什么是混凝土构件预制工艺?

什么是混凝土构件预制工艺?

[拼音]：hunningtu goujian yuzhi gongyi

[外文]：prefabrication of concrete element

在工厂或工地预先加工制作建筑物或构筑物的混凝土部件的工艺。采用预制混凝土构件进行装配化施工，具有节约劳动力、克服季节影响、便于常年施工等优点。推广使用预制混凝土构件，是实现建筑工业化的重要途径之一。

发展简史

19世纪末至20世纪初，预制混凝土构件就曾少量地用于构筑给排水管道、制造砌块和建筑板材。第二次世界大战后，欧洲一些国家为解决房荒和技术工人不足的困难，发展了装配式钢筋混凝土结构。苏联为推广预制装配式建筑，建立了一批专业化的预制混凝土构件厂。随着建筑工业化的发展，东欧以及西方一些工业发达国家，相继出现了按照不同建筑体系生产全套混凝土构件的工厂，同时预制混凝土构件的生产技术也有了新的发展。

1953年，中国在长春兴建了第一个附属企业性质的预制混凝土构件厂。1956年在北京建成了中国第一个规模较大的永久性专业化工厂──北京市第一建筑构件厂(见彩图)。以后，全国各地也普遍建立了这类工厂。其中，综合性建筑构件厂是根据建筑工地的需要，生产多品种的产品。专业性建筑构件厂是选择一种或数种产品组织大批量生产，作为商品，供应市场。

产品品种

预制混凝土构件的品种是多样的：有用于工业建筑的柱子、基础梁、吊车梁、屋面梁、桁架、屋面板、天沟、天窗架、墙板、多层厂房的花篮梁和楼板等；有用于民用建筑的基桩、楼板、过梁、阳台、楼梯、内外墙板、框架梁柱、屋面檐口板、装修件等。目前有些工厂，还可以生产整间房屋的盒子结构，其室内装修和卫生设备的安装均在工厂内完成，然后作为产品运到工地吊装。

在中国浙江、江苏等地，用先张法冷拔低碳钢丝生产的各种预应力混凝土板、梁类构件，由于重量轻、价格低，可以代替紧缺的木材，是具有中国特色的、有广阔发展前途的商品构件。

混凝土搅拌

见预拌混凝土。

构件成型

在经过制备、组装、清理并涂刷过隔离剂的模板内安装钢筋和预埋件后，即可进行构件的成型。成型工艺主要有以下几种：

平模机组流水工艺

生产线一般建在厂房内，适合生产板类构件，如民用建筑的楼板、墙板、阳台板、楼梯段，工业建筑的屋面板等。在模内布筋后，用吊车将模板吊至指定工位，利用浇灌机往模内灌筑混凝土，经振动梁（或振动台）振动成型后，再用吊车将模板连同成型好的构件送去养护。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。

平模传送流水工艺

生产线一般建在厂房内，适合生产较大型的板类构件，如大楼板、内外墙板等。在生产线上，按工艺要求依次设置若干 *** 作工位。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。这种工艺机械化程度较高，生产效率也高，可连续循环作业，便于实现自动化生产。平模传送流水工艺有两种布局，一是将养护窑建在和作业线平行的一侧，构成平面循环；一是将作业线设在养护窑的顶部，形成立体循环。

固定平模工艺

特点是模板固定不动，在一个位置上完成构件成型的各道工序。较先进的生产线设置有各种机械如混凝土浇灌机、振捣器、抹面机等。这种工艺一般采用上振动成型、热模养护。当构件达到起吊强度时脱模，也可借助专用机械使模板倾斜，然后用吊车将构件脱模。

立模工艺

特点是模板垂直使用，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。与平模工艺比较，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。

立模通常成组组合使用，称成组立模，可同时生产多块构件。每块立模板均装有行走轮。能以上悬或下行方式作水平移动，以满足拆模、清模、布筋、支模等工序的 *** 作需要。

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（见预应力混凝土结构），如空心楼板、槽形板、T形板、双T板、工形板、小桩、小柱等。台座一般长100～180米，用混凝土或钢筋混凝土灌筑而成。在台座上，传统的做法是按构件的种类和规格现支模板进行构件的单层或叠层生产，或采用快速脱模的方法生产较大的梁、柱类构件。70年代中期，长线台座工艺发展了两种新设备──拉模和挤压机。辅助设备有张拉钢丝的卷扬机、龙门式起重机、混凝土输送车、混凝土切割机等。钢丝经张拉后，使用拉模在台座上生产空心楼板、桩、桁条等构件。拉模装配简易，可减轻工人劳动强度，并节约木材。拉模因无需昂贵的切割锯片，在中国已广泛采用。挤压机的类型很多，主要用于生产空心楼板、小梁、柱等构件。挤压机安放在预应力钢丝上，以每分钟1～2米的速度沿台座纵向行进，边滑行边灌筑边振动加压，形成一条混凝土板带，然后按构件要求的长度切割成材。这种工艺具有投资少，设备简单，生产效率高等优点，已在中国部分省市采用。

压力成型法

是预制混凝土构件工艺的新发展。特点是不用振动成型，可以消除噪声。如荷兰、联邦德国、美国采用的滚压法，混凝土用浇灌机灌入钢模后，用滚压机碾实，经过压缩的板材进入隧道窑内养护。又如英国采用大型滚压机生产墙板的压轧法等。

构件养护

为了使已成型的混凝土构件尽快获得脱模强度，以加速模板周转，提高劳动生产率、增加产量，需要采取加速混凝土硬化的养护措施。常用的构件养护方法及其他加速混凝土硬化的措施有以下几种：

蒸汽养护

分常压、高压、无压三类，以常压蒸汽养护应用最广。在常压蒸汽养护中，又按养护设施的构造分为：

（1）养护坑（池）。主要用于平模机组流水工艺。由于构造简单、易于管理、对构件的适应性强，是主要的加速养护方式。它的缺点是坑内上下温差大、养护周期长、蒸汽耗量大。

（2）立式养护窑。1964年使用于苏联。70年代后，中国也相继建了立窑。窑内分顶升和下降两行，成型后的制品入窑后，在窑内一侧层层顶升，同时处于顶部的构件通过横移车移至另一侧，层层下降，利用高温蒸汽向上、低温空气向下流动的原理，使窑内自然形成升温、恒温、降温三个区段。立窑具有节省车间面积、便于连续作业、蒸汽耗量少等优点，但设备投资较大，维修不便。

（3）水平隧道窑和平模传送流水工艺配套使用。构件从窑的一端进入，通过升温、恒温、降温三个区段后，从另一端推出。其优点是便于进行连续流水作业，但三个区段不易分隔，温、湿度不易控制，窑门不易封闭，蒸汽有外溢现象。

（4）折线形隧道窑。这种养护窑具有立窑和平窑的优点，在升温和降温区段是倾斜的，而恒温区段是水平的，可以保证三个养护区段的温度差别。窑的两端开口处也不外溢蒸汽。中国已推广使用。

热模养护

将底模和侧模做成加热空腔，通入蒸汽或热空气，对构件进行养护。可用于固定或移动的钢模，也可用于长线台座。成组立模也属于热模养护型。

太阳能养护

用于露天作业的养护方法。当构件成型后，用聚氯乙烯薄膜或聚酯玻璃钢等材料制成的养护罩将产品罩上，靠太阳的辐射能对构件进行养护。养护周期比自然养护约可缩短1/3～2/3，并可节省能源和养护用水，因此已在日照期较长的地区推广使用。

新的养护方法

近年来，世界各国研制和推广一些新的加速混凝土硬化的方法，较常见的有热拌混凝土和掺加早强剂。此外，还有利用热空气、热油、热水等进行养护的方法。

成品堆放

构件经养护后，绝大多数都需在成品场作短期储存。在混凝土预制厂，对成品场的要求是：地基平整坚实、场内道路畅通、配有必要的起重和运输设备。起重设备通常用龙门式起重机、桥式起重机、塔式起重机、履带式起重机、轮胎式起重机等。运输设备除卡车外，一些预制厂还设计了多种专用车辆，既可供厂内运输成品使用，也可将成品运出工厂，送往建筑工地。

质量检验

质量检验贯穿在生产的全过程，主要包括以下6个环节：

（1）砂、石、水、水泥、钢材、外加剂等材料检验；

（2）模具的检验；

（3）钢筋加工过程及其半成品、成品和预埋件的检验；

（4）混凝土搅拌及构件成型工艺过程检验；

（5）养护后的构件检验，并对合格品加检验标记；

（6）成品出厂前检验。

展望

尽管部分混凝土构件正在被一些新型建筑材料所代替，但是预制混凝土构件仍被大量采用，并向轻质、高强、大跨度、多功能方向发展。在城市建设中，由于推行工业化建筑体系，对混凝土构件的品种、质量和数量都会提出更高的要求。因此，产品设计必须和工艺设计相结合，使预制混凝土构件在实现标准化的同时，做到品种的多样化，设计和生产出多品种多功能的产品（如既可作墙、柱，又可作为楼板使用；既是结构构件，又具有装修效果等），以满足经济建设不断发展和人民生活不断提高的需要。