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第三章混凝土结构工程第三章混凝土结构工程本章要求1.了解混凝土结构工程的特点及施工过程，掌握为保证钢筋与混凝土共同工作，在施工工艺上应注意的问题。2.了解模板的构造、要求、受力特点及安拆方法，掌握模板的设计方法。3.了解钢筋的种类、性能及加工工艺，掌握钢筋冷拉、冷拔、对焊工艺及配料、代换的计算方法。4.了解混凝土原材料、施工设备和机具性能，掌握混凝土施工工艺原理和施工方法、施工配料、质量检验和评定方法。本章重点模板作用及要求，组合钢模板的组成与配板设计；钢筋质量检验、钢筋的冷加工及质量控制、钢筋焊接的方法及质量要求；混凝土拌制、运输、浇筑的要求，运输方法、浇筑方法、振实原理及方法，整体式钢筋混凝土结构的浇筑及施工缝；大体积混凝土的浇筑；影响混凝土工程质量的因素及保证混凝土工程质量的措施。本章难点组合钢模板的配板设计；钢筋下料长度的计算，钢筋焊接的方法及质量要求；混凝土振捣设备及使用，施工缝留置及处理；现浇框架结构混凝土、大体积混凝土的浇筑。3.3混凝土工程混凝土工程在混凝土结构工程中占有重要地位，混凝土工程质量的好坏直接影响到砼结构的承载力、耐久性与整体性。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，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。近年来随着混凝土外加剂技术的发展和应用的日益深化，特别是随着商品砼如雨后春笋般地篷勃发展，这在很大程度上影响了混凝土的性能和施工工艺；此外，自动化、机械化的发展和新的施工机械和施工工艺的应用，也大大改变了混凝土工程的施工面貌。混凝土工程分为现浇混凝土工程和预制混凝土工程，其施工工艺包括：组成材料的计量、混凝土拌合物的搅拌、运输、浇筑、振捣和养护等。一、混凝土的配料混凝土的配料即按一定的配合比，应保证结构设计对混凝土强度等级及施工对混凝土和易性的要求，并应符合合理使用材料，节约水泥的原则，必要时还应符合与使用环境相适应的耐久性如抗冻性、抗渗性等方面的要求。（一）混凝土的配合比普通砼合理的配合比应能达到两个方面要求：…混凝土试配强度混凝土试配强度应比设计的混凝土强度标准值提高一个数值，即645.1,,kcuocuff（二）材料称量（三）混凝土的施工配合比（含水量的影响）混凝土应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。二、混凝土的拌制要求：……混凝土搅拌的目的是使混凝土中的各组分混合成一种各物料颗粒相互分散、均匀分布的混合物。搅拌好的混凝土是否质地均匀，可通过从混凝土中随机抽取一定数量的试样进行分析来评定，如果各试样的配合比基本相同，便可认为该混凝土已混合均匀了。混凝土搅拌机混凝土搅拌机按工作原理可将搅拌机分为自落式和强制式两类。1.自落式扩散机理：它是将物料提升到一定高度后，利用重力的作用，自由落下，由于各物料颗粒下落的高度、时间、速度、落点和滚动距离不同。从而使物料颗粒相互穿插、渗透、扩散，最后达到分散均匀的目的，由于物料的分散过程主要是利用重力作用，故又称重力扩散机理，自落式混凝土搅拌机就是根据这种机理设计的。2.强制式扩散机理：它是利用运动着的叶片强迫物料颗粒分别从各个方向（环向、径向和竖向）产生运动，使各物料颗粒运动的方向、速度不同，相互之间产生剪切滑移以致相互穿插、扩散，从而使各物料均匀混合。由于物料的扩散过程主要是利用物料颗粒相互间的剪切滑移作用，故又称剪切扩散机理。强制式混凝土搅拌机就是根据这种机理设计而成的。现场搅拌机混凝土搅拌混凝土搅拌包括搅拌时间、投料顺序和进料容量等。1.进料容量搅拌机的容量有三种表示方式，即出料容量、进料容量和几何容量。出料容量也即公称容量，是搅拌机每次从搅拌筒内可卸出的最大混凝土体积，几何容量则是指搅拌筒内的几何容积，而进料容量是指搅拌前搅拌筒可容纳的各种原材料的累计体积。出料容量与进料容量间的比值称为出料系数，其值一般为0.60～0.70，通常取0.67。进料容量与几何容量的比值称为搅拌筒的利用系数，其值一般为0.22～0.40。我国规定以搅拌机的出料容量来标定其规格。不同类型的搅拌机都有一定的进料容量，如果装料的松散体积超过额定进料容量的一定值（10%以上）后，就会使搅拌筒内无充分的空间进行拌合，影响砼搅拌的均匀性。但数量也不易过少，否则会降低搅拌机的生产率。故一次投料量应控制在搅拌机的额定进料容量以内。2.搅拌时间从原材料全部投入搅拌筒中时起到开始卸料时止所经历的时间称为搅拌时间，为获得混合均匀、强度和工作性都能满足要求的混凝土所需的最低限度的搅拌时间称为最短搅拌时间，这个时间随搅拌机的类型与容量、骨料的品种、粒径及对混凝土的工作性要求等因素的不同而异。一般情况下，混凝土的匀质性是随着搅拌时间的延长而提高，但搅拌时间超过某一限度后，混凝土的匀质性便无明显改善了。搅拌时间过长，不但会影响搅拌机的生产率，而且对混凝土的强度提高也无益处，甚至由于水分的蒸发和较软骨料颗粒被长时间的研磨而破碎变细，还会引起混凝土工作性的降低，影响混凝土的质量。不同类型的搅拌机对不同混凝土的最短搅拌时间。普通砼的最短搅拌时间（s）搅拌机的出料容量（L）砼坍落度（㎜）搅拌机类型小于250250-500大于500小于及等于30自落式强制式906012090150120大于30自落式强制式9060906012090注：1.当掺有外加剂时搅拌时间应适当延长；2.全轻砼宜采用强制式搅拌机，砂轻砼可采用自落式搅拌机，搅拌时间均应延长60-90s；3.高强砼应采用强制式搅拌机搅拌，搅拌时间应适当延长。3.投料顺序确定原材料投入搅拌筒内的先后顺序应综合考虑到能否保证混凝土的搅拌质量、提高混凝土的强度、减少机械的磨损与混凝土的粘罐现象，减少水泥飞扬，降低电耗以及提高生产率等多种因素。按原材料加入搅拌筒内的投料顺序的不同，普通混凝土的搅拌方法可分为：一次投料法、二次投料法和水泥裹砂法等。（1）一次投料法：这是目前最普遍采用的方法。它是将砂、石、水泥和水一起同时加入搅拌筒中进行搅拌。为了减少水泥的飞扬和水泥的粘罐现象，向搅拌机上料斗中投料的。投料顺序宜先倒砂子（或石子）再倒水泥，然后倒入石子（或砂子），将水泥加在砂、石之间，最后由上料斗将干物料送入搅拌筒内，加水搅拌。（2）二次投料法：它又分为预拌水泥砂浆法和预拌水泥净浆法。预拌水泥砂浆法是先将水泥、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。国内一般是用强制式搅拌机拌制水泥砂浆约1min～1.5min。然后再加入石子搅拌约1min～1.5min。国外对这种工艺还设计了一种双层搅拌机（称为复式搅拌机），其上层搅拌机搅拌水泥砂浆，搅拌均匀后，再送入下层搅拌机与石子一起搅拌成混凝土。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，再加入砂和石搅拌成混凝土。国外曾设计一种搅拌水泥净浆的高速搅拌机，其不仅能将水泥净浆搅拌均匀，而且对水泥还有活化作用。国内外的试验表明，二次投料法搅拌的混凝土与一次投料法相比较，混凝土的强度可提高15%，在强度相同的情况下，可节约水泥15%～20%。（3）水泥裹砂法：又称SEC法，采用这种方法拌制的砼称为SEC砼或造壳砼。该法的搅拌程序是先加一定量的水使砂表面的含水量调到某一规定的数值后（一般为15%-25%），再加入石子并与湿砂拌匀，然后将全部水泥投入与砂石共同拌和使水泥在砂石表面形成一层低水灰比的水泥浆壳，最后将剩余的水和外加剂加入搅拌成砼。采用SEC法制备的砼与一次投料法相比较，强度可提高20%-30%，砼不易产生离析和泌水现象，工作性好。混凝土搅拌站三、混凝土的运输混凝土的拌制地点运往浇筑地点有多种运输方法，选用时应根据建筑物的结构特点、混凝土的总运输量与每日所需的运输量、水平及垂直运输的距离、现有设备情况以及气候、地形、道路条件等因素综合考虑。对混凝土的要求（1）混凝土应保持原有的均匀性，不发生离析现象；（2）混凝土运至浇筑地点，其塌落度应符合浇筑时所要求的塌落度值；（3）混凝土从搅拌机中卸出后，应及早运至浇筑地点，不得因运输时间过长而影响混凝土在初凝前浇筑完毕，混凝土从搅拌机中卸出到浇筑完毕的延续时间不宜超过规定.为了避免混凝土在运输过程中发生离析，混凝土的运输路线应尽量缩短，道路应平坦，车辆应行驶平稳。当混凝土从高处倾落时，其自由倾落高度不应超过2m。否则，应使其沿窜筒、溜槽或震动溜槽等下落，并应保持混凝土出口时的下落方向垂直。混凝土经运输后，如有离析现象，必须在浇筑前进行二次搅拌。由于施工场地复杂，浇筑现场与混凝土下料部位高达１０多米，导致混凝土下料困难。在施工现场架设溜槽，混凝土通过滑道可直达施工部位，使浇筑施工方便、快捷为了避免混凝土在运输过程中塌落度损失太大，应尽可能减少转运次数，盛混凝土的容器，应严密不漏浆，不吸水。容器在使用前应先用水湿润，炎热及大风天气时，盛混凝土的容器应遮盖，以防水份蒸发太快，严寒季节，应采取保温措施，以免混凝土冻结。混凝土运输方式混凝土的运输应分为地面运输、垂直运输和楼面运输三种情况。混凝土如采用商品混凝土且运输距离较远时，混凝土地面运输多用混凝土搅拌运输车，如来自工地搅拌站，则多用载重1t的小型机动翻斗车，近距离也用双轮手推车，有时还用皮带运输机和窄轨翻斗车。混凝土垂直运输，我国多采用塔式起重机、混凝土泵、快速提升斗和井架。用塔式起重机时，混凝土多放在吊斗中，这样可直接进行浇筑。混凝土楼面运输，我国以双轮推车为主，也用机动灵活的小型机动翻斗车，如用混凝土泵则用布料机布料。混凝土运输机械对于集中搅拌或商品混凝土，由于输送距离较长且输送量较大，为了保证被输送的混凝土不产生初凝和离析等降质情况，常应用混凝土搅拌输送车、混凝土泵或混凝土泵车等专用输送机械。而对于采用分散搅拌或自设混凝土搅拌点的工地，由于输送距离短且需用量少，一般可采用手推车、机动翻斗车、井架运输机或提升机等通用输送机械。混凝土搅拌车浇筑混凝土立式料斗卧式料斗6方卧罐9方立罐砼的可泵性与原材料及配合比的选择在设计泵送砼配合比时除必须满足强度和耐久性的要求外，还必须考虑原材料和配合比对砼可泵性的影响，满足可泵性的要求。但要使砼在输送管道内的摩阻力减小而又不离析这对原材料和配合比的要求往往是矛盾的。因此，需要统筹兼顾且尽量满足以下要求：（1）水泥水泥的品种和用量对砼可泵性都有影响，特别是水泥用量对形成润滑层的数量及浆体的粘度有较大影响。各国对最低水泥用量都有要求，一般在260-300kg/m3之间，我国规定为300kg/m3，水泥用量也不宜太大，超过450kg/m3水泥浆体粘度剧增，砼与管壁的摩阻力增加，不利于泵送。（2）粗细骨料及砂率骨料的种类、形状、粒径和级配对砼的可泵性有很大影响。卵石与碎石相比表面光滑粒形较好，同条件下可泵性比碎石好。粗骨料中的针片状颗粒易造成泵送困难，故其含量不宜大于10%。粗骨料的最大粒径除受结构截面最小尺寸和钢筋间的最小净距的限制外，还受混凝土输送管管径的控制。粗骨料的最大粒径与输送管内径之比至少不宜大于1:2.5（卵石）～1:3（碎石）。此外，骨料最大粒径的选择还与混凝土的输送距离和输送高度有关。当混凝土输送距离较长时，为克服管壁摩阻力，泵机所消耗的能量也必然要增加。若混凝土是向高处垂直输送，则输送时泵机除需克服管壁的摩阻力外，还需克服混凝土自身的重力。显然，在这些情况下，为了使混凝土能顺利地泵送，粗骨料的最大粒径应该选择较小的尺寸为宜。骨料级配对混凝土可泵性的影响很大。一些使用混凝土泵较多的国家，都规定了适合泵送的骨料标准级配。根据国内外经验，我国JGJ/T10-95规定了适合于泵送的粗、细骨料的最佳级配曲线。在混凝土中，由细骨料和水泥浆所组成的水泥砂浆作为粗骨料的载体，起到传递压力与润滑管壁的作用。所以，细骨料与粗骨料相比对混凝土的可泵性有更大的影响。在细骨料的级配中，细粒级（0.315mm以下）的颗粒应有足够的数量，否则，便难于泵送。我国规定：通过0.315mm筛孔的砂不应少于15