第三章第三节混凝土工程_土木工程施工

1第三章混凝土结构工程§3混凝土工程第三章混凝土结构工程2§3混凝土工程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，因此，在工程施工中应注意控制施工质量。第三章混凝土结构工程3一、混凝土的制备（一）混凝土施工配制强度确定混凝土的施工配合比，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，还应符合抗冻性、抗渗性等要求。混凝土制备之前按下式确定混凝土的施工配制强度，以达到95%的保证率：fcu，0=fcu，k+1.645σ（3-5）式中fcu，0—混凝土的施工配制强度（N/mm2）；fcu，k—设计的混凝土强度标准值（N/mm2）；σ—施工单位的混凝土强度标准差（N/mm2）。第三章混凝土结构工程4（二）混凝土搅拌机选择混凝土搅拌机按其搅拌原理分为自落式和强制式两类（图3-35）。a)b)123a）自落式搅拌；b）强制式搅拌图3-35混凝土搅拌原理1—混凝土拌合物；2—搅拌筒；3—叶片；4—转轴第三章混凝土结构工程5自落式搅拌机主要是以重力机理设计的。其搅拌筒内壁焊有弧形叶片，当搅拌筒绕水平轴旋转时，弧形叶片不断将物料提高一定高度，然后自由落下而互相混合。自落式搅拌机宜于搅拌塑性混凝土。a)b)123自落式搅拌1—混凝土拌和物；2—搅拌叶；3—鼓筒第三章混凝土结构工程6强制式搅拌机（图3-37）主要是根据剪切机理设计的。在这种搅拌机中有转动的叶片，这些不同角度和位置的叶片转动时通过物料，克服了物料的惯性、摩擦力和粘滞力，强制其产生环向、径向、竖向运动。这种由叶片强制物料产生剪切位移而达到均匀混合的机理，称为剪切搅拌机理。强制式搅拌机宜于搅拌干硬性混凝土和轻骨料混凝土。2431图3-37强制式搅拌机1—进料口；2—拌筒罩；3—搅拌筒；4—出料口第三章混凝土结构工程7（三）搅拌制度确定为了获得质量优良的混凝土拌合物，除正确选择搅拌机外，还必须正确确定搅拌制度，即搅拌时间、投料顺序和进料容量等。第三章混凝土结构工程81．混凝土搅拌时间在一定范围内随搅拌时间的延长而强度有所提高，但过长时间的搅拌既不经济也不合理。因为搅拌时间过长，不坚硬的粗骨料在大容量搅拌机中会因脱角、破碎等而影响混凝土的质量。加气混凝土也会因搅拌时间过长而使含气量下降。表3-10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）250250~500＞500≤30强制式6090120自落式90120150＞30强制式606090自落式9090120注：①当掺有外加剂时，搅拌时间应适当延长；②全轻混凝土、砂轻混凝土搅拌时间应延长60~90s。第三章混凝土结构工程92．投料顺序投料顺序应从提高搅拌质量、减少叶片和衬板的磨损、减少拌合物与搅拌筒的粘结、减少水泥飞扬、改善工作环境等方面综合考虑确定。一次投料法——上料斗中先装石子、再加水泥和砂，然后一次投入搅拌机。第三章混凝土结构工程102．投料顺序两次投料法——“裹砂石法混凝土搅拌工艺”，它分两次加水，两次搅拌。100%石子、砂拌合15s70%的拌合水造壳搅拌30s100%水泥糊化搅拌60s30%的拌合水与普通搅拌工艺相比，用裹砂石法搅拌工艺可使混凝土强度提高10%~20%，或节约水泥5%~10%。第三章混凝土结构工程113．进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，又称干料容量。进料容量Vj与搅拌机搅拌筒的几何容量Vg有一定的比例关系，一般情况下：Vj/Vg=0.22~0.40任意超载（进料容量超过10%以上），就会使材料在搅拌筒内无充分的空间进行掺合，影响混凝土拌合物的均匀性。反之，如装料过少，则又不能充分发挥搅拌机的效能。第三章混凝土结构工程12预拌（商品）混凝土能保证混凝土的质量，节约材料，减少施工临时用地，实现文明施工，是今后的发展方向，国内一些大中城市已推广应用，不少城市已有相当的规模，有的城市已规定在一定范围内必须采用商品混凝土，不得现场拌制。第三章混凝土结构工程13二、混凝土的运输（一）基本要求不产生离析现象；保证浇筑时规定的坍落度；在混凝土初凝之前能有充分时间进行浇筑和捣实。第三章混凝土结构工程14（二）运输工具要求不吸水、不漏浆，且运输时间有一定限制。普通混凝土从搅拌机中卸出后到浇筑完毕的延续时间不宜超过表3-11的规定。表3-11混凝土从搅拌机中卸出到浇筑完毕的延续时间（min）混凝土强度等级气温≤25C＞25C≤C3012090＞C309060第三章混凝土结构工程15混凝土运输分为:地面水平运输;垂直运输;高空水平运输第三章混凝土结构工程16混凝土搅拌运输车为长距离运输混凝土的有效工具。在运输过程中搅拌筒可进行慢速转动进行拌合，以防止混凝土离析。运至浇注地点，搅拌筒反转即可迅速卸出混凝土。搅拌筒的容量一般为2~10m3。123456图3-38混凝土搅拌运输车1—水箱；2—外加剂箱；3—搅拌筒；4—进料斗；5—固定卸料溜槽；6—活动卸料溜槽第三章混凝土结构工程17混凝土泵是一种有效的混凝土运输和浇筑工具，它以泵为动力，沿管道输送混凝土，可以一次完成水平及垂直运输，将混凝土直接输送到浇筑地点，是一种高效的混凝土运输方法。道路工程、桥梁工程、地下工程、工业与民用建筑施工皆可应用，在我国正大力推广，上海目前预拌混凝土90%以上是泵送的，已取得较好的效果。第三章混凝土结构工程1838排出混凝土12吸入混凝土7654图3-39液压活塞式混凝土泵工作原理图1—混凝土缸；2—活塞；3—液压缸；4—料斗；5—控制吸入的水平分配阀；6—控制排出的竖向分配阀；7—Y形输送管；8—冲洗系统第三章混凝土结构工程19软管176701437019930126704910360全回转712017670行驶时的情况图3-40带布料杆的混凝土泵车第三章混凝土结构工程20（三）泵送混凝土配合比要求1.碎石最大粒径碎石最大粒径与输送管内径之比一般不宜大于1:3，卵石可为1:2.5；泵送高度在50~100m时宜为1:3~1:4，泵送高度在100m以上时宜为1:4~1:5；如用轻骨料则以吸水率小者为宜，并宜用水预湿，以免在压力作用下强烈吸水，使坍落度降低而在管道中形成阻塞；第三章混凝土结构工程212.砂宜用中砂，通过0.315mm筛孔的砂应不少于15%；砂率宜控制在38%~45%；3.水泥用量不宜过少，最小水泥用量为300kg/m3；4.水灰比宜为0.4~0.6泵送混凝土可根据不同泵送高度可参考表3-12选用。泵送高度（m）30以下30~6060~100100以上坍落度(mm)100~140140~160160~180180~200表3-12不同泵送高度入泵时混凝土坍落度选用值第三章混凝土结构工程22三、混凝土的浇捣和养护（一）混凝土浇筑应注意的问题1．防止离析混凝土自高处倾落的自由高度不应超过2m；在竖向结构中限制自由倾落高度不宜超过3m。应沿串筒、斜槽、或振动溜管等下料。第三章混凝土结构工程232．施工缝留置施工缝留设的原则：在结构剪力较小而且施工方便的部位第三章混凝土结构工程242．施工缝留置1—施工缝；2—柱；3—次梁；4—主梁；5—楼板；41/3梁跨~203011d)321511a)b)跨度1/31e)1c)1第三章混凝土结构工程25施工逢处理在施工缝处继续浇筑混凝土时，应除掉水泥薄层和松动石子，表面加以湿润并冲洗干净，先铺水泥浆或与混凝土砂浆成分相同的砂浆一层，待已浇筑的混凝土强度不低于1.2N/mm2时才允许继续浇筑。第三章混凝土结构工程26（二）混凝土浇筑方法1.混凝土浇筑的厚度表3-13混凝土浇筑的厚度项次捣实混凝土的方法浇筑层厚度（mm）1插入式振动振动器作用部分长度的1.25倍2表面振动2003人工捣固在基础或无筋混凝土和配筋稀疏结构中250在梁、墙板、柱结构中200在配筋密集的结构中1504轻骨料混凝土插入式振动300表面振动（振动式需加荷）200第三章混凝土结构工程272．大体积混凝土结构浇筑（1）温度裂缝的形成与防止温度裂缝的形成——初期与后期混凝土浇筑初期大体积混凝土结构浇筑后水泥的水化热量大，由于体积大，水化热聚积在内部不易散发，浇筑初期混凝土内部温度显著升高，而表面散热较快，这样形成较大的内外温差，混凝土内部产生压应力，而表面产生拉应力，如温差过大则易于在混凝土表面产生裂纹。第三章混凝土结构工程28混凝土浇筑后期浇筑后期混凝土内部逐渐散热冷却产生收缩时，由于受到基底或已浇筑的混凝土的约束，接触处将产生很大的剪应力，在混凝土正截面形成拉应力。当拉应力超过混凝土当时龄期的极限抗拉强度时，便会产生裂缝，甚至会贯穿整个混凝土断面，由此带来严重的危害。大体积混凝土结构的浇筑，两种裂缝（尤其是后期裂缝）都应设法防止。第三章混凝土结构工程29混凝土温度裂缝防止措施降低水泥用量、掺入适量的粉煤灰、降低浇筑速度、减小浇筑层厚度；浇筑后宜进行测温、采取蓄水法或覆盖法进行降温或进行人工降温措施。控制内外温差不超过25℃，必要时，经过计算和取得设计单位同意后可留施工缝而分段分层浇筑。第三章混凝土结构工程30（2）大体积混凝土的整体性如要保证混凝土的整体性，则要求保证使每一浇筑层在初凝前就被上一层混凝土覆盖并捣实成为整体。为此要求混凝土按不小于下述的浇筑强度（单位时间的浇筑量）进行浇筑：Q=（3-7）式中Q—混凝土单位时间最小浇筑量（m3/h）；F—混凝土浇筑区的面积（m3）；H—浇筑层厚度（m），取决于混凝土捣实方法；T—下层混凝土开始浇筑到初凝为止所容许的时间间隔（h）。一般等于混凝土初凝时间减去运输时间。TFH第三章混凝土结构工程31大体积混凝土结构的浇筑方案，可分为全面分层、分段分层和斜面分层三种（图3-51）。全面分层法要求的混凝土浇筑强度较大，斜面分层法混凝土浇筑强度较小。工程中可根据结构物的具体尺寸、捣实方法和混凝土供应能力，通过计算选择浇筑方案。目前应用较多的是斜面分层法。14a)32118352114c)b)3710...64924231a）全面分层；b）分段分层；c）斜面分层图3-51大体积混凝土浇筑方案1—模板；2—新浇筑的混凝土；3—已浇筑的混凝土第三章混凝土结构工程32（三）混凝土密实成型1.混凝土振动密实成型（1）振动机械的选择振动机械按其工作方式分为:内部振动器、表面振动器、外部振动器和振动台（图3-53）。a)b)c)d)a）内部振动器；b）外部振动器；c）表面振动器；d）振动台图3-53振动机械第三章混凝土结构工程33（四）混凝土养护混凝土养护包括人工养护和自然养护，现场施工多采用自然养护。混凝土的自然养护——在平均气温高于+5℃的条件下于一定时间内使混凝土保持湿润状态。自然养护分洒水养护和喷涂薄膜养生液养护两种。第三章混凝土结构工程34自然养护的要求洒水养护即用草帘等将混凝土覆盖，经常洒水使其保持湿润。养护时间：普通硅酸盐水泥和矿渣硅酸盐水泥拌制的混凝土，不少于7d；掺有缓凝型外加剂或有抗渗要求的混凝土不少于14d。洒水次数以能保证湿润状态为宜。第三章混凝土结构工程35（五）混凝土质量的检查对预拌（商品）混凝土，应在商定的交货地点进行坍落度检查，混凝土的坍落度与要求坍落度之间的允许偏差应附合表3-16的规定。表3-16混凝土坍落度允许偏差坍落度（mm）允许偏差（mm）≤40±1050~90±20≥100±30第三章混凝土结构工程36在浇筑混凝土时，应制作供结构或构件，拆模、吊装、张拉、放张和强度合格评定用的试件。用于检查结构构件混凝土强度的试件，应在混凝土的浇筑地点随机抽取。混凝土的标准养护条件：温度（20±3）℃湿度90%以上第三章混凝土结构工程37取样与试件留置应符合下列规定：①每拌制100盘且不超过100m3的同配合比的混凝土，取样不得少于一次；②每工作班拌制的同一配合比的混凝土不足100盘时，取样不得少于一次；③当一次连续浇筑超过1000m3，同一配合比的混凝土每200m3取样不得少于一次；