钢筋混凝土与预应力混凝土工程《建筑施工技术》.ppt

4 4砼工程 混凝土的工艺特性 混凝土是一种复合材料 由水泥 砂 石 水 外加剂 因而其强度与各原材料有关 混凝土由不同比重的材料组成 在运输和浇筑的过程中易产生分层离析现象 工艺过程 配制搅拌运输振捣养护 混凝土的施工过程 4 4 1混凝土的配制 1 混凝土强度1 混凝土施工配置强度混凝土的施工配制强度可按下式确定 以达到95 的保证率 式中 fcu o 混凝土的施工配制强度 N mm2 fcu k 混凝土立方体抗压强度标准值 N mm2 施工单位的混凝土强度标准差 N mm2 施工单位的混凝土强度标准差 当施工单位具有近期的同一品种混凝土强度资料时 可按统计方法计算混凝土强度标准差 式中fcu i 统计期内第i组试件强度 N mm2 fcu m 统计期内混凝土n组试件强度的平均值 N mm2 n 统计期内同一品种混凝土强度等级的试件组数 n 25 当施工单位没有近期资料时 其混凝土强度标准差的取值 低于C20时取4 0N mm2 C20 C35时取5 0N mm2 高于C35时取6 0N mm2 2 混凝土的施工配合比及施工配料 必须控制原材料的质量水泥 出厂日期 强度等级 安定性 砂 石 级配 含水量 含泥量 水 PH值不能低于7 控制好配合比若实验室提供的理论配合比为水泥 砂 石 水C S G W 1 x y z现场砂的含水率为a 石子的含水率为b 则要确定施工配合比 单位用量的水泥需用 砂x 1 a 石子y 1 b 水z xa yb 故施工配合比为C S G W 1 x 1 a y 1 b z xa yb 施工配料是确定每拌一次需要的各原材料量 根据施工配合比和搅拌机的出料容量计算 例题 现场浇注C15混凝土 实验室提供的理论配合比为C S G W 1 2 36 4 57 0 66 1m3混凝土材料用量为 水泥280公斤 砂660公斤 石1280公斤 水185公斤 现场实测砂的含水率为4 石子含水率为2 求 1 施工配合比为多少 2 若现场用的搅拌机出料容积为0 35m3 问每盘应加水泥 砂 石 水各多少公斤 解 1 施工配合比S 砂 x 1 a 2 36 1 4 2 45G 石 y 1 b 4 57 1 2 4 66W 水 z xa yb 0 66 2 36 4 4 57 2 0 475所以施工配合比为 1 2 45 4 66 0 4752 求现场1m3混凝土所需的材料水泥 280kg砂 660 1 4 686kg石 1280 1 2 1306kg水 185 660 4 1280 2 133kg搅拌机一次出料量为0 35m3则每盘所需的量为 水泥280 0 35 98kg 二包水泥 砂686 0 35 240kg石1306 0 35 457kg水133 0 35 47kg 2 混凝土搅拌机选择 自落式搅拌机原理 将物料提高到一定高度后 利用重力作用自由下落 将物料混合均匀 适用 一般适用于塑性混凝土 坍落度较大的砼 强制式搅拌机原理 利用机械叶片强迫物料朝环向 径向 竖向各个方向运动 相互间产生剪切滑移 从而达到混合均匀的目的 适用 搅拌干硬混凝土 高强混凝土及轻骨料混凝土 强制式搅拌机 立轴式 卧轴式 2 搅拌制度 搅拌时间 从搅拌开始到出料所经历的时间过短 拌合不均匀 影响混凝土的强度和和易性 过长 影响机械效率 而且也会使混凝土和易性变差或产生分层离析现象 搅拌时间与搅拌机类型 鼓筒尺寸 骨料品种 粒径 混凝土坍落度等有关 投料顺序 各种材料按何种顺序进入搅拌机一次投料在料斗中先装石子 再加水泥和砂 在一次投入搅拌机的同时加水 投料时砂压住水泥 不致产生水泥飞扬 也不易粘在料斗和搅拌筒上 二次投料介绍水泥裹砂石法 分两次加水 两次搅拌 先将全部的石子 砂和70 的拌合水倒入搅拌机 拌合15s使骨料湿润 倒入全部水泥进行造壳搅拌30s左右 加入30 的拌合水和外加剂再进行糊化搅拌60s左右 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 进料容量 干料容量 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 如任意超载 就会使材料在搅拌筒内无充分的空间进行掺合 影响混凝拌合物的均匀性 反之 如装料过少 则又不能充分发挥搅拌机的效能 进料容量可根据搅拌机的出料容量按混凝土施工配合比计算 3 混凝土搅拌站当混凝土需要量较大时 可在施工现场设置混凝土搅拌站或订购商品混凝土搅拌站供应的商品 预拌 混凝土 大规模混凝土搅拌站采用自动上料系统 各种材料单独自动称量配料 卸入锥形料斗后进入搅拌机 粉煤灰 外加剂自动添加 如图所示 具有机械化程度高 配料称量准确 节约材料 保证及时供应 能确保配制混凝土的强度等优点 商品混凝土是今后发展的方向 国内一些大城市在一定范围内已规定必须采用商品混凝土 混凝土搅拌站的工艺流程I 运输设备 料斗设备 称量设备 搅拌设备 4 4 2混凝土的运输1 一般要求应保持原有的均匀性 不发生离析现象到浇注地点时 应满足规定的坍落度初凝前必须浇注完毕应以最少的转运次数和最短时间将混凝土从搅拌地点运至浇筑现场 混凝土从搅拌机卸出后到浇筑完毕的延续时间不宜超过表的规定 混凝土从搅拌机中卸出到浇筑完毕的延续时间 min 2 运输方式及工具简介1 水平运输 地面 楼面工具 双轮手推车 机动翻斗车 混凝土运输车等 2 垂直运输井架运输 塔式起重机运输 混凝土泵运输介绍混凝土泵设备及配件 混凝土泵 输送钢管以泵为动力 沿管道输送混凝土 可同时完成水平和垂直运输 不同型号的泵 排量不同 水平运距和垂直运距也不同 泵送混凝土应满足结构设计强度 还要满足可泵性要求 即混凝土易于流动 有足够的黏聚性 不泌水 不离析 且摩阻力小 对混凝土配料要求较高 要连续工作 4 4 3混凝土的浇筑与振捣1 准备工作 施工机具的准备内部振捣器 插入式振捣器表面振捣器 平板振捣器振动台其它工具 钢锲子 撬杠 照明设备 电源等 材料的准备 现场搅拌需要 水泥 砂 石 水 外加剂等 钢筋与模板应进一步检查 运输道路准备 劳动力准备 确定浇筑方案 填写浇筑申请 做好施工组织和技术 安全交底工作 2 混凝土的浇筑 混凝土浇筑中应注意的问题浇筑时 混凝土自由下落的高度不能过高 一般构件不超过2米 对特细长构件不超过3米 混凝土初凝前 应浇筑完毕 大体积混凝土施工尤其要注意 在运输中若发析应重新搅拌 施工中应留试生离块 应连续浇筑 尽量不留施工缝 混凝土振捣应密实 不能漏振或过振 在浇筑竖向结构的混凝土时 应先在底部填以50 100mm厚与混凝土成分相同的水泥砂浆 在降雨雪时不宜露天浇筑混凝土 当需浇筑混凝土时 应采取有效措施 确保混凝土质量 混凝土应连续浇筑 当必须间歇时 其间歇时间宜缩短 并在前一层混凝土凝结前 将后层混凝土浇筑完毕 混凝土运输 浇筑及间歇的全部时间不得超过规范规定 框架结构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 停歇一段时间 1 1 5h 待混凝土拌和物初步沉实 再浇筑梁板混凝土 梁板混凝土应同时浇筑 只有梁高1m以上时 才可以将梁单独浇筑 此时的施工缝留在楼板板面下20 30mm处 楼板混凝土的虚铺厚度应略大于板厚 振实 用铁插尺检查混凝土厚度 再用长的木抹子抹平 为保证捣实质量 混凝土应分层浇筑 现浇钢筋混凝土楼梯浇筑楼梯应自下而上一次浇筑完毕 若有钢筋混凝土栏板时应随同踏步一起浇筑 浇捣完毕用铁抹子自上而下抹平 3 施工缝 含义混凝土施工时 由于技术的或施工组织上的原因不能连续地将整个结构浇注完毕 且间歇时间超过混凝土的初凝时间 再次浇注混凝土时 先浇混凝土与后浇混凝土之间就形成一个看不见的结合面 这个结合面称为施工缝 施工缝的留设原则一般留在结构剪力较小的部位 同时考虑到施工的方便 留设位置柱 基础的顶面 梁 或吊车梁牛腿 的下面 无梁楼盖在柱帽下面 柱 基础的顶面 梁 或吊车梁牛腿 的下面 无梁楼盖在柱帽下面 柱子的施工缝位置I I 为施工缝位置 无梁楼盖的柱帽 梁 有主次梁的楼板 宜顺着次梁方向浇注 施工缝应留在次梁跨中间1 3跨的范围内 单向板 在平行于板的短边方向的任何位置 楼梯 在跨中1 3范围内 墙 门窗洞口过梁跨中1 3范围内或纵横墙的交接处 有主次梁盖板的施工缝位置 楼梯段施工缝位置 三个踏步以上 施工缝的处理处理时 先浇混凝土的强度不应小于1 2N mm2 清除老混凝土表面的水泥薄膜和松动的混凝土 表面充分湿润 但不积水 铺一层水泥浆或与原混凝土同标号的砂浆 浇注新的混凝土 4 混凝土振捣使混凝土拌和物密实成形的方法有 混凝土振动密实成形混凝土拌合物在振动机械作用下 产生强迫振动 使其内部的粘着力和内摩擦力减少 骨料犹如悬浮在液体中 在其自重作用下向新的位置沉落 水泥砂浆均匀分布填充空隙 气泡排出 混凝土填满整个模板形成密实体积 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 内部振动器多用于振实梁 柱 墙 厚板和基础等 应垂直插入混凝土中 并插入下层混凝土50mm 每一振点的振捣持续时间 应使混凝土捣实 插点的分布有行列式 交错式 外部振动器用于小截面直立构件 通过螺栓或夹钳等固定在模板外侧的横档上 一般每隔1 1 5m设置一个 表面振动器适于捣实楼板 地面 板形构件等每次振实的厚度不宜太大 移动间距应保证平板覆盖已振实部分的边缘 振动台用于振实预制构件 a 内部振动器 b 外部振动器 c 表面振动器 d 振动台 4 4 4混凝土的养护与拆模1 养护方法 标准养护 混凝土在温度为20 30C和相对湿度在90 以上的潮湿环境中养护28天 自然养护 混凝土在平均气温高于50C的自然条件下 浇水湿润防风防干等条件下进行的养护 养护初期 水泥的水化反应较快 需水也较多 要特别注意浇筑以后头几天的养护工作 自然养护分洒水养护和喷涂薄膜养生液养护两种 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 养护时间长短取决于水泥品种 喷涂薄膜养生液养护适用于不易洒水养护的高耸构筑物和大面积混凝土结构 它是将养生液喷涂在混凝土表面上 溶液挥发后在混凝土表面形成一种塑料薄膜 将混凝土与空气隔绝 阻止其中水分蒸发以保证水化作用的正常进行 地下建筑或基础 可在其表面涂刷沥青乳液以防止混凝土内水分蒸发 加热养护 蒸汽养护 热水养护 太阳能养护等 主要养护预制构件 4 4 5混凝土的质量检查与评定1 质量检查 施工全过程的检查原材料 搅拌 运输 浇注 养护等 外观检查表面有无麻面 蜂窝 孔洞 露筋 缺棱掉角 缝隙夹层等 外形尺寸是否超过允许值 允许偏差见下表 2 混凝土强度检查 试块的留置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 取样与试件留置应符合下列规定 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 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 4 4 6混凝土常见的缺陷及处理1 常见缺陷麻面 露筋 蜂窝 孔洞 缝隙及夹层 缺棱掉角 裂缝 强度不足 2 处理方法 表面抹浆修补 细石混凝土填补 环氧树脂修补 蜂窝 蜂窝 孔洞 4 6预应力混凝土工程 4 6 1预应力混凝土的概念在构件使用前 对结构构件受拉区的钢筋在弹性范围之内拉伸 利用钢筋的弹性回缩 对受拉区的混凝土预先施加预压应力 以提高构件的刚度 抗裂性和耐久性 普通钢筋混凝土构件的抗拉极限应变只有0 0001 0 00015 构件混凝土受拉不开裂时 构件中受拉钢筋的应力只有20 30N mm2 即使允许出现裂缝的构件 因受裂缝宽度限制 受拉钢筋的应力也仅达150 200N mm2 钢筋的抗拉强度未能充分发挥 预应力混凝土是解决这一问题的有效方法 即在构件承受外荷载前 预先在构件的受拉区对混凝土施加预压应力 当构件在使用阶段时外荷载作用下产生的拉应力 首先要抵消预压应力 这就推迟了混凝土裂缝的出现并限制了裂缝的开展 从而提高了构件的抗裂度和刚度 对混凝上构件受拉区施加预压应力的方法 是张拉受拉区中的预应力钢筋 通过预应力钢筋和混凝土间的粘结力或锚具 将预应力钢筋的弹性收缩力传递到混凝土构件上 并产生预压应力 4 6 2先张法施工 施工工艺 台座准备 刷隔离剂 铺放预应力筋等 张拉并锚固 安侧模 安预埋件 浇混凝土 养护 放张 脱模 堆放 起拱 1 台座墩式台座目前常用的是现浇钢筋混凝土制成的由承力台墩与台面共同受力的台座 台座设计 应进行稳定性和强度验算 稳定性验算包括台座的抗倾覆和抗滑移验算 计算简图同上 计算时因为台墩埋深较浅 可以不考虑主动和被动土压力 倾覆力矩矩心在台面厚度的中点 对台墩与台面共同受力的台座 可不作抗滑移验算 槽式台座适于张拉吨位较大的构件 2 预应力筋的张拉张拉机具先张法粗钢筋的张拉 分单根张拉和多根成组张拉 选择张拉机具时 为了保证设备 人身安全和张拉力准确 张拉机具的张拉力应不小于预应力筋张拉力的1 5倍 张拉机具的张拉行程应不小于预应力筋张拉伸长值的1 1 1 3倍 油压千斤顶 电动螺杆张拉机 卷扬机 由于在长线台座上预应力筋的张拉伸长值较大 一般千斤顶行程多不能满足要求 故张拉较小直径钢筋可用卷扬机 此外 张拉直径12 20mm的单根钢筋 钢绞线或小型钢丝束 可用YC 20型穿心式千斤顶 图 张拉时 前油嘴回油后油嘴进油 被偏心夹具夹紧的钢筋随着油缸的伸出而被拉伸 如油缸行程已接近最大行程而钢筋尚未达到控制应力时 可使千斤顶卸载 油缸复位 然后继续张拉 a 暂时锚固 回油使油缸复位 b 张拉1 偏心夹具 2 后油嘴 3 前油嘴 4 弹性顶压头 5 销片夹具 6 台座横梁 7 预应力筋 夹具先张法中夹具分两类 一类是将预应力筋锚固在台座或钢模上的锚固夹具 另一类是张拉时夹持预应力筋用的张拉夹具 锚固夹具与张拉夹具都是重复使用的工具 此处仅介绍常用的一些钢丝张拉夹具钢丝张拉夹具 a 钳式 偏心式 b 月牙式 c 楔形1 钢丝 2 钳齿 3 拉钩 4 偏心齿条 5 拉环 6 锚板 7 楔块 a 圆锥齿板式 b 圆锥槽式 c 楔形1 套筒 2 齿板 3 钢丝 4 锥塞 5 锚板 6 楔块 钢丝用锚固夹具 钢筋锚固夹具多用螺丝端杆锚具 镦头锚和销片夹具张拉时可用连接器与螺丝端杆锚具连接 钢筋镦头 直径22mm以下的钢筋用对焊机热镦或冷镦 大直径钢筋可用压模加热锻打成型 销片式夹具由圆套筒和圆锥形销片组成 套筒内壁呈圆锥形 与销片锥度吻合 销片有两片式和三片式 钢筋就夹紧在销片的凹槽内 两片式销片夹具1 销片 2 套筒 3 预应力筋 3 张拉制度超张拉制度0105 con con一次张拉制度0103 con采用超张拉工艺的目的是为了减少预应力筋的松弛应力损失 所谓 松弛 即钢材在常温 高应力状态下具有不断产生塑性变形的特性 松弛的数值与张拉控制应力和延续时间有关 控制应力高 松弛也大 所以钢丝 钢绞线的松弛损失比冷拉热轧钢筋大 松弛损失还随着时间的延续而增加 但在第一分钟内可完成损失总值的50 24h内则可完成80 所以采用超张拉工艺 先超张拉5 再持荷2min 则可减少50 以上的松弛应力损失 采用一次张拉锚固工艺 因松弛损失大 故张拉力应比原设计控制应力提高3 这种张拉程序施工简便 一般多用 张拉力的计算式中 超张拉百分率 持荷2分钟 4 预应力筋伸长值与应力的测定预应力筋张拉后 一般应校核其伸长值 如实际伸长值与计算值的偏差超过 6 应暂停张拉 对于长线台座生产 构件的预应力筋为钢丝时 一般常用弹簧测力计直接测定钢丝的张拉力 伸长值可不作校核 钢丝张拉锚固后 应采用钢丝测力计检查钢丝的预应力值 多根预应力筋同时张拉时 应预先调整初应力 使其相互之间的应力一致 在张拉过程中预应力筋断裂或滑脱的数量 严禁超过结构同一截面预应力筋总根数的3 且严禁相邻两根断裂或滑脱 先张法构件在浇筑混凝土前发生断裂或滑脱的预应力筋必须予以更换 预应力筋张拉描固后 预应力筋位置与设计位置的偏差不得大于5mm 且不得大于构件截面最短边长的4 施工中应注意安全 张拉时 正对钢筋两端禁止站人 敲击锚具的锥塞或楔块时 不应用力过猛 以免损伤预应力筋而断裂伤人 但又要锚固可靠 5 混凝土的浇筑与养护确定预应力混凝土的配合比时 应尽量减少混凝土的收缩和徐变 以减少预应力损失 收缩和徐变都与水泥品种和用量 水灰比 骨料孔隙率 振动成型等有关 应采用低水灰比的配合比 控制水泥用量 良好的级配 预应力筋张拉完成后 钢筋绑扎 模板拼装和混凝土浇筑等工作应尽快跟上 混凝土应振捣密实 混凝土浇筑时 振动器不得碰撞预应力筋 混凝土未达到强度前 也不允许碰撞或踩动预应力筋 采用重叠法生产构件时 应待下层构件的混凝土强度达到5 0MPa后 方可浇筑上层构件的混凝土 混凝土可采用自然养护或湿热养护 当预应力混凝土构件进行湿热养护时 应采取正确的养护制度以减少由于温差引起的预应力损失 预应力筋张拉后锚固在台座上 温度升高预应力筋膨胀伸长 使预应力筋的应力减小 在这种情况下混凝土逐渐硬结 而预应力筋由于温度升高而引起的应力减小则永远不能恢复 并引起预应力损失 因此 先张法在台座上生产预应力混凝土构件 其最高允许的养护温度应根据设计规定的允许温差 张拉钢筋时的温度与台座养护温度之差 计算确定 以机组流水法或传送带法用钢模制作预应力构件 湿热养护时钢模与预应力筋同步伸缩 故不引起温差预应力损失 6 预应力筋的放张放张的要求放张预应力筋时 混凝土强度必须符合设计要求 如无设计要求时 混凝土强度不低于设计强度标准值的75 放张预应筋前 应拆除构件侧模使放张时构件能自由压缩 放张的方法钢丝 可用砂轮锯或切断机切断粗钢筋 对热处理钢筋及冷拉IV级钢筋 不得用电弧切割 宜用砂轮锯或切断机切断当放张多根预应力筋时 多根钢丝或钢筋的同时放松 可用油压千斤顶 砂箱 楔块等同时放张 放张的顺序尽可能同时放张 4 6 3后张法施工 一 施工工艺 铺底模 支侧模 绑扎钢筋 埋管制孔 浇混凝土 抽管 养护拆模 穿预应力筋 预应力筋张拉 孔道灌浆 起吊运输 1 孔道留设预应力筋的孔道形状有直线 曲线 折线三种 孔道直径一般比预应力筋的接头外径或需穿入孔道锚具外径大1 1 5cm 孔道留设方法 钢管抽芯法 留设 48直线孔道注意事项 钢管必须调直 表面光滑 刷润滑剂 钢管位置用间距1 2m的钢筋井字架固定 恰当掌握抽管时间 在混凝土初凝完成 终凝开始时抽管 常温下抽管时间在混凝土浇筑后3 6h 钢管每根长度最好不超过15m 抽管顺序应先上后下 灌浆孔和排气孔的留设 胶管抽芯法 留设 48直线或曲线孔道在胶管内注入压力水或压缩空气 待混凝土初凝后 放出压力水或压缩空气 胶管直径变小 与混凝土脱离 抽管 注意事项 胶管用间距小于0 5m的钢筋井字架固定 胶管必须有良好的密封装置 胶管接头处理要慎重 抽管时间比钢管略迟 抽管顺序宜先上后下 先曲后直 预埋波形管法 留设 48直线或曲线孔道 无需抽管 金属波纹管重量轻 刚度好 弯折方便 与混凝土粘结好 波纹管采用间距不大于0 8m的钢筋井字架固定 波纹管的连接 可采用大一号的同型波纹管 用密封胶带或塑料热塑管封口 金属波纹管 现场金属波纹管铺设 2 预应力筋的张拉用后张法张拉预应力筋时 混凝土强度应符合设计要求 设计无规定时 不应低于设计强度等级的75 张拉程序0105 con con0103 con 持荷2分钟 张拉控制应力过高 结构破坏没有明显预兆 而且混凝土徐变应力损失增大 因此控制应力应符合设计规定 张拉顺序合理地选择张拉顺序和张拉程序 是施工中贯彻设计意图 保证预应力构件质量的重要环节 预应力筋的张拉顺序 应按设计的有关规定进行 如设计无规定或受张拉设备限制时 则可分批 分阶段 对称地张拉 以免构件承受过大的偏心压力 当构件同一截面有多根预应力筋须分批拉时 则应考虑混凝土弹性压缩对预应力筋的有效预应力值的影响 所以先一批张拉的顶应力筋 其张拉力应加上由于后几批预应力筋张拉时所产生的混凝土弹性压缩所造成的预应力损失值 使分批张拉完成后 每根预应力筋的张拉力基本相等 叠层构件的张拉宜先上后下逐层进行张拉 采用逐层加大张拉力的方法 以减少上下层构件之间的摩阻力引起的预应力损失 但底层张拉力值 对碳素钢丝 钢绞线和热处理钢筋 不宜比顶层张拉力大5 对于冷拉 级钢筋 不宜比顶层张拉力大9 同时也不得大于预应力筋的最大超张拉力的规定 为了使逐层加大的张拉力符合实际情况 最好在正式张拉前对某叠层第一 二层构件的张拉压缩量进行实测 然后按计算各层应增加的张拉力 若构件之间隔离层的隔离效果较好时 例如用塑料薄膜作隔离层或用砖作隔离层 当用砖作隔离层时 大部分砖在张拉预应力筋时取出 仅有局部的支承点 构件之间基本上架空 也可自上而下采用同一张拉力值张拉 钢筋分批张拉时 由于后批张拉的作用力造成前批钢筋的预应力损失 3 孔道灌浆主要作用保护预应力筋 防止其锈蚀 并使预应力筋与结构混凝土形成整体 材料灌浆用的水泥浆应有足够强度和粘结力 且具有较好的流动性 较小的干缩和泌水性 水泥浆及砂浆强度 均不应小于20MPa 水泥浆的水灰比宜在0 4左右 搅拌后三小时泌水率宜控制在2 左右 最大不得超过3 当需要增加孔道灌浆密实性时 水泥浆中可掺入外加剂 灌浆施工要领灌浆前混凝土孔道应用压力水冲刷 确保孔道混凝土湿润和洁净 水泥浆倒入灰浆泵时 必须过筛 灌浆缓慢均匀地进行 不得中断 并排气通顺 在灌满孔道并封闭排气孔后 宜再继续加至0 5 0 6MPa 并稳压一定时间 再封闭灌浆孔 灌浆顺序应先下后上 以避免上层孔道灌浆而把下层孔道堵塞 曲线孔道灌浆 宜由低点压入水泥浆 至最高点排气孔中排出空气及溢出浓浆为止 1 锚具的种类单根粗钢筋锚具一般张拉端均采用螺丝端杆锚具 而固定端除了采用螺丝端杆锚具外 还可采用帮条锚具或镦头锚具 螺丝端杆锚具1 螺母 2 垫板 3 螺丝端杆 4 对焊接头 5 预应力筋 二 锚具及张拉设备 适用于锚固直径不大于36mm的热处理钢筋 螺丝端杆可用同类热处理钢筋制作 螺母用3号钢制作 螺丝端杆锚具与预应力筋对焊 帮条锚具由一块方板和三根帮条组成 一般用在单根粗钢筋作预应力筋的固定端 张拉机具螺丝端杆锚具设于张拉端 与其配套的张拉设备有YL 60型拉杆式千斤顶 或YC 60型 YC 20型及YC 18型穿心式千斤顶 帮条锚具1 帮条 2 衬板 3 预应力筋 用拉杆式千斤顶张拉单根粗钢筋的工作原理图1 主油缸 2 主缸活塞 3 主缸油嘴 4 副缸 5 副缸活塞 6 副缸油嘴 7 连接器 8 顶杆 9 拉杆 10 螺母 11 预应力筋 12 混凝土构件 13 预埋钢板 14 螺丝端杆 目前常用的锚具有JM型 KT Z型 可锻铸铁锥形 以及XM型 QM型 墩头锚具 JM型锚具 钢筋束或钢绞线束锚具 JM型锚具由锚环和夹片组成 a 预应力筋与锚具连接图 b JM型锚具的夹片 c JM型锚具的锚环1 混凝土构件 2 孔道 3 钢筋束 4 JM型锚具的夹片 5 镦头锚具 6 甲型锚环 7 乙型锚环 JM锚具由锚环和夹片组成 锚环分甲型和乙型 夹片呈扇形 靠两侧的半圆槽锚固预应力钢筋 可用于锚固3 6根直径12mm的光圆或螺纹钢筋束 也可锚固5 6根12mm的钢绞线束 可作为张拉端或固定端锚具 JM型锚具性能好 锚固时钢筋束或钢绞线束被单根夹紧 不受直径误差的影响 且预应力筋是在呈直线状态下被张拉和锚固 受力性能好 JM型锚具用于锚固钢筋束时的滑移值 不应大于3mm 用于锚固钢绞线时 滑移值不应大于5mm XM型锚具这是一种新型锚具 由锚环与三块夹片组成 适用于锚固钢绞线束 钢丝束 既可锚固单根预应力筋 又可锚固多根预应力筋 当用于锚固多根预应力筋时 既可单根张拉 逐根锚固 又可成组张拉 成组锚固 可用作工作锚具 也可用作工具锚具 近年来随着预应力混凝土结构和无粘结预应力结构的发展 XM型锚具巳得到广泛应用 实践证明 XM型锚具具有通用性强 性能可靠 施工方便 便于高空作业的特点 夹片 锚环 张拉机具 宜选用相应的YC型穿心式千斤顶适于张拉JM型 XM型 QM型的预应力钢丝束 钢筋束 钢绞线束 1 大缸缸体 2 穿心套 3 顶压活塞 4 护套 5 回程弹簧 6 连接套 7 顶压套 8 撑套 9 堵头 10 密封圈 11 两缸缸体 12 油嘴 13 撑脚 14 拉杆 15 连接套筒 钢丝束锚具钢质锥型锚具 钢丝束镦头锚具 XM型 QM型钢质锥型锚具由锚环和锚塞组成 钢丝分布在锚环锥孔内侧 由锚塞塞紧锚固 锚塞上刻有细齿槽 夹紧钢丝防止滑移 锚环内孔的锥度应与锚塞的锥度一致 钢丝束镦头锚具A型用于张拉端 B型用于固定端 锚环的内外壁均有丝扣 内丝扣连接张拉螺杆 外丝扣拧紧螺母锚固钢丝束 张拉时 张拉螺丝杆一端与锚环内丝扣连接 另一端与千斤顶的拉头连接 张拉到控制应力时 锚环被拉出 则拧紧锚环外丝扣上的螺母加以锚固 P型锚固体系包括挤压头 含挤压套和三角形钢丝挤压簧 螺旋筋 锚板 约束圈等 挤压套 挤压簧与钢绞线采用专用的JY40型挤压器挤压锚固 配用油泵为ZB4 500型电动油泵 多孔 型固定端 单孔 型固定端 张拉机具 YZ型锥锚式千斤顶或YC型穿心式千斤顶张拉油缸用以张拉预应力筋 顶压油缸用以顶压锥塞 主要用于张拉KT Z型 锥形 锚具锚固的钢筋束 钢绞线束和使用锥形锚具的预应力钢丝束 三 预应力筋的制作1 单根预应力筋的制作制作工艺 单根预应力筋一般用热处理钢筋 一般包括配料 对焊 冷拉等工序 采用控制应力的方法进行冷拉 钢筋对焊接长在钢筋冷拉前进行 预应力筋的下料长度 应由计算确定 计算时应考虑下列因素 结构的孔道长度 锚具厚度 千斤顶长度 焊接接头或镦头的预留量 冷拉伸长值 弹性回缩 张拉伸长值等 两端采用螺丝端杆锚具的预应力筋 其下料长度可按下列方法计算预应力筋全长 预应力筋中的钢筋冷拉完成后的长度 预应力筋中的钢筋下料长度 或可近似地采用式中 包括锚具在内的预应力筋全长 预应力筋中钢筋的下料长度 构件孔道长度 螺丝端杆在构件外的外露长度 预应力筋中的钢筋冷拉完成后的长度 螺丝端杆长度 钢筋直径 钢筋的冷拉率 由试验定 钢筋冷拉后的弹性回缩率 一般0 4 0 6 螺丝端杆外露在构件孔道外的长度 根据垫板厚度h 螺母高度H和拉伸机与螺丝端杆连接所需长度确定 一般可选用120mm 150mm或按下式计算 张拉端锚固端 垫板 螺帽 张拉端采用螺丝端杆锚具 固定端用帮条锚具或镦头锚具时 预应力筋下料长度计算其中各符号意义同前 只是表示帮条或墩头锚具所需钢筋长度 2 钢筋束及钢绞线束的制作制作工艺 钢筋束由直径为10mm的热处理钢筋编束而成 钢绞线束由直径12mm或15mm的钢绞线束编束而成 每束3 6根 预应力筋的制作包括开盘冷拉 下料 编束等工序 下料在钢筋冷拉后进行 用18 22号铁丝对预应力筋编束 3 钢丝束的制作调直下料编束安装锚具 3 例题1某车间采用24m钢筋混凝土折线型屋架 屋架尺寸 预应力筋如图所示 两端用螺丝端杆锚具 螺丝端杆锚具长320mm 冷拉钢筋实测冷拉率为3 弹性回缩率为0 3 现场钢筋长度为8m 钢筋对焊采用预热闪光焊 每个焊接接头钢筋损耗量为28mm 绘出预应力筋配料计算简图 并计算预应力筋的下料长度 解 预应力筋配料计算简图如图示 L 24040 4 6 4无粘结预应力施工无粘结预应力施工方法是后张法预应力混凝土的发展 无粘结预应力施工方法是 在预应力筋表面刷涂料并包塑料布 管 后 如同普通钢筋一样先铺设在安装好的模板内 然后浇筑混凝土 待混凝土达到设计要求强度后 进行预应力筋张拉锚固 这种工艺的优点是不需要预留孔道和灌浆 施工简单 张拉时摩阻力较小 预应力筋具有良好的抗腐蚀性 并易弯成多跨曲线形状 适用于曲线配筋的结构 在双向连续平板和密肋板中应用无粘结预应力钢筋束比较经济合理 在多跨连续梁 大荷载的多层工业厂房楼盖体系 大跨度梁类结构中很有发展前途 但预应力筋强度不能充分发挥 一般要降低10 20 锚具的要求也较高 无粘结预应力起源于50年代的美国 70年代末我国开始研究 80年代初成功地应用于实际工程中 1 无粘结预应力筋的制作1 无粘结预应力筋组成及要求由预应力钢材 防腐涂料和外包层以及锚具组成 原材料的准备预应力筋一般选用高强钢丝组成的钢丝束或钢绞线 涂料层长期保护预应力筋不受腐蚀 减少张拉时的摩阻力 应符合下列要求 在 20 70 温度范围内不流淌 不开裂 不变脆 并有一定韧性 使用期内化学稳定性高 对周围材料无侵蚀作用 不透水 不吸湿 防腐性能好 润滑性能好 摩擦阻力小 根据上述要求 目前一般选用1号或2号建筑油脂作为无粘结预应力筋的表面涂料 外包层外包层的包裹物必须具有一定的抗拉强度 防渗漏性能 同时还需符合 在使用温度范围内 20 70 低温不脆化 高温化学性能稳定 具有足够的韧性 抗磨性 对周围材料无侵蚀作用 保证预应力束在运输 储存 铺设和浇筑混凝土过程中不发生不可修复的破坏 一般常用的包裹物有塑料布 塑料薄膜或牛皮纸 其中塑料布或塑料薄膜防水性能 抗拉强度和延伸率较好 此外 还可选用聚氯乙烯 高压聚乙烯 低压聚乙烯和聚丙烯等挤压成型作为预应力束的涂层包裹层 2 无粘结预应力筋的成型工艺一般有涂包成型工艺 挤压涂层工艺两种制作方法 涂包成型工艺可以