裝配式混凝土預制構(gòu)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(guān)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(jié)構(gòu)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(gòu)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(gòu)件生產(chǎn)應用中還存在一些問題[2]。

由于預制構(gòu)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(gòu)件生產(chǎn)前，在確保預制構(gòu)件設計深度除滿足構(gòu)件結(jié)構(gòu)性能和功能要求的基礎(chǔ)外，還應滿足構(gòu)件生產(chǎn)、吊裝運輸、現(xiàn)場安裝、臨時固定以及與現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)連接、模板、支撐等施工要求。

1 裝配式混凝土預制構(gòu)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(gòu)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(jié)，并通過查閱國內(nèi)外文獻資料，分析裝配式混凝土預制構(gòu)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(gòu)件廠在2020年7月至2020年10月期間不同工程項目構(gòu)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(gòu)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(gòu)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(gòu)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(gòu)件表面污染

預制構(gòu)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(gòu)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(shù)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(gòu)件外觀效果[3]。

1.1.2 構(gòu)件缺棱掉角

構(gòu)件缺棱掉角的原因主要有構(gòu)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(gòu)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(shù)標準》（GB/T 51231-2016）中，第11.2.3條規(guī)定：預制構(gòu)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(jié)構(gòu)性能和安裝、使用功能的尺寸偏差[3]。

1.1.3 構(gòu)件裂紋

構(gòu)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(gòu)件在堆放、運輸過程中保護措施不規(guī)范；預制構(gòu)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(gòu)件蜂窩、孔洞、麻面

構(gòu)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(gòu)件截面尺寸偏差

構(gòu)件截面尺寸偏差產(chǎn)生的原因主要是預制構(gòu)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(gòu)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(gòu)件鋼筋定位偏差產(chǎn)生的原因主要是預制構(gòu)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(gòu)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(gòu)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(gòu)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(gòu)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(gòu)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(gòu)件生產(chǎn)完成后，沒有對構(gòu)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(gòu)件預埋件埋設深度不足或者套筒埋件型號錯誤；預制構(gòu)件混凝土振搗不均勻，造成預埋件脫落；預制構(gòu)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(gòu)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(gòu)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(gòu)件標識問題

構(gòu)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(gòu)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(gòu)件運輸問題

構(gòu)件運輸問題產(chǎn)生的原因主要是預制構(gòu)件存放、運輸?shù)仍O計存在缺陷或制作不合理；預制構(gòu)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(gòu)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(guān)系到企業(yè)的信譽及發(fā)展。由于預制構(gòu)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(jié)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(gòu)件前期品質(zhì)管控階段的質(zhì)量控制要點

表3 構(gòu)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(gòu)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(gòu)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(jié)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(gòu)件成品修補

3.1.1 麻面

結(jié)構(gòu)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(gòu)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(gòu)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(gòu)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(gòu)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(gòu)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(gòu)件表面均勻地打磨光潔，確保表面無色差[9]。

3.2 預制構(gòu)件報廢處理

3.2.1 鋼筋位移

裝配式建筑預制構(gòu)件生產(chǎn)中如存在鋼筋與預埋件的偏差問題或者構(gòu)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(jié)果影響較大，甚至對于結(jié)構(gòu)安全有一定的影響，則按照相關(guān)程序進行報廢處理。

3.2.2 混凝土強度不足

預制構(gòu)件的混凝土強度不足，將對建筑結(jié)構(gòu)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(jié)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(jié)構(gòu)要求的，進行構(gòu)件報廢處理[10]。

由于預制構(gòu)件的生產(chǎn)過程質(zhì)量管控是預制構(gòu)件能否滿足設計要求的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。所以以上預制構(gòu)件生產(chǎn)過程中出現(xiàn)構(gòu)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(gòu)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(gòu)件的缺陷率大幅降低。

預制構(gòu)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(gòu)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(gòu)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(gòu)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(shù)實現(xiàn)信息數(shù)據(jù)整合，以提高裝配式預制構(gòu)件生產(chǎn)的管理能力[11]。這也是作者下一步要研究的方向。