高强混凝土联锁块生产施工质量控制关键技术

喻江武，邬林宏，贺 阳，夏京亮，周永祥，石箭光

（1.中交第二公路工程局有限公司，陕西 西安 710065；2.中国建筑科学研究院，北京 100013）

1 高强联锁块生产质量控制关键技术

高强联锁块生产工艺包括混凝土（包括底料和面料）的搅拌与输送、布料与成型、养护与堆垛、成品运输等，示例工程采用全自动砌体成型机进行高强联锁块的生产，工艺流程如图1所示。

1.1 原材料检验控制

水泥、砂石等原材料质量对高强联锁块性能的影响非常显著，生产中应对原材料品质提出更高的要求，并在进场时进行严格复检。高强联锁块用水泥应尽可能采用 P.O52.5R型水泥，从而使联锁块在早期具有足够的强度，可有效减少由于前期强度不足在堆垛、搬运中出现破损。底料用粗骨料的颗粒级配应为 5～10 mm单粒粒级，最大粒径不应过大，有利于减少底部掉角等问题。面料用细骨料应采用2.36 mm的筛网筛除掉粒径大于2.36 mm的颗粒，可显著提高联锁块的表观质量。除此以外，生产时还应周期性对原材料干燥状态进行检验。当砂、石受潮时，应试验检测其含水率，并根据试验室给出的配比，将砂、石含水量分别在底料与面料的配比用水量中予以扣除，以计算施工配合比。

1.2 混凝土检验与配合比调整控制

高强联锁块混凝土作为一种干硬性混凝土，单位用水量是配合比参数中的关键，其水胶比通常较低，拌合物状态难以精确控制，通常以手握成团，落地即散为宜。生产中，应根据出机时联锁块块体半成品的状态对面料、底料混凝土的配合比进行及时调整。当面料混凝土过干，成型后块体表面松散、裂纹、露砂时，应适当增加面料混凝土的用水量；当面料混凝土过湿，造成面料堵塞出料口、布料困难或者粘黏压头时，应适当减少面料混凝土的用水量。当底料混凝土过干，造成块体成型困难时，应适当增加底料混凝土用水量；当底料混凝土过湿，底料粘黏托板时，应适当减少底料混凝土的用水量。这种对高强联锁块配合比及时、合理地调整，对于保证联锁块性能的优异和稳定非常有利。

1.3 生产工艺参数控制

生产过程中，应根据块体半成品存在的分层、麻面、掉角等问题及时调整预制工艺参数以保证产品质量稳定。底料振动布料时间应控制在1.0～1.4 s，确保底料布料充分；底料一次压振（预压）的时间直接决定了面料在联锁块中所占厚度，应控制在0.85～0.95 s，确保面料层厚度控制在6～8 mm；二次压振的时间应控制在7～10 s，确保压振充分、块体密实，当所成型块体内部不密实而造成强度不足时，应适当提高二次压振时间。对于脱模出机后形成的半成品，应进行表观质量检验，块体掉角、破损或表面缺损、裂纹的半成品应划分为不合格品，不合格品应在30 min内回入底料搅拌系统中，存放超出30 min的不合格品应作报废处理，当不合格品比例过高时，应停止生产，分析总结原因，并对混凝土配合比和生产工艺参数进行相应的调整。

1.4 养护、堆垛工艺控制

高强联锁块通常采用洒水覆盖薄膜或土工布的方式进行养护。大量的生产实践表明，充足的养护时间对于高强联锁块的强度形成至关重要，半成品应至少在养护区养护24 h，才可从底拖板上取下并在堆垛区堆垛，如工期和场地设备条件允许的情况下，养护时间应尽可能延长至 3 d，可大幅减少堆垛过程中造成的人为破损，废品率相比养护 1 d时降低了约10 %。堆垛过程中工人应轻拿轻放，严禁丢、甩、扔块体，应尽量避免块体磕碰而造成表面缺损。应使用叉车拖板并在其上成垛，不得采用垛体上预留叉车孔的方式，否则垛体运送时会产生应力集中造成叉车孔周围联锁块块体大量破损报废。半成品堆垛后应继续覆盖洒水养护至2 d龄期，才可采用打包绳进行打包，打包绳下应垫有橡胶垫片，打包后由叉车运送至垛体堆放区单层摆放，并应继续覆盖洒水养护至28 d龄期，其联锁块才可作为成品出厂使用。

1.5 成品质量控制

所生产高强联锁块的尺寸及质量应满足国家现行标准《混凝土路面砖》（JC/T 446-2000）的有关规定以及设计要求的技术指标，应制定相应的质量检验制度，对每一检验批次进行表观质量、尺寸允许偏差、力学性能和物理性能的检验，确保各批次成品的质量满足要求。

图1 高强联锁块生产工艺流程

2 高强联锁块施工质量控制关键技术

高强联锁块路面结构由面层、基层和垫层组成，其面层由联锁块、接缝用砂和垫砂层组成。高强联锁块施工的质量控制关键技术包括以下方面。

2.1 面层材料质量控制

除了高强联锁块以外，接缝用砂、垫砂层用砂等面层材料的质量同样会影响整个路面结构的性能，在施工时需要严格控制。本工程要求接缝用砂采用含泥量≤3.0 %、含水率≤2.0 %、最大粒径≤2.36 mm的细砂，有利于接缝填灌更加充分。雨雪天气应做好遮雨防潮措施，含水率大的接缝用砂可能导致灌缝不密实甚至灌不进去。垫砂层用砂要求含泥量≤5.0 %、含水率≤3.0 %，且采用8 mm的筛网筛除掉粒径大于8 mm的颗粒，避免过多的粗大颗粒引起垫砂层沉降不均匀的问题。

2.2 面层施工准备

面层施工前应对水泥稳定碎石基层进行检查，验收其厚度、高程、密实度、平整度、强度等满足设计要求后，并对基层表面进行清理后才可铺筑面层。各区域施工前应对该区域现场状况进行调查，规划相应的设备、工具的投入与面层材料用量，编制施工组织设计，避免由于施工进度不连续、过程衔接混乱等造成质量事故。

2.3 设置基准点、基准线、控制线

基准点、基准线、控制线的合理有序地设置是保证联锁块施工质量的关键措施。本工程基准点的设置位置选取在施工区域的中点附近的边缘约束位置（混凝土路面等），以同时向两个方向进行铺设。通过基准点，分别设置两条相互垂直的纵、横向基准线，并以纵、横向基准线为基准，按照一定间距平行拉放控制线，总体如图2所示。

图2 基准点、基准线和控制线设置平面示意

控制线拉放过程中，应先拉放横向控制线，横向控制线的间距以4～6 m为宜，不得超过8 m；在相邻两条横向控制线之间，再拉放纵向控制线，纵向控制线的间距以2～3 m为宜，不得超过4 m，过大的控制线间距容易造成较大的误差。控制线的高程应严格控制为路面设计高程，其误差直接决定了施工后的路面平整度，拉放过程中应对高程反复检查校核。控制线相互之间应确保平行，并保证平直、绷紧，单线跨度较大时宜设置支撑点，防止控制线松动、局部下凹；控制线宜采用具有一定韧性的鱼线等材料。

2.4 摊铺垫砂层

垫砂层的摊铺质量控制，尤其是厚度控制是提高面层平整度、减小邻块高差的关键。垫砂层的虚铺厚度应根据材料的松铺系数经试验计算确定。本工程垫砂层的虚铺厚度为30±5 mm（荷载作用下会发生10±1 mm的压实沉降），当部分位置的虚铺厚度过大或过小时，应停止摊铺并对基层进行相应处理。最终应使虚铺垫砂层的顶面高程严格控制在控制线（即路面设计高程）以下90 mm的位置（荷载作用下沉降后恰能预留出100 mm的联锁块厚度），如图3所示。

图3 垫砂层、控制线高程示意

本工程摊铺垫砂层采用刮板法。虚铺后，先用木耙对垫砂层进行人工初平，对纵向控制线附近区域的砂进行适当压实。之后，在纵向控制线正下方的垫砂层上埋设30 mm×30 mm×8 m的角钢作为刮平轨道，角钢角部向上作为轨道顶面，角部与控制线的距离应严格控制为90 mm。角钢埋设时应反复用卷尺检查两端和中间的角部是否与控制线保持竖直以及与控制线的距离是否恒定为90 mm，不满足要求时应及时调整。埋设完成后，采用30 mm×90 mm×4 m的铝合金板作为刮平器进行刮平，刮平时应保持刮平器上表面沿控制线、下表面沿刮平轨道平稳、缓慢地向前推进。刮平后，应及时取出角钢，角钢所留的沟槽应用砂进行人工补平，并采用木板进行人工刮平，过程中不得破坏和扰动已刮平的垫砂层。

不宜将摊铺好的垫砂层直接暴露在空气中超过 8 h，必要时应采用薄膜或土工布对已摊铺的垫砂层进行保护，防止其中含水率发生变化导致后续沉降不均匀。

2.5 铺筑联锁块

本工程联锁块的铺筑从基准点开始，以基准线呈 45°方向布置，按人字形铺筑联锁块。铺筑过程中宜适当增加设置纵向、横向控制线，以更好地确保联锁块铺筑整齐，增加的纵向、横向控制线的间距以1.62 m为宜，如图4所示。

图4 联锁块铺筑示意

每块联锁块铺筑后应采用橡皮锤在竖直和水平方向进行适当敲击，保证块体表面高程一致，以及相互间联锁位置对齐；横向敲击不应用力过大而出现无接缝情况，否则会影响后续灌缝，降低路面结构整体性，接缝宽度应控制为1～3 mm。联锁块铺筑至控制线时，应用卷尺检查各块与控制线的距离是否相等，如有个别联锁块相比其余块体距离偏差在3 mm以上，应采用夹砖器调整相应块体的接缝宽度，直至各块与控制线的距离基本相等，才可移除控制线继续铺筑。联锁块铺筑时，不得站在垫砂层上作业，可在刚铺筑的路面砖上，垫一块面积在0.3 m2以上的木板，站在木板上作业，避免局部受力发生扰动。

联锁块铺筑至边缘约束位置时，如距离边缘的间隙不大于20 mm，可通过适当提高周围若干联锁块的接缝宽度来消除间隙，不建议使用水泥砂浆填补间隙，其较低的强度和刚度通常会在使用不久后便被破坏，降低面层横向约束程度，接缝宽度增大，从而降低面层整体性；如间隙大于20 mm，应采用切断块进行填补。

2.6 初步振压

联锁块铺筑完成后，应采用小型振动碾压机沿铺筑方向初步振压2～3遍，由于此时没有灌缝，面层整体性不高，无法联锁承载，所用振动碾压机的吨位不宜过大，防止块体受到过分振动甚至被破坏。初步振压时，振动碾压机前进速度宜与步行速度相当，不得停止不前或倒退，不得造成路面过分扰动。初步振压的作业区域应距离联锁块铺筑作业面2 m以上。

2.7 填灌接缝

初步振压完成后，采用接缝用砂灌满填实联锁块之间的接缝，实现联锁块面层的整体性。撒砂后，先用板刷将砂扫入接缝中，直至填满接缝；采用小型振动碾压机沿铺筑方向振压1遍，使砂灌入；之后，按照上述做法重复扫砂—压振工序3遍以上，直至接缝灌满填实为止。最后，为提高整体性，采用大型振动碾压机沿铺筑方向振压1遍。

2.8 质量要求与检查验收

施工完成后，应对联锁块面层的外观、平整度、中线高程、边线高程、邻块高差、接缝宽度偏差进行严格检验，保证面层质量符合要求，对于不符合要求的区域应标记清楚，及时进行修补或返工。本工程联锁块面层质量要求如表1所示。

表1 联锁块路面面层质量要求

3 结 语

高强混凝土联锁块的生产施工质量控制是一项涉及全过程管理的工作，其中对于关键技术的掌控有利于提高管理效率和控制效果，是保证生产施工质量的核心。肯尼亚内罗毕ICD项目高强混凝土联锁块工程通过加强经验总结，质量控制层层把关，实现了生产施工质量的显著提升，其中各环节质量控制的关键技术希望引起相关生产施工单位的充分重视。