裝配式建筑混凝土疊合樓板生產難點分析

劉海平

(甘肅省集成裝配式建筑產業發展有限公司，甘肅 蘭州 730000)

裝配式建筑混凝土疊合樓板是指預制鋼筋混凝土空心板與現澆混凝土板以一定的構造形式拼裝而成。該結構具有整體性好，施工速度快等優點，在工程實踐中應用廣泛。然而由于其構件復雜，各部分之間連接不嚴密，導致了裝配化程度不高和整體承載力不足的問題。目前我國對裝配式混凝土疊合樓板抗震性能研究較少。為此，應結合國內外已有研究成果，分析裝配式混凝土疊合板施工技術，為提高此類房屋的抗震性能提供理論依據。

1 混凝土疊合樓板生產難點

1.1 圖紙設計

由于目前混凝土疊合樓板的拆分、生產工藝、生產質量等方面皆存在一定問題，導致了該產品在施工過程中出現開裂和變形[1]。疊合板設計標準化差異問題主要體現在以下幾個方面：1)不同生產廠家對疊合板厚度尺寸的規定不統一，疊合板結構計算參數選取有偏差；2)疊合板上表面設置裝飾層或外貼防水膜時容易產生裂縫和破壞現象，而影響其力學性能的因素很多，其中溫度變化是最重要的因素之一，但以往研究大多忽略了這種因素，使得分析結果與實際情況相差甚遠；3)目前市場上銷售的疊合樓板多數為工廠預制，現場安裝時未考慮預埋件受力狀況及荷載作用方向，因而造成部分疊合樓板因承載力不足而發生開裂或撓度過大。

1.2 生產計劃的制定

原材料、預埋件及配件數量、人工工效都是混凝土疊合樓板生產的構成要素，其中材料成本占總生產成本60%左右。因此在進行疊合板結構設計時必須充分考慮各組成部分對結構性能的影響，以達到提高產品質量和降低產品成本的目的。然而，我國現有規范中關于鋼筋混凝土構件強度等級劃分方法存在一定缺陷，導致不同設計規范間差異較大，難以滿足實際工程需要。尤其在疊合板施工過程中，由于受多種因素制約，如現場環境條件、施工工藝等，使得鋼筋與水泥水化產物之間反應不充分，致使其力學性能達不到預期目標，這將直接影響到后續工作的開展，甚至造成安全事故。另外，疊合板結構形式多樣且結構復雜，目前對于其正截面抗彎承載力計算方法尚缺乏系統研究。

1.3 物料清單

物料清單是對產品生產過程中所有物資的具體數量和名稱進行描述，它包括了原材料、輔助材料、燃料及動力(電力)等各種主要物質消耗。在具體實踐中，如何根據實際需要選擇合適的物料清單已成為一個重要課題。混凝土疊合樓板生產中，物料清單種類繁多，且各類型物料之間存在著復雜的邏輯關系，使得物料清單管理相當繁雜，同時也給物料清單的編制帶來很大困難[2]。具體而言，現有的物料清單以傳統方法為主，而這種傳統的物料清單由于沒有考慮到不同設備之間相互聯系與影響，從而導致物料清單不能完全滿足實際需求。

1.4 模具

模具質量是否合格，直接影響產品的制造成本和生產周期。因此，在設計、制作過程中必須對模具設計與制造進行嚴格而科學的管理。混凝土疊合樓板生產質量問題主要表現為：尺寸偏差大、接縫不飽滿或出現縫隙、外觀粗糙，表面有裂縫等缺陷。這些缺陷不僅會導致模板變形開裂，還會嚴重降低結構承載力和耐久性能。為了保證產品質量，可以通過提高模板精度，改善施工工藝及加強養護工作來預防上述現象發生。

1.5 施工環境不良

施工環境的不良條件對于混凝土疊合樓板的生產有著重要的影響。濕度和溫度是兩個主要的因素，其能夠直接影響混凝土的干燥速度和凝結反應。高濕度可能會導致混凝土表面水汽不易揮發，從而延長了混凝土的干燥時間。此外，由于濕度不均勻，混凝土在干燥過程中可能出現不均勻收縮，導致開裂的風險增加。特別是在潮濕的環境中，混凝土可能會吸收更多的水分，使得混凝土干燥變得更加困難。而極端的溫度也會對混凝土的凝結反應產生影響。過高的溫度可能會加快混凝土的凝結反應，導致混凝土過早硬化，從而影響其強度和耐久性。而過低的溫度則可能延緩混凝土的凝結反應，使得混凝土干燥時間延長。

2 優化裝配式建筑混凝土疊合樓板生產策略探析

2.1 優化圖紙設計

建筑混凝土疊合樓板圖紙設計應根據施工的實際需要，進行合理簡化和優化，在滿足強度、剛度及構造要求等前提下，盡量減小構件截面尺寸，從而節省材料。圖紙設計中，必須考慮到各種可能出現的情況，如：溫度變化對結構受力性能的影響，不同季節溫差作用下，混凝土板溫度場分布規律以及配筋計算，混凝土板受荷時應力應變特性及其變形特征，預埋螺栓數量與間距對板內力值的影響。模板支撐方式、支撐點設置位置等因素對澆筑過程的影響。除此之外，還應充分考慮混凝土自身質量(抗壓強度)、鋼筋配置情況、養護條件(干燥程度、環境相對濕度等)，這些都會影響混凝土的力學性能和耐久性能。具體設計流程如下：1)確定各部件所需用量；2)選擇合適的原材料，制作出合格的混凝土試塊；3)將試塊按一定比例混合均勻后澆注成混凝土，養護至標準齡期并檢查其是否達到規范規定的時間；4)檢驗所有構件的承載力或裂縫寬度，分析產生原因，提出處理意見。同時也要注意防止因收縮開裂而使整個結構失穩破壞。經過多次試驗研究發現，當采用普通硅酸鹽水泥配制的混凝土配合比不能完全滿足要求時，可以摻入一定量的粉煤灰來提高其工作性。當配筋率較低時，可適當增加外加劑摻量，以改善混凝土的拌制工藝和使用性能。

2.2 制定合理生產計劃

裝配式建筑中混凝土疊合樓板生產計劃的制定必須遵循預制構件裝配化和標準化的原則，并結合工程實際情況進行優化。在分析影響混凝土疊合樓板質量因素基礎上，建立了以施工周期最短為目標函數、各工序加工時間最少為約束函數、預制單元數量為決策變量的多階段整數規劃模型，通過求解得到最優方案。例如：考慮到不同批次鋼筋連接程度對結構性能的重要度不同，將鋼筋強度等級作為控制參數引入該模型。由于采用傳統方法確定混凝土澆筑順序時需要反復調整模板尺寸與鋼筋間距，因此提出基于遺傳算法的快速計算方法來獲得較精確的澆注位置[3]。針對鋼筋排布問題，利用遺傳算法可實現從單個節點直至整個平面內任意點的搜索過程，從而提高計算效率，減少迭代次數。研究表明：隨著板厚增加，單位面積承載力降低。而當厚度達到一定值后，其承載能力反而會逐漸升高，若增大板寬可以有效改善這種現象。生產計劃不僅要滿足現場安裝進度要求，同時也要保證后續工序之間能順利銜接，即如何使整個生產流程符合工期約束條件。設計過程中，必須注意以下幾點：1)根據施工現場條件合理組織施工進度，選擇合適的原材料及配合比，加強對模具養護工作的管理，確保脫模順暢；2)嚴格按工藝流程操作，避免產生返工現象，合理安排運輸路線等措施。當混凝土成型完畢之后，及時清理表面附著的浮漿及殘留砂漿，防止裂縫出現；3)技術人員應做好相關記錄，包括材料信息、設備信息以及人員信息等。另外還需重視現場環境控制、機械設備維護保養工作以及施工人員健康保障等方面；4)混凝土疊合樓板生產線是一個復雜系統，存在著諸多不安全因素。如：原料配比不當導致的混凝土開裂，工人操作不慎引發安全事故，設備運行故障造成事故發生等。故而，在進行工程設計時應充分考慮這些風險因素，并制定相應對策加以解決。

2.3 優化物料清單表

物料清單表是企業管理的基礎，是實現ERP系統與實際業務緊密結合的橋梁。物料清單表的編制中包括兩個重要部分：1)將供應商和產品的數量、質量及價格等數據輸入到物料清單表中[4]；2)根據采購人員對物料清單表的審核結果，調整物料清單表內容，以滿足實際生產需要。為此，混凝土疊合樓板物料清單編制應采用“單式”或“復式”相結合的方式進行設計。編制前，應分析項目特點及技術要求。依據規范標準確定材料種類、規格、用量、運輸條件，按照國家規定的檢驗方法檢查合格后方可進入下一道工序。然后，對原材料、輔助材料、成品材料按相應規則分類匯總。例如：PC板一般分為普通板材(即鋼筋混凝土)，高強板材(即預應力鋼絞線)。水泥膠凝砂礫石板也分普通水泥膠凝砂礫石、高強度水泥膠凝砂礫巖。預拌砂漿一般又劃分為水泥漿、砂漿兩種類型。同時，在編制過程中要注重信息收集工作、建立完善的信息反饋體系以及加強信息化建設。當混凝土疊合樓板施工完成后，要及時對其性能檢測并記錄相關參數，確保工程結構安全。還要做好驗收評定工作。編制完成后，應組織有關技術人員審查，發現問題立即整改[5]。對于不符合圖紙設計所需尺寸的構件，應盡快返工重新修改。有缺陷的構件，應盡早更換，以免影響使用功能。另外，還應重視模板制作的精度控制，保證混凝土成型體表面平整光滑，避免因局部凹凸不平而引起開裂現象。物料清單不僅能全面反映混凝土疊合樓板各部位之間連接關系，還能夠直觀地顯示出各個部件間相對位置上存在的誤差情況。施工管理人員必須了解物料清單表及其主要作用，熟悉該表格的基本構成要素，掌握編制步驟及技巧，才能使之成為一個有效的管理工具。

2.4 模具制作

混凝土疊合樓板模具與首件制作必須按照以下方法：1)模板的加工。模板是澆筑混凝土的基礎，其形狀和尺寸應根據設計要求進行確定，并按順序安裝好，在施工中應注意：保證模體表面光滑平整，不得有裂紋、孔洞等缺陷。鋼模使用前要認真檢查緊固情況，如發現松動或變形應立即擰緊螺母。模板固定時要牢固可靠，不能出現晃動等問題；2)構件的制造，組裝及驗收。鋼筋綁扎要緊密整齊，搭接處間隙不大于1mm，焊接點位置要正確合理。預埋管采用不銹鋼套管(直徑3cm以上)時，應先用手將管端插入孔中加壓，使鋼管內充滿水泥砂漿后再用手壓緊[6]。對預制梁板可預先埋設鋼絲網片作為保護層，然后用線錘敲擊密實即可。對于現澆梁板結構則需先試壓，試壓合格后方能投入使用。成品檢驗主要內容為外觀質量，強度是否符合有關標準規定，剛度是否符合要求，裂縫大小以及觀感有無異常變化；3)養護維修，包括抹灰層、飾面層及底層的修補工作。抹灰層一般應及時干透。面層的修補宜采取鑿毛、刮膩子等工藝處理，待干燥后再行涂刷。底層的修補宜以刮平為主。由于現澆疊合板厚度小，不宜大面積刷漿，以免產生空鼓現象；4)吊裝就位。起吊時應首先平穩放置，以防因振動而造成開裂。其次要防止振搗過猛引起脫空，導致漏振。吊運過程中要避免碰撞和震動，以免損傷設備。

2.5 優化施工環境

為了解決施工環境不良帶來的問題，可以采取一系列措施來改善情況。在高濕度的環境中，首先可以增加通風設備和排氣系統，以促進水汽的揮發。通過增加通風設備，如風機和風道，以及安裝排氣系統，如通風管道和排氣扇，可以有效地提高施工現場的空氣流通率，減少濕氣的積聚。這樣一來，施工現場的濕度將得到有效控制，從而避免濕度過高對混凝土疊合樓板的影響。在極端溫度的情況下，可以使用保溫材料或采取其他方法來保持適宜的溫度，確保混凝土能夠正常凝結。保溫材料可以包括保溫板、保溫棉等，通過將這些材料應用在施工現場的墻體、天花板和地面上，可以有效地阻隔外界溫度對施工環境的影響，使得室內溫度更加穩定。此外，還可以探索其他方法，如利用空調系統進行溫度控制，或者在施工現場設置臨時遮陽設施，以減少直射陽光的照射。除了以上措施，定期監測施工現場的濕度和溫度，并根據實際情況進行調整，也是非常重要的。通過安裝濕度計和溫度計等監測設備，可以及時了解施工環境的變化情況，并根據監測數據，來調整通風設備和保溫材料的使用，以確保施工環境始終處于良好狀態。同時，還可以借助現代技術，如自動化系統和遠程監控，來實現對施工環境的實時監測和調控，提高施工效率和質量。

在改善施工環境的過程中，需要注意的是，不同地區、不同季節的氣候條件會有所不同，因此在選擇具體措施時，需要根據實際情況進行合理調整。同時，施工人員也應加強對施工環境的管理與維護，保持施工現場的整潔與衛生，避免垃圾和雜物對施工環境造成污染。優良的施工環境可以有效地減少混凝土疊合樓板的開裂、彎曲等問題，從而確保工程的安全與可靠。因此，在選擇具體措施時，需要充分考慮實際情況，并根據氣候條件進行合理調整，以確保施工環境的改善與混凝土疊合樓板的質量控制能夠相互促進。

3 結語

裝配式建筑混凝土疊合樓板作為一種新型的結構體系，具有承載力高、抗震性能好、施工簡便等優點。在未來的發展中，裝配式混凝土疊合樓板將成為我國今后重要的住宅和公共建筑建設材料之一。為此，相關技術人員應加強對裝配式混凝土疊合板設計理論及應用技術方面的研究與開發工作，通過分析其受力特點、破壞機理以及影響因素，為實現裝配式混凝土疊合板抗剪強度提高提供依據。從而推動預制裝配整體式混凝土結構在實際工程領域的推廣和運用。