第4章钢筋混凝土工程(砼)

砼工程质量好坏是保证砼能否达到设计强度等级的关键，将直接影响钢筋混凝土结构的强度和耐久性。4.3混凝土工程(ConcreteEngineering)按施工工艺分类：离心混凝土、真空混凝土、灌浆混凝土、喷射混凝土、碾压混凝土、挤压混凝土、泵送混凝土等。按配筋方式分有：素混凝土、钢筋混凝土、钢丝网水泥、纤维混凝土、预应力混凝土等。按混凝土拌合物的和易性分类干硬性混凝土、半干硬性混凝土、塑性混凝土、流动性混凝土、高流动性混凝土、超流态混凝土等 4.3.1砼原材料质量控制1水泥施工要求：①进场检验强度和安定性②超期水泥复检③不同品种水泥不能混用2砂级配Ⅱ区砂，高强混凝土级配要求更严格含泥量设计强度C55～C30含泥量≤3%设计强度＜C25含泥量≤5%砂子进场检测3水饮用水或自来水 4石连续级配针、片状颗粒含量C55～C30颗粒含量≤15%设计强度＜C25颗粒含量≤25%含泥量设计强度C55～C30含泥量≤1%（1.5%）设计强度＜C25含泥量≤2%（3%）5外加剂减水剂、早强剂、引气剂、缓凝剂、泵送剂等。使用严格执行现行技术规范。砼施工工艺配料→拌制→运输→浇筑→振捣→养护 4.3.2混凝土的配料试验配合比应使拌制混凝土保证：设计强度、施工中和易性要求、合理用料节约水泥。混凝土的试配强度应比设计的混凝土强度标准值提高一个数值，即。1混凝土试配强度2混凝土的施工配合比混凝土的实验室配合比和施工配合比的区别。施工时应及时测定砂、石骨料的含水率，并将混凝土配合比换算成在实际含水率情况下的施工配合比。设混凝土实验室配合比为：水泥∶砂子∶石子=1∶x∶y，测得砂子的含水率为Wsa，石子的含水率为Wg，则施工配合比应为：1∶x(1+Wsa)∶y(1+Wg)。 【例】某工程混凝土的试验室配合比为1∶2.28∶4.47，水灰比为0.63，经测定砂的含水率为3%，石子的含水率为1%，每1m3混凝土的水泥用量285kg，则施工配合比为：水泥：砂：石=1∶x(1+Wx)∶y(1+Wy)=1∶2.28(1+3%)∶4.47(1+1%)=1∶2.35∶4.51每1m3混凝土材料用量为：水泥：285kg砂：285×2.35=669.75kg石：285×4.51=1285.35kg水：285×0.63-285×2.28×3%-285×4.47×1%=147.32kg 3施工配料施工中往往以一袋或两袋水泥为下料单位，每搅拌一次叫做一盘。因此，求出每1m3混凝土材料用量后，还必须根据工地现有搅拌机出料容量确定每次需用几袋水泥，然后按水泥用量算出砂、石子的每盘用量。 4.3.3混凝土的搅拌一、混凝土搅拌机1搅拌机分类①自落式适用流动性较大的混凝土②强制式适用低流动性、干硬性混凝土2搅拌机工艺参数①出料容量②进料容量③几何容量：搅拌筒内部体积。④利用系数：进料容量与几何容量的比值，通常在0.22～0.4之间。⑤出料系数：出料容量与进料容量的比值，一般为0.6～0.7。 二、混凝土搅拌1投料顺序①一次投料法石子→水泥→砂→水强制式搅拌机出料口在下部，不能先加水，应在投入原材料的同时，缓慢均匀分散地加水。②二次投料法水泥+砂+水，搅拌1min后→石子适用强制式搅拌机与一次投料法相比，二次投料法可使混凝土强度提高10%～15%，节约水泥15%～20%。③水泥裹砂石法（造壳混凝土简称SEC混凝土）全部砂、石子和部分水倒入搅拌机拌和，使骨料湿润，（造壳搅拌）搅拌时间以45～75s，再倒入全部水泥搅拌20s，加入拌和水和外加剂60s左右完成。 2搅拌时间从砂、石、水泥和水等全部材料投入搅拌筒起，到开始卸料为止所经历的时间。搅拌时间与混凝土的搅拌质量的关系。混凝土搅拌的最短时间混凝土坍落度(cm)搅拌机机型最短时间(s)搅拌机容量＜250L250~500L>500L≤3自落式强制式906012090150120>3自落式强制式9060906012090 3一次投料量计算混凝土施工配合比以每立方米混凝土为计算单位，搅拌时要根据搅拌机的出料容量来确定一次投料量。例：已知混凝土的实验室配合比是1：2.28：4.47，施工配合比是1：2.35：4.51，砂的含水率为3%，石子的含水率为1%，搅拌机的进料容量为400升，计算一次投料量。水灰比为0.63，水泥实际用量285kg解：L搅拌机每次可搅拌出混凝土400L×0.65=260L=0.26m3则每搅拌一次的装料数量为：水泥：285×0.26=74.1kg砂：74.1×2.35=174.14kg石：74.1×4.51=334.19kg水：74.1×(0.63-2.28×3%-4.47×1%)=38.30kg 4.3.4混凝土的运输1混凝土运输的要求①时间要求全部时间（运输+浇筑+施工间歇）≤初凝时间。②技术要求不分层，不离析，不漏浆，具有规定的坍落度。混凝土从搅拌机中卸出后到浇筑完毕的延续时间混凝土强度等级延续时间(min)气温＜25°C气温≥25°C低于及等于C30高于C30120909060注：1.掺用外加剂或采用快硬水泥拌制混凝土时，应按试验确定2.轻骨料混凝土的运输、浇筑延续时间应适当缩短。 2运输工具的选择☆砼运输分地面水平运输、垂直运输和楼面水平运输等三种。☆地面运输时，短距离多用双轮手推车、机动翻斗车；长距离宜用自卸汽车、混凝土搅拌运输车。☆垂直运输可采用井架、龙门架和塔式起重机等。☆对于浇筑量大、浇筑速度比较稳定的大型设备基础和高层建筑，宜采用混凝土泵。 ①泵送混凝土设备混凝土泵、输送管、布料机3泵送混凝土混凝土用混凝土泵运输，通常称为泵送混凝土。常用的混凝土泵有液压柱塞泵和挤压泵、水压隔膜式。（1）混凝土泵分类 （2）液压柱塞泵工作原理 ELBAB5516EDC-A800B形式卧式单动卧式单动输送能力（m3/h）10～4515～80理论输送压力（MPa）9344骨料最大粒径（mm）4040输送距离水平/垂直（m）100/130440/125混凝土塌落度（mm）50～23090～230缸径、冲程（mm）160，1500205，1500缸数双缸活塞式双缸活塞式混凝土输送泵技术性能（3）技术性能②泵送设备与管道布置（1）原则管线长度宜短、少弯；保证安全，便于拆装、维修。 （2）砂中砂，合理级配，通过0.315mm筛孔的砂≥15%，砂率宜为38%～45%；（3）水泥最少水泥用量为300kg/m3；（4）泵送剂缓凝剂+减水剂+引气剂。③泵送混凝土对原材料的要求（1）粗骨料碎石最大粒径与输送管内径之比不宜大于1∶3；卵石不宜大于1∶2.5；（2）注意事项1）向下泵送要防离析、堵塞；2）水平换算长度不超过最大水平运输距离。 ④泵送混凝土施工中应注意的问题☆输送管的布置宜短直，尽量减少弯管数，转弯宜缓，管段接头要严密，少用锥形管；☆混凝土的供料应保证混凝土泵能连续工作，不间断，正确选择骨料级配，严格控制配合比；☆泵送前，先用水润湿料斗、活塞、输送管，然后为减少泵送阻力，用适量与混凝土内成分相同的水泥浆或水泥砂浆润滑输送管内壁；☆泵送过程中，泵的受料斗内应充满混凝土，防止吸入空气形成阻塞；☆防止停歇时间过长，若停歇时间超过45min，应立即用压力或其他方法冲洗管内残留的混凝土；☆泵送结束后，要及时清洗泵体和管道。 重点与考点：混凝土原材料对其质量的影响；混凝土施工配合比的确定；搅拌机的种类，出料系数；一次投料法、二次投料法的投料顺序；混凝土的搅拌时间；混凝土运输的时间要求；泵送混凝土对混凝土原料的要求。 4.3.5混凝土的浇筑与振捣一、混凝土浇筑前的准备工作1模板、钢筋检查☆模板：位置、标高、尺寸、强度和刚度、接缝等；☆钢筋：规格、数量、位置、接头和保护层厚度联结方式、接头位置、接头百分率、间距等；☆检查验收：填写隐蔽工程记录。2清理模板底杂物、积水等。3润模木模板润湿4其他准备运输、安全、保障措施、技术交底。 二、混凝土浇筑1混凝土的自由下落高度混凝土自高处倾落的自由高度≤2m；若混凝土自由下落高度＞2m，设串筒、斜槽、溜管或振动溜管等。2分层浇筑在下层混凝土初凝之前浇筑上层混凝土，并振捣。 混凝土浇筑层厚度捣实混凝土的方法浇筑层厚度(mm)插入式振捣振捣器作用部分长度的1.25倍表面振动200人工捣固在基础、无筋混凝土或配筋稀疏的结构中在梁、墙板、柱结构中在配筋密列的结构中250200150轻骨料混凝土插入式振捣器表面振动(振动时须加荷)3002003竖向结构混凝土浇筑竖向结构浇筑砼前，底部应先填50～100mm厚与混凝土内砂浆成分相同的水泥砂浆，浇筑时不能发生离析现象。 4梁和板混凝土的浇筑通常梁和板的混凝土应同时浇筑；较大尺寸的梁、拱，可单独浇筑；在浇筑与柱和墙连成整体的梁和板时，应柱和墙浇筑完毕后停歇1～1.5h（沉实，泌水），再继续浇筑梁和板。5不同强度混凝土连接处节点浇筑连结缝应设置在混凝土强度较低的构件上，且与混凝土较高构件离开一段距离（一个梁高的距离）。离析现象 6施工缝由于技术或施工组织上的原因，不能对混凝土结构一次连续浇筑完毕，而必须停歇较长的时间，其停歇时间已超过混凝土的初凝时间，致使混凝土已初凝；新旧混凝土接槎处，即为施工缝。①施工缝设置位置（1）施工缝设置原则，宜留在结构受力(剪力)较小且便于施工的部位。（2）设置位置1）柱子施工缝宜留在基础与柱子交接处的水平面上，或梁的下面，或吊车梁牛腿的下面、吊车梁的上面、无梁楼盖柱帽的下面。 2）高度大于1m的钢筋混凝土梁的水平施工缝，应留在楼板底面下20～30mm处，当板下有梁托时，留在梁托下部；3）单向平板的施工缝，可留在平行于短边的任何位置处；4）对于有主次梁的楼板结构，宜顺着次梁方向浇筑，施工缝应留在次梁跨度的中间1/3范围内；5）墙：留置在门洞口过梁跨中1/3范围内，也可留在纵横墙的交接处； 6）双向板、大体积混凝土施工缝位置应按设计要求留置。 ②施工缝的处理（1）旧混凝土的抗压强度≥1.2MPa方可进行。（2）旧混凝土表面处理，除去施工缝表面的水泥薄膜、松动石子，充分湿润和冲洗干净，没有积水；（3）坐浆，先铺与混凝土成分相同的水泥砂浆一层，厚度为30～50mm；（4）细致捣实。三、混凝土的振捣人工振捣、机械振捣1振捣的目的与原理目的：让混凝土达到要求的密实度，保证混凝土强度和耐久性。机械振捣原理：将振动力传给砼，使之振动，颗粒之间粘着力和摩阻力减小，流动性增强。粗骨料在重力作用下下沉，气泡逸出，空隙减少，游离水挤出，提高密实度。 2振捣设备①内部振动器（1）适用：振捣梁、柱、墙等构件和大体积混凝土。（2）操作要点振捣方法有两种：垂直振捣，斜向振捣（即振动棒与混凝土表面成约为40°～45°）。（3）振捣器的操作1）快插慢拔，插点均匀，逐点移动，顺序进行，不得遗漏，均匀振实。2）振动棒的移动可采用行列式或交错式。 3）混凝土分层浇筑时，振动棒深入下层混凝土中50mm左右；4）每一振捣点的振捣时间一般为20～30s；5）不允许将振捣器支承在结构钢筋上或碰撞钢筋，不宜紧靠模板振捣。 ②表面振动器（平板振动器）适用：振捣楼板、空心板、地面和薄壳等薄壁结构。③外部振动器（附着式振动器）直接安装在模板上进行振捣适用：振捣断面较小或钢筋较密的柱子、梁、板等构件。④振动台振实干硬性混凝土和轻骨料混凝土。 四、厚大体积混凝土的浇筑1大体积钢筋混凝土多为工业建筑中的设备基础及高层建筑中厚大的桩基承台或基础底板等。（混凝土量≥1000m3，最小尺寸≥2m，最小厚度≥0.8m）。2特点混凝土浇筑面和浇筑量大，整体性要求高，不能留施工缝，以及浇筑后水泥的水化热量大且聚集在构件内部，形成较大的内外温差，易造成混凝土表面产生收缩裂缝等。 3混凝土浇筑方案①全面分层第一层浇筑完毕后，再回头浇筑第二层。适用：平面尺寸不大的结构。②斜面分层斜坡坡度不大于1/3。适用：结构长度较大，且厚度不大的结构。③分段分层从底层开始浇筑，进行2～3m后再回头浇第二层。适用：厚度不大，但面积或长度较大的结构。 4水化热对厚大体积混凝土浇筑质量的影响大体积混凝土内部温度较高，使砼内外产生较大的温度差，大于砼抗拉强度时，易使混凝土产生裂缝。5降低温度应力的措施①宜选用水化热较低的水泥，如矿渣水泥、火山灰或粉煤灰水泥；②掺缓凝剂或缓凝型减水剂，也可掺入适量粉煤灰、磨细矿渣粉等掺合料；③采用中粗砂和大粒径、级配良好的石子；④尽量减少水泥用量和每立方米混凝土的用水量；⑤降低砼入模温度采用低温水或冰水拌制混凝土；⑥扩大浇筑面和散热面，减少浇筑层厚度和浇筑速度，必要时在混凝土内部埋设冷却水管，用循环水来低混凝土温度。 4.3.6混凝土的养护具体规定①（开始）浇筑后12h内覆盖、浇水、保湿；干硬性混凝土应于浇筑完毕后立即进行养护；混凝土养护：创造一个具有适宜温度和湿度的环境，使混凝土顺利硬化，逐渐达到设计强度。方法1自然养护条件：平均气温≥5℃，采用覆盖、适当浇水的方法。 ②（持续）硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣水泥拌制的混凝土养护时间7d，掺入缓凝剂、抗渗剂的混凝土养护时间14d；③采用塑料布覆盖养护的，要求覆盖严实，熟料布表面要有凝结水。2蒸汽养护分为：静停、升温、恒温、降温四阶段。 4.3.7混凝土的质量检查混凝土质量检查包括施工过程中的质量检查和养护后的质量检查。②平时抽检每一工作班至少检查两次，如遇特殊情况还应及时进行抽查。混凝土的搅拌时间应随时检查。1混凝土过程质量检查①开盘鉴定开始拌制第一盘时，至少留置一组。③砂、石含水率测定特别是遇特殊天气进行搅拌的。 ④例行检查混凝土搅拌时、浇筑及运输间歇、施工缝和后浇带位置、养护等随时检查。2混凝土强度检查①取样规定（1）每拌制100盘且不超过100m3同配比砼时，≥1次；（2）每班拌制同配比混凝土不足100盘时，≥1次；（3）连续浇注1000m3，同配比每200m3时，≥1次；（4）同一层楼同配比的混凝土，≥1次。②检查施工各阶段混凝土的强度拆模、吊装、运输、张拉、放张等。③混凝土强度评定（1）取三个试块试验结果的平均值； （2）当试块中最大或最小的强度值，与中间值相比超过15%时，取中间值作为试块的强度；（3）当试块中最大的和最小的强度值，与中间值相比均超过15%时，试验结果不作为评定的依据。3混凝土外观检查①外观质量缺陷（1）露筋外观质量要求：不应有蜂窝、麻面、孔洞、露筋、缝隙、缺棱掉角和裂缝等。严重：纵向受力钢筋有露筋。一般：其他钢筋有少量露筋。 （2）蜂窝（3）孔洞严重：构件主要受力部位有蜂窝。一般：其他部位有少量蜂窝。严重：构件主要受力部位有孔洞。一般：其他部位有孔洞。 （4）裂缝（5）外形缺陷严重：构件主要受力部位，影响结构性能和使用功能。一般：其他部位有少量，不影响结构和使用功能。严重：影响使用功能和装饰效果。一般：不影响使用功能。 现浇混凝土结构的尺寸允许偏差和检验方法项目允许偏差(mm)抽验方法轴线位置基础15钢尺检查独立基础10墙、柱、梁8剪力墙5垂直度层高≤50m8经纬仪或吊线、钢尺检查>5m10经纬仪或吊线、钢尺检查全高HH/1000且≤30经纬仪、钢尺检查标高层高±10水准仪或拉线、钢尺检查全高±30截面尺寸+8-5钢尺检查②现浇结构的尺寸偏差 项目允许偏差(mm)抽验方法电梯井井筒长、宽定位中心线+250钢尺检查井筒全高H/1000且≤30经纬仪或吊线、钢尺检查表面平整度82m靠尺和塞尺检查预埋设施中心线位置预埋件10钢尺检查预埋螺栓5预埋管5预留洞中心线位置15钢尺检查 优质工程 重点与考点：混凝土自由下落最大高度；柱、梁与板浇筑要求；柱、梁、主次梁结构楼板的施工缝设置位置；施工缝浇筑要求；内部振捣器操作要求；大体积混凝土易出现裂缝的原因，浇筑方法，降低温度的措施；自然养护的相关规定；混凝土的主要外观缺点。