预制清水混凝土墙板与预制装饰混凝土夹心保温墙板的研究

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随着装配式建筑在我国如火如荼地发展,大量墙板、楼梯等部品部件改为预制构件工厂车间生产。将清水混凝土技术应用于预制混凝土构件的生产,提高了混凝土预制构件产品的外观质量,省去了装饰层和相应的成本,更节能环保,提高了工程施工效率。同时室内车间生产预制混凝土构件时,可有效控制提高混凝土施工水平为清水混凝土技术提供有效保障。清水混凝土预制墙板减少了建筑外墙的装饰工程,顺应了节能绿色环保的发展趋势。但是清水混凝土预制墙板的成品率仍较低,所以对清水混凝土技术展开研究极为必要。本文进行了清水混凝土预制墙板样板及其相关材料的试验研究。首先,开展了普通清水混凝土(以下简称“清水混凝土”)墙板样板试验研究。完成了非冬季条件(15-35℃)C40清水混凝土配合比试验。通过控制变量法试验研究水胶比、胶凝材料用量、砂率、矿物掺合料对清水混凝土外观质量的影响,获得了外观质量优于现行标准的清水混凝土适宜配合比为:水:水泥:矿粉:砂:石子:聚羧酸减水剂=174.8 kg:305.9 kg:131.1 kg:700.0 kg:1050.0 kg:3.5 kg。混凝土3天抗压强度23.3 MPa,28天抗压强度45.9 MPa。该清水混凝土墙板表面气孔总面积仅为6.1 cm2/m2,最大气孔孔径为2.9 mm,且墙板表面色泽均匀。冬季条件(5-15℃)C40清水混凝土配合比在非冬季配合比基础上调整为:水:水泥:矿粉:砂:石子:聚羧酸减水剂=174.8 kg:368.0 kg:92.0 kg:647.5 kg:1102.5 kg:3.9 kg。冬季条件下,清水混凝土3天抗压强度22.1 MPa,28天抗压强度46.3 MPa。该清水混凝土墙板表面气孔总面积为8.2 cm2/m2,最大气孔孔径为3.7 mm。在清水混凝土施工工艺方面,研究得出预制混凝土构件车间宜选用钢模板作为预制清水混凝土墙板生产模板,且模具在混凝土边缘棱边位置宜设计为圆滑型倒角结构;从五种脱模剂中优选出ASL脱模剂;整体式振捣为清水混凝土墙板生产的最佳振捣方式。其次,开展了瓷砖纹装饰混凝土及其夹心保温墙板样板试验研究。瓷砖纹装饰混凝土成型及其外观质量分析试验结果表明,硅胶模具适用于成型表面纹理类装饰混凝土。使用前硅胶模具应进行浸水处理,选用粘度较大的机械润滑机油作为脱模剂。热工计算结果表明,当外叶墙板厚度60 mm、内叶墙板厚度200 mm时,宜选用厚度30 mm挤塑聚苯板或厚度40 mm发泡水泥板作为中间保温层,制作的预制装饰混凝土夹心保温墙板,其热工性能满足DGJ32/J71-2014《江苏省居住建筑热环境和节能设计标准》要求。瓷砖纹装饰夹心保温墙板可实现结构自保温与装饰保温一体化。根据预制装饰混凝土夹心保温墙板样板制备试验总结了其生产工艺路线,并分析了其施工技术要点。再次,开展了清水混凝土用脱模剂试验研究。通过相反转乳化技术进行棕榈油的乳化,研究乳化剂HLB值对乳液稳定性的影响,得到40 wt.%棕榈油乳液最佳乳化剂HLB值大约为9。为了提高乳液稳定性,选取脱模剂相关文献中常用乳化剂司盘40(SP40)、司盘80(SP80)、吐温40(TU40)、吐温80(TU80)、辛基酚聚氧乙烯醚-10(OP-10)、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)进行混合乳化剂试验。试验结果表明,最佳混合乳化剂最优配方为SP80:OP10:SDBS=0.38:0.20:0.42。自制棕榈油基脱模剂的配方为:m(棕榈油):m(SP80):m(OP10):m(SDBS):m(黄原胶):m(三乙醇胺):m(水)=1:0.0475:0.025:0.0525:0.005:0.005:1.375。该脱模剂原料成本3.824元/千克,经济性好。脱模性能试验结果表明,脱模剂加水稀释比例为1:3时,钢模具上混凝土粘附量仅为1.0 g/m2,满足清水混凝土外观质量要求。当稀释比例为1:5时,混凝土粘附量为4.9 g/m2,满足普通混凝土脱模剂性能要求。最后,为满足对清水混凝土预制构件的修补要求,开展了清水混凝土修补砂浆的试验研究。通过正交试验进行修补砂浆配方研究,修补砂浆最佳配合比为:m(水泥):m(砂):m(水):m(胶粉):m(纤维素醚):m(淀粉醚):m(减水剂)=1:1.4:0.35:0.02:0.001:0.0003:0.0025。14天拉伸粘接强度为2.48 MPa,28天界面弯拉强度为2.98 MPa,28天抗压强度为43.4 MPa、抗折强度为11.2 MPa,压折比为3.9,流动度为142 mm,干缩率为0.041%。该修补砂浆可在0-4 wt.%范围内掺加钛白粉,均满足现行标准要求,可调节砂浆颜色与待修补清水混凝土表面颜色一致。
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