模具对预制混凝土构件质量的重要性

时间：2020-06-11 23:27:07 来源：城市住宅

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。

01、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。

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。

02、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1），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。

图1 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2，3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。

图2 带弯折段梁纵筋墙板

图3 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4所示。

图4 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。

图5 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5），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6），提高验收效率，进一步保证构件生产质量。

图6 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7）。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。

图7 阳台板底模设计脱模角度

03、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51m³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m³。

04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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