混凝土工程

第三节混凝土工程•一、混凝土的原料•二、混凝土的施工配料•三、混凝土的搅拌•四、混凝土的运输•五、混凝土的浇筑与振捣•六、混凝土的养护•七、混凝土的质量检查与缺陷防治一、混凝土的原料•1.水泥进场时应对品种、级别、包装或散装仓号、出厂日期等进行检查。•2.当使用中对水泥质量有怀疑或水泥出厂超过3个月(快硬硅酸盐水泥超过1个月)时，应进行复验，并依据复验结果使用。•3.钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构中，严禁使用含氯化物的水泥。•4.混凝土中掺外加剂的质量应符合现行国家标准《混凝土外加剂》(GB8076)、《混凝土外加剂应用技术规程》(GB50119)等和有关环境保护的规定。•5.混凝土中掺用矿物掺和料的质量应符合现行国家标准《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》(GB1596)等的规定。•6.普通混凝土所用的粗、细骨料的质量应符合《普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法》(JGJ53)、《普通混凝土用砂质量标准及检验方法》(JGJ52)的规定。拌制混凝土宜采用饮用水；当采用其他水源时，水质应符合国家标准《混凝土拌和用水标准》(JGJ63)的规定。•7.混凝土原材料每盘称量的偏差应符合表5－20的规定。表5－20原材料每盘称量的允许偏差二、混凝土的施工配料•混凝土应按国家现行标准《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ55)的有关规定，根据混凝土强度等级、耐久性和工作性等要求进行配合比设计。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。•1．施工配合比换算•(1)施工时应及时测定砂、石骨料的含水率，并将混凝土配合比换算成在实际含水率情况下的施工配合比。•(2)设混凝土实验室配合比为：水泥∶砂子∶石子=1∶x∶y，测得砂子的含水率为ωx，石子的含水率为ωy，则施工配合比应为：1∶x(1+ωx)∶y(1+ωy)。•【例5.3】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%，每1m3混凝土的水泥用量310kg，则施工配合比为：•1∶2.55(1+3%)∶5.12(1+1%)=1∶2.63∶5.17•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%=161.9kg2．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。•例4.2中，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为：•水泥：310×0.25=77.5kg(取一袋半水泥，即75kg)砂子：815.3×75/310=1973.25kg石子：16027×75/310=387.75kg水：161.9×75/310/=3.2kg三、混凝土的搅拌•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。1．混凝土搅拌机2．混凝土的搅拌1．混凝土搅拌机•(1)混凝土搅拌机按搅拌原理分为自落式和强制式两类。•(2)自落式搅拌机多用于搅拌塑性混凝土和低流动性混凝土，根据其构造的不同又分为若干种，见表5.21。•(3)强制式搅拌机多用于搅拌干硬性混凝土和轻骨料混凝土，也可以搅拌低流动性混凝土。强制式搅拌机又分为立轴式和卧轴式两种。卧轴式有单轴、双轴之分，而立轴式又分为涡桨式和行星式，见表5－21。表5－21混凝土搅拌机类型混凝土制备要做混凝土配合比设计，根据不同的混凝土施工对象，编制混凝土施工方案。工地上零星使用的混凝土常用自落式搅拌机生产。搅拌站生产的混凝土采用搅拌输送车运输，搅拌筒容量为6～7m3混凝土，运输过程中能转动，防止混凝土离析。搅拌筒2．混凝土的搅拌•(1)搅拌时间①混凝土的搅拌时间：从砂、石、水泥和水等全部材料投入搅拌筒起，到开始卸料为止所经历的时间。②搅拌时间与混凝土的搅拌质量密切相关，随搅拌机类型和混凝土的和易性不同而变化。在一定范围内，随搅拌时间的延长，强度有所提高，但过长时间的搅拌既不经济，而且混凝土的和易性又将降低，影响混凝土的质量。•③加气混凝土还会因搅拌时间过长而使含气量下降。④混凝土搅拌的最短时间可按表5－22采用。表5－22混凝土搅拌的最短时间(2)投料顺序•1)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。常用一次投料法和二次投料法。•2)一次投料法是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。自落式搅拌机要在搅拌筒内先加部分水，投料时砂压住水泥，使水泥不飞扬，而且水泥和砂先进搅拌筒形成水泥砂浆，可缩短水泥包裹石子的时间。强制式搅拌机出料口在下部，不能先加水，应在投入原材料的同时，缓慢均匀分散地加水。•3)二次投料法，是先向搅拌机内投入水和水泥(和砂)，待其搅拌1min后再投入石子和砂继续搅拌到规定时间。这种投料方法，能改善混凝土性能，提高了混凝土的强度，在保证规定的混凝土强度的前提下节约了水泥。目前常用的方法有两种：预拌水泥砂浆法和预拌水泥净浆法。预拌水泥砂浆法是指先将水泥、砂和水加入搅拌筒内进行充分搅拌，成为均匀的水泥砂浆后，再加入石子搅拌成均匀的混凝土。预拌水泥净浆法是先将水泥和水充分搅拌成均匀的水泥净浆后，再加入砂和石子搅拌成混凝土。•4)与一次投料法相比，二次投料法可使混凝土强度提高10%～15%，节约水泥15%～20%。•5)水泥裹砂石法混凝土搅拌工艺，用这种方法拌制的混凝土称为造壳混凝土(简称SEC混凝土)。①它是分两次加水，两次搅拌。②先将全部砂、石子和部分水倒入搅拌机拌和，使骨料湿润，称之为造壳搅拌。③搅拌时间以45～75s为宜，再倒入全部水泥搅拌20s，加入拌和水和外加剂进行第二次搅拌，60s左右完成，这种搅拌工艺称为水泥裹砂法。(3)进料容量•1)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。•2)进料容量与搅拌机搅拌筒的几何容量有一定比例关系。进料容量约为出料容量的1.4～1.8倍(通常取1.5倍)，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，影响混凝土的和易性。反之，装料过少，又不能充分发挥搅拌机的效能。四、混凝土的运输•1．混凝土运输的要求•2．运输工具的选择•3．泵送混凝土1．混凝土运输的要求•(1)运输中的全部时间不应超过混凝土的初凝时间。•(2)运输中应保持匀质性，不应产生分层离析现象，不应漏浆；运至浇筑地点应具有规定的坍落度，并保证混凝土在初凝前能有充分的时间进行浇筑。•(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表5－23规定。•表5－23混凝土从搅拌机中卸出后到浇筑完毕的延续时间注：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．运输工具的选择•(1)混凝土运输分地面水平运输、垂直运输和楼面水平运输等三种。•(2)地面运输时，短距离多用双轮手推车、机动翻斗车；长距离宜用自卸汽车、混凝土搅拌运输车。•(3)垂直运输可采用各种井架、龙门架和塔式起重机作为垂直运输工具。对于浇筑量大、浇筑速度比较稳定的大型设备基础和高层建筑，宜采用混凝土泵，也可采用自升式塔式起重机或爬升式塔式起重机运输。3．泵送混凝土•混凝土用混凝土泵运输，通常称为泵送混凝土。常用的混凝土泵有液压柱塞泵和挤压泵两种。•(1)液压柱塞泵(2)泵送混凝土对原材料的要求•(3)泵送混凝土施工中应注意的问题(1)液压柱塞泵•1)液压柱塞泵如图5-30所示。2)它是利用柱塞的往复运动将混凝土吸入和排出。3)混凝土输送管有直管、弯管、锥形管和浇筑软管等，一般由合金钢、橡胶、塑料等材料制成，常用混凝土输送管的管径为100～150mm。图5-30液压活塞式混凝土泵工作原理图1-混凝土缸；2-混凝土活塞；3-液压缸；4-液压活塞；5-活塞杆；6-受料斗；7-吸入端水平片阀；8-排出端竖直片阀；9-形输送管；10-水箱；11-水洗装置换向阀；12-水洗用高压软管；13-V水洗用法兰；14-海绵球；15-清洗活塞在地下结构和一些高度不高的混凝土结构施工中，也可直接利用混凝土移动泵车进行混凝土浇筑，泵车的臂长一般在30m以内。(2)泵送混凝土对原材料的要求•1)粗骨料：碎石最大粒径与输送管内径之比不宜大于1∶3；卵石不宜大于1∶2.5。•2)砂：以天然砂为宜，砂率宜控制在40%～50%，通过0.315mm筛孔的砂不少于15%。•3)水泥：最少水泥用量为300kg/m3，坍落度宜为80～180mm，混凝土内宜适量掺入外加剂。泵送轻骨料混凝土的原材料选用及配合比，应通过试验确定。(3)泵送混凝土施工中应注意的问题•1)输送管的布置宜短直，尽量减少弯管数，转弯宜缓，管段接头要严密，少用锥形管；•2)混凝土的供料应保证混凝土泵能连续工作，不间断；正确选择骨料级配，严格控制配合比；•3)泵送前，为减少泵送阻力，应先用适量与混凝土内成分相同的水泥浆或水泥砂浆润滑输送管内壁；•4)泵送过程中，泵的受料斗内应充满混凝土，防止吸入空气形成阻塞；•5)防止停歇时间过长，若停歇时间超过45min，应立即用压力或其他方法冲洗管内残留的混凝土；•6)泵送结束后，要及时清洗泵体和管道；•7)用混凝土泵浇筑的建筑物，要加强养护，防止龟裂。泵送混凝土施工时应注意观察泵管出料口的混凝土的粘稠性，石子应被水泥砂浆包裹良好。夏季应用潮湿麻袋覆盖泵管，降低混凝土入模温度。五、混凝土的浇筑与振捣•1．混凝土浇筑前的准备工作•2．混凝土浇筑•3.混凝土的浇筑方法(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5－24的要求。混凝土坍落度试验见图5-31。图5-31混凝土坍落度试验•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，应设串筒、斜槽、溜管或振动溜管等，如图5-32所示。•③混凝土的浇筑工作，应尽可能连续进行。•④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5－25的规定。•⑤在竖向结构中浇筑混凝土时，不得发生离析现象。•表5－24混凝土浇筑时的坍落度图5-32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-振动器表5－25混凝土浇筑层厚度(2)施工缝的留设与处理•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。1)施工缝的留设位置•①施工缝设置的原则，一般宜留在结构受力(剪力)较小且便于施工的部位。②柱子的施工缝宜留在基础与柱子交接处的水平面上，或梁的下面，或吊车梁牛腿的下面、吊车梁的上面、无梁楼盖柱帽的下面，如图5-33所示。图5-33柱子施工缝的位置(a)肋形楼板柱；(b)无梁楼板柱；(c)吊车梁柱1-施工缝；2-梁；3-柱帽；4-漏斗；5-吊车梁；6-屋架•③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；单向平板的施工缝，可留在平行于短边的任何位置处；对于有主次梁的楼板结构，宜顺着次梁方向浇筑，施工缝应留在次梁跨度的中间1/3范围内，如图5-34所示。图5-34有梁板的施工缝位置1-柱；2-主梁；3-次梁；4-板2)施工缝的处理•①施工缝处继续浇筑混凝土时，应待混凝土的抗压强度不小于1.2MPa方可进行。•②施工缝浇筑混凝土之前，应