第四章钢筋混凝土工程---混凝土

4.3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。1、工艺过程：配料→搅拌→运输→浇筑→振捣→养护等。2、特点：①工序多，相互联系和影响；②质量要求高（外形、强度、密实度、整体性）；③不易及时发现质量问题（拆模后或试压后方可显现）3、质量要求：正确的外形、良好的强度、密实性和整体性。1、原材料的选择：主要包括胶凝材料、骨料、水、化学添加剂、矿物掺和料。2、混凝土配合比的确定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式中fcu,0——混凝土的施工配制强度（N/mm2）；fcu,k——混凝土设计强度标准值（N/mm2）；σ——施工单位的混凝土强度标准差（N/mm2）。4.3.1混凝土的配料施工单位如无近期同一品种混凝土强度统计资料时，σ参考下表取值：混凝土强度等级低于C20C20~C35高于C35σ4.05.06.03、混凝土施工配合比的确定施工配料时影响混凝土质量的因素主要有两方面：一是称量不准；二是未按砂、石骨料实际含水率的变化进行施工配合比的换算。前述混凝土的配合比指的是实验室配合比，也就是说砂、石等材料处于完全干燥的状态下。而在现场施工中，砂、石两种材料都采用露天堆放，不可避免地含有一些水分，其含水量随气候变化而变化，配料时必须把这部分材料所含水量考虑进去，才能保证混凝土配合比的准确，从而保证混凝土的质量。因此，在施工时应及时测量砂、石的含水率，并将混凝土的实验室配合比换算成考虑了砂石含水率条件下的施工配合比。•混凝土施工配合比换算方法：（增加含水的砂石用量，减少加水量）已知实验室配比：水泥：砂：石：水=1︰X︰Y：W，水灰比为W/C，又测知现场砂、石含水率：Wx、Wy，则施工配合比：水泥：砂：石：水=1：X（1＋Wx）：Y（1＋Wy）：（W－X•Wx－Y•Wy）【例】已知C20混凝土的试验室配合比为：1∶2.55∶5.12，水灰比为0.65，经测定砂的含水率为3%，石子的含水率为1%，若每1m3混凝土的水泥用量310kg，则施工配合比是多少？如采用JZ250型搅拌机，出料容量为0.25m3，则每搅拌一次的装料数量如何计算？解：由公式得：1∶2.55(1+3%)∶5.12(1+1%)：（0.65-2.55×3%-5.12×1%）=1∶2.63∶5.17：0.52每1m3混凝土材料用量为：水泥：310kg；砂子：310×2.63=815.3kg；石子：310×5.17=1602.7kg；水：310×0.65-310×2.55×3%-310×5.12×1%=161.9kg。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盘需用几袋水泥，然后按水泥用量算出砂、石子的每盘用量。水泥：310×0.25=77.5kg(取一袋半水泥，即75kg)砂子：815.3×75/310=197.325kg石子：16027×75/310=387.75kg水：161.9×75/310=3.2kg4、材料称量。规范规定原材料称量偏差允许值为：水泥——±2%；粗、细骨料——±3%；水、外加剂——±2%。拌制一盘所需各材料数量为：4.3.2混凝土的搅拌混凝土搅拌，是将水、水泥和粗、细骨料等进行均匀拌和及混合的过程。混凝土一般均采用搅拌机拌制。1．混凝土搅拌机混凝土搅拌机按搅拌原理分为自落式和强制式两类。(1)自落式混凝土搅拌机它是将物料提升到一定高度后，利用重力的作用，自由落下，由于各物料颗粒下落的高度、时间、速度、落点和滚动距离不同。从而使物料颗粒相互穿插、渗透、扩散，最后达到分散均匀的目的。多用于搅拌流动性混凝土和低流动性混凝土。双锥反转出料自落式搅拌机（2）强制式混凝土搅拌机它是利用运动着的叶片强迫物料颗粒分别从各个方向（环向、径向和竖向）产生运动，使各物料颗粒运动的方向、速度不同，相互之间产生剪切滑移以致相互穿插、扩散，从而使各物料均匀混合。强制式搅拌机又分为立轴式和卧轴式两种。强制式搅拌机的搅拌作用比自落式搅拌机强烈，宜于搅拌干硬性混凝土和轻骨料混凝土。我国规定：混凝土搅拌机以其出料容量（m3）×1000为标定规格，故我国混凝土搅拌机的系列为：50，150，250，350，500，750，1000，1500和3000L。2．混凝土的搅拌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。•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。为保证混凝土的拌合质量，规范中规定了混凝土的搅拌最短时间，见表。混凝土坍落度mm搅拌机机型搅拌机出料量L250250~500500≤30强制式6090120自落式9012015030强制式606090自落式9090120混凝土搅拌的最短时间投料顺序应从提高搅拌质量，减少叶片、衬板的磨损，减少拌和物与搅拌筒的粘结，减少水泥飞扬，改善工作环境，提高混凝土强度及节约水泥等方面综合考虑确定。普通混凝土的投料方法可分为：一次投料法、二次投料法。•投料顺序4.3.3混凝土的运输•混凝土的运输应分为地面运输、垂直运输和楼面运输三种情况。•运输要求：保证混凝土的浇筑量；应使混凝土在初凝之前浇筑完毕；在运输过程中保持混凝土的均匀性。•混凝土地面运输，如采用商品混凝土且运输距离较远时，多用混凝土搅拌运输车，如来自工地搅拌站，则多用载重1t的小型机动翻斗车，近距离也用双轮手推车，有时还用皮带运输机和窄轨翻斗车。翻斗式运输车JY-3000型混凝土搅拌运输车混凝土垂直运输，我国多采用塔式起重机、混凝土泵、快速提升斗和井架。用塔式起重机时，混凝土多放在吊斗中，这样可直接进行浇筑。混凝土楼面运输，我国以双轮推车为主，也用机动灵活的小型机动翻斗车，如用混凝土泵则用布料机布料。4.3.4混凝土的浇筑与成型1、混凝土浇筑前的准备工作（1）检查模板及其支架，应确保标高、位置尺寸正确，强度、刚度及严密性满足要求，模板中的垃圾应清除干净。（2）检查钢筋及预埋件的级别、直径、数量、排放位置及保护层厚度是否满足设计和规范要求，并做好隐蔽工程验收记录。（3）做好施工组织和技术、安全交底工作。2.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。混凝土运至现场后，其坍落度应满足下表的要求。混凝土浇筑时的坍落度结构种类坍落度(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混凝土坍落度试验②混凝土的自由下落高度。浇筑混凝土时，混凝土自高处倾落的自由高度不应超过2m，否则应沿串筒、斜槽、溜管或振动溜管下料，以防止混凝土因自由下落高度过大而产生离析。溜槽与串筒(a)溜槽；(b)串筒；(c)振动串筒1-溜槽；2-挡板；3-串筒；4-漏斗；5-节管；6-振动器③浇筑竖向结构混凝土前，底部应先浇入50～100mm厚与混凝土成分相同的水泥砂浆，以避免产生蜂窝麻面现象。④为了使混凝土振捣密实，混凝土必须分层浇筑。⑤为保证混凝土的整体性，浇筑工作应连续进行。当由于技术上或施工组织上原因必须间歇时，其间歇时间应尽可能缩短，并应在前层混凝土凝结之前，将次层混凝土浇筑完毕。间歇的最长时间（包括运输、浇筑和间歇的全部延续时间）应按所用水泥品种及混凝土条件确定。混凝土运输、浇筑和间歇的允许时间混凝土强度等级气温≤25℃＞25℃≤C30210180＞C30180150施工缝含义：如果由于技术或施工组织上的原因，不能对混凝土结构一次连续浇筑完毕，而必须停歇较长的时间，其停歇时间已超过混凝土的初凝时间，致使混凝土已初凝；当继续浇混凝土时，形成了接缝，即为施工缝。即新浇混凝土与已硬化混凝土之间的结合面，是结构的薄弱环节。施工缝留置原则：为保证结构的整体性，一般应连续浇筑，不留施工缝；确因技术或组织原因不能连续浇筑时，要正确留置施工缝，即留在剪力较小且便于施工的部位。柱应设置水平缝，梁、板、墙应设置垂直缝。⑥正确留置施工缝施工缝留置位置：a.柱子施工缝宜留在基础的顶面、梁或吊车梁牛腿的下面、吊车梁的上面、无梁楼板柱帽的下面。(图示)b.高度大于1m的钢筋混凝土梁的水平施工缝，应留在楼板底面下20～30mm处，当板下有梁托时，留在梁托下部。c.单向平板的施工缝，可留在平行于短边的任何位置处；有主次梁的楼板宜顺着次梁方向浇筑，施工缝应留置在次梁跨度的中间1/3范围内。（图示）有梁板的施工缝位置1-柱；2-主梁；3-次梁；4-板浇筑视频施工缝的处理：在施工缝处开始继续浇筑混凝土的时间不能过早，必须待已浇筑混凝土的抗压强度不小于1.2N/mm2时才可进行。在施工缝处继续浇筑前，为解决新旧混凝土的结合问题，应对已硬化的施工缝表面进行处理。即清除表层的水泥薄膜和松动石子及软弱混凝土层，必要时还要加以凿毛，钢筋上的油污、水泥砂浆及浮锈等杂物也应加以清除；然后用水冲洗干净，并保持充分湿润，且不得积水；在浇筑前，宜先在施工缝处铺一层厚度为10～15mm水泥浆(水泥∶=1∶0.4)，或与混凝土成分相同的水泥砂浆；施工缝处的混凝土应细致捣实，使新旧混凝土紧密结合。3.框架结构混凝土的浇筑框架结构一般按结构层划分施工层和在各层划分施工段分别浇筑。一个施工段内每排柱子的浇筑应从两端同时开始向中间推进，不可从一端开始向另一端推进，预防柱子模板逐渐受推倾斜使误差积累难以纠正。每一施工层的梁、板、柱结构，先浇筑柱子。柱子开始浇筑时，底部应先浇筑一层厚50～100mm与所浇筑混凝土内砂浆成分相同的水泥砂浆，然后浇筑混凝土到顶。若柱高超过3m，断面尺寸小于400mmX400mm，并有交叉箍筋时，应在柱侧模每段不超过2m的高度开口(不小于30cm高)，混凝土的浇筑2.混凝土的成型方法：（1）振捣法常用密实成型的方法：振捣法、挤压法、离心法、真空作业法等。1)振捣原理2)振捣机械：振捣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。振动机械示意图(a)内部振动器；(b)表面振动器；(c)外部振动器；(d)振动台（1）内部振动器又称插入式振动器或振捣棒。其工作部分是一棒状空心圆柱体,内部装有偏心振子,在电动机带动下高速转动而产生高频微幅的振动。多用于振实梁、柱、墙、厚板和大体积混凝土结构等。电动软轴行星式内部振动器1—振动棒；2—软轴；3—防逆装置；4—电动机；5—电器开关；6—支座振捣棒的振捣方式插入式振动器的振捣方式有两种：一是垂直振捣，即振动棒与混凝土表面垂直；二是斜向振捣，即振动棒与混凝土表面成约为40°～45°。振捣方式视频(2)表面振动器表面振动器又称平板振动器，是将电动机轴上装有左右两个偏心块的振动器固定在一块平板上而成。其振动作用可直接传递于混凝土面层上。这种振动器适用于振捣楼板、空心板、地面和薄壳等薄壁结构。(3)外部振动器外部的振动器又称附着式振动器，它是直接安装在模板上进行振捣，利用偏心块旋转时产生的振动力通过模板传给混凝土，达到振实的目的。适用于振捣断面较小或钢筋较密的柱子、梁、板等构件。(4)振动台振动台一般在预制厂用于振实干硬性混凝土和轻骨料混凝土。振捣视频拆模后部分有振动器未振到位的情况大体积混凝土浇筑概念：大体积混凝土是指厚度大于或等于1.5m，长、宽较大，施工时由水泥水化热引起混凝土内的最高温度与外界温度之差不低于25℃的混凝土结构。特点：①大体积混凝土承受荷载大，整体性要求高，不允许留施工缝；②大体积混凝土浇筑后水泥水化热量大，混凝土内部温度显著升高，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。③在混凝土内部逐渐冷却产生收缩时，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拉应力，当拉应力超过混凝土的极限抗拉强度时，与约束接触处会产生裂缝。大体积混凝土