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第四章钢筋混凝土工程第三节混凝土工程1、混凝土的含义由胶结料、骨料、水和外加剂按一定比例拌合而成的混合物、经硬化后形成的一种人造石。图4-43现浇混凝土工程施工程序图2、现浇混凝土工程施工工艺过程包括：配料→搅拌→运输→浇注→振捣→养护。砂子外加剂留试块称量石子水泥搅拌运输浇筑振捣养护拆模筛洗泵砂子称量外加剂留试块称量石子称量水泥搅拌加水运输浇筑振捣养护拆模试压645.1,0,kcucuff0,cufkcuf,式中：－混凝土的施工配制强度（N/mm2）－设计的混凝土强度标准值（N/mm2）－施工单位的混凝土强度标准差（N/mm2）为达到95％的保证率，首先应根据设计的混凝土强度标准值按下式确定混凝土的配制强度。一、混凝土制备（一）混凝土施工配制强度确定当施工单位具有近期的同一品种混凝土强度的统计资料时,σ可按下式计算：122,NNffcuicu式中：icuf,fcu统计周期内同一品种混凝土第ｉ组试件强度（N/mm2）统计周期内同一品种混凝土N组强度的平均值（N/mm2）N－统计周期内相同混凝土强度等级的试件组数，N≥25当混凝土强度等级为C20或C25时，如计算得到的2.5N/mm2，取＝2.5N/mm2；当混凝土强度等级高于C25时，如计算得到的3.0N/mm2，取＝3.0N/mm2；对预拌混凝土厂和预制混凝土的构件厂，其统计周期可取为一个月；对现场拌制混凝土的施工单位，其统计周期可根据实际情况确定，但不宜超过三个月。施工单位无近期同一品种混凝土强度统计资料时，按下表取值。混凝土强度等级C10～C20C25～C40C45～C60σ/MPa4.05.06.0表4-10混凝土强度标准差混凝土的配合比是在实验室根据初步计算的配合比经过试配和调整而确定的，称为实验室配合比。确定实验室配合比所用的骨料—砂石都是干燥的。施工现场使用的砂石都具有一定的含水率，含水率大小随季节、气候不断变化。在施工时要按砂、石实际含水率对配合比进行修正。根据施工现场砂、石含水率调整以后的配合比称为施工配合比。（二）、混凝土施工配合比计算1、施工配合比换算假定实验室配合比为水泥：砂：石=1：x：y，水灰比为W/C，现场测得砂、石含水率分别为Wx、Wy；砂、石用量分别为：GX、GY则施工配合比为水泥：砂：石：水=1：X（1＋Wx）：Y（1＋Wy）：（W－X•Wx－Y•Wy）水灰比W/C保持不变，则必须扣除砂石中的含水量，即实际用水量=原用水量-GXWx-GYWY【例】设实验室提供的混凝土配合比为：1∶2.56∶5.5，水灰比为0.64，每1m3混凝土的水泥用量251.4kg，另测得砂含水率为4%，石子的含水率为2%，求混凝土的施工配合比是多少？解：施工配合比为：1∶2.56(1+4%)∶5.5(1+2%)=1∶2.66∶5.61每1m3混凝土材料用量为：水泥：251.4kg砂子：251.4×2.66=668.7kg石子：251.4×5.61=1410.4kg水：251.4×0.64-251.4×2.56×4%-251.4×5.5×2%=107.5kg2、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。接上例，如采用J1—400A（装料容量为400升）搅拌机，出料系数为0.65，出料容量为400×0.65=0.26m3，则每搅拌一次的装料数量为：水泥：251.4×0.26=65.4kg(取一袋水泥，即50kg)砂子：668.7×50/251.4=133.0kg或：50×2.66=133.0kg石子：1410.4×50/251.4=280.5kg或：50×5.61=280.5kg水：107.5×50/251.4=21.4kg或：50×0.64-50×2.56×4%-50×5.5×2%=21.4kg(三)混凝土搅拌机选择1、搅拌方法：人工拌合机械搅拌人工拌合质量差，水泥耗量多，只有在工程量很少时采用。人工拌合一般用“三干三湿”法，即先将水泥加入砂中干拌两遍，再加入石子翻拌一遍，此后，边缓慢地加水，边反复湿拌三遍。自落式强制式混凝土搅拌，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。内刮板内衬板底衬板拌叶外刮板筒壁竖轴进料口斗状叶片斜向叶片出料口搅拌筒齿圈搅拌筒内部构造自落式强制式2、混凝土搅拌机选择（1）、搅拌机分类①自落式——内有搅拌叶、搅拌桶绕水平轴旋转，叶片将材料提高，物体靠自重下落进行搅拌；磨损小，易清理。适用于搅拌流动性较大的塑性混凝土，坍落度不小于30mm。鼓筒式（已停产）双锥式类型反转出料（较好）倾翻出料图4-46自落式双锥反转出料搅拌机②强制式——搅拌桶固定不动，依靠安全桶体内部转轴上的叶片强行搅动，物料被剪切、旋转，形成交叉物流。混凝土质量好，生产率高，操作简便，安全；但动力消耗大，叶片、衬板等磨损大，构造复杂，维修费用高；适用于搅拌低流动性混凝土、干硬性混凝土和轻骨料混凝土。立轴式类型行星式－定盘式、盘转式。涡浆式卧轴式单轴式双轴式图4-47立轴行星强制式搅拌机图4-48双卧轴强制式搅拌机•立轴式搅拌机优点：通过盘底部的卸料口卸料，卸料迅速。缺点：卸料口密封不好，水泥浆易漏掉，所以立轴式搅拌机不宜于搅拌流动性大的混凝土。•卧轴式搅拌机优点：适用范围广、搅拌时间短、搅拌质量好，是目前国内外在大力发展的机型。（2）、搅拌机组成：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。（3）、规格标定：老式搅拌机以进料容量（升）标定；如400L搅拌机进料容量为400L。新式搅拌机以出料容量（升）标定——我国混凝土搅拌机系列为200、250、350、400、500、750、1000等，如JZ350型搅拌机出料容量即为350L。出料容量=进料容量×出料系数（一般可取0.65）。（四）搅拌制度确定为了拌制出均匀优质的砼，除合理的选择搅拌机的类型外，还必须正确确定搅拌制度。搅拌时间投料顺序进料容量搅拌制度1、混凝土搅拌时间搅拌时间：是指从原材料全部投入搅拌筒时起，到开始卸料时为止所经历的时间。最短搅拌时间：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。注意：不是搅拌时间越长混凝土质量越好。表4-11混凝土搅拌的最短时间(s)混凝土坍落度（mm）搅拌机机型搅拌机出料量(L)250250～500500≤30强制式6090120自落式9012015030强制式606090自落式9090120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)投料顺序搅拌方法分类一次投料法二次投料法水泥裹砂法（1）一次投料法是目前最普遍采用的方法，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。优点：水泥裹在中间，防止水泥飞扬。（2）二次投料法①预拌水泥砂浆法先制成水泥砂浆，然后与石子搅拌成均匀的混凝土；②预拌水泥净浆法先制成水泥净浆，然后与砂和石搅拌成均匀的混凝土。优点：采用二次投料法生产混凝土，与一次投料法相比，混凝土强度可提高约15％，在强度相等的条件下，可节约水泥15％～20％。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。国外采用双层搅拌机：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。（3）水泥裹砂石法（SEC法）用这种方法拌制的混凝土称为造壳混凝土(简称SEC混凝土)，首先由日本研制成功。它是分两次加水，两次搅拌。工艺流程：全部砂、石→70%水→拌30秒（将砂石润湿）→全部水泥→拌30秒（此过程称为“造壳”）→30%水、外加剂→拌60秒。优点：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，工作性能好。3、进料容量（干料容量）进料容量是将搅拌前各种材料的体积累积起来的容量。进料容量Vj与搅拌机的几何容量Vg的比例为：Vj/Vg=0.22～0.4。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，影响均匀性，反之，装料过少，又不能充分发挥搅拌机的效能。使用搅拌机时应注意安全。在搅拌工作结束后，要清洗鼓筒内外。二、混凝土的运输1、运输要求(1)不产生分层离析现象，不应漏浆，符合浇筑时规定的坍落度。•垂直下落高度较大时，用溜槽、串筒；•若有离析，浇灌前需二次搅拌。•盛混凝土的容器严密、光洁，不漏浆，不吸水，经常清理，使用前应用水湿润。热天盖严，冬天保温免冻。结构种类坍落度(mm)基础或地面的垫层、无配筋的大体积结构(挡土墙、基础等)或配筋稀疏的结构10～30板、梁和大型及中型截面的柱子等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注：1、本表系指采用机械振捣的混凝土坍落度，采用人工振捣时可适当增大混凝土坍落度；2、需要配置大坍落度混凝土时应加入混凝土外加剂；3、曲面、斜面结构的混凝土，其坍落度应根据需要另行选用。表4-12混凝土浇筑时坍落度混凝土强度等级气温≤25℃25℃≤C3012090C309060(2)保证混凝土在初凝前能有充分的时间进行浇筑。保证连续浇筑的供应。(3)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。(4)从搅拌机中卸出后到浇筑完毕的延续时间不宜超过下表规定。表4-13混凝土从搅拌机卸出后到浇筑完毕的延续时间2、混凝土运输方式地面水平运输垂直运输：塔式起重机、混凝土泵、井架楼面运输：双轮手推车，小型机动翻斗车塔式起重机、混凝土泵水平运输现场运输：小型机动翻斗车，双轮手推车商品混凝土运输：混凝土搅拌运输车图4-49小型机动翻斗车混凝土泵混凝土搅拌运输车图4-50混凝土搅拌运输车塔吊图4-51塔吊混凝土的浇筑工作包括布料摊平，捣实和抹面修整。1、混凝土浇筑的一般规定（1）混凝土浇筑前不应发生离析或初凝现象，如已发生，须重新搅拌。混凝土运至现场后，其坍落度应满足表4.12的要求。（2）混凝土自高处倾落时，其自由倾落高度不宜超过2m；若混凝土自由下落高度超过2m，要沿溜槽或串筒下落。当混凝土浇筑深超过8m，则应采用带节管的振动串筒。如图4—25所示。三、混凝土的浇注和捣实图4-52溜槽与串筒图4-53布料摊平和捣实图4-54抹面修整图4-55混凝土搅拌运输车卸料溜槽双轮小推车表4-14混凝土浇筑层厚度项次捣实混凝土的方法浇筑层厚度(mm)1插入式振捣振捣器作用部分长度的1.25倍2表面振动2003人工捣固基础、无筋混凝土或配筋稀疏结构梁、墙板、柱结构配筋密列的结构2502001504轻骨料混凝土插入式振捣器表面振动(振动时须加荷)300200（3）混凝土的浇筑应分段、分层连续进行，随浇随捣。混凝土浇筑层厚度应符合表4-14的规定。（4）浇筑混凝土应连续进行，当必须间歇时，其间歇时间宜短，并应在前层混凝土凝结之前，将本次混凝土浇筑完毕。混凝土运输、浇筑及间歇的全部时间不得超过表4-15的规定。当超过时应留置施工缝。表4-15混凝土浇筑中的最大间歇时间混凝土强度等级气温≤250C＞250C≤C30210180＞C30180150注：当混凝土中掺加有促凝或缓凝型外加剂时，其允许时间应根据试验结果确定。（5）浇筑竖向结构混凝土前，底部应先浇入50～100mm厚与混凝土内砂浆成分相同的水泥砂浆，防止烂根。2、施工缝的留设与处理(1)施工缝的留设①施工缝定义：在混凝土的浇筑过程中，由于技术(安装上部钢筋、重新安装摸板和脚手架、限制支撑结构上的荷载等)上或施工组织(工人换班、设备损坏、待料等)上的原因，造成浇筑工作中断，若中断的时间超过混凝土的初凝时间，则继续浇混凝土时，在间歇处形成了新旧混凝土的接缝，称为施工缝。施工缝是一种特殊的工艺缝，实际并没有缝，而是新浇混凝土与原混凝土之间的结合