裝配式混凝土預制構件生產(chǎn)階段常見質(zhì)量問題與防范措施分析*

張永強

（江蘇城鄉(xiāng)建設職業(yè)學院，江蘇 常州 213147）

2016年，《關于進一步加強城市規(guī)劃建設管理工作的若干意見》提出，十年內(nèi)全國建筑裝配化率達30%的發(fā)展目標[1]，成為裝配式建筑政策推進的元年。2016-2019年間全國裝配式建筑新開工面積實現(xiàn)三倍增長。其中2019年新開工裝配式建筑中混凝土結構占比65.4%。由于我國裝配式建筑的發(fā)展較晚，裝配式混凝土預制構件生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)水平和管理水平不高，熟練工人少，產(chǎn)業(yè)配套不成熟，預制構件生產(chǎn)應用中還存在一些問題[2]。

由于預制構件生產(chǎn)是裝配式建筑的重要環(huán)節(jié)，其產(chǎn)品質(zhì)量的高低直接影響裝配式建筑能否順利實施。預制構件生產(chǎn)前，在確保預制構件設計深度除滿足構件結構性能和功能要求的基礎外，還應滿足構件生產(chǎn)、吊裝運輸、現(xiàn)場安裝、臨時固定以及與現(xiàn)澆結構連接、模板、支撐等施工要求。

1 裝配式混凝土預制構件生產(chǎn)階段質(zhì)量問題

作者依托2020年江蘇省高職院校青年教師企業(yè)實踐項目與校級自然科學項目課題，在江蘇某裝配式混凝土預制構件生產(chǎn)企業(yè)掛職鍛煉半年，通過實地調(diào)研，發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過程中的問題，根據(jù)客戶投訴與客戶退貨情況進行整理總結，并通過查閱國內(nèi)外文獻資料，分析裝配式混凝土預制構件生產(chǎn)階段出現(xiàn)的質(zhì)量問題及解決方案。

通過對所調(diào)研的構件廠在2020年7月至2020年10月期間不同工程項目構件出現(xiàn)的問題進行分析，包括客戶投訴與客戶退貨情況進行整理，共統(tǒng)計出75個構件質(zhì)量問題點，其中，外觀質(zhì)量問題出現(xiàn)的頻數(shù)最多，尺寸偏差與預留孔問題出現(xiàn)頻數(shù)也較多。具體數(shù)據(jù)見表1。

表1 裝配式混凝土預制構件生產(chǎn)階段常見質(zhì)量問題

通過分析，生產(chǎn)企業(yè)在生產(chǎn)過程中由于時間緊、任務重、管理不當?shù)仍?，造成預制構件成品出現(xiàn)質(zhì)量缺陷，如出現(xiàn)表面蜂窩、麻面、缺棱掉角、尺寸偏差以及預埋預留、粗糙面、成品保護等問題，影響了裝配式建筑的整體質(zhì)量。具體分析存在以下問題：

1.1 外觀質(zhì)量問題

1.1.1 構件表面污染

預制構件表面污染的原因主要是模具表面脫模劑沒有涂刷均勻，模具長時間不使用而生銹；預制構件成品在轉(zhuǎn)運、存放運輸過程中保護不到位，表面受外來物污染。其中《裝配式混凝土建筑技術標準》（GB/T 51231-2016）中，第9.3.2條規(guī)定：模具應具有足夠的強度、剛度和整體穩(wěn)固性，并應符合下列規(guī)定：模具應保持清潔，涂刷脫模劑、表面緩凝劑時應均勻、無漏刷、無堆積，且不得影響預制構件外觀效果[3]。

1.1.2 構件缺棱掉角

構件缺棱掉角的原因主要有構件沒有達到設計強度而脫模，造成混凝土邊角隨模具拆除破損；拆模操作不當，邊角受外力撞擊破損；模具中的邊角位置雜物未及時清理干凈，或脫模劑涂刷不均勻、緩凝劑未干燥；預制構件成品在轉(zhuǎn)運、存放運輸過程中保護不到位，受到外力或重物撞擊而損壞。其中《裝配式混凝土建筑技術標準》（GB/T 51231-2016）中，第11.2.3條規(guī)定：預制構件的混凝土外觀質(zhì)量不應有嚴重的缺陷，且不應有影響結構性能和安裝、使用功能的尺寸偏差[3]。

1.1.3 構件裂紋

構件裂紋產(chǎn)生的原因主要是混凝土強度沒有達到設計強度過早起吊；構件在堆放、運輸過程中保護措施不規(guī)范；預制構件吊運方式或者吊具選用不當，未合理配置鋼筋造成拉應力超過允許應力。

1.1.4 構件蜂窩、孔洞、麻面

構件蜂窩、孔洞、麻面產(chǎn)生的原因主要是混凝土振搗不密實、漏振造成蜂窩麻面；模板表面未清理干凈或模板未滿涂隔離劑；混凝土攪拌不均勻，造成混凝土黏聚性與流動性不好；混凝土入模時自由傾落高度較大、或者沒有進行分層澆筑混凝土，產(chǎn)生離析，出現(xiàn)蜂窩麻面等[4]。

1.2 尺寸偏差問題

1.2.1 構件截面尺寸偏差

構件截面尺寸偏差產(chǎn)生的原因主要是預制構件生產(chǎn)過程中模具未按規(guī)定要求定期校核與驗收；模具定位尺寸不準，未按施工圖進行放線或誤差較大；混凝土澆筑振搗過程中發(fā)生模具跑模問題，預制構件隱蔽工程檢驗不嚴格，生產(chǎn)線工人沒有進行自檢。

1.2.2 鋼筋定位偏差

構件鋼筋定位偏差產(chǎn)生的原因主要是預制構件生產(chǎn)過程中鋼筋加工尺寸不合格或者鋼筋固定措施不牢固；澆筑過程中造成鋼筋骨架出現(xiàn)變形；混凝土終凝前外伸鋼筋沒有進行進一步矯正；再者預制構件澆筑過程中隱蔽工程檢驗不嚴格，生產(chǎn)線工人沒有進行自檢。

1.3 預埋件問題

1.3.1 預埋線盒位置錯誤

預埋線盒位置錯誤問題產(chǎn)生的原因是預制構件生產(chǎn)時預埋件沒有加設固定措施；澆筑混凝土過程中預埋件變形產(chǎn)生位移；預制構件在進行鋼筋綁扎時，工人隨意踩踏或材料隨意堆放。

1.3.2 預留孔堵塞

預留孔堵塞產(chǎn)生的原因主要是預制構件生產(chǎn)時沒有對預留孔洞進行封堵保護，造成異物進入預埋件孔洞后堵塞；預制構件模具拼縫不嚴，造成漏漿堵塞預埋件孔洞。

1.3.3 預埋件尺寸偏差

預埋件尺寸偏差產(chǎn)生的主要原因是現(xiàn)場施工人員施工不細致，不熟悉設計規(guī)范或者圖紙尺寸計算有偏差，造成尺寸存在沖突（見圖1）；現(xiàn)場施工人員按照圖紙進行布置預埋件，但是預埋件固定措施設置不到位，出現(xiàn)預埋件移位現(xiàn)象；澆筑混凝土時被振搗棒碰撞；抹面時未采取糾正措施[2]。

圖1 預埋件尺寸偏差

1.3.4 預埋件銹蝕

預埋件銹蝕產(chǎn)生的主要原因是預制構件生產(chǎn)完成后，沒有對構件外露金屬件進行防腐、防銹處理；生產(chǎn)線工人沒有進行自檢。

1.3.5 預埋件遺漏

預埋件遺漏產(chǎn)生的主要原因是預制構件預埋件埋設深度不足或者套筒埋件型號錯誤；預制構件混凝土振搗不均勻，造成預埋件脫落；預制構件隱蔽工程檢驗不嚴格，生產(chǎn)線工人沒有進行自檢。

1.4 灌漿套筒問題

1.4.1 灌漿管口、出漿管口錯亂

灌漿管口、出漿管口錯亂產(chǎn)生的主要原因是預制構件套筒設計或者布置位置過密，套管加固不牢，振搗混凝土時因碰撞等原因?qū)е鹿酀{管口、出漿管口產(chǎn)生錯誤，成型后管口混亂。

1.4.2 灌漿管口、出漿管口堵塞

灌漿管口、出漿管口堵塞的主要原因是配套套管選用不當，灌漿管在混凝土澆筑過程中被破壞或彎折變形；灌漿管底部沒有采取固定措施，導致套筒底部水泥漿漏入筒內(nèi)；灌漿管保護措施不到位，有異物掉入[5]。

1.4.3 灌漿套筒移位

灌漿套筒移位主要原因是套筒固定部位沒有采取有效的固定措施；混凝土澆筑振搗過程中振搗棒碰撞導致套筒偏移；預制構件隱蔽工程檢驗不嚴格，生產(chǎn)線工人沒有進行自檢。

1.5 構件標識問題

構件標識問題產(chǎn)生的主要原因是生產(chǎn)企業(yè)未嚴格按規(guī)范要求進行標識標注，預制構件設計、生產(chǎn)時遺漏安裝標識；生產(chǎn)線工人沒有進行自檢。

1.6 構件運輸問題

構件運輸問題產(chǎn)生的原因主要是預制構件存放、運輸?shù)仍O計存在缺陷或制作不合理；預制構件裝車未嚴格按規(guī)范執(zhí)行，運輸時未采用有效的柔性保護措施。

2 預制構件生產(chǎn)前準備階段的質(zhì)量控制要點

產(chǎn)品的質(zhì)量是一個企業(yè)的靈魂，關系到企業(yè)的信譽及發(fā)展。由于預制構件生產(chǎn)過程中具有工序復雜、產(chǎn)品數(shù)量大、成品種類多、過程信息多、工作人員協(xié)同要求高的特征，根據(jù)工廠生產(chǎn)特點，并結合質(zhì)量管理要求，生產(chǎn)質(zhì)量管控過程可分為三個階段前期品質(zhì)管控階段（表2）、過程控制階段（表3）、出貨控制階段[6]（表4），并根據(jù)各階段的質(zhì)量控制要求找出各階段的質(zhì)量控制要點。

表2 預制構件前期品質(zhì)管控階段的質(zhì)量控制要點

表3 構件過程管控階段質(zhì)量控制要點

表4 出貨階段質(zhì)量控制要點

3 預制構件外觀缺陷的防治措施

根據(jù)生產(chǎn)質(zhì)量管控過程的不同階段，對預制構件生產(chǎn)、運輸和堆放過程中遇到的常見問題進行梳理分析，將檢查結果分成三類：合格品、可修品、廢品。對于可修品提出相應缺陷處理措施。

3.1 預制構件成品修補

3.1.1 麻面

結構表面做粉刷的，可不處理；表面無粉刷的，應在麻面部位澆水充分濕潤后，可用原混凝土配合比去石子砂漿修補[7]。干燥后用細砂紙打磨修補面，使修補處和構件整體平整、光滑成一體，減小修補處與本體的色差。

3.1.2 露筋

（1）表面露筋：對露筋部位進行除銹處理，對露筋部位進行除銹鑿毛處理，刷洗干凈后，在表面抹防水材料再用1：2或1：2.5水泥砂漿，將露筋部位抹平。干燥后用細砂打磨修補面，使修補處和構件整體平整、光滑成一體，減小修補處與本體的色差。

（2）深度露筋：鑿去薄弱混凝土和突出顆粒，洗刷干凈后，用比原來高一等級標號的細石混凝土填塞壓實。修補處應做好養(yǎng)護措施，防止出現(xiàn)收縮縫。

3.1.3 蜂窩、孔洞

將較小蜂窩、孔洞的松動石子和突出骨料顆粒剔除，刷洗干凈后，用高強度等級細石混凝土仔細填塞搗實。干燥后用細砂打磨修補面，使修補處和構件整體平整、光滑成一體，減小修補處與本體的色差，如果是較深蜂窩，可預埋壓漿管、排氣管、表面抹砂漿或灌注混凝土封閉后，進行水泥壓漿處理[8]。

3.1.4 缺棱掉角

將松動石子和突出顆粒剔除，刷洗干凈充分濕潤后，然后用相同或高一等級標號的材料修補。如遇無法直接用修補料處理的，應采用支模澆筑混凝土的操作工序。干燥后用細砂打磨修補面，使修補處和構件整體平整、光滑成一體，減小修補處與本體的色差。

3.1.5 色差

養(yǎng)護過程形成的色差，可以不用處理，隨著時間推移，表面水化充分之后色差會自然減弱；如果是影響觀感的色差，可以用帶膠質(zhì)的砂漿進行調(diào)整，但是調(diào)整色差的材料不應影響到后期裝修[5]。

3.1.6 氣孔

（1）涂料飾面的構件表面直徑大于1mm的氣孔應進行填充修補。

（2）對表面局部出現(xiàn)的氣泡，采用相同品種、相同強度等級的水泥拌制成水泥漿體，修復缺陷部位，待水泥漿體硬化后，用細砂紙將整個構件表面均勻地打磨光潔，確保表面無色差[9]。

3.2 預制構件報廢處理

3.2.1 鋼筋位移

裝配式建筑預制構件生產(chǎn)中如存在鋼筋與預埋件的偏差問題或者構件表面平整度超過了允許值，則不能進入下一道工序；如果偏差結果影響較大，甚至對于結構安全有一定的影響，則按照相關程序進行報廢處理。

3.2.2 混凝土強度不足

預制構件的混凝土強度不足，將對建筑結構的整體穩(wěn)定性、承載能力及耐久性等多方面產(chǎn)生不利。如混凝土強度較低，可用無損檢測法檢測混凝土的實際強度，檢測結果達不到設計要求的，可以提請設計院給出解決方案，如果確實無法滿足結構要求的，進行構件報廢處理[10]。

由于預制構件的生產(chǎn)過程質(zhì)量管控是預制構件能否滿足設計要求的關鍵環(huán)節(jié)。所以以上預制構件生產(chǎn)過程中出現(xiàn)構件質(zhì)量問題的修補措施，屬于事后控制。通過分析生產(chǎn)過程中受到的各自環(huán)境、施工工藝等因素的影響，可以找出內(nèi)在的規(guī)律，達到防治的目的。研究成果應用于常州某住宅小區(qū)項目裝配式構件生產(chǎn)中，通過對混凝土生產(chǎn)工藝和質(zhì)量控制措施的改進，使混凝土預制構件的缺陷率大幅降低。

預制構件生產(chǎn)中出現(xiàn)的質(zhì)量問題，造成了大量的返工及浪費現(xiàn)象。裝配式預制構件出現(xiàn)的質(zhì)量問題，不僅沒有發(fā)揮出現(xiàn)代工業(yè)化生產(chǎn)模式的優(yōu)點，同時也降低了裝配式構件工廠的收益和競爭力，究其原因，主要還是由于傳統(tǒng)的工廠生產(chǎn)管理方式未能解決工廠的精細化管理、溝通信息、排產(chǎn)計劃與現(xiàn)場進度整合等問題。因此，積極研究探索裝配式建筑構件信息管理系統(tǒng)，利用信息化手段提高生產(chǎn)過程中施工人員與各作業(yè)環(huán)節(jié)之間的協(xié)同性，并通過BIM技術實現(xiàn)信息數(shù)據(jù)整合，以提高裝配式預制構件生產(chǎn)的管理能力[11]。這也是作者下一步要研究的方向。