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混凝土工程绪论混凝土工程包括混凝土制备、运输、浇筑捣实和养护等施工过程混凝土工程是钢筋混凝土工程中的主要部分，它的施工质量好坏将直接影响钢筋混凝土结构的承载力、耐久性与整体性。混凝土最终应具有足够的均匀性、完整性和整体性，符合设计要求。混凝土工程各个施工过程相互联系和影响，任一施工过程处理不当都会影响混凝土工程的最终质量。模板制作、安装浇筑混凝土养护钢筋加工、安装配料、搅拌水泥、砂、石子、水、外加剂模板清理钢筋混凝土结构工程施工工艺流程图商品混凝土（现场建备用搅拌站）配料→搅拌→运输制备→浇筑→养护→（拆模）混凝土工程流程混凝土是由水泥、粗骨料、细骨料、水、外加剂等按一定比例拌和而成的混合物，经模板浇筑成型（可模性），再经养护硬化后所形成的一种人造石材；3.1混凝土被广泛应用的原因材料利用合理：钢筋和混凝土两种材料的强度都可以充分发挥，结构的承载力和刚度的比例合适，基本无局部稳定失稳。可模形：混凝土的拌和物具有良好的可摸性，可以浇筑任意形状和尺寸的构件成构筑物。应用范围广：改变原材料的品种和数量时可以制得不同物理、力学性质的混凝土，因此满足不同工程的要求。高强耐久：混凝土硬化后具有较高的抗压强度，谁时间的延长，强度不断提高，应此具有良好的耐久性。价格低廉：混凝土中占80%以上的砂、石材料资源丰富，能耗低，就地取材、价格低廉。另外，在一般环境中使用时维护费用低。有利环保：可以充分用工业废料作为骨料或外掺料，降低环境污染。3.2混凝土的分类：（1）按胶凝材料不同，分水泥混凝土、沥青混凝土、石膏混凝土、水玻璃混凝土及聚合物混凝土等；（2）按表观密度不同，分重混凝土、普通混凝土、轻混凝土；（3）按使用功能不同，分结构用混凝土、道路混凝土、水工混凝土、耐热混凝土、耐酸混凝土及防辐射混凝土等；（4）按施工工艺不同，分搅拌混凝土、喷射混凝土、泵送混凝土、碾压混凝土、振动灌浆混凝土等。（5）按配筋材料不同，分素混凝土、钢筋混凝土、钢丝混凝土、钢管混凝土等。（6)混凝土的分类还可以根据混凝土的抗压强度等级来划分。混凝土强度等级应以混凝土英文名称第一个字母加上其强度标准值来表达。如C15、C20、C25、C30、C35、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80。强度等级C50以下为普通混凝土，C60~C80为高强混凝土。3.3混凝土的现状（1）预拌混凝土混凝土的集中搅拌是建筑工程生产管理方面一项意义重大的改革，采用预拌混凝土，一般可提高劳动率200%~250%，节约水泥10%~15%，降低生产成本5%左右，还具有保证质量、节约施工用地，实现文明施工等方面的优越性。在经济发达的国家里、预拌混凝土的供应量已达到全部混凝土生产量的60%~80%。我国发达地区已达80%以上。全国而言预拌混凝土占现浇混凝土量的比重还不到30%。混凝土定价不合理以及混凝土供需双方配合不密切，出现供大于求的现象，从而导致售出的价格降低，因而无法保证预拌混凝土的质量。商品混凝土商品混凝土是指由专门的混凝土生产企业进行配合并送至施工现场的混凝土。目前，商品混凝土在我国许多城市的建筑工程施工中已普遍采用。优点使用商品混凝土，施工现场不再需要大面积的砂石堆场，可以减少大量的重复劳动和节约施工场地，施工现场也能布置得更整齐和美观。重要的是，商品混凝土更容易控制混凝土的制作质量，保持混凝土质量的稳定。高性能混凝土：高层、大跨度、大荷载、特殊使用条件和严酷的环境（如海上石油钻才平台、海底隧道等）以及对建设速度、经济、节能等有更高要求，同时也由于混凝土技术的提高使高性能混凝土成为可行。发展高性能混凝土的主要途径:一、高性能的材料以及与之相适应的工艺。二、复合化3.4混凝土的施工3.4.1混凝土施工原料水泥通常分为硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥六大品种。水泥进场时应对品种、级别、包装或散装仓号、出厂日期等进行检查。当使用中对水泥质量有怀疑或水泥出厂超过3个月(快硬硅酸盐水泥超过1个月)时，应进行复验，并依据复验结果使用钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构中，严禁使用含氯化物的水泥。混凝土中掺外加剂的质量应符合现行国家标准《混凝土外加剂》(GB8076)、《混凝土外加剂应用技术规程》(GB50119)等和有关环境保护的规定。外加剂分为减水剂、早强剂、引气剂、缓凝剂、泵送剂、防水剂、速凝剂、膨胀剂、防冻剂。混凝土中掺用矿物掺和料的质量应符合现行国家标准《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》(GB1596)等的规定。使用的掺合料分为粉煤灰、粒化高炉矿渣粉、沸石粉、硅粉、复合掺合料。普通混凝土所用的粗、细骨料的质量应符合《普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法》(JGJ53)、《普通混凝土用砂质量标准及检验方法》(JGJ52)的规定。拌制混凝土宜采用饮用水；当采用其他水源时，水质应符合国家标准《混凝土拌和用水标准》(JGJ63)的规定。混凝土原材料每盘称量的偏差应符合表3.1的规定。表3.1原材料每盘称量的允许偏差材料名称允许偏差水泥、掺和料±2%粗、细骨料±3%水、外加剂±2%2混凝土的施工配料混凝土应按国家现行标准《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ55)的有关规定，根据混凝土强度等级、耐久性和工作性等要求进行配合比设计。施工配料时影响混凝土质量的因素主要有两方面：一是称量不准；二是未按砂、石骨料实际含水率的变化进行施工配合比的换算。2.1施工配合比换算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ωx，石子的含水率为ωy，则施工配合比应为：1∶x(1+ωx)∶y(1+ωy)。【例4.2】已知C20混凝土的试验室配合比为：1∶2.55∶5.12，水灰比为0.65，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310kg，则施工配合比为：1∶2.55(1+3%)∶5.12(1+1%)=1∶2.63∶5.17每1m3混凝土材料用量为：水泥：310kg砂子：310×2.63=815.3kg石子：310×5.17=1602.7kg水：310×0.65-310×2.55×3%-310×5.12×1%=161.9kg3.3混凝土的搅拌混凝土搅拌，是将水、水泥和粗细骨料进行均匀拌和及混合的过程。同时，通过搅拌还要使材料达到强化、塑化的作用。3.3.1混凝土搅拌机混凝土搅拌机按搅拌原理分为自落式和强制式两类。混凝土搅拌机按搅拌原理分为自落式和强制式两类。自落式搅拌机多用于搅拌塑性混凝土和低流动性混凝土，根据其构造的不同又分为若干种，见表3.2。强制式搅拌机多用于搅拌干硬性混凝土和轻骨料混凝土，也可以搅拌低流动性混凝土。强制式搅拌机又分为立轴式和卧轴式两种。卧轴式有单轴、双轴之分，而立轴式又分为涡桨式和行星式，见3.2。强制式搅拌机适宜于搅拌坍落度在3cm以下的普通混凝土和轻骨料混凝土。（2）特点：强制式搅拌机与自落式搅拌机相比，具有搅拌作用强烈，搅拌时间短，生产效率高的特点。表3.2混凝土搅拌机类型自落式强制式鼓筒式双锥式立轴式卧轴式(单轴双轴)反转出料倾翻出料涡桨式行星式定盘式盘转式主要组成：一般由搅拌筒、进料装置、卸料装置、传动装置和配水系统等组成。混凝土制备要做混凝土配合比设计，根据不同的混凝土施工对象，编制混凝土施工方案。工地上零星使用的混凝土常用自落式搅拌机生产。采用商品化供应的混凝土质量更能保证。商品混凝土在搅拌站集中生产，用计算机控制各混合料的掺量。3.3.2混凝土搅拌作业(1)搅拌时间混凝土的搅拌时间：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密切相关，随搅拌机类型和混凝土的和易性不同而变化。在一定范围内，随搅拌时间的延长，强度有所提高，但过长时间的搅拌既不经济，而且混凝土的和易性又将降低，影响混凝土的质量。加气混凝土还会因搅拌时间过长而使含气量下降。混凝土搅拌的最短时间可按3.3采用。表3.3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＜250L250~500L500L≤3自落式强制式9060120901501203自落式强制式9060906012090(2)投料顺序投料顺序应从提高搅拌质量，减少叶片、衬板的磨损，减少拌和物与搅拌筒的粘结，减少水泥飞扬，改善工作环境，提高混凝土强度及节约水泥等方面综合考虑确定。常用一次投料法和二次投料法。一次投料法是在上料斗中先装石子，再加水泥和砂，然后一次投入搅拌筒中进行搅拌。自落式搅拌机要在搅拌筒内先加部分水，投料时砂压住水泥，使水泥不飞扬，而且水泥和砂先进搅拌筒形成水泥砂浆，可缩短水泥包裹石子的时间。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。二次投料法，是先向搅拌机内投入水和水泥(和砂)，待其搅拌1min后再投入石子和砂继续搅拌到规定时间。这种投料方法，能改善混凝土性能，提高了混凝土的强度，在保证规定的混凝土强度的前提下节约了水泥。目前常用的方法有两种：预拌水泥砂浆法和预拌水泥净浆法。预拌水泥砂浆法是指先将水泥、砂和水加入搅拌筒内进行充分搅拌，成为均匀的水泥砂浆后，再加入石子搅拌成均匀的混凝土。预拌水泥净浆法是先将水泥和水充分搅拌成均匀的水泥净浆后，再加入砂和石子搅拌成混凝土。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%。水泥裹砂石法混凝土搅拌工艺，用这种方法拌制的混凝土称为造壳混凝土(简称SEC混凝土)。它是分两次加水，两次搅拌。先将全部砂、石子和部分水倒入搅拌机拌和，使骨料湿润，称之为造壳搅拌。搅拌时间以45～75s为宜，再倒入全部水泥搅拌20s，加入拌和水和外加剂进行第二次搅拌，60s左右完成，这种搅拌工艺称为水泥裹砂法。(3)进料容量进料容量是将搅拌前各种材料的体积累积起来的容量，又称干料容量。进料容量与搅拌机搅拌筒的几何容量有一定比例关系。进料容量约为出料容量的1.4～1.8倍(通常取1.5倍)，如任意超载(超载10%)，就会使材料在搅拌筒内无充分的空间进行拌和，影响混凝土的和易性。反之，装料过少，又不能充分发挥搅拌机的效能。3.4混凝土的运输3.4.1混凝土运输的要求运输中的全部时间不应超过混凝土的初凝时间。运输中应保持匀质性，不应产生分层离析现象，不应漏浆；运至浇筑地点应具有规定的坍落度，并保证混凝土在初凝前能有充分的时间进行浇筑。混凝土的运输道路要求平坦，应以最少的运转次数、最短的时间从搅拌地点运至浇筑地点。从搅拌机中卸出后到浇筑完毕的延续时间不宜超过表3.4规定。表3.4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。3.4.2运输工具混凝土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。垂直运输可采用各种井架、龙门架和塔式起重机作为垂直运输工具。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，也可采用自升式塔式起重机或爬升式塔式起重机运输。混凝土搅拌运输车搅拌站生产的混凝土采用搅拌输送车运输，搅拌筒容量为6～7m3混凝土，运输过程中能转动，防止混凝土离析。3.4.3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两种。(1)液压柱塞泵液压柱塞泵如图4.24所示。它是利用柱塞的往复运动将混凝土吸入和排出。混凝土输送管有直管、弯管、锥形管和浇筑软管等