機械壓制干硬性混凝土在小構件預制中的應用

張錦

摘 要：干硬性混凝土密實成型后，結構具有很好的抗折、抗壓、抗沖擊、耐磨等顯著力學性能。本文通過昌九大道項目對干硬性混凝土機械壓制工法的試驗總結和實踐應用，通過與普通混凝土預制塊制作工法的對比，對干硬性混凝土機械壓制在預制構件施工中的應用進行了論述分析，以供借鑒參考。

關鍵詞：機械壓制；干硬性混凝土；小構件預制

1 引言

附屬工程是高速公路施工中非常重要的一部分，又稱“穿衣戴帽”工程，其施工質量直接影響到工程實體的使用及外觀質量。昌九大道一級公路項目A5標段內附屬工程主要為預制圬工構件預制安裝，按照常規的普通混凝土生產施工工藝，需要的預制場地、周轉材料及人工都比較大，無論對成本還是工期都帶來極大的壓力。我們在充分對比分析的基礎上，選擇了機械壓制成型預制構件。經過實踐證明，由于該方案的實施，大大地縮短了建設工期及對其它資源的需求，取得了良好的效果。本文通過機械壓制干硬性混凝土在預制構件施工中的應用及預制構件兩種不同預制工藝的對比分析，做出歸納總結，利于在今后的施工中推廣應用。

2 工程設計綜述

昌九大道（九江境內）一級公路與105國道相接，是連接南昌與九江的快速通道，路線全長45.29km，A5標段全長10.438km。本標段水溝均采用預制C20混凝土板拼制。路堤邊坡位于水塘、臨湖等常年積水位置或有特殊防水要求時，采用路堤擋墻+預制實心六棱塊護坡防護。

3 工藝特點及質量控制點

預制塊預制一般使用定制的一次性沖壓成型的聚丙乙烯塑料模具預制或機械壓制干硬性混凝土成型。普通混凝土的拌制、運輸、澆筑等工序及要求在相關施工規范中均會做出具體規定，施工中基本有據可依。而對于干硬性混凝土的相關內容在規范中卻較少提及，給干硬性混凝土的施工工藝和質量控制造成了不便。下面主要針對機械壓制干硬性混凝土成型預制塊的一些工藝特點及質量控制要點作詳盡敘述。

3.1 干硬性混凝土的配合比設計

我們在混凝土配合比試配過程中發現JGJ 55—2000 《普通混凝土配合比設計規程》附表中提供用水量偏大，無法壓制脫模，經過計算及試配，在昌九大道小構件預制過程中，C20干硬性混凝土配合比采用水泥：砂：碎石：水為295：682：1213：160；材料分別為：水泥（P.O42.5），中砂（細度模數在2.4～2.7之間），碎石采用0mm～5mm、5mm～10mm兩檔料摻配而成。經試驗測得維勃稠度13s，實測密度2360kg/m3，28d強度28.6MPa，且干硬性混凝土各性能指標都滿足設計要求，外觀密實平整。

3.2 干硬性混凝土的質量控制要點

（1）生產前，對模具的幾何尺寸及外觀形狀予以檢查，合格后方準使用。在預制塊的生產過程中，要定期的檢查模具有無變形，如有變形，則及時的進行更換，避免出現不合格的產品，造成批量性次品。

（2）干硬性混凝土攪拌時應適當延長攪拌時間并減小單盤方量，避免由于水灰比較小，使干硬性混凝土出現攪拌不均勻的現象。

（3）干硬性混凝土的力學性能及物理性質與普通混凝土不盡相同。水灰比對干硬性混凝土的抗折強度影響不大，而干硬性混凝土抗折強度的主要影響因素除水泥強度外，便是混凝土砂石集料的質量和理想級配。在干硬性混凝土拌制時，要重視砂石集料質量和理想級配的控制，確保干硬性混凝土質量。

（4）在混凝土拌制過程中，要隨時檢測混凝土拌和物的干硬度、密度等。根據檢測結果，將混凝土的配比加以適當的修正，使其滿足設計及規范要求。壓制成型的混凝土預制塊，一般要求密實系數不小于0.98。

4 機械壓制干硬性混凝土方案的優點

4.1 臨時設施建設及模具配置需求低

預制塊液壓成型方案對預制及存放場地的需求較小，由于成型后的預制板可以立即豎立存放且相互靠攏，大大地節約了存放場地；對于場地布置，僅需要考慮小型攪拌站及砂石料等料倉設置，將拌制好的干硬性混凝土經輸送帶直接輸送至液壓成型機即可成型，不需要配備其它的混凝土運輸設備，；無需配置若干套模具，僅需在液壓成型機上更換所需的鋼模具即可，鋼模利用率高，損耗率低，大大地提高了模具的周轉次數，提高工效的同時也節約了成本。

4.2 制作工藝簡單，工效提高

機械壓制成型工藝所需為干硬性混凝土，碎石最大粒徑為10mm，其維勃稠度為10s～15s，成型后即可搬運，無需振搗。具體流程為：混凝土拌合→壓制成型→存放→養護，預制塊單塊的成型時間為1min，工人可以形成流水線進行工廠化生產，可以最大限度地提高工效。

4.3 資源配置少，單位成本較低

機械壓制成型工藝單機配6名工人即可投入生產（含混凝土拌和），單機產量按照100塊/h計，日產量（8h）即為800塊；由于此工藝不存在運輸和傾倒入模工序，混凝土的損耗幾乎可以忽略；機械配置也僅需要拌和機、預制塊液壓成型機，省去運輸、振搗設備等。與普通混凝土生產工藝對比，在同等工效的情況下，人機料成本全面降低。

5 存在的不足及應對措施

機械壓制成型的預制塊幾何尺寸、強度、平整度等各項檢測指標均滿足設計及規范要求，但也存在一些不足，如成型后的預制塊表面 （除頂面外）外觀較為粗糙，孔隙率稍大，需要在今后的成型工藝及配合比設計時不斷改進，努力制作出實體質量和外觀質量都優異的混凝土預制構件。

5.1 干硬性混凝土拌和時用水量的控制

干硬性混凝土拌和過程中，用水量的控制要非常精確，水加少了呈疏散結構，無法將之壓制成型，孔隙率也相對較大；水加多了將影響預制塊的固結，嚴重的還會改變混凝土的性質，而使干硬性混凝土變成具備一定流動度的普通混凝土。如果完全按配合比直接壓制，壓制出的預制塊表面就會比較粗糙。盡管內在質量上不存在任何問題，但預制構件的外觀質量受到了一定的影響。經過試驗，在投料前先往模具內灑上薄薄一層過篩細砂和水泥的混合料，成產處的預制構件外露面就會變得較為光潔、平整。

5.2 成品的修補與養護

預制塊生產過程中由于種種因素的影響，難免會出現表面比較粗糙的預制塊。干硬性混凝土施工工藝都是隨時壓制隨時脫模，在混凝土還未形成足夠的強度時，移運和擺放過程中難免會損傷預制塊。對質量問題較嚴重的預制塊應立即破碎，破碎后的料重新投入攪拌機并適當增加水泥用量進行重新拌和。問題輕微的，對質量沒有影響的，也可以立即用水泥漿加以修補。干硬性混凝土預制塊的保濕養護需要在混凝土初凝后立即進行，因為水泥水化形成強度必須有足夠的水，而干硬性混凝土的用水量比普通混凝土少得多。

6 結論

機械壓制干硬性混凝土成型工藝，從混凝土拌制到預制構件得成型全部機械化，大大的簡化了傳統普通混凝土施工工藝，避免和減少了采用傳統普通混凝土施工工藝的生產過程中由人為原因造成的質量隱患；利用機械壓制成型工藝，優化和減少了傳統工藝因工序復雜、模具周轉不到位造成的人力、時間浪費，同時可以批量性、連續性的生產，在相同的資源配置條件下，效率比傳統工藝成倍提。

昌九大道一級公路A5標共有水溝預制塊、實心六棱塊等約30萬塊，實踐證明，機械壓制干硬性和混凝土預制構件的內在質量和外觀質量都能滿足設計及規范要求，對進度、質量、成本的控制起到了積極的影響作用。干硬性混凝土機械壓制預制構件在本項目的成功應用，對今后小型預制構件施工有很好的推廣和借鑒作用，而我們也將在后續的施工中不斷完善和改進干硬性混凝土的機械壓制工藝，以期創造出更大的經濟效益和社會效益。

參考文獻：

[1] JGJ 55—2011.普通混凝土配合比設計規程[S].

[2] GB/T 8239—2014.普通混凝土小型砌塊[S].

[3] JTG/T F50—2011.公路橋涵施工技術規范[S].