04-第四章-钢筋混凝土工程2

第三节混凝土工程概述：1、工艺过程：配料→搅拌→运输→浇注→振捣→养护。2、特点：①工序多，相互联系和影响；②质量要求高（外形、强度、密实度、整体性）；③不易及时发现质量问题（拆模后或试压后方可显现）。 一、混凝土的制备（一）混凝土施工配制强度的确定：为使保证率达到95%，混凝土的配制强度应比设计强度标准值高1.645，（—施工单位标准差）。混凝土的施工配制强度fcu,o（N/mm2）：式中：fcu,k——设计的混凝土强度标准值（N/mm2）σ——施工单位的混凝土强度标准差（N/mm2） 强度标准差σ的取值：有近期同一品种混凝土强度资料时，fcu,i——第I组试件强度值μfcu——N组强度平均值N——混凝土试件组数，N≥25无近期同一品种混凝土强度资料时，参考下表取值： （二）混凝土搅拌机选择：1、搅拌机分类：（按工作原理分）自落式——靠自落重力交流掺和（磨损小，易清理）进料口斗状叶片斜向叶片出料口搅拌筒齿圈 强制式——叶片强行搅动，物料被剪切、旋转，形成交叉物流。（混凝土质量好，生产率高，操作简便，安全）内刮板内衬板底衬板拌叶外刮板筒壁竖轴 2、混凝土搅拌机的适用范围：自落式——骨料较粗重的塑性混凝土；强制式——骨料较粗重的塑性混凝土、干硬性混凝土及轻骨料混凝土。3、工作容量：老式搅拌机以进料容量计；新式搅拌机以出料容量计（升）——50、150、250、350、500、750、1000、1500、3000、……出料容量=进料容量×出料系数（0.625）。 （三）施工配比及配料计算：1、混凝土配合比确定的步骤：初步计算配合比（用绝对体积法或假定容重法，经试配调整为）→实验室配合比（据现场砂石含水量调整为）→施工配合比（随气候变化等随时调整，据搅拌机出料容量计算得）→每盘配料量。2、混凝土施工配合比换算方法：（增加含水的砂石用量，减少加水量）已知实验室配比：水泥：砂：石=1︰X︰Y，水灰比为W/C又测知现场砂、石含水率：Wx、Wy则施工配合比：水泥：砂：石：水=1：X（1＋Wx）：Y（1＋Wy）：（W－X•Wx－Y•Wy） 3、配料计算：据施工配合比及搅拌机一次出料量计算出一次投料量，使用袋装水泥时可取整袋水泥量，但超量≯10%。【例】某混凝土实验配比为1：2.28：4.47，水灰比0.63，水泥用量为285kg/m3，现场实测砂、石含水率为3%和1%。拟用装料容量为400升的搅拌机拌制，试计算施工配合比及每盘投料量。〖解〗1）混凝土施工配合比为：水泥：砂：石：水=1：2.28（1＋0.03）：4.47（1＋0.01）：（0.63－2.28×0.03－4.47×0.01）=1：2.35：4.51：0.5172）搅拌机出料量：400×0.625=250(升)=0.25(m3)3）每盘投料量：水泥——285×0.25=71(kg)，取75kg，则：砂——75×2.35=176(kg)石——75×4.51=338(kg)水——75×0.517=38.8(kg) （四）装料与搅拌：1、装料顺序：（1）一次投料法：石子→水泥→砂，筒内先加水或进料时加水。（2）二次投料法：砂、水、水泥（拌1分钟）→石子（拌1分钟）→出料。（3）两次加水法（造壳混凝土）：砂、石→70%水→拌30秒→水泥→拌30秒→30%水→拌60秒。（强度提高10～20%，或节约水泥5～10%） 2、配比要准确：（1）配比及每次投料量挂牌公布；（2）称量准确：水泥、掺料、水、外加剂允许偏差±2%粗、细骨料允许偏差±3%3、搅拌时间：全部装入至卸料时间——自落式≮90秒，强制式≮60秒。自落式＞强制式；小坍落度＞大坍落度；料多＞料少。（五）混凝土搅拌站 鼓筒形自落式搅拌机 锥形反转出料自落式搅拌机 强制式搅拌机的形式 大型搅拌站竖向布置示意图 大型半移动式搅拌站竖向布置示意图 二、混凝土的运输（一）要求：1、不分层离析：水平运输时，路要平，减少漏浆和散失水分；垂直下落高度较大时，用溜槽、串筒；若有离析，浇灌前需二次搅拌。2、有足够的坍落度：一般要求如下—— 3、尽量缩短运输时间，减少转运次数。为保浇捣在初凝前完成,从卸出至浇完的时间限定：4、保证连续浇筑的供应。5、器具严密、光洁，不漏浆，不吸水，经常清理. （二）运输机具：1、地面水平运输工具：现场搅拌或近距离——皮带运输机、窄轨斗车；短距离（＜1km）——机动翻斗车、手推车；较长距离（＜10km）——自卸汽车；长距离——混凝土搅拌运输车（或装拌好的混凝土；或装干料（＞10km），卸料前10～15分钟加水搅拌）。 JY-3000型混凝土搅拌运输车 2、楼面水平运输：双轮手推车，塔吊兼顾，混凝土泵加布料杆。移置式混凝土布料杆 3、垂直运输工具：井架：配合自动翻斗车、手推车；塔吊：配合吊斗。吊斗——常用容积0.4、0.8、1、1.2m3，上部开口，下部有扇形手动闸门。可完成垂直、水平运输及浇筑任务。混凝土泵。卧式吊斗立式吊斗 4、泵送运输：利用混凝土输送泵及管道（钢、胶、塑，D75～200mm）完成垂直、水平运输。（1）机械类型：活塞式（液压、连杆）；挤压式。性能：混凝土排量30～90m3/h，高度100m（～203m），水平距离600m。 固定式混凝土输送泵 三折叠式布料杆浇筑范围示意 （2）要求：1）粗骨料粒径——碎石≤1/3管径；卵石≤2/5管径。2）砂率——40～50%。3）最小水泥用量——300kg/m3。4）坍落度——80～180mm。5）掺外加剂——高效减水剂、流化剂，增加和易性。6）保证供应，连续输送（超过45分钟间歇应清理管道)7）用前润滑，用后清洗，减少转弯，防止吸入空气产生气阻。8）由于水泥用量较大，需仔细养护防龟裂。（3）适用于：大体积混凝土连续浇筑。由于浇筑速度快，要求模板强度高、稳定性好。 三、混凝土的浇注和捣实（一）准备工作：1、模板和支架、钢筋和预埋件检查，并作记录.2、准备和检查材料、机具、运输道路。3、清除模板内垃圾、泥土，及钢筋上油污，木模浇水润湿而无积水，封孔堵缝。4、人员、组织及安全技术交底。（二）混凝土浇筑要点（一般规定）：1、防止分层离析。自由倾落高度>2m及竖向结构浇筑高度>3m时,应用串筒、溜槽、溜管，或在模板上开浇筑口. 串筒振动落管 HZ-50A行星高频插入式振动器 2、分层浇筑、分层捣实。每层浇筑厚度：插入式振动器——≯1.25倍振棒长度；表面式振动器——≯200mm。3、墙、柱等竖向构件浇筑前，先垫50～100mm厚水泥砂浆（与混凝土砂浆成分同，防止烂根）。4、竖向构件与水平构件连续浇筑时，应待竖向构件初步沉实后（约1～1.5h）再浇水平构件。5、应连续浇筑，尽量缩短间歇时间。运输＋浇筑＋间歇的允许时间为： 6、有人看模、看筋，做好施工记录。7、雨、雪天，露天不浇筑。（三）对施工缝的要求：1、施工缝的位置：①须浇前确定。②原则：留在结构承受剪力较小且施工方便的部位。③规定：柱：基础顶面、梁下、吊车梁牛腿下或吊车梁上、柱帽下；（水平缝） 柱子施工缝位置ⅡⅡⅠⅠⅡⅡⅠⅠ 单向板：平行于板短边的任何位置留垂直缝；梁：梁板宜同时浇筑，梁高>1m时水平缝可留在板或梁托（翼缘）下20～30mm处； 有主次梁的楼盖：顺次梁方向浇筑，在次梁中间1/3跨度范围内留垂直缝。 双向楼板、大体积混凝土结构、拱、薄壳、蓄水池、多层刚架等，按设计要求的位置留置。墙：在门洞口过梁中间1/3跨度范围内，或在纵横墙交接处留垂直缝。 墙体后浇带的留设 楼板后浇带或施工缝的留设 2、施工缝的处理及接缝：（1）先浇的混凝土强度≮1.2N/mm2。（2）表面清理（清除水泥薄膜、松动石子、软弱混凝土层），湿润、冲洗干净，不积水。（3）浇前铺水泥砂浆10～15mm厚。（4）浇混凝土时细致捣实，令新旧混凝土紧密结合。 （四）大体积混凝土结构浇筑1、要求保证混凝土的整体性时——连续浇筑不留施工缝，分层浇筑捣实。（1）浇筑方案：1）全面水平分层——面积小而厚度大时；2）斜面分层——面积大但为长条形时；3）分段分层——面积大但厚度小时。 大体积混凝土浇筑方案（C）分段分层（b）斜面分层（a）全面水平分层 （2）浇筑强度（每小时混凝土最小浇筑量）Q＝Fh/T（m3/h）F——每个浇筑层（段）的面积（m2）h——浇筑层厚度（m）T——下层混凝土允许的时间间隔，T＝（t1－t2）t1为混凝土初凝时间，t2为运输时间。 2、防止开裂两种温度裂缝：升温阶段表面开裂（内外温差应≯25℃）降温阶段拉裂（多种措施，设置后浇带）减少混凝土温度及内外温差的措施：①减少水化热：用水化热低的水泥,掺减水剂、粉煤灰减少水泥用量，使用缓凝剂。低温浇筑.②内部降温：石子浇水、冰水搅拌，投入毛石吸热，减缓浇筑速度，避免日晒，埋入冷却水管.③外保温或升温：覆盖，电加热、蒸汽加热。 （五）框、剪结构的浇筑：柱墙底垫水泥砂浆50～100mm，分层浇捣，顶部减水量、除浮浆；墙洞口两侧对称、排气、筋密可用细石混凝土梁板同浇，梁自节点开始、赶浆法浇筑梁柱混凝土异标号结点－－扩大、铁丝网。浇柱子混凝土浇墙体混凝土 （六）水下浇筑：用导管法:内吊球塞管内浇混凝土管下口距底300mm剪断球丝混凝土埋管0.5～1m边浇边提，保持埋管不少于1m。 （七）混凝土的振捣与成型：1、振捣目的：充满模板而成型；排除多余的水分、气泡、空洞而密实。2、振捣与成型的方法：人工插捣；机械振捣（液化实化强化）；挤压法、离心法真空作业脱水；掺高效减水剂自流化（自密实）。 常用振捣设备的工作原理3、常用振捣设备： 3、常用振捣设备：（1）内部插入式:按频率分：中频（5000～8000次/min）；高频（12000～19000次/min）；变频按传动分：软轴式、直联式；按动力分：电动、风动、内燃。（2）表面振动器（平板式）。（3）附着式振动器——附着于模板，用于钢筋密、厚度小的墙、薄腹梁等构件预制。（4）振动台——用于厂内预制小型构件。 偏心软轴插入式振动器（中频） 行星高频插入式振动器（高频） 内滚道式驱动软轴挠性联轴节滚锥轴振动棒外壳滚锥内滚道式原理图驱动软轴挠性联轴节滚锥轴振动棒外壳滚锥内滚道式外滚道式构造图驱动软轴挠性联轴节滚锥轴振动棒外壳滚锥内滚道式 4、振捣方法与要点：（1）插入式：可垂直振捣或以45O角斜向振捣。要点：1）插点间距≯1.5R（R：有效作用半径，R≈8～10倍振捣棒半径）；距模板≯0.5R，避免碰模板、钢筋、埋件等。2）振捣时间10～30秒（浮浆，无明显沉落，无气泡即可）。3）快插慢拔，上下抽动，插入下层50～100mm。 行列式交错式振捣点的布置振捣棒的插入深度下层在浇层振捣棒的插入方向直插斜插 （2）表面式：1）振点间搭接3～5cm。2）每点振捣时间每点25～40秒。3）有效作用深度200mm。平板式振动器构造示意图 混凝土的其它成型方法：1、挤压成型：原理料斗振捣器压重空心板成型管螺旋铰刀 2、离心成型：原理管桩主动轮电机轮被动轮 5、真空吸水一次抹面混凝土适用于：平板、路面、机场原理：借助真空负压，将水从刚成型的混凝土中排出，使混凝土更密实。（1）优点：混凝土强度提高20～50%，抗冻性提高2～2.5倍，耐磨性提高0.5～1倍，钢筋握裹力提高20～25%，有0.1～0.2N/mm2的初期强度，收缩小，地面无裂缝，节约水泥10～25%，降低造价20～25%,加快模板周转。 （2）真空吸水设备：吸垫软管集水箱吸水进口真空表电动机小车真空泵真空机组——真空泵、电机、水箱等；吸垫——尼龙布过滤层，塑料网片骨架层，橡胶布密封层。 （3）操作要点：①振捣混凝土（混凝土坍落度2～4cm），提浆刮平。②铺吸垫：尼龙布→塑料网片→橡胶布盖垫（中间有吸管）。③真空吸水：15分钟，至指压无陷痕，踩只留轻微脚印。④机械抹面。（4）工艺参数：1）吸水时间——每cm厚1～1.5分钟；2）吸水量——3～5分钟占总量50%；3）作用深度——30～40cm，最好15～20cm；4）配比要求——低标号水泥，砂率宜大些（中砂、粗砂）。 四、混凝土养护与拆模（一）养护1、自然养护（常用）在常温下（≥＋5℃）保持混凝土处于温湿状态。规定：①浇筑完后12小时内覆盖浇水（炎热夏季2～3小时，干硬性混凝土1～2小时）。②养护日期以达到设计强度60%左右为度：硅酸盐、普硅、矿渣水泥拌制的混凝土≮7昼夜；掺有缓凝剂或有抗渗要求的混凝土≮14昼夜。 ③覆盖材料：岩棉被、草帘、锯末、砂、塑料薄膜、……；喷洒薄膜剂。④浇水次数：保持湿润。15℃左右，每天2～4次；干燥、高温时适当增加。⑤混凝土强度达到1.2N/mm2后方准上人施工。 2、蓄热养护：即保温法——如盖厚帘、岩棉被、白灰湿锯末（供微热）等。3、加热养护：蒸汽养护或电热养护，预制及冬施时多采用。坑式蒸汽养护室示意图 （二）模板的拆除1、拆模的条件：（1）侧模：在混凝土强度能保证拆模时不粘皮、不掉角、不损坏即可。一般为1～2.5N/mm2。（2）底模：拆模时混凝土的最低强度为——跨度≤2米的板——混凝土≮50%设计强度标准值；跨度2～8米的板跨度≤8米的梁、拱、壳跨度＞8米的梁、板、拱、壳悬臂构件——混凝土≮75%——混凝土≮100%。 （3）拆模时混凝土强度的确定：1）先查混凝土强度增长曲线－－估计强度；（据水泥品种、标号，养护期平均温度、时间）2）再压同条件养护的试块－－核实强度。 2、拆模应注意的问题：（1）顺序：符合构件受力特点；先非承重模板后承重模板；从中向外或从一侧向另一侧；（对整体而言）先支的后拆、后支的先拆，谁支的谁拆。（对局部而言）（2）重大、复杂模板，事先拟定拆模方案。（3）发现重大质量问题应停拆，处理后再拆。（4）现浇梁板的支撑应与施工层隔两层拆除（施工荷载产生的效应比使用荷载更不利时，必须经过核算，加设支撑)（5）要保护构件及模板，及时清运、清理，堆放好. 五、混凝土质量的检查（一）搅拌和浇筑中的检查：1、原材料的品种、规格、质量和用量，每班检查≮2次。2、在浇筑地点的坍落度，每班检查≮2次。3、及时调整施工配比（当有外界影响时）。4、搅拌时间随时检查。（二）混凝土外观质量检查：表面——无麻面、蜂窝、孔洞、露筋、缺棱掉角、缝隙夹层等缺陷；尺寸偏差－－位置、标高、截面尺寸，垂直度、平整度，预埋设施、预留孔洞。 （三）强度的检查1、试块的留置：（1）取样：地点——浇筑地点，随机取。数量——每100盘、每100m3、每工作班、每楼层、每一验收项目的同配比混凝土取样不少于一次；每次标准试件至少一组（标养28d验收用），同条件养护试件组数据需要而定（施工用）；每组三个试件。（2）试块最小尺寸： 与现浇构件同条件下养护的试块 2、每组试件的强度：（1）强度与中间值之差均不超过15%时——取平均值；（2）有一个与中间值之差超过15%时——取中间值；（3）最大、最小值与中间值之差均超过15%时——作废3、同批强度评定方法：大批量生产（15组以上，10组以上）:用统计法；零星生产：非统计法。要求：同一验收批混凝土强度的平均值mfcu≥1.15fcu，k；同一验收批混凝土强度的最小值fcu，min>0.95fcu，k 第四节混凝土冬期施工一、冬施起始时间：当室外日平均气温连续五天稳定低于5℃时，混凝土工程应采取冬施措施。温度确定：据当地多年气象资料及当年气候趋势。二、混凝土受冻及允许受冻临界强度：1、混凝土冻结温度：－1.5～－2℃开始冻结（游离水——占1/2～2/3）－2℃～－4℃全部冻结（吸附水）。 2、混凝土受冻后造成最终强度损失：原因——冰胀应力使混凝土内部产生微裂纹（受冻越早则裂纹越多、越大），钢筋和粗骨料表面形成冰膜而影响粘结力。特点——冻结越早、水灰比越大，则强度损失越多。 3、混凝土受冻临界强度（受冻前应达到的强度）：原理：当混凝土达允许受冻临界强度后再受冻,则解冻后标养至28d，其最终强度损失≯5%。混凝土受冻临界强度：混凝土基本能够抵抗冰胀应力的最低强度（受冻后，最终强度损失不超过5％的预养强度值）。规定: 三、混凝土冬施要求1、材料：（1）水泥——品种优先选用普通硅酸盐水泥；（蒸汽养护可选矿渣、火山灰水泥；掺防冻剂严禁用高铝水泥）标号≮425#；用量≮300kg/m3混凝土。（2）水灰比≤0.6。（3）骨料中不得有冰块，冻块直径≯20mm。（4）外加剂不宜使用氯盐防冻剂。 2、拌制：（1）材料加热温度应据热工计算确定最高温度为：（2）搅拌时间：比常温延长50%。（3）掺防冻剂时，出机温度≮10℃，入模温度≮5℃。3、运输：缩短运距，容器保温。 4、浇筑：①清除模板、钢筋上的冰雪、污垢；②不得在强冻胀性的地基上浇筑；③大体积混凝土浇上层时，下层温度≮2℃；④混凝土结构加热养护时，若>40℃应征得设计同意（防止较大温度应力）；⑤装配式结构接头应先预热，再浇筑，在≯45℃条件下养护至75%设计强度。5、养护及质量检查：①养护时间：保证混凝土达到允许受冻强度；②做好混凝土测温工作（留测温孔，蓄热法每6小时测一次，与气温隔离≮3分钟）；③增加两组同条件养护试件（检验冻前、转入常温28天时的混凝土强度）。 四、混凝土冬施方法的选择：1、蓄热法——水与骨料加热＋水化热＋保温覆盖原理：混凝土在冻结前达到受冻临界强度。适用于：室外最低温度≮－15℃时的地下工程；表面系数(冷却面积/全部体积)≯15m-1的结构.2、外加剂法——掺入抗冻、早强、催化、减水剂等单一或复合外加剂原理：混凝土在负温下不冻结，继续硬化。适用于：室外最低温度≮－15℃，初冬、早春。注意：严格限制氯化物外加剂掺量。 3、暖棚法——搭棚围护，棚内加热至≥5℃，特点：同常温操作；费资耗能大。适用：地下工程、混凝土集中的工程。4、加热养护法：耗能多，费用高；混凝土强度增长快；严格控制升降温速度。（1）蒸气养护——汽套法、毛管法、内部通汽法。要求：普硅水泥≯85℃，矿渣水泥85～95℃；低压（＜0.07MPa）饱和蒸汽。（2）电热养护——电极法、电热器加热法。低强度时效果较好。 在基坑上口搭设的暖棚 在搭设了暖棚的基坑内