UHPC外墙板生产与施工技术探析

UHPC外墙板生产与施工技术探析

邹雪梅

北京财贸职业学院北京市100000

【摘 要】本研究中轻质UHPC是将机械破碎的高强页岩陶粒，部分替代石英砂做骨料使用，是基于轻集料混凝土和UHPC配合比基础上提出的新型轻质高强混凝土材料。为实现UPHC原材料均匀搅拌，避免钢纤维结团，应采用先干拌，后湿拌的搅拌工艺。UHPC外挂板安装工艺流程为：施工准备→测量、放线、验线→结构预埋件检验→牛腿件、连接件焊接、验收→挂板进场、码放验收→UHPC挂板吊装就位→初步固定→三维微调→最终固定验收→外饰面修复。

【关键词】轻质UHPC；材料；安装

1.研究背景

建筑物建造朝向高层化、跨度化、大空间化方向发展，仅以普通混凝土来看，在一些性能方面无法匹配当今特殊建筑物需求，建筑业一直在寻找一种可以满足特殊建筑物的混凝土材料。超高性能水泥基材料（UHPC）是一种高强度、高韧性、低孔隙率的超高强水泥基材料，具有自流平的浇注性能，同时又具有优异的力学性能和耐久性[1]。超高性能混凝土的成功研制，为混凝土领域提供了新的发展思路。其与普通混凝土、轻骨料混凝土及普通砂浆材料相比较，具有突出优势，在建筑工程领域有很好的应用前景。超高性能混凝土这种新型建筑材料，主要由水泥、活性细集料、石英砂细骨料、外加剂等组成，经过20多年的研究发展，目前 UHPC 在土木工程结构中已经广泛应用到道路、 桥梁、铁路等建造物中[2]。

2. 轻集料在 UHPC 内使用可行性

本研究中轻质UHPC是将机械破碎的高强页岩陶粒，部分替代石英砂做骨料使用，是基于轻集料混凝土和UHPC配合比基础上提出的新型轻质高强混凝土材料。轻质高强混凝土材料具有自重轻、强度高等优良性能，使得轻质高强混凝土广泛应用于路桥 建设、机场建设、高层建筑物等领域。

轻质UHPC配合比设计是基于轻集料混凝土和UHPC两者配合比的基础上得出，选择国内较为常用水胶比 0.18，减水剂通过试验得出掺量为 0.9%，为保证 UHPC 具有足够的韧性选择钢纤维掺量2%，通过参考前期查阅大量文献以及试验结果选择水泥、 粉煤灰微珠、硅灰掺量分别为800kg/m3、150 kg/m3、200 kg/m3。本论文配合比采用单一变量因素研究方法，系统的分析了轻集料取代率 0~50%（以5%递增）时新拌浆体的状态，凝结硬化后试块的强度趋势以及内部微观形貌等性能，得出制备轻质UHPC最佳配合比和工艺。

3.轻质UPHC材料的制备

为实现UPHC原材料均匀搅拌，避免钢纤维结团，应采用先干拌，后湿拌的搅拌工艺。工艺流程为：①在干的搅拌机（不要预湿润）中，加入水泥、硅灰（或钢纤维棉），搅拌2分钟；②然后停机，加入细石英砂，搅拌1分钟；③保持搅拌状态，加入所有的水，然后加入减水剂；④搅拌直至均匀（约4分钟）；⑤停机，加入一半的钢纤维，搅拌30秒（如果搅拌机可以在不停机状态加入纤维，则应保持搅拌状态，连续加入全部纤维）；停机，加入另一半钢纤维，搅拌直至钢纤维被浆体很好包裹并分布均匀（约30秒）。

图1 行星式搅拌机

为缩短搅拌周期，应合理选用高效率强制式搅拌机，包括双卧轴式、盘式、及带刮铲的行星式搅拌机等。经对比，行星式搅拌机搅拌UHPC的效率和效果均最好如图1。该搅拌机可调速搅拌筒与搅拌器反向旋转，形成逆向物料流（如下图所示），能够高效率混合细粉料；同时还可配备抽真空系统，在搅拌的最后阶段对搅拌机内抽真空除去气泡，提高密实度，可以将UHPC拌合物的气泡体积降低到1%以下。

4.UPHC外墙板施工技术

4.1安装工艺流程

UHPC外挂板安装工艺流程为：施工准备→测量、放线、验线→结构预埋件检验→牛腿件、连接件焊接、验收→挂板进场、码放验收→UHPC挂板吊装就位→初步固定→三维微调→最终固定验收→外饰面修复。

4.2安装技术要点

（1）施工准备环节注要点为：

1）确定安装方案：一般需要根据外挂板设计的方式采用内嵌安装还是外挂安装，若内嵌安装，建议外挂板与结构同时施工，若外挂安装，建议结构完成后安装，同时钢筋混凝土结构混凝土强度满足安装要求。

2）预埋件防腐处理及验收：涉及到防腐要求的预埋件，应该进行热镀锌或应有其他防腐措施，并验收完成。

3）安全措施准备到位。

4）工前人员技术培训和技术交底。安装施工前，UHPC挂板安装的施工方案已经落实，并对现场安装作业人员进行培训和安全技术交底。考虑到UHPC外挂板轻薄、体积大等特点，应重难点解析此项内容提出。

（2）放线定位工艺要点为：测量员应根据预制构件安装图纸和现场提供的统一结构轴线、基准标高线，测放出结构埋件定位线、每块挂板的定位线，放线完成后进行及时验收。

（3）UHPC墙板安装技术要点为：

UHPC挂板吊装就位后，通过电葫芦微调，保证挂板水平度和标高准确，通过螺栓调整挂板的平整度和垂直度。最后通过水平仪及靠尺检测墙板安装位置，保证接缝宽度、水平度和垂直度满足设计要求。待全部调整完毕后，对连接件进行初步固定，待验收合格后进行最终固定。

参考文献

［1］王衍，大跨径钢-UHPC轻型组合桥梁基本性能研究，［J］《土木工程学报》，2018，126-130.

［2］刘新华，钢-UHPC组合梁负弯矩区受力性能试验，［J］《中国公路学报》，2020,33(05)，

110-121.

［3］黄庆．房屋建筑装配式混凝土结构施工分析［Ｊ］．中国建筑装饰装修，2021（6）:158-159.

［4］黄如国．高层建筑装配式混凝土结构施工技术应用分析［Ｊ］．工程技术研究，2021,6（9）:47-48.

［5］黄勇，范晓峰，丁民全，等．高层住宅中装配式施工技术管控要点探析［Ｊ］．安徽建筑，2021,28（12）：49-50.

作者简介：邹雪梅（1973-），女，民族，汉，北京，北京财贸职业学院讲师，本科学士， 工程施工

基金项目：本成果获“北京财贸职业学院2023年度校级科研计划课题资助”