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预制构件生产工艺:装配式建筑中的关键步骤

时间:2023-08-21 理论教育 版权反馈
【摘要】:根据生产过程中组织构件成型和养护的不同特点,预制构件生产工艺分为平模机组流水工艺、平模传送流水工艺、固定平模工艺、立模工艺、长线台座工艺等。①平模机组流水工艺:根据生产工艺的要求将整个车间划分为若干工段,每个工段配备相应的工人和机具设备,构件的成型、养护、脱模等生产过程分别在有关的工段循序完成。平模生产最大的优越性在于夹心保温层的施工和水电预埋可以在布设钢筋时一并进行。

预制构件生产工艺:装配式建筑中的关键步骤

根据生产过程中组织构件成型和养护的不同特点,预制构件生产工艺分为平模机组流水工艺、平模传送流水工艺、固定平模工艺、立模工艺、长线台座工艺等。

①平模机组流水工艺:根据生产工艺的要求将整个车间划分为若干工段,每个工段配备相应的工人和机具设备,构件的成型、养护、脱模等生产过程分别在有关的工段循序完成。这种工艺的特点是主要机械设备相对固定,模板借助吊车的吊运,在移动过程中完成构件的成型。

②平模传送流水工艺:模板自身装有行走轮或借助辊道传送,不需吊车即可移动,在沿生产线行走过程中完成各道工序,然后将已成型的构件连同钢模送进养护窑。

③固定平模工艺:模板固定不动,构件的成型、养护、脱模等生产过程都在同一个位置上完成。

④立模工艺:模板垂直使用,并具有多种功能;模板是箱体,腔内可通入蒸汽,侧模装有振动设备,从模板上方分层灌筑混凝土后,即可分层振动成型。

⑤长线台座工艺:适用于露天生产厚度较小的构件和先张法预应力钢筋混凝土构件,如空心楼板、槽形板、T 形板、双T 板、工形板、小桩、小柱等。

平模生产线主要用于生产桁架钢筋混凝土叠合板、预制混凝土剪力墙板等,如图4.53和图4.54 所示。平模生产最大的优越性在于夹心保温层的施工和水电预埋可以在布设钢筋时一并进行。立模生产线采用成组立模工艺,如图4.55 所示。与平模工艺比较,立模工艺可节约生产用地、提高生产效率,而且构件的两个表面同样平整,通常用于生产外形比较简单而又要求两面平整的构件,如内墙板、楼梯段等,如图4.56 所示。

图4.53 平模生产线

图4.54 平模生产叠合板

图4.55 立模生产线

图4.56 预制楼梯成组立模

预制混凝土构件生产工艺流程包括生产准备、模具制作和拼装、钢筋加工绑扎、埋设水电管线与预埋件、浇筑混凝土、养护、脱模与起吊、质量检查等。预制构件生产过程如图4.57所示。

1)生产准备

预制构件生产前需要做的准备工作有熟悉设计图纸及预制计划要求、人员配置、模板设计、施工场地的平整与布置等。

①熟悉设计图纸及预制计划要求。技术人员及项目部主要负责人应根据预制计划单中预制任务的紧急情况对模板数量、钢筋加工强度及预制顺序进行安排;及时熟悉施工图纸,了解使用单位的预制意图,了解预制构件的钢筋、模板的尺寸和形式,了解商品混凝土浇筑工程量及基本的浇筑方式,以求在施工中达到优质、高效及经济的目的。

②人员配置。预制构件品种多样,结构不一,人员配置应根据施工人员的工作量及施工水平进行合理安排。针对施工技术要求、预制构件任务紧急情况以及施工人员任务急缓程度,适当调配施工人员参与钢筋、模板以及商品混凝土浇筑。

图4.57 预制构件生产过程流程图

③模板设计。预制构件的模板设计直接影响预制构件的外观质量。针对预制构件的种类和要求,主要制作有定型模、活动模、预留孔模板等,使用材料根据预制构件尺寸类型、数量情况可使用钢模板、胶合板、槽钢角钢、方钢管等材料,以便用于周转,达到节约材料、减少人工的目的。

由于预制构件类型多样,结构多变,数量不一,致使模板通用性、互换性差。为减少模板投入量,将结构一致,尺寸不一的预制构件划分为若干流水段,按照每一流水段模板的材料可重复利用原则,将预制构件按从大件至小件的顺序进行施工,使模板的公用部分可周转使用。

④施工场地的平整与布置。为达到预制构件使用条件、实现运输方便、统一归类以及不影响预制构件生产的连续性等要求,场地的平整及预制构件场地布置规划尤为重要。生产车间高度应充分考虑生产预制构件高度、模具高度及起吊设备升限、构件质量等因素,避免出现预制构件生产过程中发生设备超载、构件超高不能正常吊运等问题。

此外,预制构件生产前,应编制构件设计制作图和构件生产方案,并根据生产工艺要求,确定模具设计和加工方案。

①构件设计制作图应包括:单个预制构件模板图、配筋图;预埋吊件及其连接件构造图;保温、密封和饰面等细部构造图;系统构件拼装图;全装修机电设备综合图。

②构件生产方案应包括生产计划及生产工艺、模具计划及组装方案、技术质量控制措施、物流管理计划、成品保护措施。

③模具设计应包括:满足混凝土浇筑、振捣、脱模、翻转、养护、起吊时的强度、刚度和稳定性要求,并便于清理和涂刷脱模剂;预埋管线、预留孔洞、插筋、吊件、固定件等,满足安装和使用功能要求;模具应采用移动式或固定式钢底模,侧模宜采用型钢或铝合金型材,也可根据具体要求采用其他材料。

2)模具模台清理

作业内容:

①清理内、外框模具,用铁铲铲除表面的混凝土渣,露出模具底色,注意清理干净模具端头。

②清理固定夹具、橡胶块、剪力键等夹具表面直至干净无混凝土渣,注意定位端孔等难清理的地方。

③用铁铲铲除黏结在台车面上的混凝土渣,重点注意模具布置区和固定螺栓干净无遗漏。

模台模具清理如图4.58 所示。

注意事项:

①清理模具时注意保护模具,防止模具变形脱落。

②如果发现模具变形量超过3 mm,需进行校正,无法校正的变形模具应及时更换。

③将清理干净的模具分组分类,整齐码放,保证现场的清洁及安全。

图4.58 模台模具清理

3)模具组装、涂脱模剂

(1)模具要求

模具一般采用钢模具,循环使用次数可达上千次。对异形且周转次数较少的预制构件,可采用木模具、高强塑料模具。模具应满足以下要求:

①具有足够的承载力、刚度和稳定性,保证构件在生产时能可靠承受浇筑混凝土的重量、侧压力及工作荷载。

②支、拆方便,且应便于钢筋安装和混凝土浇筑、养护。

③模具的部件与部件之间应连接牢固,预制构件上的预埋件应有可靠固定措施。

模具组装应按照组装顺序进行,对于特殊构件,钢筋应先入模后组装。组装前,模板接触面平整度、板面弯曲、拼装缝隙、几何尺寸等应满足相关设计要求。组装应连接牢固、缝隙严密。组装完成后,模具的尺寸允许偏差及检验方法应符合规定。模具组装如图4.59 所示。考虑到模具在混凝土浇筑振捣过程中会有一定程度的胀模现象,因此,模具净尺寸宜比构件尺寸缩小1 ~2 mm。

图4.59 模具组装

(2)作业内容

①作业前检查台车面表面干净,定位螺栓位置准确。

②活动挡边放置区涂水性脱模剂,校准模具位置,安装压铁进行紧固。

③窗角模具四角放置橡胶块,保证橡胶块与横竖模具齐平。

④在台车面喷涂脱模剂(图4.60),应涂抹均匀、无积液。

图4.60 涂脱模剂

(3)注意事项

①模具放置区涂抹脱模剂的长度大于等于模具长度,宽度比模具宽度至少大50 mm。

②模具安装时再次检验模具是否变形,弯曲度保持在3 mm 以内。

③模具摆放与台车面垂直,所有压铁需要进行二次压紧。

④与构件接触面涂水性脱模剂,墙板水油比为3∶1。

4)钢筋绑扎

钢筋骨架、钢筋网必须严格按照构件加工图及下料单要求制作。首件钢筋制作,必须通知技术、质检及相关部门检查验收,制作过程中应当定期、定量检查,对于不符合设计要求及超过允许偏差的一律不得使用,按废料处理。

(1)作业内容

①按照图纸的要求进行领料、备料,保证钢筋规格正确,无严重锈蚀。

②裁剪钢筋网片,按置筋图裁剪、拼接网片,门窗钢筋保护层厚度满足要求,如图4.61所示。

③墙板及门窗四周的加强筋与网片绑扎,窗角布置抗裂钢筋。

④拼接的网片需绑扎在一起,抗裂钢筋绑扎在加强筋结合处。

⑤每平方米布置4个保护层垫块,保证保护层厚度。

(2)注意事项

①网片与网片搭接需重合300mm 以上或一格网格以上。

②所有钢筋必须保证20 ~25 mm 混凝土保护层,任何端头不能接触台车面。

③扎丝绑扎方向一致朝上,加强筋需进行满扎。

④绑扎完清理台车,按图纸检查是否漏扎、错扎。

图4.61 钢筋布置

5)预埋件埋设

预埋件应根据构件加工图埋设,预埋偏差应满足允许偏差要求。涉及机电工程预留预埋的,要求机电专业人员提供深化设计图纸,再由工厂技术人员根据预制构件的拆分情况进行排版,然后反馈给现场机电专业人员,按规范校对审核,最终由工厂技术人员出具加工图进行制造。(www.xing528.com)

①吊钉:将波胶清理干净,然后装入吊钉,并穿入加强筋,在外模企口边、波胶上部放入橡胶块。

套筒:将两个套筒放在爬架套筒焊接工装中焊成爬架套筒,并将套筒口用胶带密封,将爬架套筒与底面钢筋网扎在一起。

③线盒:领取正确的86 线盒,将直接头装上,将扎丝穿过定位块底部,紧固定位块,最后将线盒扣在定位块上,用扎丝紧固。

波纹管:使用透明胶带密封波纹管,保证不漏浆到波纹管内部,不沾染螺杆和螺纹

注意事项:

①吊钉必须垂直于边模并做加强处理,与上下网片绑扎在一起,且数目应符合图纸要求,确保无遗漏。

②线盒预埋方向正确、不倾斜、不旋转,且连接牢固。

③定位销轴与套筒的型号和数量应根据图纸进行确认,用卷尺对位置尺寸进行确认;内挡和外挡边模有安装套筒时,对其数量和位置尺寸进行确认;套筒的距离测量要以中心线为准。

吊钉预埋和水电预埋分别如图4.62 和图4.63 所示。

图4.62 吊钉预埋

图4.63 水电预埋

6)检验工装、隐蔽工程验收

浇筑构件之前,应检验生产所用的各种工装夹具,并对隐蔽工程进行逐项检验,形成相关检验记录。

检验工装要求:保证各种工装夹具洁净,且按照分类在固定位置放置。

隐蔽工程验收要求:确保预埋件的规格、数量、定位准确无误,偏差均在允许范围内。

7)布料浇捣

浇捣前,操作人员首先核对布料的PC 件编号,根据编号确定混凝土用量后向搅拌站报料。每日报料3 次,第一次报料适当加量10%,而且坍落度要适当放大。

布料依照先远后近、先窄后宽的要求进行。布料时遵循布料原则,布料口与外边模不小于50 mm 的距离,以免混凝土外泄,如图4.64 所示。布料要做到一次到位,做到饱满均匀。

图4.64 布料

图4.65 耙料

布料后,以“混凝土料不堆高、边角处布料到位、模具边混凝土料不外流”为标准进行耙料(图4.65),并将模具外围泻落的混凝土料铲回模具内。

振动台振动时间一般控制在5 ~10 s,表面达到平坦无气泡的状态即可。

注意事项:

①混凝土应均匀连续浇筑,投料高度不宜大于500mm。

②混凝土浇筑时应保证模具、门窗框、预埋件、连接件不发生变形或者移位,如有偏差应采取措施及时纠正。

③混凝土从出机到浇筑的时间(间歇时间)不宜超过40 min。

8)布置保温板、拉结件

对于夹芯墙板,浇捣外叶板混凝土后,需铺设保温板,放置拉结件,再进行内叶板的制作。保温板事先按照保温板排版图进行裁切,拉结件按构件加工图确定数量和位置。

9)后处理

混凝土浇捣后应进行后处理,内容包括检查清理、墙槽工装放置、抹面、拉毛等。

①检查清理:混凝土浇捣平面必须与边模平高,构件表面不可有露出钢筋;检查预埋件是否有移位和倾斜,将其校正到标准位置;检查表面是否有石子或马凳筋等凸起物件。

②墙槽工装放置:用手将墙槽工装压入混凝土内,用力均匀;同时用抹子抹平挤压凸出的混凝土。若墙槽工装上浮,则上压重物保证压入深度。

③抹面:用抹子将构件表面混凝土抹平,使表面平整、均匀,如图4.66 所示。

④拉毛:用塑料扫帚从构件表面一侧边缘开始,按从上到下、从左至右的方向进行细拉毛(图4.67),要求覆盖全表面,不可有遗漏,然后再反向拉毛一次。

注意事项:

①抹面时保证整个构件表面平整均匀,与构件挡边平齐。

②抹面要求光滑、无明显抹子痕迹,平整度±3 mm。

图4.66 抹面

图4.67 拉毛

10)养护

混凝土养护可采用覆盖浇水及塑料薄膜覆盖的自然养护、化学保护膜养护和蒸汽养护。梁、柱等体积较大的预制构件,宜采用自然养护;楼板、墙板等较薄的预制构件或冬期生产的预制构件,宜采用蒸汽养护。

构件采用加热养护时,应制定相应的养护制度,预养时间宜为1 ~3 h,升温速率应为10 ~20 ℃/h,降温速率不应大于10 ℃/h。梁、柱等较厚的预制构件的养护温度为40 ℃,楼板、墙板等较薄的构件的养护最高温度为60 ℃,养护时间为8 ~12 h。

11)拆模

养护完成后,将边模以及窗户模具拆除。

①拆内模:用橡胶锤适当敲击内边模,使其与构件松动脱离,再用撬棍撬开,然后清理拆卸后的混凝土渣,如图4.68 所示。

②拆套筒、门窗洞堵浆螺杆:用电动扳手按垂直方向逆时针松开堵浆螺杆,并将其放入周转箱内,如图4.69 所示;检查套筒螺纹是否堵塞,确保无遗漏。

③拆预埋孔治具、压铁:用电动扳手拧下全丝螺杆,取出盖板,清理后随车流转使用。

④拆上挡边模具:将上边模上的波胶螺栓、垫片取下,再用锤子、铁撬将波胶撬出,如图4.70所示。在拆除上挡边模具、窗洞及门洞挡边模具时,应保证PC 件表面棱角及台车不损伤、不变形。拆外模如图4.71 所示。

图4.68 拆内模

图4.69 拆套筒螺杆

图4.70 拆波胶

图4.71 拆外模

12)吊装脱模

预制构件脱模起吊时的混凝土强度应经过计算确定。当设计无要求时,构件脱模时的混凝土强度不应小于15 MPa。

①脱模前准备:脱模前应用回弹仪测试强度(图4.72),脱模强度应满足设计要求,且不得小于15 MPa;安装吊环及吊爪(图4.73)时,两头起吊的构件选用拉锁吊具,3 ~4 头起吊的构件选用横梁式吊具。

图4.72 回弹仪测试强度

图4.73 安装吊环、吊爪

②起吊脱模:翻转台车,吊具顺着翻转的方向上提,大约到85°时停止翻转(图4.74),起吊脱模(图4.75)。整个起吊过程中,要防止吊钉脱落,保证人员和周围物件的安全。

图4.74 台车翻转至85°

图4.75 起吊脱模

13)成品检验入库

构件脱模后,应进行表面检测修补,检测内容主要包括检查定位套筒的螺纹是否完整以及构件的棱角是否存在崩角等缺陷。

①表面修补:构件表面的非受力裂缝以及不影响结构性能的裂纹,钢筋、预埋件或连接件锚固的局部破损,可用修补浆料进行表面修补。

②构件贴码存放:将构件起吊到高于存放架高度,并移动到拟放置位置,缓慢吊入。调整插销宽度,再使用铁锤将插销敲紧。构件进入存放架时,要调整构件平衡,不能摇摆。

③构件转运:当线边货架装满时,将线边整体运输架周转至成品库存区域。

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