机械压制干硬性混凝土在小构件预制中的应用

张锦

摘 要：干硬性混凝土密实成型后，结构具有很好的抗折、抗压、抗冲击、耐磨等显著力学性能。本文通过昌九大道项目对干硬性混凝土机械压制工法的试验总结和实践应用，通过与普通混凝土预制块制作工法的对比，对干硬性混凝土机械压制在预制构件施工中的应用进行了论述分析，以供借鉴参考。

关键词：机械压制；干硬性混凝土；小构件预制

1 引言

附属工程是高速公路施工中非常重要的一部分，又称“穿衣戴帽”工程，其施工质量直接影响到工程实体的使用及外观质量。昌九大道一级公路项目A5标段内附属工程主要为预制圬工构件预制安装，按照常规的普通混凝土生产施工工艺，需要的预制场地、周转材料及人工都比较大，无论对成本还是工期都带来极大的压力。我们在充分对比分析的基础上，选择了机械压制成型预制构件。经过实践证明，由于该方案的实施，大大地缩短了建设工期及对其它资源的需求，取得了良好的效果。本文通过机械压制干硬性混凝土在预制构件施工中的应用及预制构件两种不同预制工艺的对比分析，做出归纳总结，利于在今后的施工中推广应用。

2 工程设计综述

昌九大道（九江境内）一级公路与105国道相接，是连接南昌与九江的快速通道，路线全长45.29km，A5标段全长10.438km。本标段水沟均采用预制C20混凝土板拼制。路堤边坡位于水塘、临湖等常年积水位置或有特殊防水要求时，采用路堤挡墙+预制实心六棱块护坡防护。

3 工艺特点及质量控制点

预制块预制一般使用定制的一次性冲压成型的聚丙乙烯塑料模具预制或机械压制干硬性混凝土成型。普通混凝土的拌制、运输、浇筑等工序及要求在相关施工规范中均会做出具体规定，施工中基本有据可依。而对于干硬性混凝土的相关内容在规范中却较少提及，给干硬性混凝土的施工工艺和质量控制造成了不便。下面主要针对机械压制干硬性混凝土成型预制块的一些工艺特点及质量控制要点作详尽叙述。

3.1 干硬性混凝土的配合比设计

我们在混凝土配合比试配过程中发现JGJ 55—2000 《普通混凝土配合比设计规程》附表中提供用水量偏大，无法压制脱模，经过计算及试配，在昌九大道小构件预制过程中，C20干硬性混凝土配合比采用水泥：砂：碎石：水为295：682：1213：160；材料分别为：水泥（P.O42.5），中砂（细度模数在2.4～2.7之间），碎石采用0mm～5mm、5mm～10mm两档料掺配而成。经试验测得维勃稠度13s，实测密度2360kg/m3，28d强度28.6MPa，且干硬性混凝土各性能指标都满足设计要求，外观密实平整。

3.2 干硬性混凝土的质量控制要点

（1）生产前，对模具的几何尺寸及外观形状予以检查，合格后方准使用。在预制块的生产过程中，要定期的检查模具有无变形，如有变形，则及时的进行更换，避免出现不合格的产品，造成批量性次品。

（2）干硬性混凝土搅拌时应适当延长搅拌时间并减小单盘方量，避免由于水灰比较小，使干硬性混凝土出现搅拌不均匀的现象。

（3）干硬性混凝土的力学性能及物理性质与普通混凝土不尽相同。水灰比对干硬性混凝土的抗折强度影响不大，而干硬性混凝土抗折强度的主要影响因素除水泥强度外，便是混凝土砂石集料的质量和理想级配。在干硬性混凝土拌制时，要重視砂石集料质量和理想级配的控制，确保干硬性混凝土质量。

（4）在混凝土拌制过程中，要随时检测混凝土拌和物的干硬度、密度等。根据检测结果，将混凝土的配比加以适当的修正，使其满足设计及规范要求。压制成型的混凝土预制块，一般要求密实系数不小于0.98。

4 机械压制干硬性混凝土方案的优点

4.1 临时设施建设及模具配置需求低

预制块液压成型方案对预制及存放场地的需求较小，由于成型后的预制板可以立即竖立存放且相互靠拢，大大地节约了存放场地；对于场地布置，仅需要考虑小型搅拌站及砂石料等料仓设置，将拌制好的干硬性混凝土经输送带直接输送至液压成型机即可成型，不需要配备其它的混凝土运输设备，；无需配置若干套模具，仅需在液压成型机上更换所需的钢模具即可，钢模利用率高，损耗率低，大大地提高了模具的周转次数，提高工效的同时也节约了成本。

4.2 制作工艺简单，工效提高

机械压制成型工艺所需为干硬性混凝土，碎石最大粒径为10mm，其维勃稠度为10s～15s，成型后即可搬运，无需振捣。具体流程为：混凝土拌合→压制成型→存放→养护，预制块单块的成型时间为1min，工人可以形成流水线进行工厂化生产，可以最大限度地提高工效。

4.3 资源配置少，单位成本较低

机械压制成型工艺单机配6名工人即可投入生产（含混凝土拌和），单机产量按照100块/h计，日产量（8h）即为800块；由于此工艺不存在运输和倾倒入模工序，混凝土的损耗几乎可以忽略；机械配置也仅需要拌和机、预制块液压成型机，省去运输、振捣设备等。与普通混凝土生产工艺对比，在同等工效的情况下，人机料成本全面降低。

5 存在的不足及应对措施

机械压制成型的预制块几何尺寸、强度、平整度等各项检测指标均满足设计及规范要求，但也存在一些不足，如成型后的预制块表面 （除顶面外）外观较为粗糙，孔隙率稍大，需要在今后的成型工艺及配合比设计时不断改进，努力制作出实体质量和外观质量都优异的混凝土预制构件。

5.1 干硬性混凝土拌和时用水量的控制

干硬性混凝土拌和过程中，用水量的控制要非常精确，水加少了呈疏散结构，无法将之压制成型，孔隙率也相对较大；水加多了将影响预制块的固结，严重的还会改变混凝土的性质，而使干硬性混凝土变成具备一定流动度的普通混凝土。如果完全按配合比直接压制，压制出的预制块表面就会比较粗糙。尽管内在质量上不存在任何问题，但预制构件的外观质量受到了一定的影响。经过试验，在投料前先往模具内洒上薄薄一层过筛细砂和水泥的混合料，成产处的预制构件外露面就会变得较为光洁、平整。

5.2 成品的修补与养护

预制块生产过程中由于种种因素的影响，难免会出现表面比较粗糙的预制块。干硬性混凝土施工工艺都是随时压制随时脱模，在混凝土还未形成足够的强度时，移运和摆放过程中难免会损伤预制块。对质量问题较严重的预制块应立即破碎，破碎后的料重新投入搅拌机并适当增加水泥用量进行重新拌和。问题轻微的，对质量没有影响的，也可以立即用水泥浆加以修补。干硬性混凝土预制块的保湿养护需要在混凝土初凝后立即进行，因为水泥水化形成强度必须有足够的水，而干硬性混凝土的用水量比普通混凝土少得多。

6 结论

机械压制干硬性混凝土成型工艺，从混凝土拌制到预制构件得成型全部机械化，大大的简化了传统普通混凝土施工工艺，避免和减少了采用传统普通混凝土施工工艺的生产过程中由人为原因造成的质量隐患；利用机械压制成型工艺，优化和减少了传统工艺因工序复杂、模具周转不到位造成的人力、时间浪费，同时可以批量性、连续性的生产，在相同的资源配置条件下，效率比传统工艺成倍提。

昌九大道一级公路A5标共有水沟预制块、实心六棱块等约30万块，实践证明，机械压制干硬性和混凝土预制构件的内在质量和外观质量都能满足设计及规范要求，对进度、质量、成本的控制起到了积极的影响作用。干硬性混凝土机械压制预制构件在本项目的成功应用，对今后小型预制构件施工有很好的推广和借鉴作用，而我们也将在后续的施工中不断完善和改进干硬性混凝土的机械压制工艺，以期创造出更大的经济效益和社会效益。

参考文献：

[1] JGJ 55—2011.普通混凝土配合比设计规程[S].

[2] GB/T 8239—2014.普通混凝土小型砌块[S].

[3] JTG/T F50—2011.公路桥涵施工技术规范[S].