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轻质墙板生产线
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实例分析,模具对预制混凝土构件质量会产生哪些影响?

2020-12-08

装配式建筑预制混凝土构件生产过程中,模具作为预制混凝土构件成型的主要材料,其设计方案、加工精度和组装方式可从根本上决定预制混凝土构件的产品质量。因此需通过优化模具设计方案、控制零件加工精度和组装准确性,提高预制混凝土构件产品质量,保证现场施工顺利进行。

本文通过项目案例,研究模具对预制混凝土构件生产质量的影响,研讨模具的优化设计措施,以提高预制混凝土构件生产效率。一起来学习。

一、项目概况

北京某工业化住宅项目采用全预制装配式施工。各类预制混凝土构件数量、种类及对应的模具数量如表1所示。


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该项目地上结构施工工期为213d,构件加工工期为198d。预制构件10898件,1232种,配置模具306套,其中预制外墙数量3157件,520种,配置模具81套,平均每套模具需合并7种外墙构件。生产过程中需频繁改变模具组装方式,因此模具设计时需优化节点连接和零件组合方式,以缩短组模和换模工序时间,提高组模精/确度和组模效率。

二、模具对预制混凝土构件生产质量的影响

为确定各类构件模具数量,需考虑项目施工工期,结合预制混凝土构件种类、数量和外轮廓特征,优化模具合并方案,然后按照预制构件生产工艺进行具体的模具节点设计。模具设计需遵循3个原则:保证构件质量,提高生产效率同时降低生产成本。以下就常见预制混凝土构件,分析模具设计、加工和组装对预制构件质量的影响。

模具对预制外墙板生产质量的影响

预制外墙板由外叶板、保温板和内叶板3部分组成。生产过程中常见质量问题有:连接灌浆套筒钢筋偏位、预留线盒定位偏差大、阳角部位损坏、漏浆导致蜂窝麻面等。通过优化模具设计方案,提高零件加工精度和组装准确性,可大大减少质量通病,有效提高构件生产质量和生产效率。

1.结构内叶板两侧模出筋孔设计

两侧出筋主要有暗柱箍筋和梁纵筋2种。

(1)暗柱箍筋出筋

宜采用在侧模开长圆孔加堵浆板的形式,此种形式的出筋孔配合定位堵浆板(见图2),可保证钢筋保护层厚度,同时防止混凝土浇筑时出现漏浆现象。


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图2 长圆孔加堵浆板侧模

(2)梁纵筋出筋

带弯折段的梁纵筋出筋宜采用侧模分段加堵浆板的形式,如图3,4所示,其中有梁纵筋出筋段出筋孔采用梳子形孔;相较整体式侧模,此种设计方便脱模,保证纵筋定位,在有效提高构件生产质量的同时大大提高生产效率。


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图3 带弯折段梁纵筋墙板


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图4 侧模分段加堵浆板

2.外墙板定位工装设计

为提高预制构件中预留洞口和预埋件定位精/确度,在模具设计时要做一些工装定位件。工装通过螺栓或活动卡扣与模具侧模固定,在侧模相应位置设置加劲肋,以提高模具刚度,减小工装变形,从而使预留预埋定位满足设计规范要求,工装连接和布置如图5所示。


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图5 定位工装连接与布置

模具对预制楼板生产质量的影响

预制楼板即叠合板,将楼板分为2层:

预制层和现浇层,预制层在工厂完成,现浇层在施工现场完成。叠合板构件生产的质量控制要点是构件边线尺寸、钢筋出筋定位、预留预埋定位及出筋长度等,落实到模具即边模和工装定位件的优化设计。


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图6 叠合板边模

叠合板厚度一般为60~80mm,边模采用2块钢板垂直组焊(见图6),此种形式的边模可满足刚度要求,且便于组装和拆卸。边模与模台采用磁盒固定,可满足构件边线尺寸要求,同时避免模台开孔,提高模具摆放位置的灵活性。另外在叠合板边模对应位置设计验收定位孔(见图7),提高验收效率,进一步保证构件生产质量。


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图7 叠合板边模验收定位孔设置

模具对异形构件生产质量的影响

异形构件生产一般需设计独立底模,以梁式阳台生产制作为例,阳台底部有下凸的反梁,在满足建筑结构设计要求前提下,需设计独立底模并在梁槽位置设计脱模角度(见图8)。构件底部有凹凸造型,设计独立底模有利于保证构件生产精度,同时提高生产效率。


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图8 阳台板底模设计脱模角度

三、社会效益与经济效益

本项目通过优化模具合并方案和节点连接设计,提高预制混凝土构件生产效率,节约原材料用量,减少建筑垃圾的产生,同时减少人工投入,充分体现绿色建筑的施工理念。通过调研计算,本项目产生的社会效益和经济效益如下。

1.按照常规一一对应的方案设计模具,预计需钢模具600t,经模具合并和零件组合的方案优化,最终模具使用量为480t,节约120t钢材,相当于节约2400t水和48000kW·h的电。如果换算成木模,相当于节约9t木材。

2.通过优化出筋孔节点设计,减少混凝土浇筑过程的漏浆现象,经计算得知本项目共减少51m混凝土损失,同时减少构件修补人工约300个。

3.采用钢模具和自动化模台生产线,提高工厂预制构件生产自动化程度,同时节约人工约50个。

4.通过合理的模具和模台布置,优化生产线流水节拍,采用养护窑集中养护方式,节约蒸汽18万m。

四、结语

预制混凝土构件作为装配式建筑的部品组成,其产品质量将影响整个工程施工品质。为保证预制构件生产质量,需对模具进行优化设计、加强加工和组装环节质量管控,同时定期组织生产人员进行技能培训,强化对各生产工序的监督检查,减少生产过程中的纰漏。

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