淺談混凝土預(yù)制構(gòu)件制作

何俊?陳福全

摘 要：發(fā)展預(yù)制構(gòu)件是建筑工業(yè)化的重要措施之一，國內(nèi)外都在不斷改進生產(chǎn)工藝，采用先進技術(shù)，使其日趨完善。

關(guān)鍵詞：混凝土預(yù)制構(gòu)件；制作；養(yǎng)護

大量的鋼筋混凝土預(yù)制構(gòu)件是在預(yù)制廠制作的，此處著重加以介紹。

1 構(gòu)件制作的工藝方案

預(yù)制廠制作構(gòu)件的工藝方案，根據(jù)成型和養(yǎng)護的不同，有下述三種：

1.臺座法

臺座法是表面光滑平整的混凝土地坪、胎膜或混凝土槽。構(gòu)件的成型、養(yǎng)護、脫模等生產(chǎn)過程都在臺座上同一地點進行。構(gòu)件在整個生產(chǎn)過程中固定在一個地方，而操作工人和生產(chǎn)機具則順序地從一個構(gòu)件移至另一個構(gòu)件，來完成各項生產(chǎn)過程。

用臺座法生產(chǎn)構(gòu)件，設(shè)備簡單，投資少。但占地面積大，機械化程度較低，生產(chǎn)受氣候影響。設(shè)法縮短臺座的生產(chǎn)周期是提高生產(chǎn)率的重要手段。

2.機組流水法

此法在車間內(nèi)生產(chǎn)，將整個車間根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求劃分為幾個工段，每個工段皆配備相應(yīng)的工人和機具設(shè)備，構(gòu)件的成型、養(yǎng)護、脫模等生產(chǎn)過程分別在有關(guān)的工段循序完成。生產(chǎn)時，構(gòu)件隨同模板沿著工藝流水線，借助于起重運輸設(shè)備，從一個工段移至下一個工段，分別完成各有關(guān)的生產(chǎn)過程，而操作工人的工作地點是固定的。構(gòu)架隨同模板在各工段停留的時間長短可以不同。此法生產(chǎn)效率比臺座法高，機械化程度較高，占地面積小，但建廠投資較大、生產(chǎn)過程中運輸繁多，宜于生產(chǎn)定型的中小型構(gòu)件。

3.傳送帶流水法

用此法生產(chǎn)，模板在一條呈封閉環(huán)形的傳送帶上移動，生產(chǎn)工藝中的各個生產(chǎn)過程都是在沿傳送帶循序分布的各個工作區(qū)中進行。生產(chǎn)時，模板沿著傳送帶有節(jié)奏地從一個工作區(qū)移至下一個工作區(qū)，而各個工作區(qū)要求在相同時間內(nèi)完成各自的有關(guān)生產(chǎn)過程，以此保證有節(jié)奏連續(xù)生產(chǎn)。此法是目前最先進的工藝方案，生產(chǎn)效率高，機械化自動化程度高，但設(shè)備復(fù)雜，投資大，宜于大型預(yù)制廠大批量生產(chǎn)定型構(gòu)件。

2 預(yù)制廠生產(chǎn)預(yù)制構(gòu)件用的模板

預(yù)制廠制作預(yù)制構(gòu)件，常用的模板有鋼平模、水平拉模、固定式胎膜，成組立模等。

機組流水法、傳送帶流水法中普遍應(yīng)用鋼平模。它是利用鉸鏈將側(cè)模和端模板與底架連接，啟閉方便。鋼模的底架要能承受運輸時混凝土的重量，制作預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件時，還要能承受預(yù)應(yīng)力筋的作用力。底架要有足夠的剛度，防止構(gòu)件變形。

拉模由鋼外框架、內(nèi)框架側(cè)模與芯管、前后端頭板、振動器、卷揚機抽芯裝置等組成。內(nèi)框架側(cè)模、芯管和前端頭板組裝為一整體，可整體抽芯和脫模。前后端頭板為鋼板制成，中開圓孔可供芯管穿過，下開槽口可容預(yù)應(yīng)力鋼絲通過，前后端頭板之間的距離即空心板長度。振動器在模外振動芯管，改善了振動效果 。

3 預(yù)制構(gòu)件的成型

預(yù)制構(gòu)件的澆筑與現(xiàn)澆構(gòu)件基本相同，只是有時可發(fā)揮工廠化生產(chǎn)的優(yōu)越性采用混凝土澆筑機等。在搗實混凝土方面，在預(yù)制廠則有多種搗實方法，如振動法、擠壓法、離心法等。

1.振動法

用臺座法制作構(gòu)件，使用插入式振動器和表面振動器。用機組流水法和傳送帶流水法制作構(gòu)件則用振動臺。

振動臺是一個支承在彈性支座上的由型鋼焊成的框架平臺，平臺下設(shè)振動機構(gòu)。振動機構(gòu)即轉(zhuǎn)軸上裝置偏心塊，通過偏心塊數(shù)量和位置的變化，可得到不同的振幅。振動臺有的只有一種振動頻率，有的可改變頻率。框架平臺應(yīng)有ugou的剛度，以保證振幅的分布均勻一致，否則影響振動效果。

在振動成型過程中，如同時在構(gòu)件上面施加一定壓力，則可加速搗實過程，提高搗實效果，使構(gòu)件表面光滑。這種生產(chǎn)方法叫“振動加壓法。

2.擠壓法

采用螺旋擠壓形式的行模生產(chǎn)預(yù)應(yīng)力混凝土圓孔板如今已趨于完善，擠壓機已定型。

擠壓機的工作原理是用旋轉(zhuǎn)的螺旋鉸刀把由料斗漏下的混凝土向后擠送，在擠送過程中，由于受到振動器的振動和已成型的混凝土空心板的阻力而被擠壓密實，擠壓機也在這一反作用力的作用下，沿著與擠壓方向相反的方向被推動自行前進，在擠壓機后面即形成一條連續(xù)的預(yù)應(yīng)力混凝土空心板帶。擠壓機一般是沿著長線臺座上的導(dǎo)軌行駛。但也可不設(shè)導(dǎo)軌，利用預(yù)應(yīng)力鋼絲導(dǎo)向，使機架上的梳子板沿預(yù)應(yīng)力鋼絲板移動，但這要求機身自重對稱，螺旋鉸刀送料均勻，否則易使擠壓機行走偏向。

3.離心法

用離心法制作構(gòu)件是將裝有混凝土的模板放在離心機上，使模板以一定轉(zhuǎn)速繞自身的縱軸旋轉(zhuǎn)，模板內(nèi)的混凝土由于離心力作用而遠離縱軸，均勻分布于模板內(nèi)壁，并將混凝土中的部分水分擠出，使混凝土密實。用此法制作的構(gòu)件，都需要有圓形空腔，而外形可為各種形狀，如管樁、電桿等。

4 預(yù)制構(gòu)件的養(yǎng)護

1.蒸汽養(yǎng)護

蒸汽養(yǎng)護即將構(gòu)件放在充滿飽和蒸汽或蒸汽與空氣混合物的養(yǎng)護坑內(nèi)，在較高的溫度和濕度的環(huán)境中，以加速混凝土的硬化，使之在較短時間內(nèi)達到規(guī)定的強度。

蒸汽養(yǎng)護效果與蒸汽養(yǎng)護制度有關(guān)，它包括：養(yǎng)護前靜置時間、升溫和降溫速度、養(yǎng)護溫度、恒溫養(yǎng)護時間、相對濕度等。構(gòu)件成型后要在常溫下靜置一段時間，然后再進行蒸汽養(yǎng)護，以減少不良的加熱養(yǎng)護制度帶來的不利影響。對普遍硅酸鹽水泥制作的構(gòu)件至少應(yīng)靜置1～2h；對火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥或礦渣硅酸鹽水泥則不需靜置。升溫或降溫必須平緩地進行，不能驟然下降，否則，在構(gòu)件表面與內(nèi)部之間要產(chǎn)生過大的溫差，引起裂縫；還可能由于混凝土毛細管內(nèi)的水分和濕空氣額熱膨脹，而引起混凝土內(nèi)部組織破壞。對塑性混凝土的薄壁構(gòu)件，升溫速度每小時不得超過25℃，其他構(gòu)件不得超過20℃。降溫速度，每小時不得超多10℃。出池后構(gòu)件表面與外界溫差不得大于20℃。養(yǎng)護溫度取決于水泥，品種，對普通硅酸鹽水泥一般為80℃，對礦渣硅酸鹽水泥可達85～95℃。對采用先張法施工的預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，養(yǎng)護的最高允許溫度應(yīng)根據(jù)設(shè)計要求的允許溫差經(jīng)計算確定。恒溫養(yǎng)護時間根據(jù)混凝土在不同溫度條件下的強度增長曲線來確定。養(yǎng)護時應(yīng)保持適宜的溫度，以防構(gòu)件內(nèi)水分蒸發(fā)，在恒溫階段應(yīng)保持90%～100%的相對濕度。

2.熱拌混凝土熱模養(yǎng)護

熱拌熱模即利用熱拌混凝土澆筑構(gòu)件，然后向鋼模的空腔內(nèi)通入蒸汽進行養(yǎng)護。此法與冷拌混凝土進行常壓蒸汽養(yǎng)護比較，養(yǎng)護周期大為縮短，節(jié)約蒸汽。這是因為用此法養(yǎng)護時，構(gòu)件不直接接觸蒸汽，熱量由模板傳遞給構(gòu)件，是構(gòu)件內(nèi)部冷熱對流加速，且因為利用熱拌混凝土，使構(gòu)件內(nèi)部溫差遠比常壓蒸汽養(yǎng)護時效，而且平衡較快，因而可省去靜置工序 ，縮短升溫時間，較快地進行高溫養(yǎng)護。

5 結(jié)語

混凝土預(yù)制構(gòu)件尺寸和重量大的構(gòu)件，可在施工現(xiàn)場就地制作，以避免繁重的運輸。定型化的中小型構(gòu)件，則應(yīng)發(fā)揮工廠生產(chǎn)的優(yōu)點在預(yù)制廠制作。