S型高強聯(lián)鎖塊生產(chǎn)質(zhì)量控制及施工鋪設(shè)

呂 聰，方 悅

（安徽競翔建設(shè)工程管理有限公司，合肥 230031）

本項目位于安徽省中部地區(qū)合肥市，為合肥國際陸港建設(shè)項目，內(nèi)容為陸港堆場使用場地，設(shè)計堆場面積約31 000 m2，劃分為5大集裝箱堆場區(qū)，分為雙層區(qū)和四層區(qū)。鋪設(shè)100 mm厚C50強度S型高強聯(lián)鎖塊，尺寸要求為225 mm×112.5 mm×100 mm，需同時滿足集裝箱堆放及移動式龍門架的使用。因本項目地處安徽中部，遠(yuǎn)離港口，本地陸港貨運亦為近年興起，在本地陸港堆場鋪設(shè)S型高強聯(lián)鎖塊尚屬首次，無豐富經(jīng)驗生產(chǎn)廠家及熟練施工隊伍；經(jīng)過走訪本地項目僅使用過一次C50強度的S型高強聯(lián)鎖塊，且為江蘇連云港定制生產(chǎn)，運輸路途遠(yuǎn)，成本大，且受疫情阻斷影響較大，嚴(yán)重影響施工進(jìn)度和成本控制。經(jīng)過不斷學(xué)習(xí)試驗與摸索，結(jié)合本項目總結(jié)出部分經(jīng)驗以供交流。本項目S型高強聯(lián)鎖塊設(shè)計剖面圖如圖1所示。

圖1 S型高強聯(lián)鎖塊鋪設(shè)截面圖

1 生產(chǎn)工藝

1.1 原材料的選擇

對于S型高強聯(lián)鎖塊的生產(chǎn)，原材料起到至關(guān)重要的作用，因聯(lián)鎖塊的強度要求較高，科學(xué)的原材料選用及配比成為生產(chǎn)合格產(chǎn)品的第一步。

1.1.1 水泥

在水泥的選用中，為了能夠使聯(lián)鎖塊能夠較早的獲得較高的強度，經(jīng)過學(xué)習(xí)與實驗，最終確定選用P.O52.5型號的普通硅酸鹽水泥。選用P.O52.5型號的水泥，其早期的水化反應(yīng)更快，能夠明顯提高水泥硬化的時間和增強整體強度，亦有利于碼垛搬運，提高成品的合格率。

水泥的主要物理性能指標(biāo)見表1。

表1 水泥的主要物理性能指標(biāo)

1.1.2 河砂

河砂采用含泥量不高于2%的本地中粗砂，不宜采用含泥量高的中粗砂或者細(xì)砂，干凈的中粗砂有利于提高整體強度，減少邊角磕碰殘缺；故運送來的河砂需要根據(jù)情況進(jìn)行必要的清洗篩選，以保證聯(lián)鎖塊的強度。

1.1.3 碎石

對于粗骨料的選擇，在經(jīng)過數(shù)次嘗試后，發(fā)現(xiàn)粗骨料的最大粒徑應(yīng)小于8 mm，在采用8～15 mm的碎石壓制時，聯(lián)鎖塊在早期養(yǎng)護(hù)時易獲得較大強度，但極易產(chǎn)生磚體凹陷產(chǎn)生空隙，立面麻面狀況，對于感官質(zhì)量產(chǎn)生重大影響，后期易造成邊角脫落、磕碰缺角，無法形成光滑密實表面。在后期實驗中，發(fā)現(xiàn)增加水泥用量會有所改善感官質(zhì)量，但成本亦隨之增加，所以最終選定采用粒徑小于8 mm的碎石做為粗骨料材料使用。同時不得使用再生骨料，再生骨料的強度無法滿足材料強度要求，勢必造成殘次品的產(chǎn)生。骨料的主要物理性能指標(biāo)見表2。

表2 骨料的主要物理性能指標(biāo)

1.1.4 拌合用水

選用pH中性的自來水，不可使用海水或其他廢水。同時因聯(lián)鎖塊屬于干硬性混凝土，在用水方面需要保持固定的水膠比，經(jīng)過實驗得知，其產(chǎn)品的強度會隨著不同水膠比的變化產(chǎn)生不同影響，水膠比的增大，其產(chǎn)品的強度必然會降低；同時含水量的增加，會隨之產(chǎn)生漿體泛水，壓制出的產(chǎn)品易出現(xiàn)粘黏磨具，導(dǎo)致產(chǎn)品出現(xiàn)破碎或成型不良的問題。

1.1.5 面層

面層選擇P.O42.5普通硅酸鹽水泥和粒徑不高于1.15 mm的細(xì)膩級配細(xì)砂，配合比為1∶1.5；可以有效提高面層的細(xì)膩平整度，增加感官質(zhì)量。

1.2 生產(chǎn)設(shè)備的選擇

對于生產(chǎn)設(shè)備的選擇上，選用了加工廠里具有微電腦控制自動稱量投料功能的壓制機器，確保原料能夠準(zhǔn)確稱量、自動投料和均勻攪拌。設(shè)定布料壓力不低于10 MPa；預(yù)振壓力不低于20 MPa，預(yù)振時間不低于不低于5 s；強振壓力不低于30 MPa，強振時間不低于10s；面料加料時間不低于0.5s，加料壓力不低于10MPa。在保證原料配比的情況下，合理的壓制壓力與時間，能夠很好地控制產(chǎn)品的強度與感官質(zhì)量。

因模具需要廠家定制，在定制初期應(yīng)考慮到每臺模具生產(chǎn)的差異性及后期施工的鋪設(shè)方便，要求廠家在模具上加上指向箭頭，方便工人按箭線方向鋪設(shè)。模具圖示及尺寸如圖2所示。

圖2 S型高強聯(lián)鎖塊平面尺寸模型

同時在生產(chǎn)時，發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)木制托盤，具有一定的彈性，在進(jìn)行強振壓制的過程中，會抵消部分壓制大臂帶來的壓力，從而影響磚體的密實度，對于部分老舊托板，所壓制出的不合格率明顯升高。后經(jīng)研究決定改用10 mm厚鋼托板生產(chǎn)，雖然早期的鋼托板采購成本較大，但循環(huán)周轉(zhuǎn)使用次數(shù)增加數(shù)倍，有足夠強度承受大臂壓力，更加有利于磚體的密實壓制，提高產(chǎn)品合格率，即使鋼托板報廢后殘余價值仍然較高。

1.3 生產(chǎn)配制

原料的配制是其中關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，因采用自動稱量投料攪拌功能的壓制機，本步驟相對省心。在生產(chǎn)時需確保水泥原料罐體的密閉，不受潮。清理設(shè)備上散落的原料及其他雜物，不至于影響原料的潔凈度及配比，最大限度的控制原料配比的誤差不超過±3%，攪拌后的原料需要達(dá)到能夠手抓取成團(tuán)不散，落地能夠散開的效果，拌和水的比例控制最為重要。在生產(chǎn)的同時，要時刻關(guān)注成品的質(zhì)量情況，發(fā)現(xiàn)不合格產(chǎn)品時，應(yīng)及時糾偏改正，同時未落地的不合格產(chǎn)品應(yīng)及時投入料斗再次壓制生產(chǎn)，避免造成原材料的浪費。在查閱相關(guān)規(guī)范文獻(xiàn)及現(xiàn)場10余次調(diào)配后，最終確定配比，見表3。

表3 S型高強聯(lián)鎖塊配合比

1.4 產(chǎn)品的養(yǎng)護(hù)

生產(chǎn)出來的成品聯(lián)鎖塊，需要進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，因?qū)嶋H生產(chǎn)過程中無法達(dá)到實驗室標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件；本過程聯(lián)鎖塊在生產(chǎn)時，因為跨越冬季與夏季，所以養(yǎng)護(hù)的方式也略有不同。

在冬季生產(chǎn)時，選用在全封閉的廠房內(nèi)生產(chǎn)，同時生產(chǎn)出以后直接送入保溫隔間定時噴灑水，生產(chǎn)24 h后方可進(jìn)行碼垛包裹透明塑料薄膜，養(yǎng)護(hù)存放5 d以上可移動至封閉廠房內(nèi)部進(jìn)行打捆存放，繼續(xù)灑水養(yǎng)護(hù)至28 d才可外運使用。

夏季采用直接在廠房內(nèi)生產(chǎn)，沒有進(jìn)行封閉，因溫度較高生產(chǎn)后需增加灑水養(yǎng)護(hù)，無須包裹塑料薄膜。養(yǎng)護(hù)3 d后即可進(jìn)行打捆碼放，繼續(xù)灑水養(yǎng)護(hù)至28 d才可外運使用。

在條件允許的情況下，盡量多在廠房內(nèi)存放，可有效降低廢品率，工人在碼垛時亦需要輕拿輕放，不可暴力扔甩。避免在強度未達(dá)標(biāo)前造成磚體的磕碰，影響感官質(zhì)量。生產(chǎn)出的聯(lián)鎖塊質(zhì)量必須符合國家標(biāo)準(zhǔn)JTS 257—2008《水運工程質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn)》和JTJ 296—96《港口道路、堆場鋪面設(shè)計與施工規(guī)范》，外觀質(zhì)量，鋪裝面粘皮或缺損、缺棱掉角的最大投影尺寸小于等于5 mm，不允許有鋪裝面裂紋、色差和雜色不明顯，厚度差小于等于2.0 mm，抗壓強度等級大于等于50.0 MPa，吸水率小于等于6.5%。

2 現(xiàn)場鋪設(shè)

現(xiàn)場基層全部施工完成后，開始鋪設(shè)砂墊層及后續(xù)鋪磚。具體流程為清理、準(zhǔn)備工作—測量、定位工作—鋪設(shè)砂墊層—鋪砌聯(lián)鎖塊—初步碾壓—鋪砂灌縫壓實—驗收檢查。

砂墊層鋪設(shè)前在固定位置設(shè)置測量點位作為鋪設(shè)控制點，用以為鋪設(shè)提供精準(zhǔn)定位。砂墊層采用中粗砂進(jìn)行鋪設(shè)，可先借助器械進(jìn)行粗平，然后分割劃分，利用刮板進(jìn)行平整，首先是在基層上安放導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上架鋁合金刮尺刮平，墊層砂在邊界處用刀把形刮尺，并保證墊層砂與邊界的相對高度為120 mm，從而確?？拷吔绲穆?lián)鎖塊高出邊界5 m。墊砂刮平的進(jìn)度應(yīng)提前，聯(lián)鎖塊鋪設(shè)進(jìn)度的最大長度不應(yīng)過長，墊層砂經(jīng)刮平則不許腳踏等對其損害，否則需重新刮平。在聯(lián)鎖塊鋪設(shè)時，墊層砂的含水率應(yīng)控制在8%以內(nèi)，以便于刮平，此外，在墊層砂刮平以后，不進(jìn)行任何振實。以測量器械垂直插入法測量鋪設(shè)厚度，將高低誤差控制在±5 mm內(nèi)。

在下雨天不宜進(jìn)行聯(lián)鎖塊的鋪設(shè)，鋪設(shè)時為了減少因不同批次產(chǎn)品的影響，建議按照箭頭指示方向依次以人字形方式鋪設(shè)。通過場地的邊界或放線設(shè)立的控制點時控制沿45°斜線的方向推進(jìn)。工人在鋪砌的過程中應(yīng)當(dāng)及時用橡膠質(zhì)皮錘或調(diào)塊棒等工具調(diào)整磚塊的間距，以保證每塊磚之間能夠有2～3 mm的縫寬。

鋪設(shè)完成后，應(yīng)及時進(jìn)行振搗壓實，采用平板振實機壓實后，觀察作業(yè)面，達(dá)到平整要求后，對部分發(fā)生位移的磚塊進(jìn)行校正，保證磚縫在要求范圍內(nèi)，若有損壞的磚塊立即進(jìn)行更換。

在鋪砌的聯(lián)鎖塊經(jīng)初步壓實及嵌入切塊以后，且經(jīng)檢查沒有明顯缺陷，應(yīng)立即開始進(jìn)行灌縫砂作業(yè)，并進(jìn)行振實。此工作步驟如下：篩沙。聯(lián)鎖塊灌縫砂用細(xì)砂，在使用前需過篩，篩除較大顆粒過篩的砂，人工鋪攤在已鋪聯(lián)鎖塊上，掃入縫內(nèi)并用重型平板夯振實，邊鋪沙邊振實，直到縫完全灌滿。在縫完全灌滿以后，需再次用重型平板夯在所有聯(lián)鎖塊上至少夯2遍。在振實過程中應(yīng)據(jù)需要隨時向縫內(nèi)補砂，完成上述工作以后，對于車輛通行區(qū)域還應(yīng)用10～12 t的輪胎壓路機碾壓至少10遍，作為替代方案，可以采用滿載裝載機進(jìn)行最終壓實。在上述每一步操作中，都要及時發(fā)現(xiàn)并更換損壞的聯(lián)鎖塊。進(jìn)行完上述步驟后，應(yīng)及時將多余的砂等清出場外。

聯(lián)鎖塊鋪面的銜接方式從以前已完成聯(lián)鎖塊鋪面向外延伸，在這種情況下，原有聯(lián)鎖塊必隨時間而出現(xiàn)松動、滑移、墊層沙及灌縫砂流失等現(xiàn)象，在新鋪面開展以前，需首先對原有鋪面進(jìn)行修復(fù)，修復(fù)方式為將原有鋪面邊緣部分拆除，直到鋪面完好，但無論如何應(yīng)至少拆除1 m的舊鋪面，以保證新舊鋪面銜接完好。在拆除舊鋪面邊緣部分以后，即可按照常規(guī)方法重新鋪墊層沙、聯(lián)鎖塊，形成新舊鋪面的銜接。

聯(lián)鎖塊鋪砌時要遵守以下原則。

1）首先計算所需鋪砌區(qū)域的面積及各個誤差等級聯(lián)鎖塊的數(shù)量，合理安排鋪砌。

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2）在某邊界區(qū)域內(nèi)鋪砌時，應(yīng)盡量使用同一誤差等級的聯(lián)鎖塊。

3）不同誤差等級的聯(lián)鎖塊不能混合鋪砌，否則將給接縫造成問題。

4）如不能滿足第二項要求，鋪砌時應(yīng)先用誤差等級較大的聯(lián)鎖塊，然后再用誤差等級小的聯(lián)鎖塊。

5）對同一誤差等級的聯(lián)鎖塊鋪砌時應(yīng)按照先后后先的原則，即按生產(chǎn)日期，對同一批模具所生產(chǎn)的聯(lián)鎖塊，先鋪生產(chǎn)日期在后的聯(lián)鎖塊，后鋪生產(chǎn)日期在前的聯(lián)鎖塊。設(shè)置臨時邊界及時進(jìn)行鎖邊，在一區(qū)域聯(lián)鎖塊鋪砌完成后，如某一邊暫無固定邊界，則應(yīng)在此邊處設(shè)置臨時邊界，臨時邊界可用砂漿形成，以防止聯(lián)鎖塊移動及砂流失，否則鋪面將會造成破壞。

6）在鋪砌時要做到“三同步”，所謂“三同步”是指在聯(lián)鎖塊鋪砌時，要做到鋪砌、鎖邊及灌沙振實三同步，即對一片區(qū)域，每天收工前，要做到聯(lián)鎖塊鋪砌完畢。

3 檢查與驗收

4 結(jié)束語

S型高強聯(lián)鎖塊因強度要求高，不同于普通的市政工程用磚，其對于原材料的選擇、配比，以及生產(chǎn)工藝、養(yǎng)護(hù)都有著較高的要求。在生產(chǎn)過程中需要嚴(yán)格科學(xué)地進(jìn)行生產(chǎn)及養(yǎng)護(hù)，方可生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品。

在生產(chǎn)調(diào)制中同時發(fā)現(xiàn)，采用大粒徑粗骨料，增加膠凝材料的方式，反而會增加產(chǎn)品的不合格率。

因本工程的時間緊任務(wù)重，未能夠繼續(xù)深入研究其他配比情況對產(chǎn)品的影響，只是進(jìn)行了常規(guī)生產(chǎn)和配比的調(diào)試。

在鋪設(shè)過程中，需要注意墊層的攤鋪均勻，以免造成不均勻沉降，影響高差控制。鋪面的銜接等在驗收過程中要重點檢查工序質(zhì)量管理。

建議后續(xù)對高強度聯(lián)鎖塊的研究過程中，應(yīng)考慮增加石粉或其他經(jīng)濟材料，以驗證是否能夠達(dá)到強度要求。

在投入使用近1 a的時間里，尚未發(fā)生不均勻沉降及破碎情況，證明此生產(chǎn)質(zhì)量控制及鋪設(shè)成功，質(zhì)量良好。