機(jī)械化壓紋專用工具在混凝土預(yù)制蓋板上應(yīng)用與研究

齊忠全

【摘 要】電纜溝混凝土預(yù)制蓋板廣泛應(yīng)用于變電站，由于功能與使用環(huán)境的特殊性，對(duì)其實(shí)體質(zhì)量及觀感質(zhì)量有很高的要求。現(xiàn)階段蓋板主要質(zhì)量控制難題是表面龜裂，其裂縫較細(xì)，且縱橫交錯(cuò)，形狀無任何規(guī)律，濕水后更加突顯，影響觀感質(zhì)量及耐久性。下面，我將就采用機(jī)械化壓紋專用工具，減少混凝土預(yù)制蓋板龜裂進(jìn)行分析。

【關(guān)鍵詞】變電站；蓋板龜裂；專用工具

一、現(xiàn)狀分析

混凝土電纜溝預(yù)制蓋板廣泛應(yīng)用于各電壓等級(jí)的變電站、換流站工程中，與其它混凝土制品不同。因其功能與使用環(huán)境的特殊性，對(duì)實(shí)體質(zhì)量和觀感質(zhì)量要求很高，另外，混凝土電纜溝蓋板還具有以下特點(diǎn)：1）產(chǎn)品厚度薄、自重大、用于室外地面，環(huán)境溫濕度變化大。2）位于臨近電區(qū)域，不便于經(jīng)常性的維修更換。3）要求蓋板表面平整光滑、色澤均勻，無氣孔、裂紋、漏漿等，不許作二次飾面等問題。由于混凝土蓋板的以上特點(diǎn)，混凝蓋板表面龜裂紋很難控制，蓋板表面龜裂現(xiàn)象較為常見，其裂縫較細(xì)，且縱橫交錯(cuò)，形狀無任何規(guī)律，濕水后更加突顯，影響觀感質(zhì)量及耐久性。

首先，我們分析了混凝土預(yù)制蓋板表面裂紋產(chǎn)生的原因：

1、干縮裂縫

干縮裂縫多出現(xiàn)在混凝土養(yǎng)護(hù)結(jié)束后的一段時(shí)間或是混凝土澆筑完畢后的一周左右。水泥砂漿中水分的蒸發(fā)會(huì)產(chǎn)生干縮，且這種收縮是不可逆的。干縮裂縫的產(chǎn)生主要是由于混凝土內(nèi)外水分蒸發(fā)程度不同而導(dǎo)致變形不同的結(jié)果?；炷粮煽s主要和混凝土的表面積、水灰比、水泥的成分、水泥的用量、集料的性質(zhì)和用量、外加劑的用量等有關(guān)。

2、塑性收縮裂縫

塑性收縮是指混凝土在凝結(jié)之前，表面因失水較快而產(chǎn)生的收縮。塑性收縮裂縫一般在干熱或大風(fēng)天氣出現(xiàn)，裂縫多呈中間寬兩端細(xì)且長(zhǎng)短不一、互不連貫狀態(tài)。其產(chǎn)生的主要原因?yàn)椋夯炷猎诮K凝前幾乎沒有強(qiáng)度或強(qiáng)度很小，或者混凝土剛剛終凝而強(qiáng)度很小時(shí)，受高溫或較大風(fēng)力的影響，混凝土表面失水過快，造成毛細(xì)管中產(chǎn)生較大的負(fù)壓而使混凝土體積急劇收縮，而此時(shí)混凝土的強(qiáng)度又無法抵抗其本身收縮，因此產(chǎn)生龜裂。影響混凝土塑性收縮開裂的主要因素有表面積、水灰比、混凝土的凝結(jié)時(shí)間、環(huán)境溫度、風(fēng)速、相對(duì)濕度等等。

二、應(yīng)對(duì)措施

通過對(duì)電纜溝預(yù)制蓋板產(chǎn)生裂紋的原因進(jìn)行分析，在施工過程中應(yīng)采取以下預(yù)防及控制措施。

1、材料方面：選擇水化熱較低的普通硅酸鹽水泥，選擇細(xì)度模數(shù)2.5～3.0的中砂，粒徑為5～31.5mm的連續(xù)粒徑級(jí)配的石子，混凝土坍落度控制在40±5mm，水灰比控制在0.35。通過控制水灰比、混凝土的凝結(jié)時(shí)間、水泥的成分、水泥的用量、集料的性質(zhì)和用量，減少不利影響。

2、施工工藝方面：制作專用的振搗平臺(tái)及壓紋工具，專用的振搗平臺(tái)能夠保證預(yù)制蓋板在制作過程中振搗均勻到位。壓紋工具能夠通過人工壓紋將蓋板表面分割成若干小區(qū)域，降低蓋板表面收縮應(yīng)力，杜絕混凝土預(yù)制蓋板龜裂的產(chǎn)生。

3、成品養(yǎng)護(hù)方面：對(duì)已施工完成的混凝土預(yù)制蓋板放置在專門搭設(shè)的施工棚內(nèi)，并遮蓋土工布，定期澆水養(yǎng)護(hù)，確保養(yǎng)護(hù)期間不因?yàn)樗苄允湛s而產(chǎn)生裂紋。

由于蓋板制作中材料及成品養(yǎng)護(hù)問題在以往工程中均能做到很好的控制，我們認(rèn)為對(duì)蓋板產(chǎn)生塑性收縮開裂影響值很低，因此將針對(duì)施工工藝方面進(jìn)行攻關(guān)。

通過分析以往工程制作振搗平臺(tái)、反打蓋板，總結(jié)得出優(yōu)缺點(diǎn)如下。

優(yōu)點(diǎn)：1）石子下沉，蓋板表面骨料集中，增加表面抗收縮能力。

2）振搗密實(shí)，蓋板質(zhì)量有保證。

3）施工簡(jiǎn)單速度快，節(jié)約人力。

缺點(diǎn)：1）蓋板表面沒有經(jīng)過人工抹子三遍壓光，進(jìn)一步將表面壓實(shí)、壓光滑，閉塞細(xì)毛孔。

2）反打蓋板部分表面可能出現(xiàn)氣孔、裂紋、漏漿現(xiàn)象，返修率較高。

為此，擬決定采用制作振搗平臺(tái)、正打蓋板、機(jī)械壓紋解決蓋板表面龜裂、降低返修率、提高施工進(jìn)度、節(jié)約造價(jià)四項(xiàng)目標(biāo)。

三、實(shí)施階段

1、制作振搗平臺(tái)、正打蓋板

1）自制電纜溝蓋板振搗平臺(tái)，高1米，長(zhǎng)寬根據(jù)蓋板規(guī)格設(shè)計(jì)要求進(jìn)行制作。

2）在平臺(tái)底部放置平板振動(dòng)器一個(gè)，通過高強(qiáng)螺栓固定在平臺(tái)上，中間墊塞高強(qiáng)彈簧。

2、壓紋機(jī)械

在壓紋機(jī)械的選擇過程中，我們首先采用了手推式壓紋機(jī)械，手推式壓紋機(jī)采用簡(jiǎn)單的滾輪形式（如下圖）。手推式壓紋機(jī)械具體參數(shù)如下：在模具廠家制作精度較高的壓紋滾輪，滾輪均勻布設(shè)凸點(diǎn)，壓紋滾輪直徑為300mm，長(zhǎng)度為500mm，滾輪兩端設(shè)置限位板，滾輪上方設(shè)置配重架，施工作業(yè)采用2人進(jìn)行操作。在手推式壓紋機(jī)施工過程中，我們發(fā)現(xiàn)了以下問題：

由于滾輪采用手推式，配重加大后人工推動(dòng)滾輪速度不均勻，導(dǎo)致壓紋深度不一致。根據(jù)此問題，我們對(duì)壓紋設(shè)備進(jìn)行了改進(jìn)。改進(jìn)后采用定型框架對(duì)滾輪進(jìn)行固定，通過固定保證了壓紋滾輪平整；滾輪采用鏈條形式進(jìn)行傳動(dòng)（雙向鏈條傳動(dòng)），保證滾輪在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中速度均勻；滾輪架設(shè)置升降螺栓，保證滾輪的壓紋深度一致；在壓紋設(shè)備上增加配重（壓紋設(shè)備自重800kg，增加配重700kg），保證了壓紋具有足夠的荷載；設(shè)備的改進(jìn)提高了壓紋速度，施工效率也得到了有效的提高。

注意事宜：

1、掌握好面層壓光時(shí)間。壓光次數(shù)一般不少于三遍，第一遍應(yīng)在面層混凝土澆注之后先用沙抹子均勻搓打一遍，使面層材料均勻、緊密，抹壓平整，以表面不出現(xiàn)水層為宜。第二遍壓光應(yīng)在初凝后、終凝前完成，將表面壓實(shí)、壓平整。第三遍壓光主要是消除抹痕和閉塞細(xì)毛孔，進(jìn)一步將表面壓實(shí)、壓光滑，但切忌在混凝土終凝后壓光。第三遍壓光完成約30分鐘左右，對(duì)電纜溝表面進(jìn)行壓紋處理，壓紋采用自制的專用壓紋設(shè)備。

電纜溝預(yù)制蓋板壓紋工藝操作流程如下：

2、為了保證混凝土預(yù)制蓋板壓紋均勻，首先制作了預(yù)制蓋板的放置平臺(tái)，放置平臺(tái)水平偏差小于3mm，以保證壓紋深度一致；其次，在壓紋過程中增加壓紋機(jī)械配重，保證壓紋滾輪在壓入混凝土表面受力一致；最后，壓紋設(shè)備采用雙向鏈條傳動(dòng)，以保證壓紋滾輪雙向受力均勻，從而達(dá)到壓紋均勻的效果。

四、效果比對(duì)

通過以上實(shí)踐應(yīng)用，制作振搗平臺(tái)、正打蓋板及機(jī)械壓紋方法實(shí)現(xiàn)“解決蓋板表面龜裂、降低返修率、提高施工進(jìn)度、節(jié)約工程造價(jià)”四項(xiàng)既定目標(biāo)。以往變電站在施工中多制作10%的蓋板，用于創(chuàng)優(yōu)時(shí)返修。據(jù)統(tǒng)計(jì)，不采用以上方法將多施工及返修260塊蓋板，多浪費(fèi)蓋板約0.8m2/塊×260塊×120元/m2=24960元。采用以上方法將節(jié)約人工40天×120元/天/人×2人=9600元。共計(jì)節(jié)省34560元。

參考文獻(xiàn)：

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（作者單位：遼寧省送變電工程有限公司）