混凝土預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)過程及質(zhì)量控制

張麗霞

（中鐵二十三局集團(tuán)軌道交通工程有限公司，上海 201301）

預(yù)制混凝土構(gòu)件早在20 世紀(jì)50 年代就開始生產(chǎn)應(yīng)用，并且形成了獨(dú)立的產(chǎn)業(yè)，在基礎(chǔ)建設(shè)中發(fā)揮了積極作用。然而，由于當(dāng)時(shí)存在一些認(rèn)識(shí)和經(jīng)驗(yàn)上的不足，嚴(yán)重影響了預(yù)制混凝土構(gòu)件行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。隨著人們對(duì)環(huán)境的要求不斷提高、社會(huì)資源的大量短缺以及建筑業(yè)多年來粗放型的增長(zhǎng)模式等因素，建筑業(yè)進(jìn)行轉(zhuǎn)型升級(jí)是非常有必要的。

1 混凝土預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)過程

1.1 材料選擇與準(zhǔn)備

1.1.1 水泥

選擇合適類型和等級(jí)的水泥對(duì)于預(yù)制構(gòu)件的質(zhì)量至關(guān)重要。水泥的強(qiáng)度、穩(wěn)定性、耐久性等特性需根據(jù)構(gòu)件的設(shè)計(jì)要求進(jìn)行選擇。

1.1.2 砂

砂的細(xì)度模數(shù)、含泥量、顆粒級(jí)配等參數(shù)都會(huì)影響到混凝土的性能。在混凝土預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)過程中，中粗砂的混凝土性能較好，其質(zhì)量要求如表1 所示。

表1 中粗砂的質(zhì)量要求

1.1.3 碎石/卵石

碎石或卵石的粒徑、強(qiáng)度、級(jí)配等也會(huì)影響混凝土的強(qiáng)度和耐久性。根據(jù)設(shè)計(jì)要求選擇適當(dāng)?shù)乃槭蚵咽?/p>

1.1.4 水

水的質(zhì)量也會(huì)影響到混凝土的性能，應(yīng)使用清潔、無污染的水源。混凝土預(yù)制構(gòu)件拌合用水中物質(zhì)含量限值如表2 所示。

表2 混凝土預(yù)制構(gòu)件拌合用水中物質(zhì)含量限值

1.1.5 添加劑

為了改善混凝土的性能或滿足特殊需求，有時(shí)還需要添加如減水劑、緩凝劑、早強(qiáng)劑等一些添加劑。

1.2 模具準(zhǔn)備

1.2.1 模具設(shè)計(jì)

在混凝土預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)過程中，模具設(shè)計(jì)是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)之一。模具的設(shè)計(jì)直接影響到構(gòu)件的形狀、尺寸和質(zhì)量。在進(jìn)行模具設(shè)計(jì)時(shí)，需要充分考慮構(gòu)件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和使用要求，結(jié)合生產(chǎn)工藝和設(shè)備能力來進(jìn)行設(shè)計(jì)。同時(shí)，模具的設(shè)計(jì)需要滿足構(gòu)件的結(jié)構(gòu)要求，包括預(yù)制構(gòu)件的形狀、尺寸、鋼筋布置且能夠準(zhǔn)確地復(fù)制和呈現(xiàn)這些結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，確保構(gòu)件的精確度和符合度。在此基礎(chǔ)上，還要綜合考慮生產(chǎn)工藝和設(shè)備能力，不同的生產(chǎn)工藝和設(shè)備需要不同的模具結(jié)構(gòu)。比如，平模或翻轉(zhuǎn)模的生產(chǎn)工藝要求模具有不同的結(jié)構(gòu)和尺寸。因此，模具設(shè)計(jì)需要根據(jù)生產(chǎn)工藝和設(shè)備的實(shí)際情況來進(jìn)行優(yōu)化，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

1.2.2 模具的清潔與檢查

模具需要在每個(gè)班次完成后及時(shí)清理，防止混凝土殘?jiān)仍谀＞邇?nèi)影響澆筑后形成夾渣，對(duì)于模具的清潔與檢查，可以使用鋼絲球、刮板或壓縮空氣等工具進(jìn)行清理。清理時(shí)應(yīng)徹底清理內(nèi)腔，包括內(nèi)壁、底部、頂面等各個(gè)面，保證組模時(shí)無尺寸偏差。此外，在每次使用模具之前，需要進(jìn)行仔細(xì)的檢查，確保模具沒有損壞或變形。

1.3 混凝土混合與澆筑

1.3.1 混凝土配合比設(shè)計(jì)

混凝土配合比設(shè)計(jì)是混凝土工程中很重要的一項(xiàng)工作，它直接影響到混凝土的順利施工、混凝土工程的質(zhì)量和混凝土工程的成本。

假設(shè)試驗(yàn)室配合比為：水泥∶水∶砂子∶石子=1∶x∶y∶z，現(xiàn)場(chǎng)砂子含水率為m，石子含水率為n。

施工配合比調(diào)整為：1∶（x-ym-zn）×y＊（1+m）∶z＊（1+n）

1.3.2 混凝土攪拌

通過將水泥、砂、石子、水等原材料按照一定的比例混合，并加入適量的外加劑，經(jīng)過充分?jǐn)嚢瑁玫骄鶆虻幕炷粱旌衔铮唧w步驟如下：先根據(jù)預(yù)制構(gòu)件的設(shè)計(jì)要求和實(shí)驗(yàn)室的配合比，確定混凝土中各種原材料的比例，其中包括水泥、砂、石子的比例和外加劑的用量，接著將各種原材料按照比例稱重并放入攪拌機(jī)中。

對(duì)于人工攪拌的混凝土，可以采用多次投料的方法，即先將部分材料放入攪拌機(jī)中攪拌，再加入剩余的材料繼續(xù)攪拌，以提高混凝土的攪拌效果和均勻性。而對(duì)于機(jī)械攪拌的混凝土，應(yīng)當(dāng)根據(jù)攪拌機(jī)的型號(hào)和規(guī)格選擇合適的投料方式。一般來說，機(jī)械攪拌的混凝土比人工攪拌的混凝土更加均勻，并且能夠節(jié)省大量時(shí)間和人力。但是，不論采用哪一種攪拌方式，在攪拌過程中都需要注意控制混凝土的坍落度和擴(kuò)展度等參數(shù)。

1.3.3 混凝土澆筑

在澆筑前需要對(duì)模具進(jìn)行仔細(xì)的檢查和清理，確保模具內(nèi)部干凈、無雜質(zhì)，并且具備足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，承受混凝土的重量和壓力。根據(jù)構(gòu)件的設(shè)計(jì)要求和實(shí)驗(yàn)室的配合比，將各種原材料按照比例混合并攪拌均勻。在攪拌過程中，要確保每種原材料都能夠充分地混合，不能出現(xiàn)離析。在澆筑過程中，需要采用合適的澆筑方法和工具，確保混凝土能夠均勻地填充模具并形成符合設(shè)計(jì)要求的構(gòu)件。對(duì)于大型預(yù)制構(gòu)件，可以采用分段澆筑的方法，分多次澆筑完成，避免混凝土出現(xiàn)收縮裂縫和氣泡。在澆筑完成后需要對(duì)構(gòu)件進(jìn)行養(yǎng)護(hù)和脫模處理。養(yǎng)護(hù)的目的是保證構(gòu)件在硬化過程中得到足夠的保護(hù)和支持，避免出現(xiàn)裂縫和變形。脫模則是為了將構(gòu)件從模具中取出并進(jìn)行后續(xù)的處理或運(yùn)輸。

1.4 養(yǎng)護(hù)與脫模

1.4.1 養(yǎng)護(hù)方法與時(shí)間

（1）水養(yǎng)護(hù)法。在混凝土澆筑完成后，立即進(jìn)行水養(yǎng)護(hù)。可以用噴淋或噴霧器噴淋水，每次噴淋時(shí)間不少于20 min，噴淋間隔時(shí)間不大于2 h。水養(yǎng)護(hù)法可以保持混凝土表面的濕潤(rùn)，促進(jìn)水泥的水化反應(yīng)，有助于混凝土強(qiáng)度的提高，水養(yǎng)護(hù)時(shí)間一般不少于7 d。

（2）覆蓋養(yǎng)護(hù)法。在混凝土初凝后，用塑料薄膜或濕棉被等材料覆蓋在混凝土表面，達(dá)到養(yǎng)護(hù)目的。覆蓋養(yǎng)護(hù)法可以防止水分蒸發(fā)和表面開裂，促進(jìn)水泥的水化反應(yīng)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間一般不少于7 d。

（3）加熱養(yǎng)護(hù)法。在預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)過程中，可以采用加熱養(yǎng)護(hù)法。即將構(gòu)件放入加熱室中，保持一定的溫度和濕度條件，促進(jìn)水泥的水化反應(yīng)，加熱養(yǎng)護(hù)法能夠縮短養(yǎng)護(hù)時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。

1.4.2 脫模與清理

利用混凝土的“抓土”性能，在構(gòu)件成型后利用吊車配合振動(dòng)平臺(tái)振動(dòng)、人工敲擊等方法將模具與構(gòu)件分離。利用脫模劑（隔離劑）涂刷在模具內(nèi)壁上，待其干燥后構(gòu)件便可與模具脫離。清理則是指對(duì)脫模后的預(yù)制構(gòu)件進(jìn)行清潔處理，包括去除多余的水泥漿、碎屑等雜質(zhì)，保證預(yù)制構(gòu)件表面的清潔和光滑。

1.4.3 質(zhì)量檢測(cè)與驗(yàn)收

質(zhì)量檢測(cè)主要包括對(duì)構(gòu)件的外觀質(zhì)量、尺寸偏差、力學(xué)性能等方面的檢測(cè)。其中，外觀質(zhì)量檢測(cè)包括對(duì)構(gòu)件表面平整度、光潔度、氣泡、裂縫等的檢查。尺寸偏差檢測(cè)包括對(duì)構(gòu)件的長(zhǎng)度、寬度、高度、截面尺寸等的測(cè)量。力學(xué)性能檢測(cè)包括對(duì)構(gòu)件的抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度等的測(cè)試。質(zhì)量檢測(cè)的方法包括目視檢測(cè)、量測(cè)儀器檢測(cè)、試驗(yàn)檢測(cè)等。目視檢查主要通過觀察構(gòu)件的外觀和表面質(zhì)量，檢查是否存在明顯的缺陷和問題；量測(cè)儀器檢測(cè)主要使用各種測(cè)量工具，比如激光測(cè)距儀、電子卡尺等，對(duì)構(gòu)件的尺寸和偏差進(jìn)行測(cè)量和記錄；試驗(yàn)檢測(cè)則是對(duì)構(gòu)件進(jìn)行各種力學(xué)試驗(yàn)，如抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)、抗折強(qiáng)度試驗(yàn)等，進(jìn)而測(cè)試其承載能力和耐久性。

2 質(zhì)量控制的影響因素

2.1 材料質(zhì)量

2.1.1 材料的選擇與檢驗(yàn)

（1）骨料。骨料是混凝土中質(zhì)量最大的組成部分，其選擇也是影響預(yù)制構(gòu)件質(zhì)量的重要因素。骨料應(yīng)該符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，優(yōu)先選擇品質(zhì)好、不含泥土和雜質(zhì)的骨料。

（2）摻合料。摻合料是混凝土中的輔助材料，其種類有很多，如礦渣粉、礦渣細(xì)粉、粉煤灰等。摻合料應(yīng)當(dāng)選擇符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的摻合料，優(yōu)先選擇品質(zhì)好、不含有害物質(zhì)的摻合料。

2.1.2 材料的存儲(chǔ)與運(yùn)輸

原材料的存儲(chǔ)應(yīng)該根據(jù)性質(zhì)和用途選擇合適的存儲(chǔ)方式。比如，水泥和骨料等原材料應(yīng)該存放在干燥、通風(fēng)良好的倉(cāng)庫(kù)中，避免受到雨淋、陽光暴曬等。對(duì)于摻合料和外加劑等輔助材料，應(yīng)該存放在干燥、陰涼的地方，避免受到潮濕和高溫等因素的影響。原材料的運(yùn)輸應(yīng)該根據(jù)運(yùn)輸距離和路況選擇合適的運(yùn)輸方式。一般來說，原材料可以通過汽車、火車、輪船等交通工具進(jìn)行運(yùn)輸。在運(yùn)輸過程中，應(yīng)該注意保護(hù)原材料不受損壞，避免受到顛簸、碰撞等不利條件的影響。

2.2 生產(chǎn)工藝穩(wěn)定性

2.2.1 工藝流程控制

混凝土預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)的工藝流程控制需要從模具準(zhǔn)備、材料準(zhǔn)備、澆注與振搗、養(yǎng)護(hù)、脫模與清理及質(zhì)量檢測(cè)與驗(yàn)收等方面進(jìn)行全面的管理和控制。通過嚴(yán)格把控各個(gè)環(huán)節(jié)的質(zhì)量，才能生產(chǎn)出高質(zhì)量的混凝土預(yù)制構(gòu)件。

2.2.2 工藝參數(shù)調(diào)整與優(yōu)化

根據(jù)預(yù)制構(gòu)件的要求和原材料的性能，對(duì)混凝土的配比進(jìn)行優(yōu)化。通過調(diào)整水泥、骨料、摻合料等原材料的比例，可以提高混凝土的強(qiáng)度、耐久性和穩(wěn)定性，從而降低生產(chǎn)成本和提高構(gòu)件質(zhì)量。在生產(chǎn)過程中，還需要根據(jù)實(shí)際情況對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化，比如調(diào)整攪拌時(shí)間、攪拌速度和攪拌溫度等參數(shù)，提高混凝土的均勻性和穩(wěn)定性。

3 質(zhì)量控制措施

3.1 采用先進(jìn)的質(zhì)量管理體系（ISO9001）

ISO9001 要求組織在生產(chǎn)過程中實(shí)施嚴(yán)格的質(zhì)量控制，確保產(chǎn)品的穩(wěn)定性和可靠性。通過采用該體系，混凝土預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)可以實(shí)現(xiàn)更高的精度和質(zhì)量。ISO9001 強(qiáng)調(diào)對(duì)生產(chǎn)流程的持續(xù)改進(jìn)和優(yōu)化，在混凝土預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)中，該體系能夠幫助識(shí)別生產(chǎn)過程中的瓶頸和問題，并采取有效的措施進(jìn)行改進(jìn)，提高生產(chǎn)效率和降低成本。混凝土預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)采用先進(jìn)的質(zhì)量管理體系（ISO9001），通過建立完善的質(zhì)量管理體系，確保生產(chǎn)過程中的質(zhì)量控制和持續(xù)改進(jìn)，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，滿足客戶的需求和期望。

3.2 應(yīng)用統(tǒng)計(jì)過程控制（SPC）工具

統(tǒng)計(jì)過程控制（SPC）是一種在生產(chǎn)過程中應(yīng)用統(tǒng)計(jì)技術(shù)來分析和控制生產(chǎn)過程質(zhì)量的方法。在混凝土預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)中，應(yīng)用SPC 工具可以幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)更精確的質(zhì)量控制和生產(chǎn)管理。SPC 工具可以通過分析生產(chǎn)數(shù)據(jù)，識(shí)別出影響混凝土預(yù)制構(gòu)件質(zhì)量的關(guān)鍵因素，有助于企業(yè)采取針對(duì)性的措施來消除異常因素，提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。

3.3 定期進(jìn)行內(nèi)部和外部的質(zhì)量審計(jì)和評(píng)估

在混凝土預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)中，定期進(jìn)行內(nèi)部和外部的質(zhì)量審計(jì)和評(píng)估對(duì)于確保產(chǎn)品質(zhì)量和持續(xù)改進(jìn)具有重要意義。通過內(nèi)部和外部的質(zhì)量審計(jì)和評(píng)估，確保混凝土預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)過程符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和客戶要求。通過與供應(yīng)商、承包商等合作伙伴共同進(jìn)行質(zhì)量審計(jì)和評(píng)估，企業(yè)要加強(qiáng)與合作伙伴的合作關(guān)系，共同提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。

3.4 應(yīng)用質(zhì)量獎(jiǎng)懲制度，提高員工的質(zhì)量意識(shí)

企業(yè)建立和完善質(zhì)量獎(jiǎng)懲制度，可以在員工中樹立質(zhì)量至上的意識(shí)，激勵(lì)員工在生產(chǎn)過程中注重質(zhì)量，并對(duì)存在質(zhì)量問題的員工進(jìn)行懲罰，起到警示作用。企業(yè)應(yīng)制定明確的質(zhì)量獎(jiǎng)懲制度，明確質(zhì)量目標(biāo)和要求，規(guī)定對(duì)達(dá)到質(zhì)量目標(biāo)的員工進(jìn)行獎(jiǎng)勵(lì)和對(duì)未達(dá)到質(zhì)量目標(biāo)的員工進(jìn)行懲罰的措施。在生產(chǎn)過程中注重質(zhì)量、表現(xiàn)出色的員工，企業(yè)應(yīng)當(dāng)給予相應(yīng)的獎(jiǎng)勵(lì)，如獎(jiǎng)金、晉升機(jī)會(huì)、榮譽(yù)證書等，激勵(lì)員工更加關(guān)注質(zhì)量，并在企業(yè)內(nèi)部樹立質(zhì)量標(biāo)桿。

3.5 通過持續(xù)改進(jìn)，不斷提升生產(chǎn)過程和產(chǎn)品質(zhì)量

企業(yè)應(yīng)通過分析生產(chǎn)數(shù)據(jù)、收集員工反饋、與客戶溝通等方式，識(shí)別生產(chǎn)過程和產(chǎn)品質(zhì)量的改進(jìn)機(jī)會(huì)。這些機(jī)會(huì)可能包括生產(chǎn)流程優(yōu)化、工藝改進(jìn)、原材料替代等方面。一旦識(shí)別到改進(jìn)機(jī)會(huì)，企業(yè)應(yīng)制定具體的改進(jìn)計(jì)劃，明確改進(jìn)目標(biāo)、實(shí)施步驟和預(yù)期效果。改進(jìn)計(jì)劃應(yīng)該具有可操作性和可衡量性，便于實(shí)施和監(jiān)督。對(duì)改進(jìn)過程進(jìn)行總結(jié)和反思，形成經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，進(jìn)而在未來的生產(chǎn)過程中避免類似的問題再次發(fā)生。

4 結(jié)語

綜上所述，為了在快速發(fā)展的裝配式建筑市場(chǎng)中保持競(jìng)爭(zhēng)力并實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，預(yù)制混凝土構(gòu)件生產(chǎn)企業(yè)必須嚴(yán)格控制生產(chǎn)過程質(zhì)量、提高技術(shù)要求和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、加強(qiáng)與科研機(jī)構(gòu)和高校的產(chǎn)學(xué)研合作、建立質(zhì)量信息追溯系統(tǒng)并嚴(yán)格遵守相關(guān)法規(guī)和規(guī)范。通過上述措施的實(shí)施，可以確保預(yù)制混凝土構(gòu)件行業(yè)的健康有序發(fā)展，為企業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。