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2023混凝土科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)
【科技進(jìn)步類】一等獎(jiǎng):預(yù)制墻板立式生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)與裝備研究
時(shí)間:2024-07-02    來(lái)源:CCPA科技工作部    分享:
本項(xiàng)目組針對(duì)立模生產(chǎn)工藝痛點(diǎn)、難點(diǎn),開(kāi)展了預(yù)制墻板立式生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)與裝備研究,為綠色、低碳、環(huán)保的裝配式建筑的推廣提供技術(shù)支撐。

2024年度中國(guó)混凝土與水泥制品協(xié)會(huì)混凝土科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)已經(jīng)開(kāi)始申報(bào),歡迎業(yè)內(nèi)企事業(yè)單位及從業(yè)人員,持續(xù)關(guān)注協(xié)會(huì)官方公眾號(hào)【混凝土科技獎(jiǎng)】的相關(guān)信息。





2023年度中國(guó)混凝土與水泥制品協(xié)會(huì)

混凝土科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)?科技進(jìn)步類

項(xiàng)目展示







2023年度中國(guó)混凝土與水泥制品協(xié)會(huì)混凝土科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)工作于2023年3月啟動(dòng),至2023年12月圓滿完成。報(bào)名期間共收到有效申報(bào)項(xiàng)目45項(xiàng)。經(jīng)過(guò)專家評(píng)審委員會(huì)的初評(píng)及終評(píng),共計(jì)30個(gè)項(xiàng)目獲獎(jiǎng),包括一等獎(jiǎng)3項(xiàng)、二等獎(jiǎng)16項(xiàng)、三等獎(jiǎng)11項(xiàng),其中“基礎(chǔ)理論類”2項(xiàng)、“科技進(jìn)步類”10項(xiàng)、“標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)新類”3項(xiàng)、“技術(shù)革新類”15項(xiàng)。

一等獎(jiǎng)項(xiàng)目

 預(yù)制墻板立式生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)與裝備研究 


主要完成單位:北京市燕通建筑構(gòu)件有限公司、北京市住宅產(chǎn)業(yè)化集團(tuán)股份有限公司、承德綠建建筑節(jié)能科技有限公司、河北新大地機(jī)電制造有限公司

主要完成人:任成傳、楊思忠、朱鳳起、李鴻、趙志剛、董鐵良、魏樹(shù)浩、王文歡、劉興華、王群、盧造、李健、王肖飛、陳旭、王蕊


項(xiàng)目概況

      2016年國(guó)務(wù)院辦公廳發(fā)布《關(guān)于大力發(fā)展裝配式建筑的指導(dǎo)意見(jiàn)》文件以來(lái),我國(guó)裝配式建筑進(jìn)入快速發(fā)展階段。國(guó)家各部委對(duì)發(fā)展綠色和裝配式建筑提出了更高的要求,即通過(guò)新一代信息技術(shù)驅(qū)動(dòng),以工程全壽命期系統(tǒng)化集成設(shè)計(jì)、精益化生產(chǎn)施工為主要手段,整合工程全產(chǎn)業(yè)鏈、價(jià)值鏈和創(chuàng)新鏈,實(shí)現(xiàn)工程建設(shè)高效益、高質(zhì)量、低消耗、低排放。

      立模生產(chǎn)工藝是裝配式建筑中預(yù)制構(gòu)件的主要生產(chǎn)方式之一。相比平模生產(chǎn)工藝,立模生產(chǎn)工藝具有節(jié)約場(chǎng)地,降低能耗,提升生產(chǎn)效率等優(yōu)勢(shì)。然而,目前國(guó)內(nèi)預(yù)制構(gòu)件立模生產(chǎn)設(shè)備及相關(guān)技術(shù)仍在一些問(wèn)題,包括缺乏成熟的配套空腔模板和邊模板組拆設(shè)備;缺乏自動(dòng)化鋼筋加工設(shè)備,現(xiàn)有的半自動(dòng)和人工加工方式生產(chǎn)導(dǎo)致生產(chǎn)效率低、產(chǎn)品精度低、能耗大;尚無(wú)針對(duì)高穩(wěn)定性早強(qiáng)自密實(shí)混凝土及其成型工藝的系統(tǒng)性研究等。本項(xiàng)目組針對(duì)以上痛點(diǎn)、難點(diǎn),開(kāi)展了預(yù)制墻板立式生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)與裝備研究,為綠色、低碳、環(huán)保的裝配式建筑的推廣提供技術(shù)支撐。主要科研內(nèi)容如下:
1.自動(dòng)化鋼筋成型設(shè)備及配套技術(shù)開(kāi)發(fā)


為提升預(yù)制構(gòu)件鋼筋加工效率,降低生產(chǎn)能耗和生產(chǎn)成本,自主研發(fā)了封閉箍筋自動(dòng)化焊接設(shè)備、鋼筋網(wǎng)片自動(dòng)化焊接設(shè)備、鋼筋骨架自動(dòng)化綁扎設(shè)備、夾心保溫墻板鋼筋骨架-保溫板-邊模板組合成型技術(shù):


1)研發(fā)了適用于預(yù)制構(gòu)件常用箍筋(直徑6mm~12mm)的4工位智能化焊接機(jī)器人。與常用半自動(dòng)焊接設(shè)備比,箍筋焊點(diǎn)質(zhì)量大幅度提高,平均節(jié)材率15.5%,節(jié)省人工75%以上,生產(chǎn)效率提高300%以上;焊接設(shè)備總功率72kvA,節(jié)能率48%。


(2)研發(fā)了適用于光圓和盤螺鋼筋(直徑6mm~12mm)的低能耗開(kāi)口網(wǎng)片焊接機(jī)器人,可實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)片和復(fù)雜形狀網(wǎng)片(單開(kāi)口、雙開(kāi)口)的全自動(dòng)焊接;焊接速度10~20排/分鐘;總功率200kvA,為同產(chǎn)量設(shè)備的1/2~2/3,節(jié)能率33%。


(3)研發(fā)了大型墻板鋼筋骨架立式組裝成型自動(dòng)化設(shè)備,運(yùn)用自動(dòng)翻轉(zhuǎn)調(diào)姿、機(jī)器視覺(jué)自動(dòng)尋位、全自動(dòng)二氧化碳保護(hù)焊接等技術(shù),實(shí)現(xiàn)了鋼筋骨架快速調(diào)姿、焊點(diǎn)精準(zhǔn)定位、高效穩(wěn)定焊接,適用于多種立模生產(chǎn)墻板。


(4)開(kāi)發(fā)了夾心保溫墻板鋼筋骨架與保溫板一體化組裝設(shè)備,形成組裝工藝,可實(shí)現(xiàn)保溫板、鋼筋骨架立式生產(chǎn)精準(zhǔn)定位,提高組裝效率,提升外墻板立式生產(chǎn)質(zhì)量。



封閉箍筋自動(dòng)焊接設(shè)備


鋼筋骨架立式組裝成型自動(dòng)化設(shè)備
2.預(yù)制墻板立式成型裝備及配套技術(shù)開(kāi)發(fā)


通過(guò)對(duì)預(yù)制墻板立式成型裝備、縱肋墻板空腔模具及組拆設(shè)備、墻板翻轉(zhuǎn)設(shè)備、混凝土自動(dòng)化澆筑設(shè)備及鋼筋骨架入模設(shè)備系列研究,包括如下內(nèi)容:


(1)研發(fā)了適用于實(shí)心和空心墻板成型的模塊化大型成組立模設(shè)備,研究了專用的控制系統(tǒng)、模板系統(tǒng)、開(kāi)合模系統(tǒng)和養(yǎng)護(hù)控制系統(tǒng)。成組立模設(shè)備采用模板精密加工、分布式低噪音振搗和蒸養(yǎng)智能管控技術(shù),實(shí)現(xiàn)構(gòu)件表面3m偏差小于2.5mm,控溫精度達(dá)±2℃。


(2)研發(fā)三類縱肋空心墻板用空腔成型模具,空腔模具豎向原位組拆和水平脫模及碼放一體化等裝備,實(shí)現(xiàn)了縱肋空心墻板立式澆筑成型和脫模高效率、自動(dòng)化。


(3)研發(fā)了出筋墻板立模生產(chǎn)配套的組合式側(cè)邊模,實(shí)現(xiàn)快速支拆、防漏漿脹模、預(yù)埋精確定位等多種功能,提升了墻板立式生產(chǎn)質(zhì)量和效率。

成組立??傃b


組合式邊模

3.早強(qiáng)自密實(shí)混凝土配制及立模澆筑成型工藝研究

不同于一般自密實(shí)混凝土成型,墻板頂升成型頂升壓力較小、時(shí)間短,加之窗洞口部位和薄壁空腔等不易澆筑密實(shí)部位和多點(diǎn)同步頂升,混凝土填充模具空隙并排氣密實(shí)將變得更加困難。這就要求混凝土具有良好的流動(dòng)性和間隙通過(guò)能力的基礎(chǔ)上,具有更高的穩(wěn)定性。

傳統(tǒng)的現(xiàn)澆自密實(shí)混凝土雖然滿足自密實(shí)混凝土工作性,但是不能滿足構(gòu)件早強(qiáng)脫模的要求的,需添加早強(qiáng)劑,而早強(qiáng)劑的添加又會(huì)增大混凝土工作性的變化,同時(shí)緩凝劑或緩釋型保坍劑的用量也受限。為此,研發(fā)團(tuán)隊(duì)展開(kāi)了早強(qiáng)自密實(shí)混凝土配制技術(shù)、立式澆筑成型工藝、防漏漿技術(shù)、預(yù)埋件及預(yù)留孔洞精確定位技術(shù)和成組立模高效養(yǎng)護(hù)工藝的研究,并開(kāi)展以下研發(fā)工作:

(1)研發(fā)了早強(qiáng)、高穩(wěn)定性頂升自密實(shí)混凝土用聚羧酸減水劑復(fù)配技術(shù),為自密實(shí)混凝土的配制奠定了基礎(chǔ);

(2)通過(guò)配合比和粗骨料粒徑優(yōu)化,配制的自密實(shí)混凝土具有早期強(qiáng)度高、工作性能良好的特點(diǎn),滿足實(shí)心墻板立式頂升免振成型工藝的要求。

4.墻板立式生產(chǎn)工藝技術(shù)研究

開(kāi)展了系列化預(yù)制實(shí)心、縱肋空心內(nèi)墻板和夾心保溫墻板立式成型工藝技術(shù)研究,實(shí)現(xiàn)了墻板構(gòu)件的高質(zhì)量高效綠色低碳生產(chǎn)。

(1)對(duì)快速組模技術(shù)進(jìn)行研究,形成邊模與鋼筋骨架預(yù)組合、開(kāi)合模、預(yù)留預(yù)埋、模板變形控制、防漏漿等工藝技術(shù),提高了墻板的組模效率,保證了墻板構(gòu)件立式成型質(zhì)量。

開(kāi)模工藝


(2)對(duì)墻板立式成型工藝進(jìn)行研究,形成實(shí)心和空心墻板分層澆筑成型、實(shí)心墻板頂升免振成型、實(shí)心夾心保溫墻板內(nèi)外葉墻板立式同步成型和縱肋空心墻板平-立組合成型等工藝技術(shù),實(shí)現(xiàn)了墻板成型效率和產(chǎn)品質(zhì)量的雙提升。


頂升泵及現(xiàn)場(chǎng)澆筑

平-立組合生產(chǎn)工藝流程

(3)對(duì)低能耗養(yǎng)護(hù)工藝進(jìn)行研究,達(dá)到了養(yǎng)護(hù)溫度降低約10℃、養(yǎng)護(hù)時(shí)間縮短3小時(shí)左右,養(yǎng)護(hù)能耗降低47%的明顯節(jié)能效果。

主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)


      1. 研制了臥式多工位封閉箍筋焊接、復(fù)雜鋼筋網(wǎng)片焊接、鋼筋骨架立式組裝等智能化鋼筋加工關(guān)鍵設(shè)備;

2. 研發(fā)了適合于立模頂升工藝的早強(qiáng)高穩(wěn)定性自密實(shí)混凝土,顯著提高了生產(chǎn)效率和預(yù)制墻板質(zhì)量;

3. 研發(fā)了適用于空心墻板、夾心保溫墻板和內(nèi)墻板等各類墻板的模塊化大型成組立模成套設(shè)備及生產(chǎn)工藝,實(shí)現(xiàn)了墻板類構(gòu)件的高效低能耗生產(chǎn)。


科技成果及工程應(yīng)用

該項(xiàng)目成果已獲授權(quán)實(shí)用新型專利9項(xiàng)、軟件著作權(quán)2項(xiàng),申報(bào)發(fā)明專利12項(xiàng),形成了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的成套關(guān)鍵技術(shù),建立了2條自動(dòng)化生產(chǎn)線,并在北京城市副中心住房項(xiàng)目、北京市朝陽(yáng)區(qū)孫河鄉(xiāng)前葦溝組團(tuán)棚戶區(qū)改造等5項(xiàng)工程中得到應(yīng)用。該項(xiàng)目成果推動(dòng)了預(yù)制混凝土墻板立式生產(chǎn)技術(shù)在裝配式建筑結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用,取得了良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益,應(yīng)用前景廣闊。


第一完成單位簡(jiǎn)介

北京市燕通建筑構(gòu)件有限公司,隸屬于北京市住宅產(chǎn)業(yè)化集團(tuán)股份有限公司。在北京市昌平區(qū)南口鎮(zhèn)北京市政工業(yè)基地園區(qū)內(nèi),為“北京市裝配式住宅科技產(chǎn)業(yè)基地”,北京市高新技術(shù)企業(yè)。燕通公司主要業(yè)務(wù)包括:裝配式建筑構(gòu)件深化設(shè)計(jì)、新產(chǎn)品技術(shù)研發(fā)、PC構(gòu)件制造、建廠咨詢、構(gòu)件吊裝和灌漿施工服務(wù)等六個(gè)板塊。公司生產(chǎn)的產(chǎn)品包括裝配式建筑工程使用的預(yù)制部品,包括結(jié)構(gòu)保溫裝飾一體化外墻板、結(jié)構(gòu)內(nèi)墻板、PCF板和裝飾板、疊合樓板、樓梯板、陽(yáng)臺(tái)板、空調(diào)板等。

北京燕通參編了《裝配式混凝土結(jié)構(gòu)建筑技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》等30多項(xiàng)國(guó)家、行業(yè)、地方和團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)。承擔(dān)了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃課題“工業(yè)化建筑檢測(cè)與評(píng)價(jià)關(guān)鍵技術(shù)研究”、中央引導(dǎo)地方科技發(fā)展專項(xiàng)的北京市科技計(jì)劃項(xiàng)目“裝配式新型墻材體系與構(gòu)件套筒灌漿連接關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用”、市政路橋集團(tuán)課題“裝配式構(gòu)件信息管理系統(tǒng)(PCIS)”等10多項(xiàng)國(guó)家、省部級(jí)或市政路橋集團(tuán)研究課題。



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