Panorama del sector: cómo lograr la fabricación inteligente de las losas mixtas de hormigón prefabricado
Sincronización WeChat · Xiaowei · 2023-11-15
El siguiente artículo proviene de: Zhiju Edificio Prefabricado Verde
Introducción
Los edificios prefabricadosComo nuevo tipo de edificación, en comparación con los edificios tradicionales, presentan ventajas evidentes en la mejora de la calidad de la construcción, el ahorro de recursos y la aceleración del ritmo de la obra. En el contexto actual, en que el país impulsa enérgicamente los edificios prefabricados, el logro delprocesamiento y la fabricación inteligentes de los componentes de los edificios prefabricadosse ha convertido en el objetivo prioritario del sector en la actualidad. Por ello, el presente artículo se centraactualmenteen la losa compuesta de hormigón prefabricado de uso más extendido en los edificios prefabricados, y analiza principalmente la ruta tecnológica de la fabricación inteligente de las futuras losas compuestas de hormigón prefabricado.
Cómo lograr la fabricación inteligente de las losas compuestas de hormigón prefabricado
Para lograr la fabricación inteligente, es necesario partir principalmente de 3 aspectos:
01
Procesamiento automatizado de las barras de refuerzo y colocación en el molde
02
Vertido automatizado del hormigón
03
Automatización de la entrada y salida en el almacén de curado
Actualmente, para que las losas compuestas de hormigón logren la fabricación inteligente, es necesario partir de tres pasos: el procesamiento automatizado de las barras de refuerzo y su colocación en el molde, el vertido automatizado del hormigón y la automatización de la entrada y salida del hormigón en el almacén de curado. Por el momento, el vertido automatizado del hormigón y la entrada y salida automatizadas del almacén de curado ya se han materializado en la línea de producción, por lo que la fabricación inteligente se ha logrado en lo fundamental; en consecuencia, la dificultad actual para la materialización de la fabricación inteligente reside en el procesamiento automatizado de las barras de refuerzo y su colocación en el molde.
La figura muestra la línea de producción actual de vertido automatizado del hormigón y de entrada y salida automatizadas del almacén de curado
En la actualidad, el procesamiento automatizado de las barras de refuerzo puede realizarse mediante la máquina procesadora de mallas; la línea de producción totalmente automática de soldadura de mallas de refuerzo permite, a través del sistema de control del equipo, definir las dimensiones y especificaciones de las mallas, el modo de funcionamiento del equipo y las tareas de producción, y admite la producción continua y automática de múltiples mallas de diversas especificaciones en serie.
La figura muestra la línea de producción actual totalmente automática de mallas de refuerzo
Una vez procesadas automáticamente, las barras de refuerzo deben izarse y colocarse en el molde. Sin embargo, dado que la mayoría de las losas compuestas adoptan un diseño con barras salientes por sus cuatro lados, muchas barras del molde de la losa compuesta se corresponden con sus respectivos orificios de salida de barras; debido a los errores acumulados de fabricación de las decenas de orificios de salida, resulta muy difícil que la malla de refuerzo se coloque con precisión en el molde. Por ello, el procesamiento automatizado de las barras y su colocación en el molde no han podido llevarse a la práctica.
La figura corresponde a la animación del proceso actual de la losa compuesta, en la que se aprecia la dificultad de la colocación automatizada de las barras de refuerzo en el molde
Por lo tanto, para lograr plenamente la fabricación inteligente de las losas compuestas de hormigón, el punto clave no está en la actualización e iteración de los equipos, sino en que las losas compuestas adopten un diseño estructural sin barras salientes por los cuatro lados, es decir, que el molde pueda prescindir de orificios para las barras en los cuatro lados (con las barras de refuerzo embebidas dentro del molde o con las barras elevadas por encima de este).
Problema 1 de las barras salientes por los cuatro lados: construcción difícil
Las barras salientes por los cuatro lados no solo constituyen un cuello de botella para la fabricación inteligente de las losas compuestas con celosía de barras de refuerzo, sino que también generan numerosos inconvenientes en la instalación en obra, que afectan gravemente a la eficiencia y la calidad de la instalación. Las barras de las losas compuestas con celosía convencionales deben penetrar en elapoyo, por lo que, durante la construcción en obra, las denominadas «barras de bigote» chocan fácilmente con el refuerzo negativo de las vigas, lo que causa inconvenientes en la construcción. Como se muestra en la figura, durante la instalación los operarios suelen doblar primero las barras y luego enderezarlas, una práctica brusca que puede afectar a la rigidez y entraña un grave riesgo para la seguridad.
Problema 2 de las barras salientes por los cuatro lados: numerosos problemas de juntas
Además, en el método de las pequeñas juntas de encofrado de las losas bidireccionales, el apuntalamiento y el encofrado en obra resultan complejos y, una vez conformada la pieza, debido a lafuga de lechadadel encofrado, todavía se requieren trabajos posteriores de pulido o nivelación, lo que afecta en gran medida a la eficiencia y la calidad de la construcción en obra.
En cambio, la losa compuesta de hormigón de altas prestaciones basada en la última norma T/SCQA 208-2023, «Reglamento técnico de aplicación de las placas prefabricadas de hormigón con nervaduras» (denominada en lo sucesivo placa TF), ha superado el inconveniente de las barras salientes por los cuatro lados, ya que puede lograr la ausencia de barras salientes por la cara superior y, mediante las juntas compactas de las losas unidireccionales, la ausencia total de barras salientes por los cuatro lados.
Cómo lograr la ausencia de barras salientes por la cara superior
De conformidad con lo dispuesto en el apartado 5.3.2 de la norma T/CECS715-2020, «Reglamento técnico de aplicación de las losas compuestas de hormigón con celosía de barras de refuerzo», en vigor desde el 1 de diciembre de 2020, cuando se adopte la conexión por juntas integrales de tipo compacto, el espesor del hormigón vertido in situ de lacapa de compresiónno será inferior a 1.3 veces el espesor de la losa prefabricada con celosía, ni inferior a 75mm. Dado que la placa de fondo de la placa TF tiene un espesor de tan solo 50mm y la capa vertida in situ supera los 75mm, alcanzando 1.3 veces el espesor prefabricado, es posible lograr el diseño sin barras salientes por la cara superior; mediante el anclaje de barras adicionales en obra se evita el problema de la difícil colocación en el molde en el proceso de fabricación, la eficiencia de utilización de la máquina soldadora de mallas de refuerzo para losas compuestas mejorará notablemente y el atado de las barras de refuerzo podrá industrializarse.
Losas unidireccionales con juntas compactas: cómo lograr la ausencia de barras salientes por los cuatro lados
Cuando se adopta la forma de losa unidireccional, la losa compuesta de hormigón de altas prestaciones (tipo TF) también puede lograr que no sobresalgan barras por los laterales. En la cara superior de la junta pueden disponerse barras de refuerzo adicionales perpendiculares a la junta.
Ejemplo de proyectoEn un proyecto de Hainan se adoptó un diseño con losas compuestas TF de 125mm de espesor y sin barras salientes por los cuatro lados, con resultados satisfactorios.
La imagen de la izquierda muestra el efecto del conformado directo mediante juntas compactas unidireccionales en un proyecto de Shanghái; como puede apreciarse, cuando la placa TF se utiliza como losa unidireccional con juntas compactas, las juntas resultan muy pequeñas y el efecto es ideal.
Configuración de la placa de junta para losas bidireccionales:
Molde sin orificios y cara inferior in situ a la misma cota
Cuando las losas bidireccionales de placa TF adopten juntas integrales vertidas in situ, puede emplearse la configuración de placa de junta: como se muestra en la figura siguiente, las barras que sobresalen por los laterales de la losa se disponen en forma de barras elevadas y, en la junta, se utiliza una placa de junta con encofrado de fondo no desmontable; de este modo, en la construcción en obra pueden omitirse los trabajos de montaje y desmontaje del encofrado y, en la producción en fábrica, al disponer las barras elevadas por encima del molde lateral, el molde lateral de la losa no necesita orificios, resultando económico y eficiente.
Resumen
La placa TF logra laausencia de barras salientes por la cara superior；en el caso de las losas unidireccionales por los ladosno sobresalen barrasy en el caso de las losas bidireccionalesse empleanbarras elevadas, que en obra se conectan medianteplacas de unión; de este modo se logra que los cuatro lados del molde de la losa compuesta queden exentos de perforaciones, y la malla de refuerzo fabricada por la máquina de mallas, al no tener que atravesar orificios de barras del molde, puede izarse y colocarse en el molde sin dificultad, logrando así la fabricación inteligente.
Otras ventajas de la placa TF
01
En primer lugar, la mayor rigidez de las losas con nervaduras tipo TF de hormigón permite la ejecución en obra sin puntales o con menos puntales (sin puntales para luces de hasta 3 metros); de este modo, puede acogerse al coeficiente de alta tasa de prefabricación de 0.55 por exención de encofrado y puntales establecido en Shanghái, y la puntuación de la tasa de prefabricación correspondiente a las losas de piso es superior en más de un 20 %.
02
Se realizaron ensayos de tipo sobre losas compuestas de hormigón con nervaduras tipo TF y losas compuestas con celosía de refuerzo, de idénticas especificaciones y con dimensiones exteriores de 3.6m*1.5m:
Bajo la condición de una luz entre apoyos de 3m, al cargar la losa compuesta con celosía de refuerzo hasta 150kg/㎡, la flecha medida fue de 6.8mm, aparecieron fisuras y se produjo deformación plástica.
En las mismas condiciones, la flecha medida de la losa compuesta con nervaduras tipo TF fue de 2.1mm, es decir, solo 1/3 de la de la losa compuesta con celosía de refuerzo, y mostró siempre una tendencia de variación lineal; tras retirar las pesas, la losa permaneció aún en fase elástica.
03
Durante la construcción en obra puede comprobarse que la colocación y sustentación de las barras superiores de la placa TF resultan cómodas, lo que evita que las barras se desplacen por pisadas y evita que se vea afectada la rigidez.
04
En segundo lugar, los nudos soldados entre las nervaduras y la superficie de la placa TF forman orificios trapezoidales en el interior de las nervaduras, por lo que el paso de las tuberías y conducciones resulta más cómodo. Así se evita el problema de la interferencia entre las conducciones y las barras de refuerzo en obra y se garantiza que la rigidez no sufra daños.
Resumen
En resumen, dado que la fabricación inteligente es una gran tendencia en la producción de losas compuestas, las placas de fondo prefabricadas de las losas compuestas TF, que en la actualidad adoptan juntas compactas o el método de placas de conexión, logran un diseño sin barras salientes en los cuatro lados, lo que resuelve en gran medida los puntos difíciles de la fabricación inteligente de las losas compuestas prefabricadas. Una vez lograda la ausencia de barras salientes en los cuatro lados, en la línea de producción la fabricación de las losas compuestas puede materializarse mediante la construcción inteligente combinada con la máquina de mallas de refuerzo. De este modo, la tasa de reutilización de los moldes de producción es elevada, el izado y el desmoldeo resultan cómodos, el proceso es más fácil de estandarizar y, al mismo tiempo, se reducen los costos y se mejora la eficiencia.
Por consiguiente, la placa TF ha sentado las bases para la futura fabricación inteligente de las losas compuestas de hormigón prefabricado, ha resuelto los problemas a los que se enfrentaba la fabricación inteligente de las losas compuestas tradicionales con celosía de refuerzo y satisface las necesidades de la producción industrial inteligente.
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