主厂房大型框架清水混凝土工艺的改进

主厂房大型框架清水混凝土工艺的改进作者：孙毅张仕涛司衍华[摘要]国电石横电厂三期2х330MW主厂房大型框架采用清水混凝土施工工艺。本文对清水混凝土以往的施工工艺进行了分析，针对混凝土外观质量缺陷详细阐述了本工程的施工工艺在模板脱模剂、拼缝、转角、螺栓孔、加固方案、垫块、预埋件安装等方面的改进以及具体的改进方案实施。[关键词]清水混凝土脱模剂拼缝转角圆角条“工”型条螺栓孔加固垫圈预埋件引言国电石横电厂三期2х330MW机组工程位于二期改扩建工程南侧，本工程主厂房框架南北长度148m，东西长度50m，最高高度48m，共计18跨，跨距9m、10.8m不等，地上7层，层高为6m、12m、19m、26m、33m、40m、48m。应业主要求主体框架采用清水混凝土工艺。清水混凝土工艺是通过对传统施工工艺进行改进，混凝土一次成型，不作任何外装饰，直接利用混凝土自然色作为饰面，要求混凝土表面平整光滑、色泽均匀、棱角顺直、线条流畅，消接除以往混凝土施工存在的外形缺陷、外表缺陷等混凝土外观质量问题。1、目前清水混凝土工艺概况混凝土成品的外观质量缺陷主要包括露筋、蜂窝、孔洞、夹渣、疏松、裂缝、连接部位缺陷、外形缺陷、外表缺陷。目前清水混凝土施工工艺对一般缺陷控制较好，但外形缺陷、外表缺陷控制不理想，而这两种缺陷对起装饰作用的清水混凝土来说是严重缺陷，其中，漏浆沾染、棱角不直、色差为主要问题。尤其对电厂这样的大型工业厂房，其框架结构的柱（1.8m×0.8m）梁(1.2m×0.3m）截面、高度、跨距大，外形尺寸、颜色一致性的控制难度相应增大，易出现截面变形、棱角扭曲、模板拼接处错台漏浆、色差明显等质量缺陷。同行业的清水混凝土工艺在不同方面进行了改进，但效果不明显且投入费用过高。2、工艺分析清水混凝土施工工艺流程同样按照钢筋绑扎放置垫块模板处理、支设加固混凝土浇筑养护拆模来进行。就工艺而言，一系列的模板施工工艺是关键。2.1模板工艺是清水混凝土工艺的关键之一。模板的强度、光滑度、拼缝处理、转角结合、预埋件结合、外部加固以及循环使用率的方案等都直接影响工艺水平。2.2砂浆垫块确保钢筋保护层厚度非常常见，但其厚度固定强度高不可调整且易损坏模板。钢筋不平直的情况下，保护层厚度就不一致，但垫块厚度固定，导致模板合模时截面易变形。由于垫块预先制作，且与模板接触面大，易在混凝土表面形成白色斑。砼框架柱木胶合板（下）木胶合板（上）型塑料条安装节点大样图3、工艺改进我们对传统的施工工艺进行了研究探讨，确定对原工艺中的模板脱模剂、拼缝、转角、螺栓孔、加固方案、垫块、预埋铁件安装等工艺进行改进，并加工制作了新型辅助材料。3.1脱模剂清水混凝土施工采用木胶合板，厚度为18mm。目前改进的中性脱模剂应用在钢模施工中效果不错，但不适合木模工艺且价格较高。施工可采用食用色拉油，用量小，薄薄一层即可起到隔离作用且价格低廉，不会对混凝土产生污染，且易拆除模板。3.2模板拼缝模板拼缝处以往使用海绵胶带贴缝处理，其密封性较好，但材质过软，无法控制拼缝处模板的开裂、错位，漏浆、错台现象很常见。拼缝的密封材料应有一定的强度，还要保证密封性，塑料是一种很好的原材。结合拼缝的形状和工艺要求，确定设计图如右图所示：“工”型根据模板拼缝形状设计。“工”型条的两端圆弧型设计，以此来保证一定的预紧力能与模板紧密结合，同时确保混凝土表面印痕的圆滑。该塑料条采用优质塑料加工，柔韧性好强度高，表面光滑。拆除模板后与混凝土易分离，可多次循环使用且比以往一次性使用的海绵胶带节省了相当的工程费用。“工”型条的安装原理很简单，不使用任何外力固定，直接卡在模板断面处即可。“工”型条的安装不使用任何外力固定，直接卡在模板断面处即可。安装方法很简单，安装前先对上下模板边缘的一侧进行打磨加工处理，增强摩擦力，使其符合塑料条弧度，然后直接将塑料条卡在断面处即可。“工”型条安装时，应统一安装位置的标高，确保在同一水平线。塑料条内边尺寸与木模板厚度一致，安装后能保证两者结合紧密不漏浆，且拼缝处混凝土表面印痕规律、美观。为了进一步增强美观性和立体感，可在混凝土印痕处涂刷“I”型条实物黑色沥青。3.3模板转角在柱梁的边角施工中，我们采用在模板900角结合处安装塑料圆角条，使混凝土转角顺直圆滑同时保护模板边角。考虑安装时只能将角条固定在转角的一块模板上，所以角条设计为940（如右图所示），提供一定的预紧力保证合模时与另一块模板紧密结合不漏浆。由于角条边缘自身有一定的厚度，混凝土浇筑后，转角位置的混凝土与平面位置混凝土会出现“错台”现象，该错台使柱梁转角陷入混凝土内约2-3mm，转角起到了分割条的作用，外观效果较好。施工中，还可采取另一种方案。角条安装前，首先将与角条接触的模板边缘削薄2-3mm，采取该措施可使角条安装后与转角模板在同一水平面上，不会出现“错台”现象。混凝土浇筑后，柱梁转角与平面位置混凝土齐平，转角过渡圆滑自然，与框架柱梁融为一体，效果与桥梁工程中专用的转角模板制作的混凝土相近。以上两种方案，可根据不同情况进行选择。角条的固定采用粘合剂与气钉固定在模板边缘。首先是用粘合剂将角条粘贴在框架柱的短边模板两个边缘或框架梁的底模两个边缘。再使用气钉枪打穿角条与模板连接。安装角条时：对框架柱模板，将角条固定在两块短边模板后再封闭长边模板，长边模板下料宽度要在设计断面尺寸上加上2块模板的厚度36mm。安装梁模板时，将角条固定在底模后再封闭侧模，同样，侧模下料宽度要在设计断面尺寸上加上1块模板的厚度18mm。安装节点大样圆角条实物角条安装后的节点以及与“工”型条相交的节点处理：使用气钉固定时，仅在其中的一块转角模板中使用，这是为了保证在拆模时不损坏模板边缘。另外，在圆角条端部涂刷粘合剂一道彻底封堵与模板间的缝隙，保证两者结合紧密不漏浆。“工”型塑料条在与圆角条结合处断开，此位置同样刷粘合剂封堵缝隙。3.4对拉螺栓孔处理通常对拉螺栓外套PVC套管，为了彻底封堵PVC套管与模板间的空隙，防止在此位置发生漏浆现象，形成“熊猫眼”，增加其密封性，在套管两头采用专门加工制作的塑料堵头进行封堵，同时在堵头末端粘贴橡胶密封圈，垫圈与模板直接接触。塑料堵头可使用硬质塑料加工制作，使用硬质塑料加工需在堵头末端粘贴橡胶密封圈。堵头前端的直径根据钢筋直径设计，比钢筋直径大2mm。套管下料时，要根据截面尺寸减去2个堵头的尺寸确定长度。如框架柱短边截面为800mm，则套管下料长度应为786mm。拆模后，橡胶垫圈拆除后可回收使用，塑料堵头周圈混凝土平整光滑无漏浆现象，堵头留在混凝土内并直接对孔洞使用107胶、细砂、黑白水泥7：3比例掺合后进行封堵。封堵前应首先根据当地的砂石、水泥材质情况进行试配，经试验封堵处无色差后方可大面积开始进行封堵。3.5模板加固以往外模加固使用方木、钢管横竖布置，同时配合对拉螺栓。此加固方案对控制转角、模板垂直度、鼓模等效果不理想。加固框架柱模板时在保留原有钢管外包箍的同时增加[12槽钢外包箍，使用对拉螺栓进行拉结。为节省材料，将槽钢安装在框架柱短边模板一侧，通过受力计算后确定按照最大布置间距沿框架柱长度方向布置，其布置位置应与外模加固的钢管错开。，由于槽钢的刚度远大于钢管，所以能够有效保证模板加固的稳定性及截面尺寸。模板就位后，开始自下而上安装柱箍，随即检查其位移、垂直度、对角线等情况，经校正无误后方可后续施工。为减少同表面因对拉螺栓形成的孔洞，尽量减少对拉螺栓的穿孔，对截面宽边小于1m的柱加固完全采用槽钢加固，截面宽边大于1m的采用上述槽钢配合对拉螺栓加固。3.6新型垫圈替代垫块以往施工中常使用砂浆垫块，此方法施工较为繁琐且易导致截面变形，在混凝土表面造成颜色不均匀的斑点，受力过大时易碎。我们采用新型塑料垫圈代替以往的混凝土垫块，节省了制作、铁丝绑扎垫块的时间。该垫圈柔韧度好，可调性高，硬度适中，施工中完全可以保证钢筋保护层的厚度要求，而且不损坏模板。安装垫圈时只需将垫圈卡口卡在箍筋上即可，无需另外的任何固定，简便快捷，不易移位、脱落且可调性强。有效消除了砂浆垫块对控制模板垂直度、转角角度以及“白色斑”的影响。3.7安装预埋铁件荷载较大的预埋铁件设计院多考虑钢筋嵌入钢板内，施工时只能采用塞焊工艺。塞焊工艺加工的铁件表面极不平整，必须进行人工打磨，直至表面无突起，以确保铁件能与模板紧密结合。安装时要对铁件的边缘镶贴海绵胶带防止预埋件与模板接合处漏浆。预埋铁件固定时，应预先在铁件四角钻孔（4×￠6.5），使用M6×30的自攻钉固定在模板上。同时，使用绑扎丝将锚筋钻孔锚筋自攻钉预埋件预埋件安装示意图与主筋连接固定，双保险措施确保预埋件与模板紧密结合不发生位移和过大的缝隙。结束语1．通过工艺改进，本工程的清水混凝土成品外观质量缺陷得到了明显的减少和消除：柱梁转角圆滑自然，轴线通直，几何尺寸准确；模板分节处混凝土表面印痕高度、长度、深度统一，印痕平直顺滑；框架整体线条流畅、棱角顺直、立体感美观性强，无论在经济效益还是社会效益方面收获颇丰。2．本工艺在模板脱模剂、拼缝、转角、螺栓孔、加固、垫块、预埋件安装等方面进行了多项改进，采用的新型辅助材料施工简便快捷，未大幅度增加施工成本的同时大幅度减少了混凝土成品因外观问题造成的返修费用，可在大型工业厂房清水混凝土施工中广泛应用。参考文献：[1]《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002[2]《电力建设施工及验收技术规范》—建筑工程篇SDJ69-87[3]《电力建设施工质量验收及评定规程》—第1部分：土建工程DL/T5210.1-2005[4]李家宝洪范文--《结构力学》第三版湖南大学结构力学教研室1999，3：（21-48）作者简介：孙毅男（1980.6-），山东电力建设第二工程公司，土建专工，助理工程师，电力建设土建技术管理，济南市工业北路297号250014，0531-82561060（手机[phone]）email:[e-mail]张仕涛男（1965.5-），山东电力建设第二工程公司，项目经理，工程师，电力建设全面技术及工程管理，济南市工业北路297号250014，0531-89812080（手机[phone]）传真[phone]司衍华男（1967.6-），山东电力建设第二工程公司，项目总工，高级工程师，电力建设全面技术及工程管理，济南市工业北路297号250014，（手机[phone]）