張晶晶 （安徽建筑大學(xué)土木工程學(xué)院，安徽 合肥 230601）

0 前言

PC板，俗稱預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)，是以預(yù)制混凝土構(gòu)件為主要構(gòu)件，經(jīng)過(guò)裝配的組裝，連接和固定，然后優(yōu)化配合比后的現(xiàn)澆而形成的新型混凝土結(jié)構(gòu)，近年來(lái)，玻璃纖維增強(qiáng)混凝土（Glass Reinforced Concrete）隨著國(guó)內(nèi)建筑市場(chǎng)的發(fā)展，獲得了較好的發(fā)展機(jī)會(huì)，有著良好的前景。但是作為永久性的模板,GRC板在使用的過(guò)程中,一直處于建筑物外側(cè),與外界的環(huán)境完全直接接觸,因此干縮性能的好壞，會(huì)直接影響板的耐久性[1-3]。各種收縮會(huì)直接影響到GRC板的耐久性、實(shí)用性以及美觀性。高鳴在文中提到GRC材料由于本身具有壁薄、質(zhì)輕、造型多樣、綠色、節(jié)能等特點(diǎn)被廣泛用于建筑行業(yè)[4]。付軍也曾提到GRC代替了傳統(tǒng)材料，對(duì)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)影響度有了很大的提高，但在應(yīng)用的過(guò)程之中，出現(xiàn)一些弊端，最大的弊端是板的開(kāi)裂的問(wèn)題[5]。張子輝有提到過(guò)預(yù)制裝配式板比傳統(tǒng)的板在很多方面都有很大的優(yōu)勢(shì)[6]?？锘ǔ商岬皆趯?shí)際工程中，導(dǎo)致板產(chǎn)生應(yīng)力變化的因素有很多，其中主要有材料的收縮、外界環(huán)境的變化、外界溫度的變化、結(jié)構(gòu)的不合理等[7]。陳笑彭文中提到造成裂縫的原因有很多，造成開(kāi)裂的主要因素是溫度變化原因和材料的收縮原因[8]。由于收縮從而造成開(kāi)裂破壞，在實(shí)際建筑項(xiàng)目中，很多的事故是由裂縫引起的，裂縫不僅會(huì)降低建筑的實(shí)用性和美觀，甚至?xí)?duì)整體造成破壞，進(jìn)而對(duì)建筑的安全產(chǎn)生影響?，F(xiàn)在越來(lái)越多的學(xué)者關(guān)注GRC的開(kāi)裂問(wèn)題。針對(duì)GRC的開(kāi)裂問(wèn)題，對(duì)此開(kāi)展了一些研究。所以本文詳細(xì)探究了優(yōu)化一種新型的GRC，并分析兩種不同的連接方式的收縮性能。

本文在十三五國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃子課題“新型裝飾材料與復(fù)合保溫外墻板一體化生產(chǎn)及安裝關(guān)鍵技術(shù)研究”的背景下，對(duì)新型PC-GRC板開(kāi)展研究，而本文研究的重點(diǎn)是一種新型的具有自流平和抗裂效果的GRC，分析室外真實(shí)環(huán)境下PC-GRC板收縮走向，及是否會(huì)產(chǎn)生裂縫，然后尋求最優(yōu)的施工工藝。

本文通過(guò)試驗(yàn)研究了在GRC材料用量相同的條件下，采用了裸結(jié)和拉毛的方式在實(shí)際環(huán)境下對(duì)收縮性能的影響。

1 試驗(yàn)材料與設(shè)備

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

本文實(shí)驗(yàn)所用的GRC為自流平乳白色狀態(tài)，其主要的成分為白水泥、白石英砂、耐堿性玻璃纖維、偏高嶺土、磨細(xì)粉煤灰、PCA-Ⅰ聚羧酸高性能減水劑、通用型可再分散乳膠粉、低堿膨脹劑、鈦白粉等材料。然后按照一定的配合比通過(guò)預(yù)混工藝澆筑而成。為了達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，所有混凝土為C30，均為中建國(guó)際安徽海龍所生產(chǎn)，兩塊板的混凝土均為60mm,混凝土上的GRC分別為15mm。

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備

為了實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行，該實(shí)驗(yàn)主要采用的實(shí)驗(yàn)儀器，見(jiàn)圖1，實(shí)驗(yàn)開(kāi)始階段需要將白水泥、白石英砂、耐堿性玻璃纖維、偏高嶺土、磨細(xì)粉煤灰等原料按比例進(jìn)行稱重，稱重后放入攪拌機(jī)攪拌。

圖1 HJW-60型單臥軸實(shí)驗(yàn)室攪拌機(jī)

2 實(shí)驗(yàn)依據(jù)

PC-GRC板組成材料強(qiáng)度和彈性模量測(cè)定根據(jù)規(guī)范《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 50081-2002）規(guī)定。

3 實(shí)驗(yàn)方法

實(shí)驗(yàn)前需要白水泥、白石英砂、耐堿性玻璃纖維、偏高嶺土、磨細(xì)粉煤灰等原料按比例進(jìn)行稱重，稱重后放入攪拌機(jī)攪拌。

3.1 澆筑

澆筑GRC成品25kg。

3.2 拌和順序與攪拌時(shí)間

先將白水泥、膠粉、膨脹劑等加上纖維稱重后，倒入干凈的攪拌機(jī)，為了使材料更好的配比，先在不加水的情況下干攪拌2～3min，然后加入摻有減水劑的水，再繼續(xù)攪拌8～9min，最后加砂再攪拌8～9min。

3.3 實(shí)驗(yàn)過(guò)程

本實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了兩種厚度相同和兩種不同接觸面的兩塊板，實(shí)驗(yàn)具體情況為，所有混凝土為C30，均為中建國(guó)際安徽海龍所生產(chǎn)，兩塊板的混凝土均為60mm,混凝土上的材料GRC均為15mm。木質(zhì)板的尺寸為 1000×1000×（60+15）mm，用筆測(cè)量好 PC 的高度和GRC層的高度。

在實(shí)驗(yàn)之前應(yīng)先實(shí)驗(yàn)前清理木質(zhì)板表面的雜物，GRC的實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下。清理木質(zhì)板表面的雜物，并刷脫模油，如圖2所示。澆筑后振搗C30混凝土，并對(duì)表面進(jìn)行處理，例如拉毛，如果需要拉毛，在混凝土澆筑振搗抹平之后，進(jìn)行拉毛如圖3。再將放入埋入式應(yīng)變計(jì)如圖4所示，使其在中心的位置處。然后澆筑GRC，GRC是由其他原材料配比完成后并進(jìn)行攪拌，澆筑在已經(jīng)初凝的混凝土上面，在兩塊板上分別澆筑15mm的GRC，并用滾筒刷依次滾動(dòng)，目的是去除表面的氣泡及其他原因造成的不平整，然后并進(jìn)行抹平。放入表面式應(yīng)變計(jì)如圖3所示，首先將應(yīng)變計(jì)放置在模板的中心位置制作埋入部分用塑料薄膜包裹好，防止應(yīng)變計(jì)下沉以及與GRC直接接觸，影響測(cè)量結(jié)果。接著養(yǎng)護(hù)，在實(shí)際工程中，通常在澆筑完成的混凝土表面覆蓋薄膜或者噴灑保護(hù)劑等措施減少水份蒸發(fā)以降低混凝土的塑性收縮作用[9]。將線路和DH3818Y靜態(tài)應(yīng)變測(cè)試儀連接，并進(jìn)行調(diào)試至成功。

然后檢測(cè)記錄數(shù)據(jù)。由于該實(shí)驗(yàn)在室外進(jìn)行數(shù)據(jù)變化較大，每天早、中、晚可測(cè)量三次數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)根據(jù)應(yīng)變計(jì)顯示記錄，并取平均值。還要記錄每天的溫度和濕度。

圖2 澆筑混凝土

圖3 澆筑GRC并拉毛

埋入式應(yīng)變計(jì)性能技術(shù)表 表1

圖4 埋入式應(yīng)變計(jì)

圖5 電阻式表面應(yīng)變計(jì)

表面應(yīng)變計(jì)性能技術(shù)表 表2

4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

將2組實(shí)驗(yàn)完全靜置在室外，記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和分析。

根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果以及對(duì)數(shù)據(jù)的分析和處理，繪制如下圖6隨著時(shí)間變化對(duì)收縮的影響。而且采用的工藝不同對(duì)PC-GRC板有很大的影響，橫坐標(biāo)為天數(shù)，縱坐標(biāo)為實(shí)測(cè)應(yīng)變。結(jié)果表明實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和趨勢(shì)發(fā)展圖對(duì)比拉毛的PC-GRC板和裸接的PC-GRC板發(fā)現(xiàn)，裸接PC-GRC板收縮小于拉毛處理過(guò)的PC-GRC板的收縮。拉毛的工藝更好。

圖6 PC-GRC板拉毛和裸結(jié)的對(duì)比

根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果以及對(duì)數(shù)據(jù)的分析和處理，繪制如下圖7和圖8隨著時(shí)間變化溫度和濕度對(duì)收縮的影響。橫坐標(biāo)為天數(shù)，縱坐標(biāo)為實(shí)測(cè)應(yīng)變。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，隨著溫度的增加，拉毛的收縮會(huì)減小;當(dāng)溫度在35℃～40℃時(shí)，實(shí)測(cè)應(yīng)變最大。當(dāng)溫度在5℃～10℃時(shí)，實(shí)測(cè)應(yīng)變最小。所以實(shí)測(cè)應(yīng)變?cè)谝粋€(gè)范圍內(nèi)。

圖7 溫度對(duì)PC-GRC板的影響

隨著濕度的增加，拉毛的收縮會(huì)增加；當(dāng)濕度在70%RH～80%RH時(shí)，實(shí)測(cè)應(yīng)變最大。當(dāng)溫度在70%RH～80%RH時(shí)，實(shí)測(cè)應(yīng)變最小。所以實(shí)測(cè)應(yīng)變?cè)谝粋€(gè)范圍內(nèi)。

圖8 濕度對(duì)PC-GRC板的影響