混凝土的施工与养护论文

1 绪绪 论论 混凝土是由水泥 砂 石和水拌合后 水泥水化反应形成凝胶 将砂 石胶结而成具 有一定强度的固体复合材料 其内部结构为 水和水泥作用形成水泥浆 水泥浆包裹在砂 的表面 并填充于砂的空隙中成为砂浆 砂浆又包裹在石子的表面 并填充砂子的空隙 水泥浆将砂 石牢固地胶结为一整体 使混凝土具有所需的强度 耐久性等性能 混凝由 于土自身的特殊性能在水利水电工程 桥梁工程等土木工程领域发挥着极其重要作用 但 是混凝土原材料质量 混凝土配合比 混凝土的搅拌和输送 混凝土浇筑 养护及拆模等 施工工艺对混凝土质量有较大的影响 施工过程中需对其进行严格的质量控制 已经成为 举世瞩目的问题 由于水泥和混凝土技术的发展和进步 有些传统的养护方法现已不能完全适用或部分 不能适用 混凝土的开始浇水保湿时间应予提前 应做 尽早及时 养护保湿持续时间应做 到 足够和适可而止 养护过程中 为保证混凝土结构断面上的温度梯度 升温速率 降温 速率适宜及具有较小的最高温度和致裂温度 应在混凝土于半流动状态及塑性阶段实施冷 却处理 而在最高温度时加以覆盖并开始保温 并于硬化开始至最高温度到达之间注意防止 热震 的发生 混凝土是当代最主要的土木工程材料之一 混凝土具有原料丰富 价格低廉 生产工艺简单的特点 因而使其用量越来越大 同 时混凝土还具有抗压强度高 耐久性好 强度等级范围宽等特点 这些特点使其使用范围 十分广泛 不仅在各种土木工程中使用 就是造船业 机械工业 海洋的开发 地热工程 等 混凝土也是重要的材料 混凝土是一种充满生命力的建筑材料 随着混凝土组成材料的不断发展 人们对材料复合 技术认识不断提高 对混凝土的性能要求不仅仅局限于抗压强度 而是在立足强度的基础 上 更加注重混凝土的耐久性 变形性能等综合指标的平衡和协调 混凝土各项性能指标 的要求比以前更明确 细化和具体 同时 建筑设备水平的提升 新型施工工艺的不断涌 现和推广 使混凝土技术适应了不同的设计 施工和使用要求 发展很快 混凝土并不是一种孤立存在的单一材料 它离不开混凝土用原材料的发展 离不开混凝土 的工程应用对象的发展变化 应该从土木工程大学科的角度来认真对待混凝土 混凝土配 合比设计也是这样 首先要分析工程项目的结构 构件特点 设计要求 预估可能出现的 不利情况和风险 立足当地原材料 然后采用科学 合理 可行的技术线路 技术手段 配制出满足设计要求 施工工艺要求和使用要求的优质混凝土 2 2 混凝土混凝土的养护的养护 2 12 1 满足配合比设计的原则满足配合比设计的原则 所谓配合比 就是满足混凝土配制强度 拌合物性能 力学性能和耐久性能的设计要求而 进行的各种材料的比例设定 混凝土拌合物性能 力学性能和耐久性能的试验方法应分别 符合现行国家标准 普通混凝土拌合物性能试验方法标准 GB T50080 普通混凝土力学 性能试验方法标准 GB T50081 和 普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准 GB T50082 的规定 2 22 2 配合比设计配合比设计的基本规定的基本规定 混凝土配合比设计应采用工程实际使用的原材料 并应满足国家现行标准的有关要求 配合比设计应以干燥状态骨料为基准 细骨料含水率应小于 0 5 粗骨料含水率应小于 0 2 混凝土的最大水胶比应符合 混凝土结构设计规范 GB50010 的规定 混凝土的最小胶凝材料用量应符合表 3 0 4 的规定 配制 C15 及其以下强度等级的混凝 土 可不受表 3 0 4 的限制 表表 3 0 43 0 4 混凝土的最小胶凝材料用量混凝土的最小胶凝材料用量 最小胶凝材料用量 kg m3 最大水胶比 素混凝土钢筋混凝土预应力混凝土 0 60250280300 0 55280300300 0 50320 0 45330 矿物掺合料在混凝土中的掺量应通过试验确定 钢筋混凝土中矿物掺合料最大掺量宜符 合表 3 0 5 1 的规定 预应力钢筋混凝土中矿物掺合料最大掺量宜符合表 3 0 5 2 的规定 表表 3 0 5 13 0 5 1 钢筋混凝土中矿物掺合料最大掺量钢筋混凝土中矿物掺合料最大掺量 最大掺量 矿物掺合料种类水胶比 硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥 0 40 45 35 粉煤灰 0 40 40 30 0 40 65 55 粒化高炉矿渣粉 0 40 55 45 钢渣粉 30 20 磷渣粉 30 20 硅灰 10 10 0 40 60 50 复合掺合料 0 40 50 40 注 采用硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥之外的通用硅酸盐水泥时 混凝土中水泥混 合材和矿物掺合料用量之和应不大于按普通硅酸盐水泥用量 20 计算混合材和矿 物掺合料用量之和 对基础大体积混凝土 粉煤灰 粒化高炉矿渣粉和复合掺合料的最大掺量可增加 5 复合掺合料中各组分的掺量不宜超过任一组分单掺时的最大掺量 表表 3 0 5 23 0 5 2 预应力钢筋混凝土中矿物掺合料最大掺量预应力钢筋混凝土中矿物掺合料最大掺量 最大掺量 矿物掺合料种类水胶比 硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥 0 40 35 30 粉煤灰 0 40 25 20 0 40 55 45 粒化高炉矿渣粉 0 40 45 35 钢渣粉 20 10 磷渣粉 20 10 硅灰 10 10 0 40 50 40 复合掺合料 0 40 40 30 注 粉煤灰应为 级或 级 F 类粉煤灰 在复合掺合料中 各组分的掺量不宜超过单掺时的最大掺量 混凝土拌合物中水溶性氯离子最大含量应符合表 3 0 6 的要求 混凝土拌合物中水溶性 氯离子含量应按照现行行业标准 水运工程混凝土试验规程 JTJ 270 中混凝土拌合物中 氯离子含量的快速测定方法进行测定 表表 3 0 63 0 6 混凝土拌合物中水溶性氯离子最大含量混凝土拌合物中水溶性氯离子最大含量 水溶性氯离子最大含量 水泥用量的质量百分比 环境条件 钢筋混凝土预应力混凝土素混凝土 干燥环境 0 3 潮湿但不含氯离子的环境 0 2 潮湿而含有氯离子的环境 盐渍 土环境 0 1 除冰盐等侵蚀性物质的腐蚀环境 0 06 0 061 0 长期处于潮湿或水位变动的寒冷和严寒环境 以及盐冻环境的混凝土应掺用引气剂 引 气剂掺量应根据混凝土含气量要求经试验确定 掺用引气剂的混凝土最小含气量应符合表 3 0 7 的规定 最大不宜超过 7 0 表表 3 0 73 0 7 掺用引气剂的混凝土最小含气量掺用引气剂的混凝土最小含气量 混凝土最小含气量 粗骨料最大公称粒径 mm 潮湿或水位变动的寒冷和严寒 环境 盐冻环境 40 04 55 0 25 05 05 5 20 05 56 0 注 含气量为气体占混凝土体积的百分比 对于有预防混凝土碱骨料反应设计要求的工程 混凝土中最大碱含量不应大于 3 0kg m3 并宜掺用适量粉煤灰等矿物掺合料 对于矿物掺合料碱含量 粉煤灰碱含量可 取实测值的 1 6 粒化高炉矿渣粉碱含量可取实测值的 1 2 2 32 3 混凝土混凝土施工中的养护施工中的养护 混凝土的养护应在满足混凝土施工要求的和易性基础上 根据粗骨料的规格确定混凝土 单位用水量 砂在骨料中的数量应以填充石子空隙后略有富余的原则来确定 混凝土施工 配合比必须通过实验 满足设计技术指标和施工要求 经审批后方可使用 混凝土施工配 料必须经审核后签发 严格按签发的混凝土施工配料单进行配料 严禁擅自更改 在施工 配料中一旦出现漏配 少配或者错配 混凝土将不允许进仓 施工方案应根据主体工程的结构体系 荷载大小 合同工期及模板的周转情况等 综合考 虑所选择的模板和支撑系统 保证工程结构和构件各部分形状尺寸和相关位置的正确 对 结构节点及异型部位模板合理设计 是否采用专用模板 有重要意义 模板具有足够的承载 能力 刚度和稳定性 能可靠地承受新浇混凝土的自重和侧压力 以及在施工过程中所产 生的荷载 模板接缝处理方案要保证不漏浆 模板及支架系统构造要简单 装拆方便 便 于钢筋绑扎 安装 清理和混凝土的浇筑 养护 目前施工中常用钢组合模板 木模板 胶合板模板 塑料模板等 应对模板质量 包括 重复使用条件下的模板 外型尺寸 平整度 板面的洁净程度 相应的附件 角模 连接 附件 以及支撑系统进行检查 确定模板规格 重要部位应要求预拼装 以达到混凝土 养护的目的 隔离剂选用质地优良和价格适宜的 隔离剂合理选用是提高混凝土结构 构件表面质量 和降低模板工程费用的重要措施 因此 选用时应考虑脱模剂的干燥时间是否满足施工工 艺要求 脱模剂的脱模效果与拆模时间有关 当脱模剂与混凝土接触面之间粘结力大于混 凝土的内聚力时 往往发生表层混凝土被局部粘掉的现象 因此具体拆模时间应通过试验 确定 2 42 4 混凝土的施工控制混凝土的施工控制 浇筑混凝土前 对模板及其支架 钢筋和预埋件必须进行检查 并做好记录 符合设 计要求后 清理模板内的杂物及钢筋上的油污 堵严缝隙和孔洞 方能浇筑混凝土 1 混凝土浇筑前仓面要清理干净 浇筑面验仓合格后才允许进行混凝土浇筑 2 为保证新老混凝土施工缝面结合良好 在浇筑第一层混凝土前 应铺与混凝土 同标号的水泥砂浆 2 3 铺设的砂浆面积应与混凝土浇筑强度相适应 铺设厚度要 均匀 避免产生过厚或过薄现象 3 混凝土的浇筑应采用平铺法或台阶法施工 严禁采用滚浇法 应按一定厚度 次序 方向 分层进行 且浇筑层面平整 浇筑墙体时应对称均匀上升 浇筑厚度一般为 30cm 50cm 4 混凝土浇筑应先平仓后振捣 严禁以振捣代替平仓 振捣时间以混凝土粗骨料 不再显著下沉 并开始泛浆为准 将混凝土内的气泡振捣出 避免振捣时间太短或过长 造成欠振 漏振及过振 振捣完应慢慢拔出 严禁速度过快 混凝土的振捣半径应不超过 振捣器有效半径的 1 5 倍 应将振捣器插入下层混凝土 5cm 左右 不应过深 以免造成下 层混凝土的过振 5 混凝土浇筑期间 如表面泌水较多 应及时清除 并采取措施减少泌水 严禁 在模板上开孔赶水 以免带走灰浆 6 在混凝土浇筑过程中 尤其是浇筑顶板 应设置位移变形观测点 设专人定期 观测模板是否偏移 设专人检查 加固模板 7 浇筑完的混凝土必须遮盖来保温或者防雨 3 混凝土的施工混凝土的施工 3 13 1 流态混凝土的施工特点流态混凝土的施工特点 4 流态混凝土用作商品混凝土时 对新拌混凝土的流动性和流动性损失的控制要更严格 因为运距较长 交通堵塞等因素 要求坍落度损失小 2h 有时超 过 2h 内混凝土应保持 流动性 浇灌时要求泵送 用后掺法虽然能解决坍落度损失和泵送等问题 但是增加了搅 拌时间或次数 这样影响商品混凝土的产量 并且 使搅拌操作复杂 即使这样在泵送前 掺超塑化剂 在搅拌运输车中快速搅拌 3min 也不能充分发挥超塑化剂的分散作用 拌 合物均匀性差 因此 至少在我国 后掺法不易推广 还是采用同掺法好 这就要求研 究新的超塑化剂 保证新拌混凝土的流动性保持在 2h 或 2h 以上 而不影响硬化混凝土的 强度 特别是早期强 度 我国商品混凝土中 约 70 是标号 C25 C40 C50 C60 在一些重要工程中应用 个别特 殊情况采用 C70 C80 为了减少水泥用量 改善新拌混凝土的工作性 以及提高硬化混 凝土性能 特别是耐久性 应当掺用粉 煤灰 这样在掺 10 25 粉煤灰的情况下 可以 减少单位水泥用量 10 20 计算 表明 基准混凝土中掺 20 粉煤灰 减少水泥用量 10 情况 下 可节省能源 10 基准混凝土掺超塑化剂 减少水泥用量 15 时 配制流态混凝土 可节省能源 15 当粉煤灰和超塑化剂同时掺用时可节省能源 25 5 因此 将粉煤灰和 超塑化剂同时掺用配制流态混凝土是最节能的 并且在性能和节能两方面都可得到满意的 效果 流态混凝土由于掺超塑化剂使拌合物流变性得到改善 即屈服值减小 塑性粘度降低和滞 后圈变小 因而几乎接近牛顿型流体 这样就增加了流态混凝土的 可泵性 基准混凝土 中掺 0 4 0 8 最好是 0 75 超塑化剂所得到的流态混凝土 其泵送压力降低 25 一 35 泵送混凝土在泵压的作用之下 会产生坍落度损失 离析和堵泵现象 关键是通过混凝土 配合比和超塑化剂的成分来调整拌合物的均匀性和稳定性 流动性和枯聚 性 在泵送混 凝土中 细粉料 0 25mm 的用量应在 350 400kg m3 之间 水泥用量不得低于 250kg m3 粗集料最大粒径为 25mm 或 31 5mm 另外 最好掺用粉煤灰 因为粉煤灰在较 大降低屈服值的同时 塑性粘度降低小 些 这样使拌合物保持一定的粘聚性 提高了稳 定性 从而防止离析和堵泵现象 流态混凝土主要用于高层建筑的基础 梁 柱 框架 桥梁等现浇混凝土 以及 T 型接头 的整体浇灌 特别是配筋密集 不易振捣或不需振捣 自坍 或 自流平 的情况下 3 3 2 2 泡沫混凝土在施工中的应用泡沫混凝土在施工中的应用 泡沫混凝土以其良好的特性 广泛应用于节能墙体材料中 在其他方面也获得了应用 泡沫混凝土在我国的应用主要是屋面泡沫混凝土保温层现浇 泡沫混凝土面块 泡沫混凝 土轻质墙板 泡沫混凝土补偿地基 但是 充分利用泡沫混凝土的良好特性 可以将它在 建筑工程中的应用领域不断扩大 加快工程进度 提高工程质量 具体如下 1 用作挡土墙 主要用作港口的岩墙 泡沫混凝土在岸墙后用作轻质回填材料可降低垂 直截荷 也减少了对岸墙的侧向载荷 这是因为泡沫混凝土是一种粘结性能良好的刚性体 它并不沿周边对岸墙施加侧向压力 沉降降低了 维修费用随之减少 从而节省很多开支 泡沫混凝土也可用来增进路堤边坡的稳定性 用它取代边坡的部分土壤 由于减轻了质量 从而就降低了影响边坡稳定性的作用力 2 修建运动场和田径跑道 使用排水能力强的可渗性泡沫混凝土作为轻质基础 上面覆 以砾石或人造草皮 作为运动场用 泡沫混凝土的密度为 800 900kg m此类运动场 可进行曲棍球 足球及网球活动 或者在泡沫混凝土上盖上一层 0 05m 厚的多孔沥青层及 塑料层 则可作田径跑道用 3 作夹芯构件 在预制钢筋混凝土构件中可采用泡沫混凝土作为内芯 使其具有轻质高 强隔热的良好性能 通常采用密度为 400 600kg m的泡沫混凝土 4 管线回填 地下废弃的油柜 管线 内装粗油 化学品 污水管及其他空穴容易导致 火灾或塌方 采用泡沫混凝土回填可解决这些后患 费用也少 泡沫混凝土采用的密度取 决于管子的直径及地下水位 一般为 600 1100kg m 5 贫混凝土填层 由于使用可弯曲的软管 泡沫混凝土具有很大的工作度及适应性 因 此它经常用于贫混凝土填层 如对隔热性要求不很高 采用密度为 1200kg m左右 的贫混凝土填层 平均厚度为 0 05m 如对隔热性要求很高 则采用密度为 500kg m 的贫混凝土填层 平均厚度为 0 1 0 2m 6 屋面边坡 泡沫混凝土用于屋面边坡 具有重量轻 施工速度快 价格低廉等优点 坡度一般为 10mm m 厚度为 0 03 0 2m 采用密度为 800 1200kg m的泡沫混凝土 7 储罐底脚的支撑 将泡沫混凝土浇阶在钢储罐 内装粗油 化学品 底脚的底部 必要 时也可形成一凸形地基 这样可确保整个箱底的支撑在焊接时年处于最佳应力状态 这一 连续的支撑可使储罐采用薄板箱底 同时凸形地基也易于清洁 泡沫混凝土的使用密度为 800 1000kg m 8 用于园林绿化 将泡沫混凝土做成容重在 600 1000kg m 可用于园林假山 垃 圾箱 桌凳等 9 国防 现代战争是用信息和先进机动器械为攻击工具 该发泡水 泥能用在被敌方轰炸破坏的军事工程如机场 重要交通公路等实行立即抢修 用我们的设 备及工艺能把敌方破坏的工程迅速修复 实验得来的结果是修复后 10 分钟即能用于飞机 起降 战车通过 10 其他 泡沫混凝土也可用于防火墙的绝缘填充 隔声楼面填充 隧道衬管回填 以及 供电 水管线的隔离等方面 3 3 3 3 加气混凝土加气混凝土 加气混凝土是以硅质材料 砂 粉煤灰及含硅尾矿等 和钙质材料 石灰 水泥 为 主要原料 掺加发气剂 铝粉 通过配料 搅拌 浇注 预养 切割 蒸压 养护等工 艺过程制成的轻质多孔硅酸盐制品 因其经发气后含有大量均匀而细小的气孔 故名加气 混凝土 加气混凝土主要适用于高层建筑的填充墙和低层建筑的承重墙 非承重砌块生产 和使用最为广泛 体积密度一般为 500 kg m3 和 600 kg m3 主要使用在结构中的填充墙 与隔墙 而不承担荷载 承重砌块的体积密度为 700 kg m3 和 800 kg m3 在建筑中经特 殊结构处理后承担荷载 保温块的体积密度一般为 300 kg m3 和 400 kg m3 主要用于建 筑物保温隔热 屋面板和墙板都是加筋加气混凝土板 根据用途不同 其配筋不同 3 3 4 4 清水混凝土的作用清水混凝土的作用 清水混凝土 As cast Finish Concrete BareConcrete 又称装饰混凝土 因其极具装饰 效果而得名 它属于一次浇注成型 不做任何外装饰 直接采用现浇混凝土的自然表面效 果作为饰面 因此不同于普通混凝土 表面平整光滑 色泽均匀 棱角分明 无碰损和污 染 只是在表面涂一层或两层透明的保护剂 显得十分天然 庄重 清水混凝土在国内外 大型建筑工程 特别是国内桥梁工程中已得到广泛应用 但在国内的一般房屋建筑工程中 还没有得到推广使用 清水混凝土优越的结构性能和显著的经济性还没有得到充分发挥 在钢筋混凝土大国日本 清水混凝土在各种建筑工程中早已得到广泛使用 4 混凝土养护温度控制混凝土养护温度控制 大体积混凝土的养护 不仅要满足强度增长的需要 还应通过人工的温度控制 防止 因温度引起结构物的开裂 温度控制的目的 就是要对混凝土的初始温度 浇筑温度 和混凝土内部的最高温度进 行人为的控制 在混凝土养护阶段的温度控制应遵循以下几点 1 混凝土的中心温度与表面温度之间的差值 以及混凝土表面温度与室外最低气温之 间的差值 均应小于 20 经过计算确认结构物混凝土具有足够的抗裂能力时 允许不大 于 25 30 2 混凝土的拆模时间应考虑气温环境等情况 必须有利于强度的正常增长 即拆模时 混凝土的温差不超过 20 其温差应包括表面温度 中心温度和外界气温之间的温差 以及收缩当量温差三者的总和 3 大体积混凝土应在浇筑完毕后 及早洒水养护 混凝土表面应用草袋等覆盖 以保 持混凝土表面经常湿润 模板上亦应经常洒水 混凝土养护时间应不少于 21d 在干燥 炎热气候条件下 养护时间应不少于 28d 对裂缝有严格要求时应再适当延长 混凝土养护时的温度控制方法 可分为降温法和保温法两类 降温法是在混凝土内部预理水管 通人冷却水 降低混凝土内部最高温度 冷却在混 凝土刚浇筑完时就开始进行 可以有效地控制因混凝土内外温差而引起的结构物开裂 冷 却水管可采用直径 25mm 或 19mm 的钢管或铝管 按蛇形排列 水平管距为 1 5 3 0m 垂 直管距亦为 1 5 3 0m 并通过立管相连接 通水流量一般为 14 20L min 为了保证水 管降温效果 可将进 出水管的直径加大到 50mm 保温法是在结构物外露的混凝土表面以及模板外侧覆盖保温材料 如草袋 锯末 湿 砂等 利用混凝土的初始温度加上水泥水化热的温升 在缓慢的散热过程中 使混凝土 获得必要的强度 以控制混凝土的内外温差小于 20 除了上述采用降温法和保温法控制混凝土温度外 还可