面隨機選取3個位置不同的點測量,計算平均值,精確至0.1 mm。

      2 結(jié)果與討論

      為了綜合對比、客觀評估市售混凝土表面露骨劑的性價比,試驗分別選取市售1~3號3種品牌混凝土露骨劑,對其綜合性能進行了同等條件下的對比試驗。

      2.1 構(gòu)件粗糙面(沖洗面)凹凸深度對比分析

      為使用1~3號3種露骨劑的混凝土試件,經(jīng)60 ℃蒸養(yǎng)箱中蒸養(yǎng)養(yǎng)護12 h后拆模,將拆模后的試件立即移至沖洗區(qū),在15 MPa高壓水槍的水壓條件下,間隔不同距離(水槍管與沖洗面的距離)進行沖洗后,測試試件沖洗面的凹凸深度,結(jié)果見表2和圖1所示。

      表2 不同露骨劑產(chǎn)品的凹凸深度 mm

      圖1 不同沖洗間距下構(gòu)件的凹凸深度

      結(jié)果表明,不同沖洗間距下,沖洗面凹凸深度均是1號>2號>3號,1號與2號的沖洗面凹凸深度接近,明顯高于3號。隨著沖洗間距逐漸增加,3種試件的沖洗面凹凸深度均逐漸下降,但在距離為1.5 m時,3種產(chǎn)品的沖洗面凹凸深度仍然在4 mm以上,基本滿足施工需求。

      2.2養(yǎng)護時間對構(gòu)件粗糙面(沖洗面)凹凸深度影響分析

      將1~3號3種露骨劑均勻涂刷于150 mm×150 mm×150 mm的塑?;嫔?,涂刷厚度控制在0.2 mm,涂刷完成后1 h內(nèi)進行混凝土澆筑、振搗,并送進60 ℃的蒸養(yǎng)箱,進行蒸養(yǎng)養(yǎng)護,蒸養(yǎng)12 h后,將試件從蒸養(yǎng)箱中移至20 ℃、90%濕度環(huán)境下分別養(yǎng)護24 h、36 h、48 h、72 h、96 h后拆卸模具,之后立即用工作壓力為15 MPa的高壓水槍沖洗試件表面未凝固的砂漿,沖洗間距為(50±10)cm,對沖洗后的沖洗面凹凸深度進行測試,結(jié)果見表3和圖2~3。

      表3 養(yǎng)護時間對粗糙面凹凸深度的影響 mm

      圖2 不同養(yǎng)護時間下構(gòu)件的凹凸深度

      結(jié)果表明,隨著養(yǎng)護時間的延長,使用1~3號不同露骨劑的構(gòu)件凹凸深度均逐漸降低,沖洗難度均逐漸增大。養(yǎng)護時間從24 h延長至96 h,構(gòu)件沖洗面的凹凸深度均是1號>2號>3號,其中,使用1號的構(gòu)件在養(yǎng)護72 h后,沖洗面的凹凸深度為4.2 mm,在養(yǎng)護96 h后沖洗面的凹凸深度為3.8 mm(接近4 mm),且沖洗后的沖洗面的凹凸深度均勻一致;使用2號的構(gòu)件在養(yǎng)護36 h后就出現(xiàn)局部沖洗不掉的情況,隨著養(yǎng)護時間的延長,這種現(xiàn)象逐漸加劇。使用3號的構(gòu)件在養(yǎng)護36 h后沖洗面的凹凸深度為4.2 mm,養(yǎng)護48 h后沖洗面的凹凸深度降低為2.8 mm,養(yǎng)護96 h后沖洗面的凹凸深度降低為2.0 mm,根據(jù)JGJ 1—2014中要求的預(yù)制墻板粗糙面(沖洗面)凹凸深度應(yīng)≥4.0 mm,預(yù)制梁、柱粗糙面(沖洗面)凹凸深度應(yīng)≥6.0 mm,其構(gòu)件粗糙面凹凸深度未達到要求。

      2.3 不同露骨劑的施工性能對比分析

      將1~3號3種露骨劑分別均勻涂刷于150 mm×150 mm×400 mm鋼?;嫔希煌豆莿┊a(chǎn)品的施工性對比結(jié)果見表4和圖4所示。

      表4 不同露骨劑產(chǎn)品施工性對比分析

      圖3 不同養(yǎng)護時間下構(gòu)件的凹凸深度情況

      圖4 不同露骨劑產(chǎn)品涂刷效果對比

      從涂刷后的效果分析來看,三種市售露骨劑的易涂刷性能均較好,施工消耗量相差不大,基本都在0.2 kg/m2左右。

      從涂刷后試模表面的均勻程度來看,1號和3號要優(yōu)于2號,2號涂刷后,原均勻鋪展的膜層在試模表面逐漸產(chǎn)生較多的“縮孔”現(xiàn)象,說明該產(chǎn)品對基材的鋪展和潤濕性較差,最終導(dǎo)致沖洗面局部沖洗不掉的現(xiàn)象(如圖3(b-2)~(e-2))。1號和3號涂刷后,基材表面較為均勻,未出現(xiàn)明顯縮孔現(xiàn)象,但因3號為無色透明液體,在施工中很難保證工人是否會因為看不清而導(dǎo)致漏涂現(xiàn)象出現(xiàn),或者出現(xiàn)反復(fù)涂刷的問題。

      在涂刷后的流墜性方面,1號產(chǎn)品在立面涂刷后不易流墜,2號和3號產(chǎn)品在立面涂刷后容易向下流墜并污染模具底部非粗糙面(沖洗面),造成試件非沖洗面出現(xiàn)掉邊、掉角的問題。分析原因為,1號產(chǎn)品擁有類似于牙膏的觸變性,存儲時接近膏狀,在刷涂剪切力下或攪拌時又能恢復(fù)流動性,故而在立面施工時既能易于施工,同時又不存在因稠度較低或自重過大而產(chǎn)生向下流墜的問題。

      3 結(jié)論

      3.1 隨著沖洗間距的逐漸增加,3種產(chǎn)品的沖洗面凹凸深度均逐漸下降,不同沖洗間距下,沖洗面凹凸深度均是1號產(chǎn)品的凹凸深度最大,可見1號露骨劑的應(yīng)用效果最佳。

      3.2 隨著養(yǎng)護時間的延長,使用1~3號不同露骨劑的構(gòu)件凹凸深度均逐漸降低、沖洗難度均逐漸增大。使用1號產(chǎn)品的構(gòu)件在養(yǎng)護時間>72 h后其沖洗面凹凸深度仍有4.2 mm的露骨深度,滿足標準要求的4 mm以上;使用2號產(chǎn)品的構(gòu)件在養(yǎng)護時間>36 h后就會出現(xiàn)局部沖洗不掉的現(xiàn)象;使用3號產(chǎn)品的構(gòu)件在養(yǎng)護時間>48 h后露骨深度降到了2.8 mm左右。

      3.3 1~3號混凝土露骨劑的易涂刷性能均較好,施工消耗量相差不大;在涂刷后的流墜性方面,1號產(chǎn)品在立面涂刷后不易流墜,2號和3號產(chǎn)品在立面涂刷后容易向下流墜并污染模具底部非粗糙面(沖洗面)。

      3.4 從涂刷后試模表面的均勻程度和對基材的潤濕鋪展性來看,1號和3號要優(yōu)于2號,2號露骨劑產(chǎn)品對基材的潤濕性和鋪展性較差,容易出現(xiàn)構(gòu)件沖洗面沖洗難和凹凸深度不均勻的現(xiàn)象。

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