水水工程施工第3章钢筋混凝土工程

第三章钢筋混凝土工程目录第一节钢筋工程第二节模板工程第三节混凝土的制备及性能第四节现浇混凝土工程施工第五节装配式钢筋混凝土结构吊装第六节水下灌筑混凝土施工第七节混凝土季节性施工第三章钢筋混凝土工程钢筋混凝土结构广泛用于土建工程中，给排水工程小的贮水、水处理构筑物、泵房以及管道材料等，大都是钢筋混凝土建造的。钢筋混凝土组成:混凝土、钢筋。混凝土特点:抗压强度高；抗弯和抗拉强度低，仅为抗压强度的1/8~1/10。钢筋特点:具有较高的抗拉强度；在结构内起到抗拉作用。钢筋混凝土特点：具有抗大气腐蚀性、抗老化性、抗渗、抗冻等性能。第3.1节钢筋工程一、钢筋的分类及级别分类：优质碳素和普通低合金钢。按生产工艺及加工方式：热轧钢筋、热处理钢筋、冷拔钢丝、碳素钢丝、刻痕钢丝、钢铰线等。分级：新标准规定：热轧钢筋按屈服强度（N/mm2）分HRB235、HRB335、HRB400、HRB500四级。级别愈高，其抗拉强度愈高，但塑性、韧性愈低。热轧钢筋中主要元索含量下表所列。二、钢筋的冷处理处理目的：提高抗拉强度．节约钢筋用量。处理方法：在常温下冷拉、冷拨或冷轧(一)钢筋的冷处理原理1、将钢筋拉伸，超过屈服点k，达到塑性变形阶段；2、当卸去荷载后，则不能沿原曲线回到O点．而沿着直线kl，回到l点，Ol为残留变形；3、在此基点上重新加荷，应力—应变曲线将沿着l、k达k’点；4、在k点上部出现新屈服点，该屈服点高于原屈服点，因此而产生抗拉强度和硬度的提高现象，称为冷作硬化。5、天然时效：kk’称为冷拉时效。冷加工钢筋的这种效应只有在加工和重新承受荷载之间，有一定时间间隔才会发生。在常温情况下，HRP235、HRP335级钢筋的时效过程约20d，称天然时效;6、人工时效：A：将钢筋置于100C的环境中，时效过程仅需2h。B：HRP400～HRP500级钢筋必须采用人工时效，即将钢筋通电加热到150~200C时保持20min，即能完成时效过程。C:但是，当温度在450C时，钢筋强度则有所降低.D:达700C时，钢筋便失去冷拉强度，又恢复到冷拉前的力学性能。冷拉钢筋需要焊接，应先焊接而后冷拉。(二)冷拉1、方法：冷拉是将钢筋的一端固定，另一端用卷扬机拉伸，其装置如图4-17所示。2、控制冷拉强度方法：（1）控制拉长率，亦称单控；（2）控制冷拉应力及拉长率，称双控；单控工艺简单，但当钢筋材质不均匀时，冷拉率离散性较大，不能保证每根钢筋所要求的冷拉应力。因此，为了安全起见，单控冷拉钢筋的设计强度，规定得比双控冷拉钢筋的设计强度为低。（三）钢筋冷拔1、方法：通过拔丝机，以强力方式使钢筋通过钨合金制成的比钢筋直径小0.5~1.0mm的冷拨模孔2、特点：提高强度40~60％，这是因为冷拨过程中，钢筋既受拉，又受四周冷压，使其内部组织发生微裂变化阶段。(用于d6～10mm加工)。（四）钢筋冷轧将圆筋通过一对或两对互相垂直的成型钢辊，压轧成规律变形的钢丝。如图4-19所示。冷轧后的钢筋强度可达650N／mm2。三、钢筋焊接钢筋的连接与成型：采用焊接加工代替绑扎，可改善结构受力性能，节约钢材和提高工效。钢筋焊接的方法，常用的有对焊、点焊、电弧焊、接触电渣焊、埋弧焊等。四、钢筋的制备与安装钢筋的制备内容：配料、加工、钢筋骨架的成型。钢筋的配料：确定下料的长度；校核钢筋的规格、品种；确定需代换钢筋。池壁钢筋1池壁钢筋2池壁钢筋（一）钢筋的配料与代换1、钢筋的配料钢筋配料：根据施工图中的构件配筋图，分别计算各种形状和规格的单根钢筋下料长度和根数；填写配料单，申请加工。包括钢筋下料长度的计算、变截面构件箍筋计算、圆形结构钢筋计算和曲线构件钢筋计算。2、钢筋的代换当钢筋的规格、品种与设计不符时，按下述原则代换：（1）等强度代换（2）等面积代换（3）当构件受裂缝宽度或抗裂性要求控制时，代换后应进行裂缝或抗裂性验算。（二）钢筋的加工、绑扎与安装1、钢筋加工钢筋加工包括调直、除锈、下料剪切、接长、弯曲等工作。2、钢筋绑扎、安装钢筋加工后，进行绑扎、安装。第3.2节模板工程模板作用：使混凝土按设计成型、承受其荷载。模板组成：板面和支架模板要求：(1)保证结构各部尺寸符合设计要求；(2)具有足够的强度、刚度及稳定性；(3)构造应力求简单，装拆方便，能多次周转使用，便于钢筋安装和绑扎、混凝土浇筑和养护等后续工序操作；(4)板面间接缝严密（浇灌时不得漏浆）(5)支拆方便。一、组合式定型模板及支承工具（一）模板材质1.木模板木模板尺寸一般为1800mm×800mm。表面光滑。2、钢模板钢边框的制作尺寸及钻孔位置要准确，板面可用防水交合板或木屑板，板面与边框做平，钢材表面涂防锈漆。模板尺寸一般为1000mm×500mm。表面接缝较多，不光滑。二、现浇钢筋混凝土结构模板系统的构造1、池壁模板的支设池壁模板的特点：面积和高度较大、厚度较小。池壁模板组成：侧板、支撑体系。池壁模板侧压力：靠对拉螺拴承担，对拉螺拴是用I级钢筋加工而成2、柱模板的支设柱子的特点：断面尺寸不大、比较高。模板构造和安装主要考虑：须保证垂直度、抵抗混凝土的水平侧压力、方便钢筋绑扎和浇筑混凝土等。4、顶板模板混凝土顶板模板的支设，支撑结构采用桥架梁及支撑杆件。支撑杆件包括立柱和斜杆两部分。5、拉模应用：大型的钢筋混疑土管道。拉模组成：内模、外模。内模：根据管径、一次浇筑长度、施工方法采用钢模和型钢联接而成。内模由三块拼板组成，各拼扳间由花篮螺拴固定，脱模时，将花篮螺拴收缩后，使板面与混凝土脱离。外模：为一列车式行架，浇筑混凝土时，在操作中台上从外模上部的缺口将其灌入。浇筑时，可采用附着式及插入式振动机三、模板的质量要求支撑系统的设计应符合下列要求：1、构件形状、尺寸的正确性，误差应允许范围内；2、应具有足够稳定性、强度和刚度、不变形、不位移；3、便于装拆、损耗少、周转快；4、接缝应严密、不漏浆；5、基土必须坚实，并有排水措施。对湿陷性黄土必须有防水措施，对冻胀性土必须有防冻融措施。6、复杂的混凝土结构应做好配板设计，包括模板平面分块图、模板组装图、节点大样图等；7、模板及支架的设计和配制，应根据工程结构形式、施工设备和材料供应等条件而定，以定型模板为主，并尽量减少用散板四、脱模剂与模板的拆除1、脱模剂作用：降低拆模模板损耗，模板内表面涂刷脱模剂种类：油类、水类、树脂2、模板的拆除及时拆除模板，将有利于模板的周转和加快工程进度拆模要求：混凝土应达到设计必要的强度，且应符合以下要求：（1）侧模：不承重的侧模，在保证混凝土表面及棱角不致因拆模而损坏时，即可拆除；（2）承重模：应在混凝土达到设计强度的一定比例以后，放可拆除。第3.3节混凝土的制备及性能定义：以胶凝材料、细骨料、粗骨料和水按比例，经均匀拌制、密实成型、养护硬化而成的人造石材。特点：抗大气腐蚀性、抗老化性、抗渗、抗冻一、普通混凝土的组成部分（一）水泥作用：水硬性胶凝材料1、常用水泥的种类和强度等级硅酸盐水泥：硅酸钙为主要成分普通硅酸盐水泥：成分：硅酸盐水泥熟料、混合材料、石膏。磨细矿渣硅酸盐水泥：成分：硅酸盐水泥熟料、粒化高炉矿渣、石膏，磨细特点:具有较强的耐腐蚀、耐热性能；较差的抗渗、抗冻性；较大的干缩率和泌水性。适用：蒸汽养护的混凝土。火山灰质硅酸盐水泥：成分：硅酸盐水泥熟料、火山灰混合材料、石膏，特点：强的抗腐蚀性及抗渗性；干缩大，养护不良极易裂缝。粉煤灰硅酸盐水泥：成分：硅酸盐水泥熟料、粉煤灰、石膏，磨细特点：强的耐腐蚀性；干缩小；水化热低；碱性较低，抗碳化性能差。适用：于大体积混凝土结构中。2、水泥的基本性质(1)相对密度与质量密度相对密度：3.0-3.15,通常采用3.1，质量密度为1000-1600kg/m3，通常采用1300kg/m3。(2)细度颗粒愈细，与水起化学反应的表面积愈大，因而，水化速度较快且较完全，早期和后期强度均较高，故水泥颗粒小于40m时，才具有较高的活性。水泥的细度用筛析法检验。即在0.08mm方孔标准筛上的筛余量不得超过15％为合格。(3)凝结时间凝结时间包括初凝和终凝两个概念，初凝为水泥从加水拌和至水泥浆开始失去可塑性的时间；终凝为水泥从加水拌和时至水泥浆完全失去可塑性并开始产生强度的时间。为了便于混凝土的搅拌、运输和浇筑，国家标准规定：初疑时间不得少于45min;终凝时间不得超过l2h为合格。(4)体积安定性水泥硬化后产生不均匀的体积变化即为体积安定性不合格，就会使混凝土产生膨胀性裂缝，影响构筑物的质量。产生体积安定性不良的原因是熟料中所含游离氧化镁或掺人石膏过多所致。所以，国家标准规定；游离氧化镁含量应小于5％，三氧化硫含量不得超过3．5％。(5)强度及标号硅酸盐水泥的强度取决于熟料的矿物成分和细度。国家标准规定：水泥和标准砂按1：2.5的比例混合，加入规定数量的水，按规定的方法制成尺寸为4×4×16cm的试件，在标联温度(20±3C)的水中养护，测其28天的抗折及抗压的强度值。按照测定的结果，将硅酸盐水泥分为425、525、625三种标号。（6)水化热水泥水化过程中释放的热量称水化热。水化热量及放热速度与水泥的矿物成分、细皮、掺入的混合材料等因素有关。放热量愈大，放热速度亦愈快。普通硅酸盐水泥三天内的放热量是总放热量的50％，七天为75％，六个月为83~91％。3、水泥的保管（1）入库：按品种、强度等级、出厂日期分别堆放，有标志，做到先到先用。不混杂不误用；（2）贮存：t=2月强度降低10％－20％，6个月，强度降低15％－30％，一般t3个月，视为过期水泥；（3）防潮：现场仓库应尽量密闭，减少空气对流。受潮水泥经鉴定后，在使用前应将结块水泥筛除。受潮水泥不宜用于强度等级高的混凝土或主要工程结构部位。（二）砂石骨料作用：在混凝土中起骨架和稳定体积占原材料比例：约70%左右分类：粗、细两种。d=0.15～5mm为细，d5mm为粗料细骨料:一般天然砂。粗骨料:卵石、碎石两种。1、砂的分类及技术要求等粒径的骨料孔隙率大，使水泥浆的用星增多，不同粒径骨料按一定比例掺和搭配，称级配。级配良好的骨料，其孔隙率最小。注意：1、粗骨料强度粗骨料的强度愈高，混凝土的强度亦愈高石子的抗压强度一般不应低于混凝土标号的150%。2、粗骨料粒径大粒径可节约水泥用量、减少混凝土的收缩。《规范》规定：（1）最大粒径不应超过结构截面最小尺寸的1/4（2）最大粒径不得超过钢筋间最小净距的3/4。否则将影响结构强度的均匀性或因钢筋卡住石子后造成孔洞。（三）水和外加剂1、水：自来水和洁净天然水，不得使用污水或海水2、外加剂：用于改善混凝土的性能常用外加剂：有早强剂、减水剂、加气剂、缓凝剂等。早强剂：加速混凝土的硬化过程，提高早期强度减水剂：增加混凝土流动性、改善和易性、提高混凝土强度、降低水泥用量加气剂：消除混凝土中的毛细现象，提高混凝土的抗掺性能，如松香热聚物、松香皂缓疑剂：延缓水泥疑结。用于：夏季施工、要求推迟混凝土凝结时间二、普通混凝土的主要性能对混凝土要求：具有足够的强度、耐久性、和易性及经济性。1、和易性定义：混凝土拌和物能够保持其各种成分的均匀，不离析及易于操作的性能。（流动性、粘聚性、保水性）。和易性指标：利用坍落筒及捣棒而测得。坍落度愈大，表明流动度愈大；过小不易操作，易造成质量事故；过大则增加水泥用量。2、混凝土硬化后的性能混凝土的强度及强度等级混凝土的强度有抗压强度，抗剪强度、抗拉强度等。（1）抗压强度:B=150mm,t=28d,标准条件下养护，测得保证率为95％得抗压强度：共16个等级。水工中C20。（2）抗拉强度：非常低，但对抗裂起着重要作用，为抗压4％－14％。（3）抗剪强度：为抗压15％－25％（4）影响强度的主要因素有：水泥的强度等级和水灰比温度和湿度龄期3、混凝土的耐久性（1）定义：温凝土承受非荷载的外界因素作用的性能（2）耐久性指标抗渗性：抵抗压力介质（水）渗透性能抗渗等级：抗渗性