装配式夹心保温外墙板立模生产技术研究

为提高生产效率和产品质量，本文钢筋骨架采用立式绑扎操作平台与自动化焊接设备相结合进行钢筋骨架成形。

钢筋骨架与边模相结合，采用立式绑扎，内叶墙板包括多根钢筋，因此需要操作人员从低到高依次对多根钢筋进行绑扎，大大降低了工作效率，增大了劳动强度。钢筋骨架中的钢筋交叉点部位采用机器人自动化绑扎设备。将立模平放置在工作平台上，操作人员进行横竖方向的钢筋定位布置，将立模旋转垂直地面。工业机器人通过高清相机捕捉钢筋骨架特征点，利用坐标系中坐标定位，对绑扎部位快速识别后进行绑扎。

工业机器人自动化绑扎的优点是：（1）节省人力。机器人的使用，相对减少了人员的工作量，降低人员成本支出。（2）安全性高。机器人在进行工作时遭遇险情不会造成人员伤亡，提高了人员的安全性。（3）提高产品质量。机器人自动化绑扎的标准化和高效化，在保证产品质量的同时，也提高了生产效率。图2为机器人自动绑扎钢筋骨架。

图2 机器人自动绑扎钢筋骨架

对于立式浇筑墙体中的保温板，以往保温板固定存在的弊端一是控制件只放置在外叶混凝土，只能阻止保温板向外叶偏移，由于内叶板没有放置控制件，导致保温板向内叶方向偏移；二是现有控制件受力面积偏小，混凝土浇筑过程中，导致控制件位置偏移无法起到控制保温板的作用。

本文保温板的控制采用一种专门研发的立式浇筑多功能保温板控制件，在浇筑混凝土时起到保温板定位作用，在后期，又作为夹心保温外墙板的保温拉结件。

保温板控制件主要由外控制件、内控制件和连接杆件3部分组成。其中，连接杆件由螺旋形FRP材料制作，置入保温板内，且连接杆件的两端分别穿出保温板，与内外叶墙板中的钢筋骨架连接。内、外控制件由塑料材料制作，均是一端可拆卸固定在连接管上，另一端贴在保温板上。通过连接管和内、外控制件，将保温板和钢筋骨架整体固定，确保保温板在混凝土浇筑过程中不会发生移位。保温板控制件如图3所示。

图3 保温板控制件安装示意及保温板控制件细部构造

在内叶墙板钢筋骨架成形后，安装保温板控制件和保温板，并与边模进行组合。在混凝土浇筑过程中，内叶板的混凝土顶升与外叶板的浇筑同步进行，防止保温板移位。

在内叶板钢筋骨架绑扎完成后，安装内叶板边模、保温板控制件以及预埋件，然后安装保温板、外叶板钢筋网片，最后安装外叶板边模，使夹心保温外墙板的钢筋、保温板和边模实现预组合。

边模、保温板、钢筋骨架预组合后，整体吊装进入成组立模的模腔缝隙中。将内叶侧边模和钢筋骨架固定在一侧立模板上，下部侧边模通过钢制马凳进行固定，预埋线盒、吊钉等预埋件提前与钢筋骨架绑扎固定并保证与立模板紧密贴合，套筒灌浆管出口通过小型磁帽固定在内叶板一侧立模板上，墙板边企口通过磁性压条固定在内叶板一侧立模板上进行预留。

边模与成组立模模板面之间采用弹性密封条（宽10mm、厚6mm）密封，防止水泥浆液外漏。钢筋出筋孔采用“一”字形橡胶条封堵，上面增加压杠，防止混凝土浇筑过程中脱落。采用成组立模生产时，由于边模在混 凝土较大的侧压力作用下极易发生变形或跑模，针对该问题，在墙板中部增加对拉钢筋、并在边模板中上部（边模板下部有底部边模板的拉结）易出现变形部位增加固定磁盒数量的方式，增强固定效果。钢筋骨架、保温板与边模预组合的工厂实际生产图如图4所示。

图4 钢筋骨架、保温板与边模预组合

5.1 合模和锁紧

依次完成各模腔的侧边模、钢筋骨架、预留预埋固定及密封封堵工作后，安装侧面、底部拉杆，启动开合模油泵，将所有模腔逐个合拢，安装顶部拉杆并锁紧，测量立模顶部墙板厚度符合要求时，先行锁紧，然后通过操作开合模油缸调节并锁紧立模中部和下部，最后将立模中部的锁紧螺杆紧固，以防混凝土浇筑过程中模板松动。

5.2 混凝土免振顶升浇筑

（1）混凝土性能控制。混凝土强度等级C40以上，控制石子最大粒径不超过16mm，添加具有减水、控制粘度和早强作用的专用复合型减水剂，扩展度600～700mm，扩展时间≤10s，保水性和粘聚性良好，浇筑过程中混凝土扩展度波动不超过±20mm。

（2）免振顶升浇筑。为防止保温移位，内、外叶墙板应基本同步浇筑混凝土。

内叶墙板浇筑时，采用水泥砂浆润管和铺底后，利用高压混凝土泵，将C40自密实混凝土由立模的底部向内叶墙模腔内顶升浇筑，在顶升的过程中，混凝土自墙板下部向上升高，在自身重力和泵送压力推动下，实现混凝土的排气和密实。

外叶墙板浇筑时，在内叶板免振顶升浇筑的同时，分层浇筑，分层高度控制在500～600mm之间。浇筑前用同等标号水泥砂浆铺底，铺设高度3～5cm。采用φ30mm插入式振捣棒，振捣点最大间距300～350mm，振捣应连续 推进，振捣时间控制在15～20s之间，并按混凝土坍落度大小进行适当调整。外叶墙板浇满后，采用钢板条沿外叶墙板表面进行插捣辅助排气。

墙板浇筑完成后，对墙板上沿的混凝土进行抹面，调整吊钉和外露钢筋的位置，并对吊钉和外露钢筋进行适当防护。抹面完成后在墙板上沿表面喷涂缓凝剂。外墙板成品如图5所示。

图5 夹心保温外墙板成品

5.3 构件养护

构件浇筑成型后，开启立模养护控制系统，对构件进行养护，静停（或预养护）时间2～6h，升降温速度不超过20℃/h，恒温温度不超过70℃，拆模时构件表面与环境温差不超过25℃。养护时墙板顶部采用塑料薄膜覆盖。

采用成组立模与立式钢筋绑扎平台，进行夹心保温外墙板部件的一体化研究，相比传统平模生产主要有以下优势。

（1）场地指标。传统通用模台3.5m×10m可同时生产2块墙板，10块墙板需5个同型号模台，占用车间175m2， 操作面积约200m2，共计375m2；采用立模生产10块墙板只需要1组立模，占用车间13m×6m=78m2，场地利用率提高5倍以上。

（2）生产效率指标。将钢筋绑扎、边模组装以及连接件与保温板进行一体化安装，大大提高了生产效率和生产质量；内外墙面均为模板面，提高构件品质，取消了人工收面、保证了预制构件的外观质量，可以将构件生产时间单班压缩4h以上；减少运输距离，节省运输时间；混凝土实现集中快速浇筑，浇筑时间大大节省；不需预养抹面等工序，节约时间。人工减少增加有效产能30%以上。

（3）预制构件质量指标。采用立模成型工艺生产的外墙板表面平整度明显提高（稳定达到小于1mm/2m），外叶墙板表面光洁致密，棱角方正，达到清水混凝土效果，内叶墙板室内侧可实现免抹灰装修；线盒等预留预埋件位置更加准确；解决了水平成型方式带来的墙板上下两面混凝土不均匀易产生裂缝的问题。

（4）节能指标。混凝土集中快速浇筑，浇筑时间大大节省；集中加热养护，加热速度快，有效防止热能损失，实现节能目的。

装配式夹心保温外墙板立模生产工艺实现了装配式建筑构件高质量、高效率、自动化、低能耗生产，对行业发展具有积极的示范引领作用，为装配式建筑预制混凝土构件绿色低碳转型发展奠定了基础。