预制构件生产工艺：装配式建筑施工时的关键

1）制作工艺

预制构件制作工艺有固定和流动两种方式。固定方式是模具布置在固定的位置，包括固定模台工艺、立模工艺和预应力工艺等；流动方式是模具在流水线上移动，也称为流水线工艺，包括手控流水线、半自动流水线和全自动流水线。

下面分别对固定模台工艺、立模工艺、预应力工艺和流水线工艺进行介绍。

（1）固定模台工艺

固定模台工艺是固定式生产的主要工艺，也是预制构件制作应用最广泛的工艺。

固定模台是一块平整度较高的钢结构平台，也可以是高平整度、高强度的水泥基材料平台。固定模台作为PC构件的底模，在模台上固定构件侧模，组合成完整的模具，如图4.2所示。固定模台也被称为底模、平台、台模。

图4.2　固定模台

固定模台工艺的设计主要是根据生产规模，在车间里布置一定数量的固定模台，组模、放置钢筋与预埋件、浇筑振捣混凝土、养护构件和拆模都在固定模台上进行。固定模台生产工艺为：模具是固定不动的，作业人员和钢筋、混凝土等材料在各个模台间“流动”。绑扎或焊接好的钢筋用起重机送到各个固定模台处，混凝土用送料车或送料吊斗送到模台处，养护蒸汽管道也通到各个模台下。PC构件就地养护，构件脱模后再用起重机送到存放区。

固定模台工艺可以生产柱、梁、楼板、墙板、楼梯、飘窗、阳台板、转角构件等各式构件。它的最大优势是适用范围广、灵活方便、适应性强、启动资金较少。

有些构件的模具自带底模，如立式浇筑的柱子，在U形模具中制作的梁、柱等。自带底模的模具不用固定在固定模台上，其他工艺流程与固定模台工艺流程一样。

（2）立模工艺

立模工艺是预制构件固定生产方式的一种。立模工艺与固定模台工艺的区别是：固定模台工艺构件是“躺着”浇筑的，而立模工艺构件是“站着”浇筑的。

立模分为独立立模和组合立模。一个立着浇筑的柱子或一个侧立浇筑的楼梯板的模具属于独立立模；成组浇筑的墙板模具属于组合立模（图4.3）。

组合立模的模板可以在轨道上平行移动，在安放钢筋、套筒、预埋件时，模板移开一定距离，留出足够的作业空间，待安放钢筋等结束后，模板移动到墙板宽度所要求的位置，然后再封堵侧模。

图4.3　实心墙板成组立模

立模工艺适合无装饰面层、无门窗洞口的墙板、清水混凝土柱子和楼梯等。其最大优势是节约用地。立模工艺制作的构件立面没有抹压面，脱模后也不需要翻转。

立模不适合楼板、梁、夹芯保温板、装饰一体化板制作；侧边出筋复杂的剪力墙板也不太适合；由于柱立模成本较高，也仅限于要求四面光洁的柱子。

（3）预应力工艺

预应力工艺是预制构件固定生产方式的一种，分为先张法工艺和后张法工艺。

先张法工艺一般用于制作大跨度预应力混凝土楼板、预应力叠合楼板或预应力空心楼板。

先张法工艺是在固定的钢筋张拉台上制作构件（图4.4）。钢筋张拉台是一个长条平台，两端是钢筋张拉设备和固定端。钢筋张拉后在长条台上浇筑混凝土，养护达到要求强度后，拆卸边模和肋模，然后卸载钢筋拉力，切割预应力楼板。除钢筋张拉和楼板切割外，其他工艺环节与固定模台工艺接近。

图4.4　先张法制作预应力楼板

后张法工艺主要用于制作预应力梁或预应力叠合梁，其工艺方法与固定模台工艺接近，构件预留预应力钢筋（或钢绞线）孔，钢筋张拉在构件达到要求强度后进行（图4.5）。

后张法工艺只适用于预应力梁、板。

图4.5　后张法制作预应力梁

（4）流水线工艺

流水线工艺是将模台（也称为移动台模或托盘）放置在滚轴或轨道上，使其移动。其工艺流程：首先在组模区组模；然后移动到放置钢筋和预埋件的作业区段，进行钢筋和预埋件入模作业；随后再移动到浇筑振捣平台上进行混凝土浇筑；完成浇筑后，模台下的平台振动，对混凝土进行振捣；再将模台移动到养护窑进行养护；养护结束出窑后，移到脱模区脱模，构件或被吊起、或在翻转台翻转后吊起，然后运送到构件存放区。(www.xing528.com)

流水线工艺适合非预应力叠合楼板、双面空心墙板和无装饰层墙板的制作，有手动、半自动和全自动3种控制类型的流水线。对于类型单一、出筋不复杂、作业环节简单的构件，流水线工艺可达到很高的自动化和智能化水平，包括自动清扫模具、自动涂刷脱模剂、计算机在模台上画出模具边线和预埋件位置、机械臂安放磁性边模和预埋件、自动化加工钢筋网、自动安放钢筋网、自动布料浇筑振捣、养护窑计算机控制养护温度与湿度、自动脱模翻转、自动回收边模等（图4.6—图4.9）。

图4.6　德国制作的全自动PC流水线

图4.7　日本某PC流水线计算机在模板上画预埋件位置线

图4.8　日本某PC流水线机械手自功放置边模

图4.9　日本某PC流水线机械手自动放置预埋件

2）预制构件制作工艺的选择

PC工厂首先应根据市场定位确定PC构件的制作工艺。投资者可选用单一的工艺方式，也可以选用多工艺组合的方式。

①固定模台工艺。固定模台工艺可以生产各种构件，灵活性强，可以承接各种工程。

②固定模台工艺+立模工艺。在固定模台工艺的基础上，附加一部分立模区，生产板式构件。

③单流水线工艺。适用性强的单流水线，专业生产标准化的板式构件，如叠合楼板等。

④单流水线工艺+部分固定模台工艺。流水线生产板式构件，设置部分固定台模生产复杂构件。

⑤双流水线工艺。布置两条流水线，各自生产不同的产品，都能达到较高的效率。

⑥预应力工艺。在有预应力楼板需求时设置预应力工艺，当市场需求量较大时，可建立专业工厂，不生产别的构件，也可作为采用其他装配式混凝土结构构件工艺的工厂的附加生产线。

3）构件生产工艺流程

构件生产工艺主要流程包括生产前准备、模具制作和拼装、钢筋加工及绑扎、饰面材料加工及铺贴、混凝土材料检验及拌和、钢筋骨架入模、预埋件门窗保温材料固定、混凝土浇捣与养护、脱模与起吊及质量检查等（图4.10）。

图4.10　构件生产工艺流程图