4-3混凝土工程

§4－3混凝土工程•工艺流程：•本节主要内容：–砼的配料–砼的搅拌–砼的运输–砼的浇筑与振捣–砼的养护–砼的质量检查–砼的缺陷与处理一、混凝土的配料（一）主要材料1、水泥：品种：硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥、复合硅酸盐水泥。强度：按2001年4月1日新标准执行。贮存：防止受潮，离地、离墙30cm以上；贮存时间≯3个月（GB175-1999）标准包括：硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥；（GB1344-1999）标准包括：矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥及粉煤灰硅酸盐水泥；（GB12958-1999）标准包括：复合硅酸盐水泥。2、砂：粒径0.16～5mm按来源：海砂、山砂、河砂按粗细：粗砂、中砂、细砂注意对含泥量和有害杂质的控制。3、石子：大于5mm的骨料卵石：表面光滑，空隙率和表面积较小，水泥用量少，与水泥浆粘结力较差，强度较低。碎石：表面粗糙，空隙率和表面积较大，水泥用量大，与水泥浆粘结力强，强度较高。4、水：饮用水和清洁的天然水。5、外加剂作用：改善砼的性能，提高砼的强度，节约水泥和能源。品种：减水剂、加气剂、促凝剂、缓凝剂、防水剂、抗冻剂、膨胀剂、保水剂、阻锈剂等。6、外掺料作用：节约水泥、改善砼的性能。品种：粉煤灰、矿渣、火山灰等。（二）主要指标1、和易性：砼拌合物易于施工操作（拌合、运输、浇捣）并能获得质量均匀、成型密实的性能。流动性——指砼在自重和机械振捣的作用下，产生流动并均匀密实填满模型的性能。用坍落度表示。粘聚性——砼在施工过程中其组成材料之间有一定的粘聚力，不致产生分层和离析现象。保水性——砼保持内部水分的能力，不致产生严重的泌水现象。2、强度：以抗压强度作为评定砼质量的主要指标。用边长为150mm的立方体试块，在标准条件下（温度20°±3℃，相对湿度≥90％）养护28d后的抗压强度。C10、C15、C20、C25、C30、C40、C50、C60等•（三）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）645.1,,kcuocuff•强度标准差σ的取值：•有近期同一品种混凝土强度资料时，122,1NNffcuicuNi混凝土设计强度C20C20～C35C35标准差σ4.05.06.0可据本单位情况适当调整•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：（四）施工配合比换算水灰比W/C，砂、石含水率分别为Wx、Wy实验室配合比：水泥：砂：石＝1：x：y施工配合比：水泥：砂：石＝1：x（1＋Wx）：y（1＋Wy）水灰比保持不变，但加水量应扣除砂、石中的含水量。（五）施工配料根据工地搅拌机型号来确定每拌一次需用的各种原材料用量。使用袋装水泥时可取整袋水泥量，但超量≯10%。•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%二、混凝土的搅拌（一）搅拌机的选择1、分类（1）自落式搅拌机重力拌合原理按搅拌筒形状不同：鼓筒式、锥形反转出料式（JZ）、双锥形倾翻出料式（JF）。适用于搅拌塑性砼和低流动性砼。鼓筒形自落式搅拌机锥形反转出料自落式搅拌机（2）强制式搅拌机剪切拌合原理按构造特征：立轴式、卧轴式。适用于搅拌干硬性砼和轻骨料砼。2、规格出料容量（m3）×1000标定搅拌机规格。现行系列有：50、150、250、350、500、750、1000、1500、3000。强制式搅拌机的形式（二）搅拌制度1、搅拌时间：从全部材料投入搅拌筒起，到开始卸料为止所经历的时间。其与搅拌机类型、鼓筒尺寸、坍落度、骨料粒径等有关。•自落式＞强制式；小坍落度＞大坍落度；料多＞料少。2、投料顺序一次投料法：石子→水泥→砂，筒内先加水或进料时加水。二次投料法：砂、水、水泥（拌1分钟）→石子（拌1分钟）→出料。两次加水法（造壳混凝土、SEC）：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%）3、进料容量（Vj）：每次可装入干料的体积。搅拌筒几何容量Vg搅拌筒系数：Vj/Vg=0.22~0.4出料系数：Vc/VJ=0.6~0.74、搅拌机生产率•t——搅拌机每一工作循环（装料－搅拌－卸料）所需时间，s；•q——搅拌机的出料容量；•R——时间利用系数（可取0.7～0.9）。qtRP3600（三）砼搅拌站砼集中在搅拌站拌制，机械化、自动化程度高，降低劳动强度，保证砼质量，改善环境，文明施工，有较好的经济效果。供应半径约15~20km，以“商品混凝土”形式供应。按竖向布置方式不同分：单阶式和双阶式搅拌设备料斗称量设备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三、砼的运输（一）运输要求1、运输过程中不分层、不离析。2、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：3、保证连续浇筑。4、容器严密、不漏浆，容器内壁平整光洁、不吸水（二）水平运输•1、地面水平运输工具：运距较小（＜1km）：手推车、机动翻斗车•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•（三）、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（四）砼泵送运输1、设备（1）混凝土泵——活塞式、挤压式（2）输送管——直管、弯管、锥形管、软管等（3）布料杆性能：混凝土排量30～90m3/h，高度100m（～203m），水平距离600m。活塞式砼泵固定式混凝土输送泵三折叠式布料杆浇筑范围示意2、原材料粗骨料：优选卵石。卵石d≤D/2.5，碎石d≤D/3细骨料：宜用中砂。砂率40～50％水泥：≥300kg/m3坍落度：80～180mm掺外加剂——高效减水剂、流化剂，增加和易性。3、注意事项连续供应，避免堵塞；管线尽量直，转弯宜少切缓，接头严密；泵送前用适量的水泥砂浆润滑输送管道内壁；料斗内有足够砼，防止空气混入形成堵塞；及时清理。四、砼浇筑与振捣（一）准备工作模板和支架、钢筋和预埋件应检查验收。清除模板内垃圾、钢筋上油污，木模板浇水湿润。准备和检查材料、机具及运输道路。做好施工组织工作和安全、技术交底。（二）浇筑要求1、砼的自由下落高度＞2m及竖向结构浇筑高度3m时，应使用串筒或溜槽；2、分层浇筑；分层厚度见书中表格插入式振动器——≯1.25倍振捣棒长度；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（与混凝土砂浆成分相同，防止烂根）。4、梁、板砼的浇筑宜同时浇筑，尺寸较大时可单独浇筑。浇筑与柱、墙连成整体的梁、板时，应在柱和墙浇筑完毕后停歇1～1.5h，使砼获得初步沉实，再继续浇筑梁和板。串筒振动落管•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：砼强度等级气温≤25℃气温＞25℃超过允许时间应留施工缝≤C30210min180min＞C30180min150min5、施工缝在砼浇筑过程中，因设计要求或施工需要分段施工，而在先、后浇筑的砼之间所形成的接缝，它是结构的薄弱环节。超过了砼浇筑中的最大间歇时间。（1）施工缝留设原则宜在结构受剪力较小且便于施工的部位。柱应留水平缝，梁、板留垂直缝。（2）具体规定柱：基础顶面、梁下、吊车梁牛腿下或吊车梁上、柱帽下；（水平缝）和板连成整体的大截面梁，留在板底面以下20～30mm处。单向板留在平行于短边的任何位置；有主次梁的楼板，宜顺次梁方向浇筑，施工缝留在次梁跨度的中间1/3范围内。墙其它结构（3）施工缝的处理–先浇的混凝土强度≮1.2N/mm2。–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。–浇前铺水泥砂浆10～15mm厚。–浇混凝土时细致捣实，令新旧混凝土紧密结合。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。（三）砼的振捣方法：人工振捣、机械振捣1、机械振捣原理利用振动力克服颗粒之间的粘着力和摩阻力，增加砼流动性，排除多余的水分、气泡、空洞而密实。2、设备（1）内部振捣器（插入式）适于振实梁、柱、墙等平面尺寸较小而垂直深度较大的构件或厚大体积的砼。振捣方式：垂直振捣、斜向振捣操作要点：快插慢拔快插：防止将砼表面振实、与下面砼产生分层离析想象。慢拔：使砼有时间填满振捣棒抽出时形成的空洞。插点方式：行列式、交错式插点间距≯1.5R（R：有效作用半径，R≈8～10倍振捣棒半径）；振捣时间10～30秒（浮浆，无明显沉落，无气泡即可）。插入下层50～100mm。行星高频插入式振动器（高频）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）外部振捣器（附着式）适于振捣厚度小，钢筋密，不宜用插入式振捣器的构件。（3）表面振捣器适于振捣面积大而厚度小的结构。（4）振动台预制厂用于制作构件，实验室中用于振捣砼。常用振捣设备的工作原理3、常用振捣设备：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）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；•要求：次层砼在前层砼初凝前浇筑完毕。•2）斜面分层——面积大但为长条形时；•要求：次段砼在前段砼初凝前浇筑完毕。•3）分段分层——面积大但厚度小时。（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。例题：某混凝土设备基础：长×宽×厚＝15m×