国内装配式建筑构件生产设备的缺陷及改进思路

2018-03-26黄振兴

商品混凝土 2018年1期

黄振兴

（浙江新邦远大绿色建筑产业有限公司，浙江温州 325000）

0 前言

为了节能环保，为了建筑产业逐渐向现代化、集成化、标准化发展，国家密集推出了支持装配式建筑产业发展的利好政策，各地政府也积极跟进，推出了一系列支持当地装配式建筑发展的政策，装配式建筑行业迎来了政府支持政策大爆发、利好政策不断推出的大好局面。根据国务院要求，“10 年左右新建建筑装配式建筑要占到 30% 的份额”，这是一个高达数万亿的市场规模。一些举步维艰的传统预拌混凝土生产企业纷纷改行到装配式建筑行业，同时建筑市场中对政策非常敏感的资金也纷纷投向装配式建筑行业。装配式建筑构件生产工厂如雨后春笋般在全国各地建成，整个装配式建筑行业呈现蓬勃发展的趋势。

然而，从目前已经投产的装配式建筑工厂来看，喜忧参半。喜的是装配式建筑市场非常好，订单接不过来；忧的是产能受到设备的制约，产品不能及时生产出来，产品质量也由于设备的缺陷而受到影响。

本文就是总结了目前国内装配式建筑构件（PC）生产设备的缺陷，以及对产能制约的瓶颈，同时提出了对这些生产设备缺陷的改进思路。

1 国内装配式建筑构件生产设备的缺陷及改进思路

1.1 混凝土搅拌系统

（1）目前国内许多装配式建筑构件工厂的搅拌机是工艺老旧的单向搅拌混凝土的搅拌机，混凝土只能往一个方向搅拌，没有翻拌，不容易搅拌均匀，影响 PC构件混凝土质量。

建议采用双卧轴搅拌工艺搅拌机（国内 95% 的搅拌机均采用该工艺），混凝土就能翻拌得很均匀，搅拌均匀的混凝土才能生产出优质的 PC 产品。

（2）搅拌机自动冲洗装置不合理，不能有效的将混凝土冲洗干净，没冲洗掉的混凝土结块后，越粘越多，影响使用。

建议要配制搅拌机高压水自动冲洗装置，尤其是搅拌机死角处要高压水流能有效冲洗到；并且要规定每隔3 小时（装配式建筑构件所用早强混凝土的初凝时间）冲洗一次，人工检查是否冲洗干净，如果局部有不干净的地方，人工再用高压水枪冲洗干净。这样就不会影响生产，还大大减少了混凝土结块后人工用风镐打掉的劳动强度，提高了工作效率。

（3）搅拌机出料口距离运料小车的落差太大，下料时有很大冲击力，容易造成混凝土离析，影响 PC 构件混凝土质量。

建议出料口加设可调节高度溜槽，减少混凝土下料时的冲击力，预防混凝土因下料冲击力过大而离析。

1.2 运料小车

（1）运料小车中没有搅拌装置，在运输过程中（有些厂家的运料小车从搅拌机到布料工位时间长达5～8分钟）容易因为颠簸而造成混凝土分层离析，尤其是生产厚度很小（一般 6cm）的叠合梁板、以及钢筋密集的梁时，为了便于浇筑，混凝土坍落度一般都很大（200mm 左右），在运料小车运行过程中，更容易因为颠簸而造成混凝土分层离析，不均匀、离析的混凝土就会影响 PC 构件质量。

建议在运料小车中加设搅拌装置，使得运料小车在运行过程中混凝土能够得到二次搅拌，防止了混凝土在运输过程中因为颠簸而造成混凝土分层离析，保证混凝土在运行到布料工位时是均匀的。

（2）运料小车到布料工位时，是直接反转将混凝土往布料机中倾倒，冲击力大，造成布料机两边石子过多，混凝土不均匀，影响 PC 构件质量。

建议运料小车到布料工位时，减少倾倒角度，在运料小车中加设搅拌装置，缓慢、均匀地将混凝土放入布料机，这样混凝土就比较均匀，便于浇筑，生产出来的PC 构件质量较好。

（3）运料小车自动冲洗装置不合理，造成运料小车容易冲洗不干净，没冲洗掉的混凝土结块后，越粘越多，影响使用；造成运料小车始终带着无效荷载运行，加大了设备能耗和磨损。同时小车中残余混凝土，会吸收新生产混凝土中的水分，造成混凝土坍落度变小、工作性变差，难于浇筑而影响 PC 构件混凝土质量。运料小车冲洗处，也没有人工再次冲洗平台，造成发现运料小车没冲洗干净，也没法人工再次冲洗。

建议改进运料小车自动冲洗装置，主要是自动冲洗装置水压要高、冲洗角度和方向设计要能保证运料小车中残余混凝土能冲洗干净。同时在运料小车自动冲洗处，应该加装人工冲洗平台，发现运料小车自动冲洗没冲洗干净时，人工再次冲洗，确保运料小车中残余混凝土完全冲洗掉，这样才不会影响生产。

1.3 布料机

（1）布料机中只有拨料装置，没有搅拌装置，造成混凝土浇筑前没有二次搅拌，使得混凝土不均匀，影响 PC 构件质量。

建议将布料机中拨料装置改成搅拌装置，这样使得混凝土在浇筑前可以得到二次搅拌，搅拌均匀的混凝土，才能生产出优质的 PC 构件。

（2）布料机中由于只有拨料装置，混凝土出料就只能一团、一团地拨出，不能连续均匀地出料，导致混凝土不均匀，影响 PC 构件质量。

建议加装螺旋出料装置，这样混凝土就能均匀连续出料，便于浇筑。

1.4 振动台

目前国内的 PC 构件成型振动台都是电机点对点振动，且只能上下振动，不能有效地振实混凝土，也不能有效地排出混凝土中的气泡，对 PC 构件质量、尤其是外观质量影响很大。

建议参照国外先进的变频模块式振动系统与高频振实系统有机组合的方式，不仅上下振动、且能左右摆动，这样的振动方式可以有效地振实混凝土，同时排出混凝土中的气泡，大大提高 PC 构件混凝土质量，尤其是外观质量。

1.5 模具的拼装

目前国内的装配式建筑模具的拼装完全是人工拼装，劳动强度大，生产效率低，还容易产生人为偏差，最主要的还是在这个环节影响了产能。

建议参照国外先进的电脑自动控制的机械臂布模，并用磁体的开合来拆、装模具，这样可以将精度几乎提高到 100%，消除了人为布模时的误差；同时大大提高了生产效率。

1.6 养护窑

目前国内大部分装配式建筑构件生产设备中的养护窑远远达不到厂家宣传的“PC 构件在养护窑中养护7～8 小时，就可以出窑、拆模”的宣传。在南方的夏季（6～9 月气温平均 35℃ 左右）实际生产时，在水泥用量远比商品混凝土高、水胶比远比商品混凝土低的情况下，PC 构件一般要 20～24 小时才能达到 15MPa 的拆模强度。

国内大部分装配式建筑构件生产设备中的养护窑最高温度只能升到比气温高 10℃ 左右，到了不供暖的南方的冬季有长达 4 个多月平均气温在 10～15℃ 之间，如果养护窑的温度只能达到 20～25℃，那么即使是C50 的混凝土在这个温度下达到 15MPa 拆模强度的时间也将会长达 30 多个小时，预应力混凝土达到 20MPa拆模强度的时间将会长达 40 多个小时，这将成为生产的瓶颈，大大影响生产效率。拆模时间过长，影响模具周转，进而影响了生产效率，同时还会加大模具成本的投入，大大提高了成本，严重制约了产能。

另外，国内大部分装配式建筑构件生产设备系统中没有预养护窑，构件混凝土浇筑后，只能等混凝土自身达到初凝才能收面、抹光、拉毛，受环境温度的影响很大，随着气温的下降，混凝土水化越来越慢，初凝时间越来越长，抹光、拉毛工序等待的时间就越来越长，影响了生产效率，最终严重制约了产能。

国内大部分装配式建筑构件生产设备中的养护窑升温装置，仅仅是靠窑底的电热管，开通电热管升温时，就会造成窑内干燥、湿度下降，影响混凝土养护，从而影响混凝土质量。混凝土强度的发展温度、湿度二者缺一不可，养护窑的设计人员不懂混凝土，没有对南方冬季的气候特点做深入了解，才会在设计养护窑时出现这样严重的错误。并且，养护窑中没有通风循环系统，就会造成窑底温度高，其它部位温度低，使得 PC 构件养护温度不均匀，造成 PC 构件质量波动大。

目前国内外许多厂家已经解决了 PC 构件的养护问题，使用温度为 50℃ 左右的蒸汽养护，真正做到了 PC构件在养护窑中养护 7～8 小时就可以出窑，不用提高混凝土强度，就可以在 7～8 小时使用普通混凝土达到15MPa 的拆模强度。例如，有一种比较实用的养护设备，有预养护窑，温度可以达到 55℃，PC 构件混凝土浇筑后进入预养护窑 30 分钟，混凝土就达到初凝，出预养护窑就可以直接抹平、拉毛；然后进入温度可以达到 45～50℃ 的养护窑，7～8 小时后使用普通混凝土就可以达到 15MPa 的拆模强度，这样就大大提高混凝土强度发展速度，同时还不必提高水泥用量和混凝土强度，这都有利于 PC 构件的强度发展，满足了拆模时间和强度的要求，加快了模具周转。使用这样的养护窑在夏季的产能几乎是使用前述养护窑的一倍，在南方的冬季的产能几乎可以达到使用前述养护窑的三倍，这可以带来非常可观的经济效益。