裝配式混凝土預制構件生產階段常見質量問題與防范措施分析*

張永強

（江蘇城鄉建設職業學院，江蘇 常州 213147）

2016年，《關于進一步加強城市規劃建設管理工作的若干意見》提出，十年內全國建筑裝配化率達30%的發展目標[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展較晚，裝配式混凝土預制構件生產企業的生產水平和管理水平不高，熟練工人少，產業配套不成熟，預制構件生產應用中還存在一些問題[2]。

由于預制構件生產是裝配式建筑的重要環節，其產品質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、吊裝運輸、現場安裝、臨時固定以及與現澆結構連接、模板、支撐等施工要求。

1 裝配式混凝土預制構件生產階段質量問題

作者依托2020年江蘇省高職院校青年教師企業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企業掛職鍛煉半年，通過實地調研，發現生產過程中的問題，根據客戶投訴與客戶退貨情況進行整理總結，并通過查閱國內外文獻資料，分析裝配式混凝土預制構件生產階段出現的質量問題及解決方案。

通過對所調研的構件廠在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，共統計出75個構件質量問題點，其中，外觀質量問題出現的頻數最多，尺寸偏差與預留孔問題出現頻數也較多。具體數據見表1。

表1 裝配式混凝土預制構件生產階段常見質量問題

通過分析，生產企業在生產過程中由于時間緊、任務重、管理不當等原因，造成預制構件成品出現質量缺陷，如出現表面蜂窩、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量。具體分析存在以下問題：

1.1 外觀質量問題

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條規定：模具應具有足夠的強度、剛度和整體穩固性，并應符合下列規定：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條規定：預制構件的混凝土外觀質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，產生離析，出現蜂窩麻面等[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生的原因主要是預制構件生產過程中模具未按規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生模具跑模問題，預制構件隱蔽工程檢驗不嚴格，生產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生的原因主要是預制構件生產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生的原因是預制構件生產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

預留孔堵塞產生的原因主要是預制構件生產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

預埋件尺寸偏差產生的主要原因是現場施工人員施工不細致，不熟悉設計規范或者圖紙尺寸計算有偏差，造成尺寸存在沖突（見圖1）；現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，出現預埋件移位現象；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

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

1.3.5 預埋件遺漏

預埋件遺漏產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導致灌漿管口、出漿管口產生錯誤，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；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，生產線工人沒有進行自檢。

1.5 構件標識問題

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

1.6 構件運輸問題

構件運輸問題產生的原因主要是預制構件存放、運輸等設計存在缺陷或制作不合理；預制構件裝車未嚴格按規范執行，運輸時未采用有效的柔性保護措施。

2 預制構件生產前準備階段的質量控制要點

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

表2 預制構件前期品質管控階段的質量控制要點

表3 構件過程管控階段質量控制要點

表4 出貨階段質量控制要點

3 預制構件外觀缺陷的防治措施

根據生產質量管控過程的不同階段，對預制構件生產、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。修補處應做好養護措施，防止出現收縮縫。

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，可以用帶膠質的砂漿進行調整，但是調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定性、承載能力及耐久性等多方面產生不利。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過程質量管控是預制構件能否滿足設計要求的關鍵環節。所以以上預制構件生產過程中出現構件質量問題的修補措施，屬于事后控制。通過分析生產過程中受到的各自環境、施工工藝等因素的影響，可以找出內在的規律，達到防治的目的。研究成果應用于常州某住宅小區項目裝配式構件生產中，通過對混凝土生產工藝和質量控制措施的改進，使混凝土預制構件的缺陷率大幅降低。

預制構件生產中出現的質量問題，造成了大量的返工及浪費現象。裝配式預制構件出現的質量問題，不僅沒有發揮出現代工業化生產模式的優點，同時也降低了裝配式構件工廠的收益和競爭力，究其原因，主要還是由于傳統的工廠生產管理方式未能解決工廠的精細化管理、溝通信息、排產計劃與現場進度整合等問題。因此，積極研究探索裝配式建筑構件信息管理系統，利用信息化手段提高生產過程中施工人員與各作業環節之間的協同性，并通過BIM技術實現信息數據整合，以提高裝配式預制構件生產的管理能力[11]。這也是作者下一步要研究的方向。