高精度预制混凝土生产新技术的研究与应用.pdf
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1、第 3 3卷第 9期 Vo1 3 3 No 9 建筑施1 - B U I L D I N G C O NS T R U C T I O N 高 精 度 预 制混 凝 土 生产 新 技 术 的研 究 与应 用 Re s e a r c h a nd Appl i c a t i o n o f Ne w Te c hno l o g y f o r Hi g hl y Ac c ur a t e a nd Pr e f a b r i c a t e d Co nc r e t e Pr o duc t i o n 口朱敏涛1 ,2 ( 1 、 同济大学 上 海2 0 0 0 9 2 ; 2 、
2、 上海市建筑构件制 品有 限公 司 2 0 0 0 9 0 ) 【 摘 要】 结合我国建筑工业化的发展趋势,介绍和分析 了近年来我国预制混凝土技术发展情况和预制混凝土构件产品的高 精度、结构功能一体化、混凝土高性能化等方面的技术特点,以及在预制混凝土构件自动化、标准化、模数化、通用化生产方 面的进展 情况。 【 关键词】建筑工业化 预制混凝土 高精度 住宅产业化 【 中图分类号】 T U 7 5 5 1 , 文献标识码 B 【 文章编号】 1 0 0 4 1 0 0 1 ( 2 0 1 1 ) 0 9 0 8 2 3 0 3 改革开放以来, 特别是 2 O 世纪 9 0 年代以来, 随着我国
3、城市化建设的迅猛发展, 带来了住宅建设和基础设施的大发 展, 使建筑业在国民经济中的支柱地位日益凸显。建筑工业 化作为当前世界建筑技术的八大发展趋势之一 1 , 它的技术 发展和进步是衡量一个国家或地区建筑业发展水平的重要 标志之一。 采用预制混凝土技术是实现建筑工业化的重要途 径之一, 使用预制混凝土结构具有诸多优点 : 施工速度快、 建 造质量高、 可持续发展以及健康安全。预制混凝土技术在基 础设施和住宅产业化的发展,目前达到了一个全新的高度 , 与传统的预制混凝土技术相比,新技术具有产品精度高、 体 量大 2 、 生产 自动化程度高、 混凝土高性能化的特点。下面就 我国近年来在预制混凝土
4、技术研究与应用方面所做 的工作 作一个介绍。 1 国外预制混凝土技术发展情况 近 1 8 9 1 年 , 巴黎 E d C o i g e n t 公 司首次在 B i a r r i t z的俱 乐部建筑 中使用了预制混凝土梁。二战结束后, 预制混凝土 结构首先在西欧发展起来, 然后推广到美国、 加拿大、 日本等 国。2 0世纪末期, 预制混凝土结构已经广泛用于工业与民用 建筑 、 桥梁道路、 水工建筑、 大型容器等, 在工程结构领域发 挥着不可替代的作用。 发达国家预制混凝士结构在土木工程 中的应用比重为: 美国 3 5 、 俄罗斯 5 0 、 欧洲为 3 5 4 0 , 其 中, 预制预
5、应力混凝土结构在美国和加拿大等国预应力混凝 土用量中占8 O 鬈 以上3 。 目前, 美国和欧洲的住宅产业化程度 【 作者简介】 朱敏涛( 1 9 7 5 - ) , 男, 在读研究生, 高级工程师。联系 地址 : 上 海市黎 平路 2号( 2 0 0 0 9 0 ) 。 【 收稿日期】 2 0 1 1 - 0 8 0 4 平均超过 5 0 , 日本的住宅产业化程度高达 7 0 以上皿。在住 宅产业化的推动下, 美国、 德国、 法国、 澳大利亚、 日本等国的 预制混凝土技术越来越成熟, 这些国家均已完成了符合各国 建筑风格的通用部件目录, 完善了模数标准体系 。 2 我国预制技术发展情况 2
6、1 预制构件应用领域 ( 1 )住宅产业化领域 尽管我国在这方面的建筑工业化水平与先进国家相比 起步较晚 , 但得到了国家和地方政府的大力支持 , 特别是在 “ 十一五” 期间出台的相关政策, 鼓励住宅产业化和建筑工业 化的发展, 大大推进了预制混凝土技术的发展 , 国家的“ 十二 五”规划中也明确了建筑工业化是国家发展的重要方向之 一 。另外 , 一些大型建筑和房产企业 , 包括上海建工、 万科和 瑞安等知名企业, 也投入巨资, 整合行业内科研、 设计、 预制 构件制造和施工力量 , 开展 了相关的科研和建设 , 使新的预 制结构体系技术逐步成熟,包括各类型的预制框架结构体 系叫( 如万科上
7、海新里程 2 O 和 2 1 楼 ) 、 预制剪力墙结构体 系、 叠合式预制剪力墙体系( 如万科上海宝山四季花城 ) 、 新 型节能保温型预制围护体系( 如上海建工康六地块节能围护 示范楼 ) 等等。 随着这些预制建筑技术的发展, 新的预制产品 开始逐步推出, 如 : 叠合式预制剪力墙和预制楼板, 带保温、 外装饰的预制住宅外墙板( 图 1 ) 。 ( 2 )大型基础设施和公共建筑领域 预制混凝土构件在城市轨道交通、 高架桥、 城际客运专 线大型基础设施和公共建筑的应用, 在我国近几年的发展也 第 9期 朱敏涛 : 高精度预 制混凝 土生产新技 术的研 究与应 用 十分迅速。如高架节段梁( 图
8、 2 ) 、 磁悬浮轨道梁圆( 图 3 ) 、 高 铁轨道板 ( 图 4 ) , 轨道交通地铁管片( 图 5 ) 和 U形梁( 图 6) 等等 , 这些产 品 的技 术已具有 了相 当的国际水 平 , 有 的甚至 达到 了国际领先 的水平 。 图 5轨道 交通地铁 管片 图 6轨道 交通 u 形梁 2 2 预制技术呈现的主要技术特点 就 目前预制技术发展情况而言, 其产品呈现的主要技术 特点有: 高精度、 结构功能装饰一体化、 混凝土高性能化、 构 件节段化或大型化以及先张法预应力技术应用面的不断扩 展等等。现简要介绍如下: ( 1 )产品尺寸高精度 由于目前预制混凝土构件在各类轨道交通 、城
9、市高架 和整体装配式建筑等领域的不断拓展 , 其在现场装配和功能 组件的定位的精度要求都非常高 , 因此对产品的制造精度就 提 出 了相 当高的要求。 ( 2 )结构功能装饰一体化 随着预制技术的发展和其应用领域, 预制混凝土构件已 非单纯的结构构件, 往往设计成结构、 功能、 安装和装饰一体 化的形式。 例如上海建工构件公司开发的磁悬浮轨道梁主体 结构在生产时就集成了关键部件连接件, 装配整体式住宅采 用的外墙板集成了保温和装饰功能, 为世博生态家园开发的 多功能一体化预制阳台集成 了绿化组件、 装饰组件、 光伏组 件和 光热组件嘲 。 ( 3 )混凝土高性能化 高性能混凝土技术应用于预拌混
10、凝土和预制混凝土中, 8 2 4 所具有的技术共同点为 : 混凝土的工作性、 设计要求的最终 产品的力学性能、 耐久性能等等 ; 也有不同点: 如预制混凝土 往往基 于高效 生产的要 求 , 对 早期强度 的要求 比较高 , 往往 需要选用早强型的矿物和化学外加剂和采用蒸汽养护等工 艺 , 选 用这些材料和工艺需 同时考虑混凝 土的力学 性能和耐 久性能。 ( 4)先张法预应力技术应用的发展 在预应 力预 制混凝土构件 的预应 力施 工方面 ,主要存 在先张法和后张法两种 工艺。 由于后张 法工艺对预制场地和 设备的要求较低, 该工艺在我国市政工程和基础设施建设领 域应用面 , 要远 高于先张
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