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1.试验材料
(1)基材:来自湖北某工厂,幅面为1220mm×2440mm×18mm的稻草刨花板。参照国家标准GB/T4897—2003《刨花板》测试,板材主要理化性能指标见表1。(2)薄木:0.2mm厚的水曲柳和0.6mm厚的白橡,含水率9.6%左右。(3)胶黏剂:聚醋酸乙烯酯乳液(PVAc,俗称乳白胶),德华兔宝宝装饰新材股份有限公司;改性乳白胶(型号为GB-3),南京高宝橡塑股份有限公司,固含量50%,黏度>20Pa•s,pH6.8~7.0。
2.设备与仪器
(1)贴面设备:平板硫化机,型号XLB。(2)表面胶合强度测试仪器:微机控制电子万能力学试验机,型号CMT6104。(3)其他:表面粗糙度测试仪、电热恒温鼓风干燥箱、320#砂纸等。
3.试验方法
参照木质刨花板表面常用的处理方法,综合考虑贴面板的环保性,分别采用PVAc和GB-3对稻草刨花板基材进行薄木贴面工艺试验。
(1)试验设计:根据影响薄木饰面稻草刨花板胶合质量的工艺因素和预备试验的情况,饰贴0.6mm厚白橡薄木的涂胶量为120g/m2,饰贴0.2mm厚水曲柳薄木的涂胶量为100g/m2,对热压压力、热压温度和热压时间3个因素进行3水平的正交试验。正交试验设计如表2所示。
(2)贴面工艺:稻草刨花板表面饰贴采用“干贴法”,其工艺流程如图1所示。(1)基材锯切:将稻草刨花板锯切成400mm×300mm的幅面。(2)基材砂光:根据预备试验结果,综合考虑轮廓不平度算术平均偏差(Ra)、轮廓微观不平度平均间距(Sm)、生产效率、经济性等因素,将锯切好的板材用320#砂纸在其表面重复砂光4遍,保证表面粗糙度达到薄木贴面要求。(3)薄木拼接:由于薄木的幅面比较狭窄,弦向长度一般都小于300mm,因此需要进行薄木拼接。手工拼接时,尽量将两张薄木较齐的边拼在一起,保证不离缝或重叠;将透明宽胶带粘在上面后,再用木棒在宽胶带上来回碾压几遍,以保证在组坯、陈化等热压工序前不会脱落。(4)涂胶:按试验方案的要求施加涂胶量,用刷子均匀涂刷在基材的表面上。(5)组坯:薄木应张贴平整,要求上、下两层薄木的纹理方向一致,使其两面应力平衡,防止翘曲变形。(6)陈化:闭合陈化,时间为30min。陈化的主要目的是让胶液更好的浸润,使一部分水分挥发,保证产品的强度。(7)热压:热压前将压机上、下热压板的温度升至规定温度,再设表压力值,严格按热压时间压制试件。(8)陈放:热压后,检查薄木胶贴质量,再放置3d,消除热应力,使其应力平衡,胶黏剂充分固化。(9)修边:用裁纸刀进行修边处理。
4.性能测试
依据国家标准GB/T15104—2006《装饰单板贴面人造板》规定,对薄木贴面稻草刨花板的表面胶合强度进行测定。(1)试件锯切:将贴面板锯切成幅面尺寸为50mm×50mm的试件。(2)画线:用色笔在锯切好的试件中央画一个20mm×20mm的小方格。(3)黏方铁块:用热熔胶将定制的方铁块正面(带圆形凹槽的一面)朝上黏合在试件的中央位置。(4)陈放:陈放时间至少24h,消除热应力。(5)切割:用手工钢锯沿着方铁块的四周切断装饰层,切割深至基材表面。(6)测试:用卡头和卡具将试件固定在万能力学试验机上,在与表面垂直的方向上加载,从加载开始到试件破坏,记录试件的表面胶合强度。
二、结果与分析
影响薄木贴面板质量的主要指标是表面胶合强度和透胶率,本试验通过对这两项性能指标的测定来评价贴面质量。
1.透胶率
薄木贴面试验的透胶率情况见表3。由表3可见,Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类试验中薄木贴面的透胶率均为0,达到了国家标准GB/T15104—2006薄木贴面装饰板优等品的等级;Ⅰ类试验中薄木贴面的透胶率为0.1%,达到了薄木贴面装饰板一等品的等级。当胶黏剂选用PVAc时,0.2mm厚水曲柳贴面试验7(热压压力为0.8MPa、热压温度为90℃、热压时间为240s)有透胶现象,透胶率为1%,也达到了薄木贴面装饰板合格品的等级。由于试验采用的胶黏剂为PVAc或改性PVAc(型号为GB-3),均是热塑性胶黏剂,且渗透性差,可防止透胶。通过预备试验,饰贴0.6mm厚白橡的涂胶量为120g/m2,饰贴0.2mm厚水曲柳的涂胶量为100g/m2,这既保证了胶合强度,又可防止透胶。组坯后闭合陈化30min,使胶黏剂充分流平,以防透胶。
2.表面胶合强度
(1)薄木贴面试验的表面胶合强度情况见图2。由图2可知,薄木贴面的表面胶合强度完全符合国家标准GB/T15104—2006对装饰单板贴面刨花板表面胶合强度的要求(≥0.40MPa)。(2)如图2所示:水曲柳贴面的表面胶合强度明显优于白橡贴面,这与薄木的厚度有直接关系;对于0.2mm厚水曲柳贴面试验,选用PVAc胶黏剂的表面胶合强度要优于GB-3胶黏剂;对于0.6mm厚白橡贴面试验,选用GB-3胶黏剂的表面胶合强度要明显优于PVAc胶黏剂。(3)级差R值反映了各因素对实验结果影响的大小。由表4可见,0.2mm厚水曲柳贴面试验,无论选用PVAc还是GB-3,因素C的R值均最大,可知因素C(热压时间)对贴面板表面胶合强度的影响最大。随着热压时间的延长,胶黏剂固化充分,表面胶合强度明显提高;但热压时间进一步延长,树脂老化,表面胶合强度反而下降。0.6mm厚白橡贴面试验,无论选用PVAc还是GB-3,因素A的R值均最大,可知因素A(热压压力)对贴面板表面胶合强度的影响最大。由于胶黏剂的预压性和初黏性好,随着单位压力的增加,表面胶合强度明显提高。(4)对于0.2mm厚水曲柳贴面试验,选用PVAc胶黏剂,热压压力0.7MPa、热压温度100℃、热压时间120s时,其表面胶合强度最大;选用GB-3胶黏剂,热压压力0.8MPa、热压温度90℃、热压时间180s时,其表面胶合强度最大(图3)。(5)对于0.6mm厚白橡贴面试验,选用PVAc胶黏剂,热压压力为0.8MPa、热压温度为90℃、热压时间为240s时,其表面胶合强度最大;选用GB-3胶黏剂,热压压力为0.7MPa、热压温度为90℃、热压时间为180s时,其表面胶合强度最大(图4)。(6)由于试验采用的胶黏剂为PVAc或改性PVAc(型号为GB-3),在一定的热压温度作用下,PVAc中的水分逐渐蒸发或渗透到基材中,使胶液的浓度不断增大,之后在表面张力的作用下,使高分子胶体颗粒发生凝聚而变硬。
三、结论
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关键词: 地铁车站,;侧墙三角支架大模板支撑体系;施工
中图分类号: U231+.3 文献标识码: A 文章编号:
1、工程概况
深圳地铁某站主体结构为地下二层三柱四跨整体式箱形现浇钢筋混凝土框架结构,车站侧墙与围护结构为复合结构。车站负二层高6.04m,负一层高4.85m。车站标准段侧墙厚700mm,盾构加宽段侧墙及端头厚800mm。
2、车站主体结构施工顺序
车站主体结构按照从底板(侧墙部分含倒角上30cm及上下翻梁)负二层墙侧墙及中立柱中板负一层侧墙及中立柱顶板的顺序施工。
3、侧墙三角支架大模板支撑体系概述
墙模板:负一层墙高4.85m,扣除倒角30cm,墙高4.55m,采用2.5m(宽)×4.6m(高)×5mm(厚)面板钢模板;负二层墙高6.04m,扣除两个倒角60cm,墙高5.44m。采用2.5m(宽)×5.5m(高)×5mm(厚)面板钢模板;均采用地脚螺栓为拉结点,地脚螺栓为D20L=700,间距300mm。
三角架支撑:与模板配套支架、挑架、背楞及地锚,支架间距0.8m,地脚螺栓间距0.3m,模板接缝处可适当加密。
4、侧墙三角支架大模板支撑体系力学计算
4.1 侧压力计算
混凝土作用于模板的侧压力,根据测定,随混凝土的浇筑高度而增加,当浇筑高度达到某一临界时,侧压力就不再增加,此时的侧压力即位新浇筑混凝土的最大侧压力。侧压力达到最大值的浇筑高度称为混凝土的有效压头。通过理论和实践,可按下列二式计算,并取其最小值:
式中F------新浇筑混凝土对模板的最大侧压力(KN/m2)
γc------混凝土的重力密度(kN/m3)取25 24 kN/m3
t0------新浇混凝土的初凝时间(h),可按实测确定。当缺乏实验资料时,可采用t=200/(T+15)计算;t=200/(20+15)=5.71
T------混凝土的温度(°)取20°
V------混凝土的浇灌速度(m/h);取2m/h
H------混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面的总高度(m);取5.44m
Β1------外加剂影响修正系数,掺外加剂时取1.0 1.2;
Β2------混凝土塌落度影响系数,当塌落度小于30mm时,取0.85;50—90mm时,取1;110—150mm时,取1.15。取1
=0.22Х25Х5.71Х1.0Х1Х21/2
=44.41kN/m2
=25x5.44=136kN/ m2
取二者中的较小值,F=44.41kN/ m2作为模板侧压力的标准值,并考虑倾倒混凝土产生的水平载荷标准值4 kN/ m2,分别取荷载分项系数1.2和1.4,则作用于模板的总荷载设计值为:(折减系数为0.85)
q=44.41Х1.2Х0.85+4Х1.4=50.90kN/ m2
单侧支架主要承受混凝土侧压力,取混凝土最大浇筑高度为5.44 m,侧压力取为F=50.90KN/m2,有效压头高度h=2.4m。
4.2 支架受力计算
单侧支架按间距800mm布置。( 交待一下螺栓间距)
4.2.1 分析支架受力情况:取o点的力矩为0,则:
2864XR=F1X(2400/3+1950)+F2X(3040/2)
R=69.61KN
其中:
F1=0.5X2.4X0.8X50.90=48.86KN
F2=1.0 X1.05X0.8X50.90=42.76KN
4.2.2 支架侧面的合力为:F合=F1+F2=91.62KN
再取o点的力矩为0,则L=[F1X(2400/3+1950)+F2Х1520]/91.62=2176mm
根据力的矢量图得F合和R的合力为:(见下图)
(F总)2= (F合)2+(R)2=91.622+69.612
F总=115.1KN
与地面角度为:α=37.2°
由F总分解成两个互为垂直的力,其中一个与地面成45度,大小为:T45°=122.5KN
T45°共有8/3个埋件承担, (螺栓间距)
其中单个埋件最大拉力为:F= T45°/(8/3)=45.94KN
4.3埋件强度验算
预埋件为Ⅱ级螺纹钢d=25mm,埋件最小有效截面积为:A=3.14×102=314mm2 (注意:此截面为最小有效截面)
轴心受拉应力强度:σ=F/A=45.94×103/314
=146.3MPa
(320为高强螺栓)
4.4埋件锚固强度验算
对于弯钩螺栓,其锚固强度的计算,只考虑埋入砼的螺栓表面与砼的粘结力,不考虑螺栓端部的弯钩在砼基础内的锚固作用。(大于35D的弯钩)
锚固强度:F锚=πdhτb=3.14x25x550x3.5
=151.1kN>F=45.94KN符合要求
其中:
F锚-锚固力,作用于地脚螺栓上的轴向拔出力(N)
d-地脚螺栓直径(mm)
h-地脚螺栓在砼基础内的锚固深度(mm)
τb-砼与地脚螺栓表面的粘结强度(N/mm2)
地脚螺栓浇注完毕后48小时,埋入砼的螺栓表面与砼的粘结力达到3.5MPa,则可以开始拆模支设支架。
5、模板及单侧支架安装
5.1 埋件部分安装
地脚螺栓出地面处与砼墙面距离:模板厚+50mm,出地面长为130mm;各埋件杆相互之间的距离一般为300 mm(若埋件强度不够可减小)。在靠近一段墙体的起点与终点处宜各布置一个埋件,具体尺寸根据实际情况而定。
埋件系统及架体示意图见右图,埋件与地面成45度的角度,现场埋件预埋时要求拉通线,保证埋件在同一条直线上,同时,埋件角度必须按45度预埋。
地脚螺栓在预埋前应对螺纹采取保护措施,用塑料布包裹并绑牢,以免施工时砼粘附在丝扣上影响上连接螺母。
因地脚螺栓不能直接与结构主筋点焊,为保证砼浇筑时埋件不跑位或偏移,要求在相应部位增加附加钢筋,地脚螺栓点焊在附加钢筋上,点焊时,请注意不要损坏埋件的有效直径。
5.2模板及单侧支架安装
单侧支架相互之间的距离为800 mm。支架中部用φ48钢管连接,具体现场操作,前面用200×100mm木方垫起。
安装流程:钢筋绑扎并验收后弹外墙边线合外墙模板单侧支架吊装到位安装单侧支架安装加强钢管(单侧支架斜撑部位的附加钢管,现场自备)安装压梁槽钢安装埋件系统调节支架垂直度安装上操作平台再紧固检查一次埋件系统验收合格后砼浇筑
合墙体模板时,模板下口与预先弹好的墙边线对齐,然后安装钢管背楞,临时用钢管将墙体模板撑住。
吊装单侧支架,将单侧支架由堆放场地吊至现场,单侧支架在吊装时,应轻放轻起,多榀支架堆放在一起时,应在平整场地上相互叠放整齐,以免支架变形。
需由标准节和加高节组装的单侧支架,应预先在材料堆放场地装拼好,然后由塔吊吊至现场。
在直面墙体段,每安装五至六榀单侧支架后,穿插埋件系统的压梁槽钢。
支架安装完后,安装埋件系统。
用钩头螺栓将模板背楞与单侧支架部分连成一个整体。
调节单侧支架后支座,直至模板面板上口向墙内倾约5mm因为单侧支架受力后,模板将略向后倾。
最后再紧固并检查一次埋件受力系统,确保砼浇筑时,模板下口不会漏浆。