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4 3混凝土工程 工艺流程 本节主要内容 砼的配料砼的搅拌砼的运输砼的浇筑与振捣砼的养护砼的质量检查砼的缺陷与处理 1 一 混凝土的配料 一 主要材料1 水泥 品种 硅酸盐水泥 普通硅酸盐水泥 矿渣水泥 火山灰水泥 粉煤灰水泥 复合硅酸盐水泥 强度 按2001年4月1日新标准执行 贮存 防止受潮 离地 离墙30cm以上 贮存时间 3个月 2 GB175 1999 标准包括 硅酸盐水泥 普通硅酸盐水泥 GB1344 1999 标准包括 矿渣硅酸盐水泥 火山灰硅酸盐水泥及粉煤灰硅酸盐水泥 GB12958 1999 标准包括 复合硅酸盐水泥 3 2 砂 粒径0 16 5mm按来源 海砂 山砂 河砂按粗细 粗砂 中砂 细砂注意对含泥量和有害杂质的控制 3 石子 大于5mm的骨料卵石 表面光滑 空隙率和表面积较小 水泥用量少 与水泥浆粘结力较差 强度较低 碎石 表面粗糙 空隙率和表面积较大 水泥用量大 与水泥浆粘结力强 强度较高 4 4 水 饮用水和清洁的天然水 5 外加剂作用 改善砼的性能 提高砼的强度 节约水泥和能源 品种 减水剂 加气剂 促凝剂 缓凝剂 防水剂 抗冻剂 膨胀剂 保水剂 阻锈剂等 6 外掺料作用 节约水泥 改善砼的性能 品种 粉煤灰 矿渣 火山灰等 5 二 主要指标1 和易性 砼拌合物易于施工操作 拌合 运输 浇捣 并能获得质量均匀 成型密实的性能 流动性 指砼在自重和机械振捣的作用下 产生流动并均匀密实填满模型的性能 用坍落度表示 粘聚性 砼在施工过程中其组成材料之间有一定的粘聚力 不致产生分层和离析现象 保水性 砼保持内部水分的能力 不致产生严重的泌水现象 2 强度 以抗压强度作为评定砼质量的主要指标 用边长为150mm的立方体试块 在标准条件下 温度20 3 相对湿度 90 养护28d后的抗压强度 C10 C15 C20 C25 C30 C40 C50 C60等 6 三 混凝土施工配制强度的确定 为使保证率达到95 混凝土的配制强度应比设计强度标准值高1 645 施工单位标准差 混凝土的施工配制强度fcu o N mm2 式中 fcu k 设计的混凝土强度标准值 N mm2 施工单位的混凝土强度标准差 N mm2 7 强度标准差 的取值 有近期同一品种混凝土强度资料时 fcu i 第I组试件强度值 fcu N组强度平均值N 混凝土试件组数 N 25无近期同一品种混凝土强度资料时 参考下表取值 8 四 施工配合比换算水灰比W C 砂 石含水率分别为Wx Wy实验室配合比 水泥 砂 石 1 x y施工配合比 水泥 砂 石 1 x 1 Wx y 1 Wy 水灰比保持不变 但加水量应扣除砂 石中的含水量 五 施工配料根据工地搅拌机型号来确定每拌一次需用的各种原材料用量 使用袋装水泥时可取整袋水泥量 但超量 10 配比要准确 1 配比及每次投料量挂牌公布 2 称量准确 水泥 掺料 水 外加剂允许偏差 2 粗 细骨料允许偏差 3 9 10 二 混凝土的搅拌 一 搅拌机的选择1 分类 1 自落式搅拌机重力拌合原理按搅拌筒形状不同 鼓筒式 锥形反转出料式 JZ 双锥形倾翻出料式 JF 适用于搅拌塑性砼和低流动性砼 11 鼓筒形自落式搅拌机 12 锥形反转出料自落式搅拌机 13 2 强制式搅拌机剪切拌合原理按构造特征 立轴式 卧轴式 适用于搅拌干硬性砼和轻骨料砼 2 规格出料容量 m3 1000标定搅拌机规格 现行系列有 50 150 250 350 500 750 1000 1500 3000 14 强制式搅拌机的形式 15 二 搅拌制度1 搅拌时间 从全部材料投入搅拌筒起 到开始卸料为止所经历的时间 其与搅拌机类型 鼓筒尺寸 坍落度 骨料粒径等有关 自落式 强制式 小坍落度 大坍落度 料多 料少 16 2 投料顺序一次投料法 石子 水泥 砂 筒内先加水或进料时加水 二次投料法 砂 水 水泥 拌1分钟 石子 拌1分钟 出料 两次加水法 造壳混凝土 SEC 砂 石 70 水 拌30秒 水泥 拌30秒 30 水 拌60秒 强度提高10 20 或节约水泥5 10 17 3 进料容量 Vj 每次可装入干料的体积 搅拌筒几何容量Vg搅拌筒系数 Vj Vg 0 22 0 4出料系数 Vc VJ 0 6 0 74 搅拌机生产率t 搅拌机每一工作循环 装料 搅拌 卸料 所需时间 s q 搅拌机的出料容量 R 时间利用系数 可取0 7 0 9 18 三 砼搅拌站砼集中在搅拌站拌制 机械化 自动化程度高 降低劳动强度 保证砼质量 改善环境 文明施工 有较好的经济效果 供应半径约15 20km 以 商品混凝土 形式供应 按竖向布置方式不同分 单阶式和双阶式 19 20 大型搅拌站竖向布置示意图 21 大型半移动式搅拌站竖向布置示意图 22 三 砼的运输 一 运输要求1 运输过程中不分层 不离析 23 2 尽量缩短运输时间 减少转运次数 为保浇捣在初凝前完成 从卸出至浇完的时间限定 3 保证连续浇筑 4 容器严密 不漏浆 容器内壁平整光洁 不吸水 24 二 水平运输1 地面水平运输工具 运距较小 1km 手推车 机动翻斗车 较长距离 10km 自卸汽车 长距离 混凝土搅拌运输车 或装拌好的混凝土 或装干料 10km 卸料前10 15分钟加水搅拌 25 26 JY 3000型混凝土搅拌运输车 27 2 楼面水平运输 双轮手推车 塔吊兼顾 混凝土泵加布料杆 移置式混凝土布料杆 28 29 三 垂直运输工具 井架 配合自动翻斗车 手推车 塔吊 配合吊斗 吊斗 常用容积0 4 0 8 1 1 2m3 上部开口 下部有扇形手动闸门 可完成垂直 水平运输及浇筑任务 混凝土泵 卧式吊斗 立式吊斗 30 四 砼泵送运输1 设备 1 混凝土泵 活塞式 挤压式 2 输送管 直管 弯管 锥形管 软管等 3 布料杆性能 混凝土排量30 90m3 h 高度100m 203m 水平距离600m 31 活塞式砼泵 32 固定式混凝土输送泵 33 34 三折叠式布料杆浇筑范围示意 35 2 原材料粗骨料 优选卵石 卵石d D 2 5 碎石d D 3细骨料 宜用中砂 砂率40 50 水泥 300kg m3坍落度 80 180mm掺外加剂 高效减水剂 流化剂 增加和易性 3 注意事项连续供应 避免堵塞 管线尽量直 转弯宜少切缓 接头严密 泵送前用适量的水泥砂浆润滑输送管道内壁 料斗内有足够砼 防止空气混入形成堵塞 及时清理 36 四 砼浇筑与振捣 一 准备工作模板和支架 钢筋和预埋件应检查验收 清除模板内垃圾 钢筋上油污 木模板浇水湿润 准备和检查材料 机具及运输道路 做好施工组织工作和安全 技术交底 37 二 浇筑要求1 砼的自由下落高度 2m及竖向结构浇筑高度 3m时 应使用串筒或溜槽 2 分层浇筑 分层厚度见书中表格插入式振动器 1 25倍振捣棒长度 表面式振动器 200mm 3 墙 柱等竖向构件浇筑前 先垫50 100mm厚水泥砂浆 与混凝土砂浆成分相同 防止烂根 4 梁 板砼的浇筑宜同时浇筑 尺寸较大时可单独浇筑 浇筑与柱 墙连成整体的梁 板时 应在柱和墙浇筑完毕后停歇1 1 5h 使砼获得初步沉实 再继续浇筑梁和板 38 串筒 振动落管 39 5 应连续浇筑 尽量缩短间歇时间 运输 浇筑 间歇的允许时间为 40 5 施工缝在砼浇筑过程中 因设计要求或施工需要分段施工 而在先 后浇筑的砼之间所形成的接缝 它是结构的薄弱环节 超过了砼浇筑中的最大间歇时间 1 施工缝留设原则宜在结构受剪力较小且便于施工的部位 柱应留水平缝 梁 板留垂直缝 41 2 具体规定柱 基础顶面 梁下 吊车梁牛腿下或吊车梁上 柱帽下 水平缝 和板连成整体的大截面梁 留在板底面以下20 30mm处 单向板留在平行于短边的任何位置 有主次梁的楼板 宜顺次梁方向浇筑 施工缝留在次梁跨度的中间1 3范围内 墙其它结构 42 3 施工缝的处理先浇的混凝土强度 1 2N mm2 表面清理 清除水泥薄膜 松动石子 软弱混凝土层 湿润 冲洗干净 不积水 浇前铺水泥砂浆10 15mm厚 浇混凝土时细致捣实 令新旧混凝土紧密结合 43 柱子施工缝位置 44 单向板 平行于板短边的任何位置留垂直缝 梁 梁板宜同时浇筑 梁高 1m时水平缝可留在板或梁托 翼缘 下20 30mm处 45 有主次梁的楼盖 顺次梁方向浇筑 在次梁中间1 3跨度范围内留垂直缝 46 47 双向楼板 大体积混凝土结构 拱 薄壳 蓄水池 多层刚架等 按设计要求的位置留置 墙 在门洞口过梁中间1 3跨度范围内 或在纵横墙交接处留垂直缝 48 三 砼的振捣方法 人工振捣 机械振捣1 机械振捣原理利用振动力克服颗粒之间的粘着力和摩阻力 增加砼流动性 排除多余的水分 气泡 空洞而密实 49 2 设备 1 内部振捣器 插入式 适于振实梁 柱 墙等平面尺寸较小而垂直深度较大的构件或厚大体积的砼 振捣方式 垂直振捣 斜向振捣操作要点 快插慢拔快插 防止将砼表面振实 与下面砼产生分层离析想象 慢拔 使砼有时间填满振捣棒抽出时形成的空洞 插点方式 行列式 交错式插点间距 1 5R R 有效作用半径 R 8 10倍振捣棒半径 振捣时间10 30秒 浮浆 无明显沉落 无气泡即可 插入下层50 100mm 50 行星高频插入式振动器 高频 51 52 2 外部振捣器 附着式 适于振捣厚度小 钢筋密 不宜用插入式振捣器的构件 3 表面振捣器适于振捣面积大而厚度小的结构 4 振动台预制厂用于制作构件 实验室中用于振捣砼 53 常用振捣设备的工作原理 3 常用振捣设备 54 混凝土的其它成型方法 1 挤压成型 原理 55 2 离心成型 原理 56 5 真空吸水一次抹面混凝土 适用于 平板 路面 机场原理 借助真空负压 将水从刚成型的混凝土中排出 使混凝土更密实 1 优点 混凝土强度提高20 50 抗冻性提高2 2 5倍 耐磨性提高0 5 1倍 钢筋握裹力提高20 25 有0 1 0 2N mm2的初期强度 收缩小 地面无裂缝 节约水泥10 25 降低造价20 25 加快模板周转 57 2 真空吸水设备 真空机组 真空泵 电机 水箱等 吸垫 尼龙布过滤层 塑料网片骨架层 橡胶布密封层 58 3 操作要点 振捣混凝土 混凝土坍落度2 4cm 提浆刮平 铺吸垫 尼龙布 塑料网片 橡胶布盖垫 中间有吸管 真空吸水 15分钟 至指压无陷痕 踩只留轻微脚印 机械抹面 4 工艺参数 1 吸水时间 每cm厚1 1 5分钟 2 吸水量 3 5分钟占总量50 3 作用深度 30 40cm 最好15 20cm 4 配比要求 低标号水泥 砂率宜大些 中砂 粗砂 59 四 大体积混凝土结构浇筑 1 要求保证混凝土的整体性时 连续浇筑不留施工缝 分层浇筑捣实 1 浇筑方案 1 全面水平分层 面积小而厚度大时 要求 次层砼在前层砼初凝前浇筑完毕 2 斜面分层 面积大但为长条形时 要求 次段砼在前段砼初凝前浇筑完毕 3 分段分层 面积大但厚度小时 60 2 浇筑强度 每小时混凝土最小浇筑量 Q Fh T m3 h F 每个浇筑层 段 的面积 m2 h 浇筑层厚度 m T 下层混凝土允许的时间间隔 T t1 t2 t1为混凝土初凝时间 t2为运输时间 61 例题 某混凝土设备基础 长 宽 厚 15m 4m 3m 要求整体连续浇筑 拟采用全面水平分层浇筑方案 现有三台搅拌机 每台生产率为6m3 h 若混凝土的初凝时间为3h 运输时间为0 5h 每层浇筑厚度为50cm 试确定 浇筑方案是否可行 确定搅拌机最少应设几台 该设备基础浇筑的可能最短时间与允许的最长时间各为多少 62 大体积混凝土浇筑方案 c 斜面分层 a 全面水平分层 b 分段分层 63 2 厚大体积结构早期裂缝的预防两种温度裂缝 升温阶段表面开裂 内外温差应 25 降温阶段拉裂 多种措施 设置后浇带 1 产生裂缝的原因碳化收缩干燥收缩水化热外部约束 64 2 预防方法选用低水化热水泥 矿渣硅酸盐水泥 减少水泥用量 掺适量粉煤灰和外加剂 减水剂 放慢浇筑速度 减少浇筑厚度 人工降温 埋入冷却水管 浇筑后及时覆盖 控制内外温差 减缓降温速度 设置后浇带 后浇带 现浇砼结构施工过程中 克服温度 收缩 不均匀沉降等因素可能产生有害裂缝 而设置的临时施工缝 宽度 700 1000mm 保留时间至少28d以上 处理方法 65 墙体后浇带的留设 66 五 砼的养护养护条件 适当的温度和湿度 一 自然养护在常温下 平均气温不低于5 用适当的材料覆盖砼并适当浇水 使砼在一定时间内在湿润状态下硬化 具体规定 浇筑完毕后 在12h内覆盖浇水 养护日期 以达到设计强度60 左右为度 硅酸盐水泥 普通硅酸盐水泥 矿渣硅酸盐水泥拌制的砼不少于7d 火山灰硅酸盐水泥 粉煤灰硅酸盐水泥拌制的砼不少于14d 掺缓凝剂或有抗渗要求的砼不少于14d 浇水次数 满足足够湿润状态为准 15 左右 每天2 4次 砼强度达到1 2N mm2后 方可上人和施工 对大面积结构可采用蓄水养护或塑料薄膜养护 67 二 蒸汽养护将构件放在充满饱和蒸汽的养护室内 在较高温度和湿度的环境中进行养护 以加快砼的硬化 过程 静停阶段 升温阶段 恒温阶段 降温阶段 68 69 70 六 砼的质量检查 一 搅拌和浇筑中的检查 1 原材料的品种 规格 质量和用量 每班检查 2次 2 在浇筑地点的坍落度 每班检查 2次 3 及时调整施工配比 当有外界影响时 4 搅拌时间随时检查 二 砼的养护后的检查1 外观检查表面 无麻面 蜂窝 孔洞 露筋 缺棱掉角 缝隙夹层等缺陷 尺寸偏差 位置 标高 截面尺寸 垂直度 平整度 预埋设施 预留孔洞 2 强度检查 71 2 强度检查 1 检查砼是否到达设计强度等级试块的留置 地点 浇筑地点 随机取 数量 每100盘 每100m3 每工作班 每楼层 每一