CN103660027B - 一种混凝土预制产品自动化生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种混凝土预制产品自动化生产工艺，其生产工艺流程包括：钢筋绑扎、骨架入模、保护层厚度检测、砂石水分自动检测、真空吸附处理等16道工序。采用本发明的生产工艺可以有效计算并调整不同天气混凝土搅拌用水量，使其更加精确；可通过真空吸附处理，吸出多余水分，使产品更加密实，增加产品的强度和抗腐蚀的能力，缩短了产品的蒸养时间；采用小于45℃低温蒸汽养护，避免了产品水养后出现龟裂的现象；在自动化控制的流水生产线上加工制造，减少了劳动力数量和劳动强度，操作简便，不易出错，而且可以大大提高生产效率。
Description
技术领域
本发明属于混凝土生产技术领域，特别是涉及一种用于混凝土预制产品在自动化控制的流水生产线上加工制造的生产工艺。
背景技术
目前，现有技术中的混凝土预制产品生产工艺为：模型加工——混凝土浇筑——养护——脱模等4道工序为基本模式。其显著特征为模具位置固定，人工、材料、吊装设备处于不断运动状态，以适应固定模具相应的工序作业。因此，传统模式厂房面积大、使用人工多、起吊设备重返费时、养护蒸汽排放浪费，效率低下。
为克服上述困难，近年来，很多厂家通过技术改造使混凝土预制产品过渡到流水生产方式。其显著特征为以各作业工序的人工、设备、材料位置固定，通过模型移动定时定点运送至各特定的操作工位，生产效率成倍提高。但也存在搅拌工艺导致的坍落度偏差较大的问题、混凝土早期强度低的问题、高温蒸养导致的裂纹问题、为追求产量加快流动节拍而牺牲质量的问题。
发明内容
本发明旨在客户上述现有技术中存在的问题，提供一种混凝土搅拌质量稳定、制造的产品强度高、能有效控制产品出现龟裂纹的混凝土预制产品自动化生产工艺。
本发明提供的一种混凝土预制产品自动化生产工艺，用于混凝土预制产品在自动化控制的流水生产线上加工制造，具有这样的特征：包括砂石水分自动检测的工序，其具体工艺步骤为：由砂石水分自动检测系统在搅拌前对原材料砂石水分进行检测，经过电脑精确计算分析确定混凝土搅拌用水量。
在本发明中，较传统工艺添加了砂石水分自动检测，使用一种混凝土拌合站砂石含率自动检测系统，包括湿度传感器探头和微处理器；其中，湿度传感器探头，用于检测混凝土拌合站内的砂石含水率的信号，并将其转换后传输到所述微处理器处；所述微处理器，根据所述砂石含水率的信号进行分析计算得出砂石含水率。从而针对混凝土配料过程中砂、石原材料水分扫描测量和二次计量补偿技术解决材料水分导致的混凝土的搅拌质量稳定性问题。
另外，本发明提供的一种混凝土预制产品自动化生产工艺，还具有这样的特征：还可以包括真空吸附处理的工序。
其中，上述真空吸附处理的工序通过用真空泵抽出混凝土中多余水分来实现。具体的工艺过程为，将模型表面覆盖一层真空罩或薄膜进行吸水处理，用真空泵抽出混凝土中多余水分,至真空度为60～80kPa为止，使产品更加密实，减少用水量，增加产品的强度。
另外，本发明提供的一种混凝土预制产品自动化生产工艺，还具有这样的特征：还可以包括低温蒸养的工序。低温蒸养的工序，其养护温度小于45℃。
其中，上述低温蒸养技术为：优选通过在40-45℃温度下低温蒸养3-6小时（优选蒸养时间为5小时）的低温养护技术控制产品出现的龟裂纹问题。
此外，本发明提供的混凝土预制产品自动化生产工艺，具体的工艺如图1所示，包括：钢筋绑扎、模型清理、骨架入模、保护层厚度检测、砂石水分自动检测、原材料计量、电脑计算调整用水量、混凝土搅拌、混凝土浇筑、真空吸附处理、常温水化反应、低温蒸养、预制产品脱模、外观质量检测、水中养护、堆放覆盖养护至28天后出厂这16道工序。
另外，本发明提供的一种混凝土预制产品自动化生产工艺，还具有这样的特征：预制产品的模型在闭合的轨道上流转，并区分了模型清理、骨架入模、混凝土浇筑、真空吸附、低速流转（静停区域）、蒸汽养护（升温区、恒温区、降温区）、脱模组成的区域循环。其运动速度由环境温度自动确定。
本发明的作用和效果
混凝土是一个使用量很大的材料，由于对天然砂、石含泥量的限制，材料进入搅拌站前都通过一定的冲洗，因此，材料里面都含有一定量的水分，到搅拌站后的砂石大多露天存放。搅拌时，这个水分一般是通过预先测定并在拌合用水量中扣除的办法解决。然而，实际上材料水分存在很大的不均匀性和不确定性，导致搅拌站控制系统没有办法按照设计的配合比执行，而是需要通过人为经验对搅拌用水量进行及时调整，因此，搅拌出来的混凝土在坍落度指标上具有较大的波动性，按照目前颁布的技术标准，允许波动量在±20mm。即便如此，控制起来也相当困难。而本发明通过在混凝土预制产品自动流水生产线上增加砂石水分自动测量工艺，克服了上述不稳定的因素，通过电脑调控添加拌合用水，可以有效计算并调整不同天气混凝土搅拌用水量，使工艺等为稳定，结果更为精确。提高了混凝土的搅拌质量品质，使不同时间段搅拌的混凝土质量均匀，工作性能稳定，施工时质量振捣易于控制，混凝土水热均匀，不容易出现温差裂纹。
此外，本发明还加设了混凝土浇筑完成的真空吸水工艺。混凝土浇筑后进行真空吸附处理工艺，吸出多余水分，使混凝土产品更加密实，增加产品的强度。配合本发明中提及的砂石水分自动检测的工序后，较之普通真空吸水处理措施，其吸水使产品密实，减少多余水分蒸发形成的微裂纹，缩短混凝土凝结时间，从而提高产品强度、产品抗腐蚀性的能力和产品的生产工效。
此外，本发明还加设了低温蒸养的工序，小于45℃的低温养护工艺。当前混凝土预制产品厂为提高生产效率采用高温蒸养（不大于60℃），水泥水化不完全就进入高温区，导致混凝土表面结壳，内部水分不能完全排除而产生内应力，产品水养后出现龟裂纹，严重影响着混凝土的耐久性。而本发明的低温征养工序.采用小于45℃低温蒸汽养护，缩短了产品达到脱模强度的时间，并避免了后期强度损失。而将该技术手段与上述（如、砂石中水分自动检测功能和真空吸附处理等）手段结合使用后，实验发现，产品的强度、抗腐蚀能力、蒸养效率较普通低温工艺产品有了举足的进步。
实验发现，通过上述组合工艺得到的产品，较之普遍混凝土3天抗压强度平均提高70-90%，即便工艺条件如温度、时间等未能调整至最佳比例和状态，其强度也可提高50%-70%；28天抗压强度提高20-40%，即便工艺条件如温度、时间等未能调整至最佳比例和状态，其强度也可提高15%-25%；抗折强度提高15-20%，表面耐磨性提高50%以上。另外，还可有效防止由于混凝土内多余水分蒸发导致的预制产品内部裂纹问题。
综上所述，本发明通过改进关键生产工艺并将其有效组合，使其相互影响、相互促进，解决了混凝土拌合质量问题，真空吸水工艺解决了早期强度低的问题和抗腐蚀问题。低温养护技术解决了混凝土预制产品出现的龟裂纹问题。得到一种耐久性好、耐腐蚀性强、质量佳、强度高的产品。
附图说明：
图1为本发明所涉及的钢筋混凝土预制产品生产工艺流程图；
图2为本发明所涉及的钢筋混凝土预制产品生产工艺的平面布置图；
其中，图2中：1-钢筋加工区、2-清模区、3-骨架入模区、4-合模区、5-砂石自动检测、6-原材料计量、7-拌合站、8-混凝土浇注及振捣区、9-真空吸附、10-收水抹面静置区、11-摆渡车、12、静停区、13-蒸养区、14-降温区、15-摆渡车、16-拆模区、17-管片临时存放区。
实施例：
本实施例以地铁管片自动化生产工艺为例，对本发明作进一步详细、完整的说明。但本发明所涉及的工艺方法也同样适用于本领域其他形状、规格及用途的混凝土产品。
如图1和图2所示，地铁管片自动化生产工艺流程依次包括如下工序：
步骤一、钢筋绑扎：在钢筋加工区（1）进行，在固定模型上绑扎管片钢筋骨架，形成钢筋笼；
步骤二、模型清理及检测：在清模区（2）进行，每次使用前需要钢模上的残留物，合模后测量的外观尺寸，喷涂脱模剂，并不得出现挂珠、积淌现象；
步骤三、骨架入模：在骨架入模（3）进行，将钢筋骨架应放在钢模平面中间，检查并调整其安装位置，其中，保护层厚度应大于30mm；
步骤四、合模：在合模区（4）进行，对模型外观尺寸进行检测。
步骤五、砂、石料仓口水分自动检测：在砂石自动检测区（5）进行，检测混凝土拌合站内的砂石含水率的信号，并将其转换后传输到计算机系统里进行分析计算得出砂石含水率；
步骤六、原材料计量：在原材料计量（6）区准确计量添加砂、石、水泥、水、掺合料、外加剂质量；通过砂、石水分自动检测，使拌合用水精度控制在±1kg/m3；
步骤七、混凝土搅拌：在拌合站（7）将各种原材料加水搅拌2～3min；
步骤八、混凝土浇筑：在混凝土浇注及振捣区（8）将混凝土浇筑在模具中，并用附着式振动器进行振捣；
步骤九、真空吸附处理：在真空吸附区（9），在模型表面覆盖一层薄膜进行密封处理，用真空泵抽出混凝土中多余水分，至真空度为60-80kPa为止；
步骤十、收水抹面静置区：在收水抹面静置区（10）将混凝土表面抹平；
步骤十一、通过摆渡车一（11）将管片送入静停区；
步骤十二、常温水化反应：于静停区（12），在5～30℃常温下，进行水化反应2小时；
步骤十三、低温蒸汽养护：于蒸养区（13），在40-45℃温度下，低温蒸养5小时；
步骤十四、降温：在降温区（14）使管片温度降到室温，降温速率不得大于20℃/h；
步骤十五、通过摆渡车二（15）将管片送入拆模区；
步骤十六、产品脱模：在拆模区（16），在产品成型后，与其一同条件养护下试块的抗压强度达到脱模强度后，方可脱模、吊运，其中，脱模强度不低于20MPa；
步骤十七、外观质量检测：在管片临时存放区（17），检测管片尺寸偏差及表面是否有裂纹，管片损坏，质量有缺陷时，应及时进行修补；
水中养护7天：在不应低于10℃的水中养护7天；
堆放覆盖养护至28天后出厂：达到规定强度方可出厂。
Claims (5)
1.一种混凝土预制产品自动化生产工艺，用于混凝土预制产品在自动化控制的流水生产线上加工制造，其特征在于：依次经钢筋绑扎、模型清理、骨架入模、保护层厚度检测、砂石水分自动检测、原材料计量、电脑计算调整用水量、混凝土搅拌、混凝土浇筑、真空吸附处理、常温水化反应、低温蒸养、预制产品脱模、外观质量检测、水中养护和堆放覆盖养护的工序；
其中，预制产品的模型在闭合的轨道上流转，并区分了模型清理、骨架入模、混凝土浇筑、真空吸附、低速流转、蒸汽养护、脱模组成的区域循环；
所述预制产品的模型在闭合的轨道上流转的运动速度由环境温度自动确定。
2.如权利要求1所述的一种混凝土预制产品自动化生产工艺，其特征在于：所述砂石水分自动检测工序的具体工艺步骤为由砂石水分自动检测系统在搅拌前对原材料砂石水分进行检测，经过电脑精确计算分析确定混凝土搅拌用水量。
3.如权利要求2所述的一种混凝土预制产品自动化生产工艺，其特征在于：所述砂石水分自动检测系统，包括湿度传感器探头和微处理器；
其中，所述湿度传感器探头，用于检测混凝土拌合站内的砂石含水率的信号，并将其转换后传输到所述微处理器处；
所述微处理器，根据所述砂石含水率的信号进行分析计算得出砂石含水率。
4.如权利要求1所述的一种混凝土预制产品自动化生产工艺，其特征在于：所述真空吸附处理的工序通过用真空泵抽出混凝土中多余水分来实现，
其中，具体的工艺过程为：混凝土浇筑后盖上真空罩或贴上真空膜进行吸附处理，吸出多余水分，至真空度为60～80kPa为止。
5.如权利要求1所述的一种混凝土预制产品自动化生产工艺，其特征在于：所述低温蒸养的工序，其养护温度小于45℃。
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