基于工程实际的砼轻质条板干燥收缩免反复操作式实验装置的研制

秦元 梁晓前 黄秉章 邓卿 刘灏

摘要：装配式预制混凝土轻质条板以其轻质、表面平整度高、免抹灰等特点，作为建筑中的非承重结构得到了广泛应用，但其在常温下干燥收缩较大，为了更好、更方便地检测轻质条板的干燥收缩值，研制了一种免反复操作式实验装置，现根据公司在建工程实际对这一装置进行简单介绍。

关键词：装配式建筑;轻质隔墙板;裂缝;干燥收缩;实验装置

0    引言

干燥收缩率过高不仅会对混凝土轻质条板产生影响，同时还是裂缝产生的主要原因[1]。目前，配有百分表的混凝土收缩膨胀仪是测量建筑墙板的常用仪器设备，HSP-540混凝土收缩膨胀仪是新标准下的专用仪器，用于测量砼试件在某一特定温度、湿度下硬化过程中长度（体积）的变化，适用于大多数建筑企业、施工单位、科研院所对砼特性的研究。但该膨胀仪测量范围在534～545 mm，试件一般取条板板宽方向，而轻质条板的宽度尺寸一般为600 mm，用HSP-540测量需要对砼试件做切断处理，且每次测量均需移动砼试件，浪费人力和物力成本。切断的轻质条板实验试件如图1所示。

吴善才等人[2]对3种干燥收缩检测方法进行了对比实验，结果表明，在检测过程中，采用国家标准实验法和手持应变仪测量法会干扰到实验稳定条件，产生人为实验操作误差，而新的实验检测方法从检测样品开始到结束无须移动实验样品，检测仪器也一直未离开实验样品，因而其检测的数据较为准确。因此，研究出一种免反复操作式实验装置尤为重要。

1    工程概况

柳州装配式建筑现代化产业园倒班楼项目采用EPC总承包管理模式，装配式结构、装配式装修施工，装配率达到63%，是广西目前装配率最高的项目。该楼共有2栋6层，总建筑面积9 021.02 m2，为装配式混凝土框架结构，内墙采用砼轻质隔墙条板，总使用量达1.5万m2，室内装修采用装配式全装修，内墙安装效果如图2所示。该项目实现了标准化设计、工厂化生产、装配化施工、一体化装修、信息化管理、智能化应用的统一，充分体现了“节地、节能、节水、节材、节时和环境保护”的理念。该项目的实施，标志着柳州市装配式建筑产业进入到应用阶段，是柳州市装配式建造方式的重大创新实践。

2    砼轻质隔墙板干燥收缩观测台的建立

2.1    方案的建立

HSP-540混凝土收缩膨胀仪无法适应企业的大批量研究测量，并且实际测量中由于操作人员不熟练、试件静置冷却不及时，会造成大量数据失真。研究一种免反复操作式干燥收缩平台，可最大程度减少实验过程中人为因素带来的误差。

实验装置由底座、定位立柱、可调立柱、百分表、标准杆等组成，方案分解如图3所示。

优点：（1）满足多个试件同时测量的需求;（2）不受设备尺寸的限制;（3）减少人为误差的影响。

原理：测量建筑墙板干燥收缩值的原理为墙板试件的长度变化量除以其有效长度。根据该原理，可用钢结构部件作为底座，安放砼试块，用固定装置固定百分表，用两个百分表卡住砼试块测头左右两侧端，加大底座长度，以实现多块砼试块同时测量。可调立柱上的3个安装百分表的通孔和帮助百分表定位的紧定螺钉，可用开关式万向强磁力杠杆、磁力底座代替，以实现任意高度的测量，防止因测头定位不准而导致难以测量。

用定制的比长仪测定砼试块原长后，将砼试块安放在钢底座上，调节特定的温度和湿度，固定百分表和磁力底座，无须反复操作，间隔一定时间读数即可。前后两个百分表变化之差即为砼试件的长度变化量。

2.2    装置尺寸的确定

根据砼试件的厚度尺寸（一般为90 mm、120 mm、150 mm，长度一般是600 mm），要满足9个试件同时放置，以最厚的墙板150 mm计算，两端实验试件距实验平台两侧边100 mm，试件与试件之间间隔50 mm，实验平台的宽度不得小于墙板的长度。综合考虑，建筑用轻质条板干燥收缩实验装置的钢结构底座尺寸为1 950 mm×750 mm×12 mm，如图4所示。

2.3    操作指导

（1）将钢底座放置于平整的地方，保证底面无杂质，可用水平尺检查底座平面。

（2）将砼试件放置于钢板底座的两道钢支架上，检验砼试件是否平稳;若出现局部不平整，可用角磨机磨平。

（3）固定开关式万向强磁力杠杆于合适位置，将校核好的百分表固定在支架上，调整百分表位置使百分表测量头与收缩头中心线接触，关闭磁力座开关。

（4）进一步调整百分表位置，使两个百分表测杆与试件收缩头基本在同一轴线上，可弹线辅助调整，调整好后锁紧所有活动扣及紧固螺钉。

（5）读取百分表初始读数，调整指定的溫度、湿度，间隔一定时间后再次读数。

（6）计算干燥收缩值。

操作流程图以SmartArt流程图形式列出，如图5所示。

3    对策实施

3.1    制备砼试件

选取需要的建筑砼轻质条板，放置于平整的垫木上，沿板宽方向用钢尺画出切割线，在距墙板板端不小于25 mm的中间位置，分别沿板长方向截取高度为100 mm、长度为板宽（因为板宽<800 mm，则试件切取长度为板宽）、厚度为板厚的试件各一个，共截取3个试件。实际操作中，切割机的锯片宽3 mm，所以画切割线时高度应增加1～2 mm。要求试件表面不应有可见裂纹、气孔、蜂窝等缺陷。采用千分尺测量两个收缩头的长度，精确至0.01 mm。

3.2    泡水养护

将制备好的试件浸没在（20±2）℃的水中，水面高出试件30 mm，浸泡72 h。将试件从水中取出，用拧干的湿布抹去表面水分，并将收缩测头擦干净。