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装配式PC构件生产质量控制

装配式PC构件生产质量控制

打印 0条评论来源:混凝土世界杂志 作者:张佳阳

北京建筑材料科学研究总院有限公司 张佳阳


摘 要:2020年,全国新开工装配式建筑共计6.3亿m2,较2019年增长50%;全国新开工装配式混凝土结构建筑4.3亿m2,较2019年增长59.3%,占新开工装配式建筑的比例为68.3%。预制混凝土构件(简称PC构件)是实现主体结构预制的基础,如何控制构件产品质量,成为保障装配式建筑品质的关键环节。本文为“第二届京津冀装配式建筑部品质量控制与应用技术论坛”会议上的主题演讲内容。



一、PC构件生产材料控制


PC构件是在工厂预先加工制作建筑物或构筑物的混凝土部品部件。PC构件种类繁多,不同的建筑结构设计,PC构件种类差别也很大。水平构件:叠合楼板、预制楼梯、预制阳台板、预制梁等;竖向构件:外墙板、三明治外保温墙板、内墙板等;其他构件:PCF墙板、反打装饰外墙板、双皮墙等。PC构件生产材料主要包括混凝土原材料及PC构件的生产辅助材料,PC构件质量检测相关标准要求见表1。


表 1 PC构件生产材料标准要求

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二、PC构件生产过程控制


装配式建筑PC构件产品质量主要受生产组织管理、生产线设备、生产工艺和产业工人等方面的影响,生产组织管理可以采用适用于PC构件生产的ERP生产线管理系统和匹配生产线设备的设备控制系统(如图所示)。以下主要从生产工艺方面介绍PC构件生产过程的控制。


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1. 模具排布、组装


生产工艺:提前进行模具尺寸、外观检查,根据生产计划经模具运至模台,按排布方案将模具摆放到模台相应位置上,并固定。


质量控制:保证模具尺寸、对角线等尺寸偏差在允许误差范围内,采用合理固定方式,确保浇筑、振捣等过程中模具不发生移动。


下面图中是预制梁构件和较为复杂的带窗洞的预制墙板构件的模具。该模具较重,可采用桥式起重机将模具吊至模台,确定好位置后进行模具组装再采用磁盒固定。

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2. 模具、模台界面剂涂刷


生产工艺:在模台上均匀涂刷脱模剂,先使用喷雾器均匀喷洒,再使用尘推或滚刷摊平,需涂缓凝剂的,在模具接触面上用毛刷涂刷缓凝剂。


质量控制:使用脱模剂的滚刷等使用前需要清理干净表面无污渍、斑点,脱模剂涂刷均匀,无积液,否则会造成构件成品表观质量差。


PC构件工厂喷雾器喷涂脱模剂后多采用人工涂匀脱模剂,以达到下面左图的效果表面光滑,均匀不成滴。右图则是脱模剂喷涂不合格,不仅脱模剂成滴,而且模台未清理干净,会影响PC构件的表观质量。

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3. 预留、预埋安装


生产工艺:根据深化设计图纸确定预留、预埋件位置,将预留孔PVC管及工装连接固定的螺母,固定在模台上。


质量控制:预埋PVC紧固需要牢固可靠不能有松动,检查确认预留孔与预埋件位置,尺寸偏差  满足标准要求。


以下左图为预制叠合楼板安装好的埋件,右图为预制墙板构件安装好的埋件,根据深化设计图纸将预埋件、预留固定在相应位置,安装好后需要对应图纸再次进行复核。

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4. 钢筋铺设、绑扎


生产工艺:在深化图纸复核后,按构件钢筋需求运至模台,并准备好保护层垫块/马镫、绑丝,严格按图纸进行钢筋网片或钢筋网笼铺设、绑扎。


质量控制:钢筋下料时考虑避让钢筋的尺寸,钢筋避让时,确保保护层厚,根据设计需要进行加强筋的布设,钢筋全部绑扎后再次进行位置、间距等隐检,边模出筋槽需用堵浆条/美纹纸进行封堵。


以下左图为预制墙板钢筋绑扎,内叶墙墙板钢筋网笼,形式较为复杂,需钢筋绑扎人员严格按照图纸进行钢筋绑扎。右图为预制夹心外墙板的外叶板,外叶板钢筋为网片形式,较为简单,但应注意窗洞口处加强筋的布置。

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5. 混凝土浇筑、振捣


生产工艺:确认混凝土标号、用量,将混凝土输送至布料机后开始浇筑,使混凝土振捣密实,振捣频率调整在36~38Hz,时间控制在15~30s左右。


质量控制:布料机要均匀连续浇筑,投料高度不宜大于500mm,有空腔的部位需要人工铲平,振捣时间不宜过长,易出现泌水,影响混凝土表观质量。


目前布料机布料多采用人工定点工位操作遥控器进行布料工作(如下图),这种布料方式可有效根据构件尺寸进行精准布料,同时均匀布料可减少后续人工铲平的工作量,要严格控制振捣时间以免发生混凝土泌水,影响PC构件表观质量,避免发生养护后PC构件表面起皮。

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6. 保温层、连接件铺设安装


生产工艺:保温层预制,根据图纸中保温层尺寸提前拼接、切割、打孔,在铺设好的保温板上按照连接件分布图的布局安装连接件。


质量控制:检查外页混凝土表面平整,表面无超差,且混凝土未初凝有一定流动性,确保混凝土流动性,能将连接件握裹严实,检查连接件数量及位置满足要求。


在预制夹心墙板的构件生产过程中,保温板的铺贴和拉结件的铺设是非常重要的环节,其对保温性能和外叶板的安全性能很重要,保温板尽可能采用线下打孔、线上安连接件,这样可有效保证拉结件的位置,减少保温板缝隙,以下左图为带洞口的预制夹心墙板构件;右图为不带洞口的预制夹心墙板构件。

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7. 混凝土拉毛/抹面压光


生产工艺:使用自动拉毛机的尽量将构件顺着流转方向排布使用拉毛机,采用抹光机或人工抹光,拉毛/抹光完成后进行静停与预养护。


质量控制:注意埋件、线盒及外露线管四周的平整度,边沿要及时压平,表面平整度要求±3mm,保证表面无裂纹、无气泡、无杂质、无杂物,表面平整光洁,保证上表面平整在3mm以内。

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预制叠合楼板构件在混凝土浇筑完成后需进行构件拉毛工作,拉毛深度4mm(如图所示),人工拉毛时注意不得将石子拉出,若混凝土坍落度过大需静停一段时间在进行拉毛作业,保证拉毛效果。


8. 构件蒸养


生产工艺:采用码垛机将模台装入相应窑位,同列优先,根据预设的升降温速率、恒温温湿度及养护时间进行构件蒸养。


质量控制:当混凝土表面温度和环境温差较大时,应立即覆膜养护,升温速度:10~20℃/h;恒温温度:≤60℃,恒温时间不小于4h;降温速度:不大于10℃/h。


PC构件养护多为同列养护的方式,可有效减少蒸汽的用量,码垛机可同时进行水平及竖向移动,提高模台存取效率。养护窑采用中央控制室控制窑内温湿度、升温曲线、恒温温度时间、降温曲线,可严格按蒸养制度进行PC构件养护(如图所示)。

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9. 构件拆模、起吊


生产工艺:模台出窑,检查构件是否满足拆模、起吊条件,确认满足拆模、起吊条件后,进行拆模和起吊工作。


质量控制:强度要满足混凝土强度达到设计强度等级的75%以上,拆除模具时应严格按照模具结构顺序拆除模具,使用专用工装平稳起吊。


构件强度满足要求后可进行构件起吊作业,可采取专用工装进行构件起吊或直接通过构件吊点进行起吊,叠合楼板的堆放层数不得超过六层,预制墙板构件的起吊需侧翻站进行配合,避免直接起吊墙板构件造成角部破损(如图所示)。

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10. 露骨料冲洗


生产工艺:将构件平稳放置在冲洗区内,使用高压水枪冲洗构件需要粗糙面的部位。


质量控制:确保粗糙面深度在4~6mm,对于夹心墙板构件,喷头不能直接冲洗外漏保温板。


需进行露骨料冲洗的构件转运至构件冲洗区,采用高压水枪冲洗相应位置(如左图)。


露骨料冲洗以粗糙面无松动石子、砂浆为宜(如右图),预制夹心墙板构件粗糙面冲洗时不能造成保温层的损坏。

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11. 堆场存放


生产工艺:采用平板车将构件运至堆场指定位置,做好相关位置存放记录。


质量控制:叠合楼板存放不宜超过6层,各层间垫块位置相同,墙板构件宜竖向存放,采用洒水或喷淋方式进行PC构件堆场养护。


PC构件堆场存放应根据构件类型、工程进度堆放构件,同时考虑构件堆放层数,方便构件无装卸(如图所示)。

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三、PC构件生产常见问题


(1)模具表面未清理干净,影响构件表观质量,脱模困难;(2)脱模剂喷涂不均匀,有积液,遗漏死角,导致麻面/油印,影响构件表观质量,脱模困难;(3)钢筋保护层厚度必须满足要求,应在钢筋网底部增加保护层垫块;(4)混凝土布料不均匀,影响构件尺寸,布料过多导致浪费,避免外加剂水过量,避免过振,影响混凝土的力学性能、耐久性;(5)严格控制蒸汽养护升/降温制度,控制蒸养温度与时间,否则影响混凝土脱模强度,容易产生裂缝。


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四、PC构件产品检验


PC构件应进行外观质量、尺寸偏差、保护层厚度、混凝土强度、预埋部件、预留孔洞等指标检测,结果应满足GB/T 51231及JGJ 1的标准要求(见表2)。根据标准要求对预制楼梯、预制夹心墙板、预制梁的外观质量、尺寸偏差、保护层厚度、混凝土强度等进行检测(如图所示)。


表 2 PC构件产品检验标准要求

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预制叠合楼板、楼梯等构件根据需要进行裂缝、承载力和挠度检测,采用简支支撑,根据规格型号、实测加载面积、支撑间距、荷载标准组合值为、荷载基本组合值、构件自重、最大挠度限值、最大裂缝宽度限值进行分级均布加载并实测裂缝、承载力和挠度检测(如图所示)。


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构件预制叠合楼板采用简支支撑,分级均布加载,规格型号2420mm×1260mm×60mm,实测加载面积1.26×1.6=2.02m2;支撑间距为1600mm;荷载标准组合值为5.6kN/m2(含自重),荷载基本组合值为7.12kN/m2(含自重),构件自重1.66kN/m2。

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当采用新型结构构件需进行抗震试验(如图所示)。试验采用液压千斤顶施加轴向荷载,采用水平液压千斤顶施加水平往复荷载。基础梁通过地锚螺栓固定在试验台座上。采集轴力、水平力、位移,并实时绘制水平荷载-位移滞回曲线,记录加载过程;通过滞回曲线、承载力、延性、刚度、耗能能力等验证构件的抗震性能。


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(责任编辑:何雯丽)



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[责任编辑:Susan]

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