3-混凝土工程施工

任务三：混凝土工程施工•混凝土工程施工包括配料、拌制、运输、浇筑、振捣、养护、拆模等施工过程。混凝土工程施工一、混凝土制备1、混凝土施工配合比的含水量调整•水灰比对混凝土强度起决定作用，因此，配制混凝土的含水量必须准确。由于试验室在试配混凝土时的砂、石是干燥的，而施工现场的砂、石均有一定的含水率，其含水量的大小随气候、季节而异。•为保证现场混凝土准确的含水量，应按现场砂、石的实际含水率加以调整。•试验室的配合比为：水泥：砂：石子＝1:x:y，水灰比为W/C，现场测得的砂、石含水率分别为wsa、wg，则•施工配合比应为：水泥：砂：石子＝1：x(1＋wsa)∶y(1＋wg)水用量不变，但必须减去砂、石中的含水量，即：实际用水量＝W（原用水量）—x.wsa—y.wg[例题]某工程混凝土实验室配合比为1∶2.28∶4.47，水灰比w/c＝0.63，每立方米混凝土水泥用量C＝285kg，现场实测砂含水率3％，石子含水率1％，求施工配合比及每立方米混凝土各种材料用量。解：施工配合比1∶x（1＋Wsa）∶y（1＋Wg）＝1∶2.28（1＋3％）∶4.47（1＋1％）＝1∶2.35∶4.51按施工配合比计算每立方米混凝土各组成材料用量：水泥C’＝285kg砂S’＝285kg×2.35＝669.75kg石G’＝285kkg×4.51＝1285.35kg水w’＝（Wv／C—Wsa—Wg）C＝（0.63—2.28×3%—4.47×1％）×285kg＝147.32kg2、配料精度•C60以下混凝土在现场的配料精度应控制在下列数值范围内：水泥、外掺混合材料±2％；粗细骨料±3％；水、外加剂溶液±2％。•施工现场一般用磅秤等配料，应定期对其维修校验，保持准确。骨料含水量应经常测定，调整用水量，雨天施工应增加测定含水量次数，以便及时调整。二、混凝土搅拌机选择•混凝土拌制机按其拌制原理分为自落式搅拌机和强制式搅拌机两种。•选择混凝土搅拌机时，要根据工程量大小、混凝土浇筑强度、坍蒋度、骨料粒径等条件而定。选择搅拌机容量时不宜超载，如超过额定容积的10％时，就会影响混凝土的均匀性；反之，则影响生产效率。自落式搅拌机◆搅拌机的工艺参数•搅拌机每次（盘）可搅拌出的混凝土体积称为搅拌机的出料容量，每次可装入干料的体积称为进料容量，搅拌筒内部体积称为搅拌机的几何容量。为使搅拌筒内装料后仍有足够的搅拌空间，一般进料容量与几何容量的比值为0.22～0.40，称为搅拌筒的利用系数。出料容量与进料容量的比值称为出料系数，一般为0.60～0.70。•在计算进料量时，可取出料系数0.65。[例题]按上例，已知条件不变，采用400L混凝土搅拌机，求搅拌时的一次投料。解：400L搅拌机每次可搅拌出混凝土400L×0.65＝260L＝0.26m3则搅拌时的一次投料量：水泥285kg×0.26＝74.1kg（取75kg，一袋半）砂75kg×2.35＝176.25kg石子75kg×4.51＝338.25kg水75kg×（0.63－2.28×3％－4.47×1％）＝38.77kg•搅拌混凝土时应根据计算出的各组成材料的一次投料量，按重量投料。投料的允许偏差不得超过规定偏差。三、搅拌制度1、搅拌时间•搅拌时间过短，混凝土不均匀，强度及和易性均降低；如适当延长搅拌时间，混凝土强度会有增长。例如自落式搅拌机如延长搅拌时间2～3min，混凝土强度有较显著的增长，但再增加时间强度则增加较少，而塑性有所改善；如搅拌时间过长，会使不坚硬的骨料发生破碎或掉角，反而降低了强度。因此，搅拌时间不宜超过规定时间的3倍。下表1为普通混凝土的最短搅拌时间。搅拌时间：是指从原材料全部投入搅拌筒开始搅拌时起，至开始卸料为止所经历的时间。轻骨料及掺有外加剂的混凝土均应适当延长搅拌时间。混凝土塌落度/mm搅拌机类型搅拌容量/L250250～500500小于及等于30自落式90120150强制式6090120大于30自落式9090120强制式606090表1混凝土搅拌的最短时间（单位：s）注：1、掺有外加剂时，搅拌时间应适当延长。2、全轻混凝土宜采用强制式搅拌机搅拌。轻混凝土可用自落式搅拌机搅拌，搅拌时间均应延长60～90s。3．轻骨料宜在搅拌前预湿。采用强制式搅拌机搅拌的加料顺序：先加粗细骨料和水泥搅拌60s，再加水继续搅拌。采用自落式搅拌机的加料顺序是：先加1/2的用水量，然后加粗细骨料和水泥，均匀搅拌60s，再加剩余用水量继续搅拌。4、当采用其他形式搅拌设备时，搅拌的最短时间应按设备说明书的规定经试验确定。2、加料顺序•常用投料方法有一次投料法和二次投料法两种。◆一次投料法•一次投料法应用最普遍。•对自落式搅拌机采用一次投料法应先在筒内加部分水，然后在搅拌机料斗中依次装石子、水泥、砂，一次投料，同时陆续加水。这种投料方法可使砂子压住水泥，使水泥粉尘不致飞扬，并且水泥和砂先进入搅拌筒形成水泥砂浆，缩短包裹石子的时间。对于强制式搅拌机，因出料口在下面，不能先加水，应在投入干料的同时，缓慢均匀分散地加水。◆二次投料法二次投料法有水泥裹砂法（SEC法）、预拌水泥砂浆法和预拌水泥浆法。▲水泥裹砂法•水泥裹砂法是先加一定量的水，将砂表面的含水量调节到某一定值，再将石子加入与湿砂一起搅拌均匀，然后投入全部水泥，与湿润后的砂、石拌和，使水泥在砂、石表面形成一低水灰比的水泥浆壳，最后将剩余的水和外加剂加入，搅拌成混凝土。•这种工艺与一次投料法相比可提高强度20%～30％，而且混凝土不易产生离析现象、泌水性也大为降低，施工性也好。▲预拌水泥砂浆法•预拌水泥砂浆法是将水泥、砂和水加入强制式搅拌机中搅拌均匀，再加石子搅拌成混凝土。此法与一次投料法相比可减水4％～5％，提高混凝土强度3％～8％。▲预拌水泥浆法•预拌水泥浆法是先将水泥加水充分搅拌成均匀的水泥净浆，再加入砂、石搅拌成混凝土，可改善混凝土内部结构、减少离析、节约水泥20％或提高混凝土强度15%。四、混凝土运输•混凝土由拌制地点运至浇筑地点的运输分为水平运输（地面水平运输和楼面水平运输）和垂直运输。•常用的水平运输设备有手推车、机动翻斗车、混凝土搅拌运输车、自卸汽车等；•常用的垂直运输设备有龙门架、井架、塔式起重机、混凝土泵等。•混凝土运输设备应根据结构特点（例如框架结构、设备基础等）、混凝土工程量大小、每天或每小时混凝土浇筑量、水平及垂直运输距离、道路条件、气候条件等各种因素综合考虑后确定。▲混凝土在运输过程中的一般要求1）应保持混凝土的均匀性，不产生严重离析现象，否则浇筑后容易形成蜂窝或麻面。在运输过程中若产生离析现象，必须在浇筑前进行二次搅拌。运至浇筑地点后混凝土应符合浇筑时所规定的塌落度要求，见下表2。2）运输时间应保证混凝土在初凝前浇入模板内并捣实完毕。表2混凝土浇筑时的塌落度结构种类坍落度/mm基础或地面等垫层，无配筋的厚大结构（挡土墙、基础或厚大的块体等）或配筋稀疏的结构10~30板、梁和大型及中型截面的结构30~50配筋密列的结构（薄壁、斗仓、筒仓、细柱等）50~70配筋特密的结构70~90▲为保证上述要求，在运输过程中应注意：1）道路尽可能平坦且运距尽可能短。为此，搅拌站位置应布置适中。2）尽量减少混凝土转运次数，或不转运。3）混凝土从搅拌机卸出后到浇筑进模板后时间间隔不得超过下表3中所列的数值。若使用快硬水泥或掺有促凝剂的混凝土，其运输时间应由试验确定；轻骨料混凝土的运输、浇筑延续时间应适当缩短。表3混凝土从搅拌机中卸出后到浇筑完毕的延续时间（单位：min）混凝土强度等级气温低于25℃气温高于25℃C30及C30以下12090高于C309060注：1、掺外加剂或采用快硬水泥拌制混凝土时，应按实验确定2、轻骨料混凝土的运输、浇筑延续时间应当适当缩短4）运输混凝土的工具（容器）应不吸水、不漏浆。天气炎热时，容器应遮盖，以防阳光直射而水分蒸发。容器在使用前应先用水湿涧。（一）水平运输•常用的水平运输设备有：手推车、机动翻斗车、混凝土搅拌运输车、自卸汽车等。（二）垂直运输•常用的垂直运输设备有塔式起重机、井架、龙门架等（三）混凝土泵运输•采用混凝土泵输送混凝土，称为泵送混凝土。适用于大型设备基础、坝体、现浇高层建筑、水下与隧道等工程的混凝土水平或垂直输送。泵送混凝土具有输送能力大、速度快、效率高、节省人力、连续输送等特点。•泵送混凝土设备由混凝土泵、输送管和布料装置等组成。1、泵送混凝土设备的组成混凝土泵输送管布料装置•用于泵送的混凝土，必须具有良好的输送性能。•混凝土在输送管道中的流动能力称为可泵性。•可泵性好的混凝土与输送管壁的摩阻力小，泵送过程中不会产生离析现象。2、混凝土的可泵性与配合比◆泵送混凝土原材料和配合比的要求（1）水泥用量因水泥浆起涧滑作用，故水泥用量是影响混凝土在管内输送阻力的主要因素。为了保证混凝土泵送的质量，每立方米混凝土中水泥用量不少于300kg。•坍落度低，即单位体积混凝土中水泥含量少，泵送阻力就增加，泵送能力下降。但坍落度过大则易漏浆，并增加混凝土的收缩。泵送混凝土坍落度不是定值，它与高度有关。•如泵送高度30m以下时坍落度为100～140mm；•泵送高度在30～60m时，坍落度为140~160mm；•泵送高度60～100m时，坍落度为160~180mm；•超过100m时，坍落度为180mm。（2）坍落度•泵送混凝土以卵石和河砂最合适。一般规定，泵送混凝土中碎石最大粒径不超过输送管径的1/4，卵石不超过管径的1/3。•泵送轻骨料混凝土时，受到泵的压力作用，水分被轻骨料吸收，故应适当增加坍落度。（3）骨料种类•骨料粒度和级配对泵送能力有关键性影响，偏离标准粒度曲线过多，会大大降低泵送性能，甚至引起堵管事故。•含砂率低不利于泵送，应控制在40%～50%（质量分数）。砂宜用中砂，粗砂率在2.75％（质量分数）左右，0.3mm以下的细砂含量至少在15%（质量分数）以上。（4）骨料级配和含砂率3、泵送混凝土施工要点1）必须保证混凝土连续工作，混凝土搅拌站供应能力至少比混凝土泵的工作能力高出约20%。2）混凝土泵的输送能力应满足浇筑速度的要求。3）输送管布置应尽量短，尽可能直，转弯要少、缓（即选用曲率半径大的弯管）。管段接头要严，少用锥形管，以减少阻力和压力损失。4）泵送前，应先用适量的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。而在混凝土泵送过程中，如需接长输送管，亦须先用水泥浆或水泥砂浆湿润接长管段，每次接长管段宜为3m，如接长管段小于3m且管段情况良好，亦可不必事先湿润。5）开始泵送时，操作人员应使混凝土泵低速运转，并应注意观察泵的压力和各部分工作情况，待工作正常顺利泵送后，再提高运转速度、加大行程，转入正常的泵送。正常泵送时，活塞应尽量采用大行程运转。6）泵送开始后，如因特殊原因中途需停止泵送时，停顿时间不宜超过15～20min，且每隔4～5min要使泵交替进行4～5个逆转和顺转动作，以保持混凝土运动状态，防止混凝土在管内产生离析。若停顿时间过长，必须排空管道内的混凝土。7）在泵送过程中，混凝土泵受料斗内的混凝土应保持充满状态，以免吸入空气，形成堵管。8）在泵送过程中，应注意坍落度损失。坍落度损失过多，会影响泵送施工，它与运输时间、水泥品种、气温高低、泵送高度、泵送延续时间等因素有关。9）在泵送过程中，受料斗内应具有足够的混凝土，以防止吸入空气而产生阻塞。如吸入空气，应立即反泵将混凝土吸回料斗内，除去空气后再转为正常泵送。10）在泵送混凝土时，水箱应充满洗涤水，并应经常更换和补充。泵送将结束时，由于混凝土经水或压缩空气推出后尚能使用，因此要估算残留在输送管线中的混凝土量。11）混凝土泵或泵车使用完毕应及时清洗。清洗用水不得排入浇筑的混凝土内。清洗之前一定要反泵吸料，降低管线内的剩余压力。12）用泵送混凝土浇筑的结构，要加强养护，防止因水泥用量较大而引起裂五、混凝土浇筑•混凝土的浇筑工作包括布料摊平、捣实和抹面修整等工序。混凝土浇筑质量的好坏，直接影响结构的承载能力和耐久性。因此，混凝土浇筑必须均匀密实，强度符合要求；保证结