CN114592592A - 装配式建筑施工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种装配式建筑施工工艺，属于建筑技术领域，包括预制构件设计制作、测量、放线以及预制构件安装、校正、固定、灌注混凝土浆料等步骤，所述混凝土浆料按重量份数计具有如下组分组成：硅酸盐水泥130‑150份，石膏8‑10份，细骨料115‑160份，活性掺合料25‑45份，非活性掺合料15‑30份，外加剂8‑20份，水胶比0.29‑0.45，所述外加剂包括高效减水剂和界面增强剂；本发明所述混凝土浆料具有流动性好，膨胀度低，强度发展快的特点，同时具有凝结强度高和优异的和易性及施工性能，能满足装配施工灌浆技术的需要，对于装配式建筑施工具有积极的促进意义。
Description
技术领域
本发明涉及建筑技术领域，具体涉及一种装配式建筑施工工艺。
背景技术
随着现代生活节奏的不断加快，劳动力成本不断提高，建筑住宅高集成、产业化已经成为一个新的建筑大方向。此外，随着建筑材料逐步朝着工厂化、预制化等方向发展，因此装配式、模块化的建筑也就应运而生。众所周知的，装配式建筑指的是用工厂流水线的生产方式在工厂制造完一栋住宅所需要的全部构件之后，即PC构件，然后运输到施工现场，在现场进行PC构件吊装拼接的一类建筑。该装配式建筑由于其便捷、施工速度较快且对建筑环境的要求相对较为宽泛，在实际生产生活中得到了较为广泛的应用。
对于施工工期短且没有PC构件堆放场地的施工现场，需要更加合理精细的施工方案保证工程的顺利进行，现有装配式建筑装配时先浇筑混凝土再安装墙板的作业流程方法，造成墙板底部不能整体连接，只能通过钢筋套筒灌浆的连接方式将钢筋连接，混凝土结构不能整体连接，形成结构整体水平通缝，降低了抗震性；构件间安装拼接缝不能连接造成结构连接整体性与气密性差；结构连接整体性差且强度低造成抗震性低、耐久性差。
近年来，随着高性能灌浆料、新型套筒等新材料、新技术的研发进展，装配式建筑产业的重新崛起已成为业内共识，也成为国家建筑产业发展的重要方向之一。作为装配式建筑施工的关键技术环节之一，灌浆材料必须满足力学强度、工作性、体积稳定性、耐久性等诸多方面的严格要求。如何解决灌浆料大流动性与高强度之间的矛盾是灌浆料研究以及装配式施工所需要解决的一个关键问题。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种装配式建筑施工工艺。
本发明的目的采用以下技术方案来实现：
一种装配式建筑施工工艺，包括以下步骤：
(1)按设计要求设计并制作预制构件，所述预制构件包括墙板、楼板和楼梯，在所述预制构件中的外墙板上设置连墙预留孔；
(2)对所述预制构件进行编号、画出施工控制线，在安装现场测量并放线；
(3)预制构件安装，在制作好的地坪层上安装第一层建筑物的墙板，然后校正、固定、灌注混凝土浆料；墙板灌注的混凝土浆料达到强度后，在第一层建筑物的外墙板上通过预设的连墙预留孔安装一层外墙防护架；
(4)在第一层建筑物的墙板上安装下一楼层的楼板，然后校正、固定、灌注混凝土浆料，楼板灌注的混凝土浆料达到强度后，按前述安装、校正、固定、灌注混凝土浆料的工序在楼板上安装第二层建筑物的墙板，然后在第二层建筑物的外墙板上安装外墙防护架、在第二层建筑物的墙板上安装再下一楼层的楼板；
(5)重复上述预制构件安装的步骤依次向上施工，直至建筑物顶层；
其中，按重量份数计，所述混凝土浆料具有如下组分组成：硅酸盐水泥130-150份，石膏8-10份，细骨料115-160份，活性掺合料25-45份，非活性掺合料15-30份，外加剂8-20份，水胶比0.29-0.45，所述外加剂包括高效减水剂和界面增强剂。
优选的，所述细骨料为河砂，II区中砂，细度模数在2.6-2.9。
优选的，所述活性掺合料为粉煤灰、硅灰、火山灰、高炉矿渣中的一种或多种。
优选的，所述非活性掺合料为超细的石英砂、石灰石或硅粉，粒径在1-50μm。
优选的，所述高效减水剂包括氨基磺酸盐系减水剂、萘系减水剂和葡萄糖酸钠。
优选的，所述氨基磺酸盐系减水剂与所述萘系减水剂、所述葡萄糖酸钠的质量比例为3：2：3。
优选的，所述界面增强剂为石墨烯基改性碳纤维，其制备方法包括以下步骤：
S1、将氧化石墨烯的水分散液进行高速离心以去除杂质和大的聚集体，取上层清液并浓缩至浓度为5-8mg/mL，得到浓缩液，搅拌条件下，在所述浓缩液中缓慢加入水溶性酚醛树脂的无水乙醇溶液，充分分散后制得纺丝溶液，将所述纺丝溶液通过纺丝喷嘴喷丝在接收溶液中，纺丝完成后滤出纤丝，洗涤、干燥后得到前体纤维；
其中，所述水溶性酚醛树脂的无水乙醇溶液中固含量为3-6g/L，所述浓缩液与所述水溶性酚醛树脂的无水乙醇溶液的混合体积比例为10：(1-3)；所述接收溶液为含有2wt.％CaCl2的乙酸乙酯-甲醇混合溶液，所述乙酸乙酯与所述甲醇的体积比为10：1；
S2、将所述前体纤维转入高温炉中，升温至180-200℃并保温1-2h，保温完成后将期分期切换为保护气氛，升温至900-1000℃并退火0.5-1h，制得所述石墨烯基改性碳纤维。
优选的，所述高速离心的处理条件为10000-12000rpm×10min。
优选的，所述石墨烯基改性碳纤维的制备方法还包括以下步骤：
S3、按质量份数，分别称取N-异丙基丙烯酰胺100份、N-羟甲基丙烯酰胺11-12份并溶解在1000份去离子水中，配制得到单体溶液，依次加入N,N-亚甲基双丙烯酰胺2.25-2.5份、过硫酸钾1.1-1.2份、亚硫酸氢钠1.1-1.2份，充分混合搅拌后静置1-2天，加入去离子水稀释并分散，再加入戊二醛4-5份，充分混合搅拌后制得改性溶液；
S4、将S2制得的石墨烯基改性碳纤维浸入所述改性溶液中，滤出干燥，重复浸入和干燥若干次，再在130-160℃下干燥3-5min，去离子水漂洗后干燥。
本发明的有益效果为：
(1)本发明提供一种用于装配式施工的灌注混凝土浆料，具有流动性好，膨胀度低，强度发展快的特点，同时具有凝结强度高和优异的和易性及施工性能，能满足装配施工灌浆技术的需要，对于装配式建筑施工具有积极的促进意义。
(2)基于现有技术的灌注混凝土浆料流动性和强度难以兼具的问题，一方面，本发明通过混凝土浆料成分优化，加入活性/非活性掺和料并复配多种减水剂，在保留混凝土浆料凝结强度的同时降低其对流动性的影响；本发明通过掺入界面增强剂进一步增强浆料凝结强度，不同于常规直接掺入碳纤维的方法，本发明在氧化石墨烯纤维中添加酚醛树脂并高温碳化使其转化成无定形碳，使得热解形成的无定形碳位于石墨烯片层之间，弥补纤维内缺陷并使得纤维进一步致密化，增强纤维拉伸强度，同时增强石墨烯片层间的相互作用，降低纤维在拉伸力作用下石墨烯片层的相对滑动，在增强力学强度的同时提高其断裂伸长率，将其作为界面强化剂加入到灌注浆料中，可大大提高灌注浆料的抗折强度，同时基于所述改性纤维的表面惰性，降低了其对灌注浆料的增稠效应；保持所述改性纤维灌注时的惰性的同时，为更进一步增强凝结时与所述改性纤维的结合强度，本发明基于N-异丙基丙烯酰胺聚合物的温敏亲疏水转变特性，在所述改性纤维上浸渍N-异丙基丙烯酰胺的水凝胶聚合物，在拌和灌注时呈疏水性，可以降低其对灌注浆料的增稠效应，在凝结时水泥水化产生的热环境使所述改性纤维转变为亲水性，促进与混凝土间的结合，进一提高凝结强度。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步描述。
实施例1
一种装配式建筑施工工艺，包括以下步骤：
(1)按设计要求设计并制作预制构件，所述预制构件包括墙板、楼板和楼梯，在所述预制构件中的外墙板上设置连墙预留孔；
(2)对所述预制构件进行编号、画出施工控制线，在安装现场测量并放线；
(3)预制构件安装，在制作好的地坪层上安装第一层建筑物的墙板，然后校正、固定、灌注混凝土浆料；墙板灌注的混凝土浆料达到强度后，在第一层建筑物的外墙板上通过预设的连墙预留孔安装一层外墙防护架；
(4)在第一层建筑物的墙板上安装下一楼层的楼板，然后校正、固定、灌注混凝土浆料，楼板灌注的混凝土浆料达到强度后，按前述安装、校正、固定、灌注混凝土浆料的工序在楼板上安装第二层建筑物的墙板，然后在第二层建筑物的外墙板上安装外墙防护架、在第二层建筑物的墙板上安装再下一楼层的楼板；
(5)重复上述预制构件安装的步骤依次向上施工，直至建筑物顶层；
实施例2
一种装配式建筑施工用灌注混凝土浆料，按重量份数计，所述混凝土浆料具有如下组分组成：硅酸盐水泥140份，β-半水石膏10份，细度模数在2.6-2.9的II区中砂125份，ii级分选粉煤灰30份，石灰石微粉18份，氨基磺酸盐系减水剂3份，萘系减水剂2份，葡萄糖酸钠3份，界面增强剂8份，水胶比为0.35；
所述界面增强剂为石墨烯基改性碳纤维，其制备方法包括以下步骤：
S1、将氧化石墨烯的水分散液进行10000rpm×10min高速离心以去除杂质和大的聚集体，取上层清液并浓缩至浓度为5-8mg/mL，得到浓缩液，搅拌条件下，在所述浓缩液中缓慢加入水溶性酚醛树脂的无水乙醇溶液，充分分散后制得纺丝溶液，将所述纺丝溶液通过纺丝喷嘴喷丝在接收溶液中，纺丝完成后滤出纤丝，洗涤、干燥后得到前体纤维；
其中，所述水溶性酚醛树脂的无水乙醇溶液中固含量为4g/L，所述浓缩液与所述水溶性酚醛树脂的无水乙醇溶液的混合体积比例为5：1；所述接收溶液为含有2wt.％CaCl2的乙酸乙酯-甲醇混合溶液，所述乙酸乙酯与所述甲醇的体积比为10：1；
S2、将所述前体纤维转入高温炉中，升温至180-200℃并保温1-2h，保温完成后将期分期切换为保护气氛，升温至900-1000℃并退火0.5-1h，制得所述石墨烯基改性碳纤维。
实施例3
一种装配式建筑施工用灌注混凝土浆料，按重量份数计，所述混凝土浆料具有如下组分组成：硅酸盐水泥140份，β-半水石膏10份，细度模数在2.6-2.9的II区中砂125份，ii级分选粉煤灰30份，石灰石微粉18份，氨基磺酸盐系减水剂3份，萘系减水剂2份，葡萄糖酸钠3份，界面增强剂8份，水胶比为0.35；
所述界面增强剂为石墨烯基改性碳纤维，其制备方法包括以下步骤：
S1、将氧化石墨烯的水分散液进行10000rpm×10min高速离心以去除杂质和大的聚集体，取上层清液并浓缩至浓度为5-8mg/mL，得到浓缩液，搅拌条件下，在所述浓缩液中缓慢加入水溶性酚醛树脂的无水乙醇溶液，充分分散后制得纺丝溶液，将所述纺丝溶液通过纺丝喷嘴喷丝在接收溶液中，纺丝完成后滤出纤丝，洗涤、干燥后得到前体纤维；
其中，所述水溶性酚醛树脂的无水乙醇溶液中固含量为4g/L，所述浓缩液与所述水溶性酚醛树脂的无水乙醇溶液的混合体积比例为5：1；所述接收溶液为含有2wt.％CaCl2的乙酸乙酯-甲醇混合溶液，所述乙酸乙酯与所述甲醇的体积比为10：1；
S2、将所述前体纤维转入高温炉中，升温至180-200℃并保温1-2h，保温完成后将期分期切换为保护气氛，升温至900-1000℃并退火0.5-1h；
S3、按质量份数，分别称取N-异丙基丙烯酰胺100份、N-羟甲基丙烯酰胺12份并溶解在1000份去离子水中，配制得到单体溶液，依次加入N,N-亚甲基双丙烯酰胺2.3份、过硫酸钾1.1份、亚硫酸氢钠1.1份，充分混合搅拌后静置1天，加入去离子水稀释并分散，再加入戊二醛4份，充分混合搅拌后制得改性溶液；
S4、将S2制得的石墨烯基改性碳纤维浸入所述改性溶液中，滤出干燥，重复浸入和干燥若干次，再在130-160℃下干燥3-5min，去离子水漂洗后干燥。
实施例4
一种装配式建筑施工用灌注混凝土浆料，同实施例2，区别在于，所述界面增强剂为石墨烯纤维，其制备方法是：
将氧化石墨烯的水分散液进行10000rpm×10min高速离心以去除杂质和大的聚集体，取上层清液并浓缩至浓度为5-8mg/mL，以浓缩液纺丝后转入高温炉中，升温至180-200℃并保温1-2h，保温完成后将期分期切换为保护气氛，升温至900-1000℃并退火0.5-1h，制得。
对比例
一种混凝土浆料，按重量份数计，所述混凝土浆料具有如下组分组成：硅酸盐水泥140份，β-半水石膏10份，细度模数在2.6-2.9的II区中砂125份，ii级分选粉煤灰30份，石灰石微粉18份，氨基磺酸盐系减水剂3份，萘系减水剂2份，葡萄糖酸钠3份，水胶比为0.35。
对实施例2、3、4和对比例所述浆料进行性能指标检测，其中，流动度的检测参照GB/T2419-2016，强度的检测参照GB/T7671-1999，竖向膨胀率的检测参照GB/T50448-2005，测定结果如下：
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (9)
1.一种装配式建筑施工工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按设计要求设计并制作预制构件，所述预制构件包括墙板、楼板和楼梯，在所述预制构件中的外墙板上设置连墙预留孔；
(2)对所述预制构件进行编号、画出施工控制线，在安装现场测量并放线；
(3)预制构件安装，在制作好的地坪层上安装第一层建筑物的墙板，然后校正、固定、灌注混凝土浆料；墙板灌注的混凝土浆料达到强度后，在第一层建筑物的外墙板上通过预设的连墙预留孔安装一层外墙防护架；
(4)在第一层建筑物的墙板上安装下一楼层的楼板，然后校正、固定、灌注混凝土浆料，楼板灌注的混凝土浆料达到强度后，按前述安装、校正、固定、灌注混凝土浆料的工序在楼板上安装第二层建筑物的墙板，然后在第二层建筑物的外墙板上安装外墙防护架、在第二层建筑物的墙板上安装再下一楼层的楼板；
(5)重复上述预制构件安装的步骤依次向上施工，直至建筑物顶层；
其中，按重量份数计，所述混凝土浆料具有如下组分组成：硅酸盐水泥130-150份，石膏8-10份，细骨料115-160份，活性掺合料25-45份，非活性掺合料15-30份，外加剂8-20份，水胶比0.29-0.45，所述外加剂包括高效减水剂和界面增强剂。
2.根据权利要求1所述的一种装配式建筑施工工艺，其特征在于，所述细骨料为河砂，II区中砂，细度模数在2.6-2.9。
3.根据权利要求1所述的一种装配式建筑施工工艺，其特征在于，所述活性掺合料为粉煤灰、硅灰、火山灰、高炉矿渣中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的一种装配式建筑施工工艺，其特征在于，所述非活性掺合料为超细的石英砂、石灰石或硅粉，粒径在1-50μm。
5.根据权利要求1所述的一种装配式建筑施工工艺，其特征在于，所述高效减水剂包括氨基磺酸盐系减水剂、萘系减水剂和葡萄糖酸钠。
6.根据权利要求5所述的一种装配式建筑施工工艺，其特征在于，所述氨基磺酸盐系减水剂与所述萘系减水剂、所述葡萄糖酸钠的质量比例为3：2：3。
7.根据权利要求1所述的一种装配式建筑施工工艺，其特征在于，所述界面增强剂为石墨烯基改性碳纤维，其制备方法包括以下步骤：
S1、将氧化石墨烯的水分散液进行高速离心以去除杂质和大的聚集体，取上层清液并浓缩至浓度为5-8mg/mL，得到浓缩液，搅拌条件下，在所述浓缩液中缓慢加入水溶性酚醛树脂的无水乙醇溶液，充分分散后制得纺丝溶液，将所述纺丝溶液通过纺丝喷嘴喷丝在接收溶液中，纺丝完成后滤出纤丝，洗涤、干燥后得到前体纤维；
其中，所述水溶性酚醛树脂的无水乙醇溶液中固含量为3-6g/L，所述浓缩液与所述水溶性酚醛树脂的无水乙醇溶液的混合体积比例为10：(1-3)；所述接收溶液为含有2wt.％CaCl2的乙酸乙酯-甲醇混合溶液，所述乙酸乙酯与所述甲醇的体积比为10：1；
S2、将所述前体纤维转入高温炉中，升温至180-200℃并保温1-2h，保温完成后将期分期切换为保护气氛，升温至900-1000℃并退火0.5-1h，制得所述石墨烯基改性碳纤维。
8.根据权利要求7所述的一种装配式建筑施工工艺，其特征在于，所述高速离心的处理条件为10000-12000rpm×10min。
9.根据权利要求7所述的一种装配式建筑施工工艺，其特征在于，所述石墨烯基改性碳纤维的制备方法还包括以下步骤：
S3、按质量份数，分别称取N-异丙基丙烯酰胺100份、N-羟甲基丙烯酰胺11-12份并溶解在1000份去离子水中，配制得到单体溶液，依次加入N,N-亚甲基双丙烯酰胺2.25-2.5份、过硫酸钾1.1-1.2份、亚硫酸氢钠1.1-1.2份，充分混合搅拌后静置1-2天，加入去离子水稀释并分散，再加入戊二醛4-5份，充分混合搅拌后制得改性溶液；
S4、将S2制得的石墨烯基改性碳纤维浸入所述改性溶液中，滤出干燥，重复浸入和干燥若干次，再在130-160℃下干燥3-5min，去离子水漂洗后干燥。
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