第四章—混凝土工程施工技术

梁截面尺寸为250x600,计算跨度为8m，木模板自重标准值0.5kN/m2,新浇筑混凝土自重标准值24kN/m3。每立方米钢筋混凝土梁中钢筋自取为1.5kN，采用内部振捣器振捣。混凝土入模温度为10℃，施工人员及设备荷载标准值取为1.5kN/m2，振捣混凝土时，对水平和垂直模板产生的荷载标准值分别为2kN/m2和4kN/m2。施工现场有厚度为16mm、18mm和20mm厚的竹木胶合模板，竹木胶合模板抗弯强度fm取30N/mm2，弹性模量为10GPa。假定浇筑混凝土时，混凝土塌落度为140mm，混凝土浇筑速度V为5m/h。梁模板设计作业4.1梁模板作业根据上述条件，对模板进行设计（模板厚度，支撑距离）4.3.1混凝土配料4.3.2混凝土拌制4.3.3混凝土运输与输送第4章混凝土结构工程4.3混凝土工程P1474.3.4混凝土浇筑与振捣4.3.5混凝土养护与质量检查4.3.6混凝土冬期施工1原材料的选择常用的硅酸盐水泥品种有：硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥。混凝土的原材料包括胶凝材料(水泥)、粗骨料(石)、细骨料(砂)、水和外加剂(视情况加入)。4.3.1混凝土配料1)水泥①钙矾石自1892年被发现到1940年的一段较长时期内,钙矾石(国际名称ettringite，简称AFt(alumi2nateferritetrisulphatehydratephase))因被视为“水泥杆菌”而一直遭受工程界的排斥和冷落。4.3混凝土工程4.3混凝土工程研究发现，生长在高强度高密实度水泥石孔隙中的钙矾石的膨胀致裂作用会受到抑制，20世纪40年代中期各种混凝土用膨胀剂和膨胀水泥相继诞生.从此,钙矾石就被广泛用作产生混凝土收缩补偿及水泥早强快硬所不可缺少的部分.但是,在利用其有利的一面时,往往由于对其生成与稳定条件的忽略,有时又会带来负面的影响,如AFt处于高温环境(高于70℃)时会发生分解,有产生因更大收缩以致开裂或因分解后的AFt重新结晶而致混凝土的膨胀开裂。钙矾石可提高混凝土或胶凝材料的早期强度,或产生混凝土的收缩补偿,而延迟钙矾石却引起混凝土的胀裂破坏。钙矾石二重性②常用水泥的特性4.3混凝土工程硅酸盐水泥①普通水泥②矿渣水泥③火山灰水泥④粉煤灰水泥⑤复合水泥⑥凝结硬化快、早期强度高凝结硬化快、早期强度高凝结硬化慢、早期强度低，后期强度增长较快凝结硬化慢、早期强度低，后期强度增长较快凝结硬化慢、早期强度低，后期强度增长较快凝结硬化慢、早期强度低，后期强度增长较快水化热大水化热较大水化热较小水化热较小水化热较小水化热较小抗冻性好抗冻性较好抗冻性差抗冻性差抗冻性差抗冻性差耐热性差耐热性较差耐热性好耐热性较差耐热性较差耐腐蚀性差耐腐蚀性较差耐腐蚀性较好耐腐蚀性较好耐腐蚀性较好耐腐蚀性较好干缩性较小干缩性较小干缩性较大干缩性较大干缩性较小泌水性大、抗渗性差抗渗性较好抗裂性较高4.3混凝土工程③常用水泥的选用混凝土工程特点或所处环境条件优先选用可以使用不宜使用普通混凝土1在普通气候环境中的混凝土②③④⑤⑥2在干燥环境中的混凝土②③④⑤3在高湿度环境中或长期处于水中的混凝土③④⑤⑥②4厚大体积的混凝土③④⑤⑥①有特殊要求的混凝土1要求快硬、早强的混凝土①②③④⑤⑥2高强（大于C50）混凝土①②③④⑤3严寒地区的露天混凝土、寒冷地区处于水位升降范围内的混凝土②③④⑤4严寒地区处于水位升降范围内的混凝土②(≥42.5)③④⑤⑥5有抗渗要求的混凝土②④③6有耐磨要求的混凝土①②③④⑤7受侵蚀介质作用的混凝土③④⑤⑥①水泥进场应对其品种、级别、包装、出厂日期等进行检查，并对强度、安定性、凝结时间等指标进行复检，其质量必须符合国家标准。检查数量：按同一生产厂家、同一等级、同一品种、同一批号且连续进场的水泥，袋装不超过200t为一批，散装不超过500t为一批，每批抽样不少于一次。检查方法：产品合格证、出厂检验报告和进场复验报告。重新检验：当使用中对水泥质量有怀疑或水泥出厂超过三个月(快硬硅酸盐水泥超过一个月)应视为过期水泥，使用时须重新检验、确定标号。水泥的抽样④水泥进场检查4.3混凝土工程常用石子有卵石和碎石。卵石砼水泥用量少，强度偏低；碎石砼水泥用量大，强度较高。①石子的级配：石子的级配越好，其空隙率及总表面积越小,不仅节约水泥，砼的和易性、密实性和强度也较高。碎石和卵石的颗粒级配应优先采用连续级配。②石子的含泥量：砼强度等级高于或等于C30时，含泥量≤1.0%；砼强度等级低于C30时，含泥量≤2.0%(泥块含量按重量计)。天然卵石人工碎石2)粗骨料(石子)4.3混凝土工程③石子的最大粒径：在级配合适的情况下，石子的粒径越大，对节约水泥、提高砼强度和密实性都有好处。由于结构断面、钢筋间距及施工条件的限制，石子的最大粒径不得超过结构截面最小尺寸的1/4，且不超过钢筋最小净距的3/4；对砼实心板不超过板厚的1/3，且最大不超过40mm(机拌)；任何情况下石子的最大粒径机械拌制不超过150mm，人工拌制不超过80mm。P1514.3混凝土工程3)细骨料(砂)作为混凝土用砂有天然砂和人工砂两大类。机制砂天然砂①按形成条件分类：4.3混凝土工程②按细度模数或平均粒径分类：粗细程度细度模数μi平均粒径(mm)粗砂3.7~3.10.5以上中砂3.0~2.30.35~0.5细砂2.3~1.60.25~0.35特细砂1.5~0.70.35以下筛分析法筛分析法是用一套孔径为4.75mm、2.36mm、1.18mm、0.60mm和0.30mm和0.15mm的标准方孔筛，按照筛孔的大小顺序，将用9.5mm方孔筛筛出的500g干砂，由粗到细过筛，称得各号筛上的筛余量。并且计算出各筛上的分计筛余百分率a1、a2、a3、a4、a5和a6及累计筛余百分率A1、A2、A3、A4、A5和A6。4.3混凝土工程筛孔尺寸(mm)分计筛余(%)累计筛余(%)4.75a1A1=a12.36a2A2=a1+a21.18a3A3=a1+a2+a30.60a4A4=a1+a2+a3+a40.30a5A5=a1+a2+a3+a4+a50.15a6A6=a1+a2+a3+a4+a5+a6细度模数公式：𝜇𝑖=𝐴2+𝐴3+𝐴4+𝐴5+𝐴6−5𝐴1100−𝐴1注：在用砂量基本相同的情况下，若砂子粗，则拌制的混凝土黏聚性较差，容易产生离析、泌水现象；若砂子过细，砂子的总表面积增加，拌制的混凝土黏聚性较好，不易产生离析、泌水现象，但水泥用量增大，所以，用于半只混凝土的砂，不易过粗，也不宜过细。4.3混凝土工程筛孔尺寸(mm)分计筛余(g)4.75252.36801.18700.60950.301050.15100＜0.155某砂样筛分析结果列于下表中，试评定该砂的粗细程度和颗粒级配。举例：③细骨料的含泥量和泥块含量泥块阻碍水泥浆与沙粒结合使强度降低；含泥量过大，会增加混凝土用水量，从而增大混凝土收缩。项目指标I类II类III类含泥量(质量)%＜1.0＜3.0＜5.0泥块含量(质量)%0＜1.0＜2.0I类宜用于＞C60的混凝土；II类宜用于C30~C60及有抗冻、抗渗或其他要求的混凝土；III类宜用于＜C30的混凝土。混凝土拌合用水一般采用引用水，当采用其他来源水时，水质必须符合现行《混凝土拌合用水标准》的规定。海水可用于素混凝土，但不宜用于装饰混凝土。未经处理的海水严禁用于钢筋混凝土和预应力混凝土。4)水4.3混凝土工程5)外加剂P152在混凝土中掺入少量外加剂，可改善混凝土的性能，加速工程进度或节约水泥，满足混凝土在施工和使用的一些特殊要求，保证工程顺利进行。①混凝土外加剂按主要功能分为四类：改善混凝土拌合物流变性能：减水剂、引气剂和泵送剂。调节混凝土凝结时间、硬化性能：缓凝剂、早强剂和速凝剂。4.3混凝土工程②常用外加剂介绍改善混凝土耐久性能：引气剂、防水剂和阻锈剂。改善混凝土其他性能：加气剂、膨胀剂和防冻剂。a)减水剂一种表面活性材料，能显著减少拌和用水量，降低水灰比，改善和易性，增加流动性，节约水泥，有利于砼强度的增长及物理性能的改善，尤其适合大体积砼、防水砼、泵送砼等。适用于大体积砼、普通砼!适用于早强、高强、大流动砼!具有增强、缓凝、引气的功效！木质素磺酸钠FDN-1高效缓凝减水剂NNO-1高效减水剂4.3混凝土工程b)早强剂加速水泥的凝结硬化作用，用于快速施工、堵漏、喷射砼等。c)速凝剂早强剂速凝剂加速砼的硬化过程，提高早期强度，加快工程进度。三乙醇胺及其复合早强剂的应用较为普遍。有的早强剂(氯盐)对钢筋有锈蚀作用，在配筋结构中使用时其掺量≯水泥重量的1%，并禁止用于预应力结构和大体积砼。4.3混凝土工程d)缓凝剂使砼在水化过程中产生一定的体积膨胀。膨胀剂可配制补偿收缩砼、填充用膨胀砼、自应力砼。e)膨胀剂缓凝剂膨胀剂延长砼从塑性状态转化到固体状态所需的时间，并对后期强度无影响。主要用于大体积砼、气候炎热地区的砼工程和长距离输送的砼。2混凝土配合比确定P154合理的混凝土配合比应满足：设计强度；和易性。4.3混凝土工程1自落式搅拌机砼拌合料在鼓筒内作自由落体式翻转搅拌，适宜搅拌塑性砼和低流动性砼。搅拌力量小、动力消耗大、效率低，正日益被强制式搅拌机所取代。4.3.2混凝土拌制砼的制备方法，除零星分散且用于非重要部位的可采用人工拌制外，均应采用机械搅拌。砼搅拌机按其搅拌原理分为自落式和强制式两类：自落式锥形反转出料搅拌机4.3混凝土工程2强制式搅拌机砼拌合料搅拌作用强烈，适宜搅拌干硬性砼和轻骨料砼。搅拌质量好、速度快、生产效率高、操作简便安全，但机件磨损较严重。强制式搅拌机有立轴和卧轴之分，立轴式不宜用于搅拌流动性大的砼。卧轴式搅拌机具有适用范围广、搅拌时间短、搅拌质量好等优点，是大力推广的机型。强制式搅拌机在正确选择砼搅拌机后，还必须确定装料容量、搅拌时间和投料顺序等。搅拌机容量有几何容量、进料容量和出料容量三种标示。几何容量指搅拌筒内的几何容积，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，出料容量是每次从搅拌筒内可卸出的最大砼体积。为保证砼得到充分的拌和，装料容量通常是搅拌机几何容量的1/2～1/3，出料容量约为装料容量的0.55～0.75(称为出料系数)。3搅拌制度的确定P1594.3混凝土工程1)搅拌机的装料容量2)搅拌机的投料顺序投料顺序应考虑提高搅拌质量、减少拌合物与搅拌筒的粘结、减少水泥飞扬、改善工作环境。常用的有一次投料法、两次投料法和水泥裹砂法等。①一次投料法4.3混凝土工程目前广泛使用的一种方法，将砂、石、水泥和水依次放入料斗搅拌而成。该方法工艺简单、操作方便。②二次投料法(预拌水泥砂浆法、预拌水泥净浆法)先将砂、水泥和水投入拌筒搅拌1~1.5min后加入石子再搅拌1~1.5min。a)预拌水泥砂浆法b)预拌水泥净浆法先将水泥和水投入拌筒搅拌搅拌时间，再加入石子、砂搅拌到规定时间。实验表明，水泥砂(净)浆法对水泥有一种活化作用，搅拌质量明显高于一次加料法。若水泥用量不变，混凝土强度可提高15%左右；在混凝土强度相同的情况下，可减少水泥用量约15%~20%。4.3混凝土工程③水泥裹砂法methodofsandenvelopedwithcement(SEC)法，是先加适量的水使砂表面湿润，再加石子与湿砂拌匀，然后将全部水泥投入与砂石共同拌合,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。SEC法制备的砼与一次投料法相比，强度可提高20%-30%，砼不易产生离析和泌水现象，工作性好。此外还有净浆法、净浆裹石法、裹砂法、先拌砂浆法等投料工艺。水泥加砂先干拌两遍后加入石子再干拌一遍，然后加水湿拌至颜色均匀即可。但砼质量差、水泥耗量多，只允许在工程量小、非重要构件中使用。人工拌和又叫“就地开餐”在结构砼中是被禁止的!④人工拌和法从原材料全部投入到砼拌和物开始卸出所经历的时间，过短砼拌和不均匀；过长则降低了生产率，还降低了砼的和易性或产生分层离析现象。3)搅