裝配式建築之套筒灌漿技術

裝配式建築,是指由預製部品部件在工地裝配而成的建築。按預製構件的形式和施工方法分為砌塊建築、板材建築、盒式建築、骨架板材建築及升板升層建築等五種類型。裝配式建築中的重要工藝是套筒灌漿技術。想要弄清楚什麼是套筒灌漿技術,先要從鋼筋連接方法說起,在施工過程中,所有的鋼筋連接方法歸根結底就是一個原則:保證鋼筋拉斷接頭不斷保證了這一點,也就保證了鋼筋方面的大部分質量問題可以被避免。

裝配式建築之套筒灌漿技術

傳統的施工工藝可以歸類為焊接法,機械連接法。細分下來有諸如“搭接焊”“幫條焊”“閃光對接”“直螺紋”“電渣壓力焊”等等。

裝配式建築之套筒灌漿技術

然而,早就有一種連接工藝,省鋼筋,易操作,滿足“保證鋼筋拉斷接頭不斷”的原則,可能已經有讀者朋友們猜到了,這種省鋼筋,易操作,滿足“保證鋼筋拉斷接頭不斷”的原則的施工工藝,其實就是鋼筋直錨。利用混凝土握裹力將鋼筋牢牢固定在混凝土裡,這也是直錨原理的力學規律。

裝配式建築之套筒灌漿技術

如果兩根鋼筋同時平行於一塊混凝土中,將兩根鋼筋的距離無限縮小,也就變成了搭接,鋼筋搭接也是鋼筋錨固的一種,只不過和普通的鋼筋錨固有一些不同之處,我們來看一下搭接部位的橫截面。

裝配式建築之套筒灌漿技術

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觀察其中的單個鋼筋,發現什麼不一樣的地方了嗎?錨固鋼筋被混凝土360°的包裹,而混凝土對鋼筋搭接的包裹並不完全那麼鋼筋搭接的長度比錨固的長度是大還是小?如果是大/小,又是大/小多少呢?

根據17G101-11 G101系列圖集常見問題答疑圖解,有如下解釋:

當縱向受拉鋼筋搭接接頭面積百分率≤25%時取1.2;

當縱向受拉鋼筋搭接接頭面積百分率為50%時取1.4;

當縱向受拉鋼筋搭接接頭面積百分率為100%時取1.6

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為什麼說搭接的鋼筋耗費低,理論上講,混凝土強度越高錨固長度越短。那麼如果混凝土的強度夠高的話,錨固鋼筋的長度就可以減少。進一步,錨固長度越短搭接長度就越短。所以通過提高混凝土強度,可以達到減少鋼筋用量的問題。

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但是,從成本上來講,提高混凝土強度所增加的額外費用,要遠遠大於減少的這些鋼筋用量的費用,有沒有什麼辦法,可以真正意義上的控制成本呢?不提高鋼筋周邊的混凝土強度,也不增加鋼筋搭接長度同時還要滿足施工要求。這一難題看似無解,但是隨著裝配式建築的出現,這個問題也就得到了解答。

裝配式技術中的一項重要的施工工藝:套筒灌漿技術

定義:鋼筋套筒灌漿連接技術是指帶肋鋼筋插入內腔為凹凸表面的灌漿套筒,通過向套筒與鋼筋的間隙灌注專用高強水泥基灌漿料,灌漿料凝固後將鋼筋錨固在套筒內實現針對預製構件的一種鋼筋連接技術。

簡單點說,就是在工廠預製牆板的時候就留上孔,在施工階段安裝完成後將高強度的混凝土灌進去。

裝配式建築之套筒灌漿技術

混凝土能灌進去嗎?多高的強度?沙子和水泥可以灌進去,但是石子呢?

裝配式建築之套筒灌漿技術

其實,灌漿的材料並不是我們熟悉的混凝土,而是一種名為無收縮灌漿料的新材料。無收縮灌漿料是以高強度材料作為骨料(如:石英砂、金剛砂等),以水泥、灌漿母料等為介質,輔以高流態、微膨脹、防離析等外加劑(如:減水劑)配製而成。我們在這裡把它看作一種高科技的混凝土材料就行。

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但是上文的那種施工工藝還有一個致命的缺點:鋼筋受力不在同一條線上。

裝配式建築之套筒灌漿技術

那麼怎樣才能保證鋼筋受力在同一條線上呢?看完下圖你就懂了

裝配式建築之套筒灌漿技術

乍一看,這不就是兩塊牆板沒鋼筋連接嗎?非也,非也。套筒灌漿技術和之前技術的最大不同在於下圖的這個東東。

裝配式建築之套筒灌漿技術

灌漿套筒,我們可以把它理解為一根鋼筋。

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這種方法叫全套筒灌漿,用於裝配式建築中的梁鋼筋。

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同樣,預製牆板鋼筋連接也有其他的方法,半灌漿套筒連接。

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螺紋套筒在施工中能節約大量鋼筋,但在裝配式建築中,在預製牆板沒有辦法擰螺絲(使勁擰也不行),所以產生了一種技術——半灌漿套筒連接,即直螺紋套筒和灌漿套筒連接。

裝配式建築之套筒灌漿技術

半灌漿施工工藝,說白了也很簡單,在工廠預製的時候,把套筒連接到鋼筋上

預製成型,拉到現場組裝即可。

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鋼筋對位之後灌漿前有一項重要工作——吹灰

即用高壓氣泵把裡面的東西全部吹出來。這裡面的東西,也包括了空氣,灌漿的時候如果空氣不能排出來,就會有兩種後果。

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所以我們一般在套筒灌漿預留兩個孔:出漿孔和灌漿孔。灌漿結束後堵孔,這才算是完成。

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除此以外,還有一種倒插法灌漿工藝值得我們學習,那就是倒插法灌漿工藝。套筒留在牆底部,上層牆板吊裝的時候要藉助鏡子一一把鋼筋插進套筒裡。

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倒插法,就是把套筒留在牆頂端,上層牆板安裝前,先注漿,然後把鋼筋對位安裝上一層牆板。這種施工工藝因為更簡單,也常常被我們採用。

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