装配式建筑预制混凝土构件生产技术及发展问题研究

装配式建筑预制混凝土构件生产技术及发展问题研究

蒲红斌

广东博智林机器人有限公司 广东 佛山 528000

摘要：随着建筑工业化水平的提高，装配式建筑逐渐向标准化设计、工厂化生产、一体化装修、信息化管理、智能化应用的新型建造模式转变。预制构件生产也朝绿色、节能、环保以及信息化和工业化融合的方向发展，预制行业的发展推进了预制混凝土构件产品和工艺装备的创新，初步实现了预制构件的绿色工业化生产。本文围绕预制混凝土构件生产技术以及发展问题展开讨论，以给相关人员提供一些参考。

关键词：预制构件;生产技术;工艺装备;数字化

1. 引言

工业化建造方式的不断创新已成为当今世界建筑技术发展的主要热点,建筑工业化程度逐渐成为衡量国家和地区建筑业发展水平的重要标志。装配式混凝土结构、装配式钢结构、装配式木结构成为装配式建筑的主要应用体系,同时建筑工业化也促进了装配式结构在公路、铁路、管道、隧道、桥梁、机场、园林景观等其他土木工程领域的应用,新型预制混凝土构件开始应用在各种工程中。

2. 装配式建筑化的含义以及意义

（一）装配式建筑化的含义

装配式建筑化的概念最早源于1964年的日本建筑业，意在通过现代化的工业生产方式，来改变过去的住宅生产模式，达到提高建设效率、节约资源、保护环境的目的，推动建筑行业的现代化发展进程。

我国“装配式建筑化”概念的提出可以追溯到1994年，并且为了加快装配式建筑化的进程，在1999年由国务院各部委颁布了《关于推进住宅产业现代化提高住宅质量若干意见的通知》。虽然我国许多学者对装配式建筑化的概念都有着自己的理解，但是大家仍能达成一定的共识，就是装配式建筑化应当包括两方面的内容,一方面是住宅的科技成果，另一方面是住宅的生产方式。学者们都期望这些最新的研究成果可以尽快的应用于装配式建筑化的进程当中。

（二）装配式建筑化的意义

（1）对于国民经济而言，装配式建筑化是建筑行业在现代化建设大背景下的必然选择。经过美国、日本等发达国家的多年实践，证明这是对于现阶段中国发展国民经济在住宅行业的最佳选择。而且这些年来的实践表明，装配式建筑化也确实对国民经济的发展有了一定的积极作用。在社会主义现代化建设的大背景下，作为国民经济发展的重要推动力,房地产行业必须采取相应措施为国民经济的又快又好发展做出贡献，而装配式建筑化为房地产行业的发展指明了前进的方向。

（2）对于居住者来说，装配式建筑带来的现代生活体验是不可或缺的。从某种意义上说，人类社会的发展可以用生活环境的变化来描述。从洞穴树屋到木制竹屋，到青砖绿瓦，再到现在的钢筋混凝土，随着生产力水平的不断提高和生产生活需求的不断增加，人们对生产生活环境的要求越来越高。随着现代社会的发展，人们对居住环境的要求越来越严格，人们对居住环境的要求也有自己的看法。这就要求我们的住宅生产者通过技术进步和管理水平的提高来设计和生产满足现代人需求的住宅。装配式建筑的核心要求是通过提高自身的技术和管理水平，为居民创造一个安全舒适的居住环境。

住宅产业化改变传统现场浇筑方式，用工业化方式来建造住宅，可提高施工生产率，缩短建设工期、降噪、提升住宅的.品质和效能，是住宅建造方式的一次变革。

（3）对社会来说，装配式建筑有利于现代社会的进步和发展。传统住宅生产模式带来的高污染、高能耗、高物耗问题已经成为严重制约建筑业发展的因素。在这种背景下，西方国家率先提出了装配式建筑。装配式建筑充分利用工厂生产的优势，有效降低材料和能源消耗。它不仅可以减少物质资源和金融资源的消耗，还可以在减少污染物排放的同时提高生产效率，对社会的发展和进步起着非常明显的作用。作为当今世界上最大的发展中国家，中国的现代化发展不仅对中国人民，而且对全球经济、政治和环境都具有重要意义。装配式建筑是技术发展的必然趋势，只有采用先进的生产方法，才可以创造更大的经济利益，为建筑行业的发展做出贡献。

综上所述，发展装配式建筑对促进建筑行业的发展非常有意义，因此，开展对装配式建筑的研究也显得非常的重要，其最重要的是对装配式建筑关键技术的研究。因此，本文围绕装配式建筑的关键技术展开叙述，并针对现阶段的先进技术和问题提出了自己的看法和建议。

3. 预制技术发展趋势及主要特点

总结预制技术及其应用方向。未来可预见的发展点包括:设计、生产与施工一体化、结构、功能与装饰一体化设计、高精度构件模具、高性能混凝土、节能、环保清洁生产、信息应用、数字化制造技术和设备等。

（一）设计、生产、施工一体化

建筑产业化极大地促进了预制构件行业的发展，但由于设计与实际生产脱节，导致构件生产标准化程度低、资源消耗高、成本高的问题。为了解决这一问题，建筑产业链应该很好地整合，通过早期整合，充分发挥整个产业链的开发、设计、构件生产和施工的优势。

（二）结构功能装饰一体化

传统的装饰形式已经难以满足人们日益增长的对构件品味的追求，人们开始逐渐追求构件结构、功能和装饰效果的一体化。装饰性预制构件，如表面纹理、外露材料、彩色混凝土、清水混凝土、饰面砖石或涂料等，具有很大的发展前景。通过研究装饰形式的实现技术，可以降低该系列预制构件的制造成本。装饰混凝土将装饰和功能融为一体，使结构施工和装饰可以同时进行，充分利用混凝土材料的组成特点和良好的可塑性，减少现场装饰作业，缩短工期。

（三）产品尺寸及模具高精度

高精度是现代预制混凝土技术的主要特征之一，开发高精度的预制混凝土模具是关键。高精度预制混凝土构件的钢模应具有足够的强度、刚度和稳定性，并用高精度模具加工设备进行放样和切割，然后进行试装配。

计算机辅助设计广泛应用于预制模具设计。计算机虚拟模具制造技术是为处理高精度、复杂的预制构件生产而发展起来的。钢筋笼按照模具规格安装定位，预埋件通过模具上的工装整体定位，并研制了高精度钢筋笼夹具和高精度工装定位装置。随着施工现场安装精度的提高，各种预埋件的精确定位技术得到了发展，包括绝对定位法和相对定位法，各种高精度在线测量仪器已应用于预制构件的测量和定位。

（四）混凝土高性能化

高性能混凝土技术的应用开始受到关注。美国纽约州研制出一种全预制硅酸盐水泥混凝土板，采用UHPC高性能混凝土，抗压强度可达200兆帕。目前，中国的UHPC研究取得了重大突破。基于高效生产的要求，预制混凝土对早期强度有很高的要求，这就要求使用早期强度矿物、化学外加剂和蒸汽养护工艺。

（五）信息化与工业化融合的数字化制造

在信息时代，预制建筑构件的生产将转向信息化的数字化生产模式，实现信息化与产业化的紧密结合，通过模型与生产装配信息的关联以及信息数据的自动融合与集成，实现预制构件的信息识别和自动辅助加工。在整个设计过程中有必要采用BIM技术，以形成BIM技术在预制建筑中的广泛应用，实现协同、可视化设计、数字化设计和通用预制构件库等，为后期预制构件的生产、施工和运营提供设计模型和技术支持。综合考虑构件成型、制造、运输和装配的数字化施工过程，实施全程数字化，可以提高其生产效率。

（六）节能环保技术

节能、环保和新材料技术的应用具有非常重要的社会意义和经济效益。混凝土预制构件的常规蒸汽养护消耗大量不可再生能源，不符合绿色清洁生产的理念。借鉴清洁能源在其他行业的发展和应用，热能系统与太阳能、空气能源相结合的研究和应用，将为预制厂提供清洁能源，在节能环保方面取得突破。此外，无蒸汽混凝土技术和自动温控技术在构件维修中的应用也将减少能源的浪费。

装配式住宅的构件预制率达到60%以上，与传统施工方式相比，在建造过程中可减少现场垃圾80%，减少建材物料损耗60%,降低能耗50%，节水30%，节能减排效果非常显著。

总结：在我国建造和使用房屋的过程中，大部分房屋都是用水泥浇筑而成，造成了资源的浪费。预制混凝土构件在工厂预制，有效节约了资源，减少了普通施工对环境的影响。

(1)大大缩短施工时间。工厂生产构件，在一定程度 上可以缩短施工工期,提高企业效益。

(2)节约资源、能源,保护环境。由于构件几乎全部来自工厂,减少了施工现场支模、绑扎和浇筑混凝土的过程，从而减少了对于资源能源的消耗。同时，工厂加工，大大减少施工现场污染,起到保护环境的作用。

(3)降低工程造价。施工企业没有了构件生产的任务，大大减少人力,在劳动力成本不断_上升的今日建筑行业，可以有效降低成本。而且，施工企业从大量的建筑材料的压力下解脱出来，追求利润也会较为轻松。

(4)施工质量容易得到。当构件的质量得到保证之后,施工现场的主要任务就是将构件可靠地连接起来，实现设计意图。相对传统的混凝土而言，由于施工现场的质量控制因素少了很多，更利于保证工程质量。

参考文献：

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