水工程施工第3章钢筋混凝土工程

1、第3章 钢筋混凝土工程混凝土结构是以混凝土为主要材料制成的结构，包括素混凝土结构、钢筋混凝土结构和预应力钢筋混凝土结构等。其中，钢筋混凝土结构在水处理构筑物施工中应用最为广泛。钢筋混凝土结构是以混凝土承受压力、钢筋承受拉力，能比较充分合理地利用混凝土（高抗压性能）和钢筋（高抗拉性能）这两种材料的力学特性。对于一般工程结构，其经济指标优于钢结构。技术经济效益显著。钢筋混凝土工程由：钢筋工程、模板工程和混凝土工程所组成。在施工中应选择合适的建筑材料、施工工艺和施工技术，由多种工种密切配合下完成钢筋混凝土工程施工任务。钢筋混凝土工程的施工程序一般如图3-1所示。同时，在钢筋混凝土工程中，新材料、新结

2、构、新技术和新工艺得到了广泛的应用与发展，并已取得了显著的成效。3.1 钢筋工程钢筋工程施工应遵循给水排水构筑物施工及验收规范（GBJ141-90）,其中未包括的部分须遵循混凝土结构工程施工质量验收规范（GB50204-2002）的要求。3.1.1 钢筋的分类钢筋混凝土结构中使用的钢筋可以按加工工艺、化学成分、力学性能、表面形状等不同的方法进行分类。分类方法如下：1) 按加工工艺可分为：热轧钢筋、冷加工钢筋、热处理钢筋、高强钢丝和钢绞线等。其中后三种用于预应力钢筋混凝土结构。2) 按化学成分可分为：碳素钢钢筋和普通低合金钢钢筋。碳素钢钢筋按含碳量多少，可分为：低碳钢钢筋、中碳钢钢筋和高碳钢钢筋

3、。含碳量增加，能使钢材强度提高，性质变硬，但也使钢材的可塑性和韧性降低，焊接性能也会变差。低合金钢钢筋具有强度高、塑性及可焊性好的特点，因而应用较为广泛。3) 热轧钢筋按力学性能可分为：HRB235、HRB335和HRB400或RRB400三级，符号+直径。HPB235钢筋屈服强度235N/mm2，HRB400钢筋屈服强度400N/mm2。工程中普遍使用的主力受力钢筋是HRB335，辅助钢筋大多为等级更低的HPB235。4) 按表面形状可分为：光面钢筋和带肋钢筋（月牙形、螺旋形、人字形钢筋）等。3.1.2 钢筋的进场检验混凝土结构所采用的钢筋和钢丝，其产品质量均应符合国家标准。钢筋出厂时厂家应

4、出具产品合格证或出厂检验报告，每捆钢筋均应有标牌。按施工规范要求，对进场钢筋应按进场的批次和产品的抽样检验方案抽取试样进行机械性能试验，合格后方能使用。钢筋在使用中如发现脆断、焊接性能不良或机械性能显著不正常时，还应检验其化学成分，检验有害成分硫、磷、砷的含量是否超过允许范围。3.1.3 钢筋的配料1.钢筋下料长度计算各种钢筋下料长度计算方法如下：直钢筋下料长度构件长度-保护层厚度弯钩增加长度弯起钢筋下料长度直段长度斜段长度-弯曲调整值弯钩增加长度箍筋下料长度箍筋周长箍筋调整值上述钢筋需要搭接时，还应增加钢筋搭接长度。2.弯曲调整值在设计图中，钢筋的尺寸一般按外包尺寸标注，但加工下料长度应按中

5、线计算。钢筋在弯曲处形成圆弧，但弯曲后轴线长度不变。钢筋的量度方法是沿直线量外包尺寸，如图3-2所示。因此计算下料长度时，必须从外包尺寸中扣除量度差值。这一工作是对外包长度的调整，因此量度差值也叫“弯曲调整值”。根据理论推算并结合实践经验，钢筋弯曲的调整值可参见表3-1。3.弯钩增加长度钢筋的弯钩形式有三种，即：半圆弯钩、直弯钩及斜弯钩，如图3-3所示。钢筋端部弯钩长度一般只计外包线（钩顶切线）以外需要增加的长度。这个需要增加的长度与弯钩的制作方法和弯钩形式有关。半圆弯钩是最常用的一种弯钩。直弯钩多用在柱钢筋的下部、箍筋和附加钢筋中。斜弯钩多用在直径较小的钢筋中。弯钩增加长度为：半圆弯钩为6.

6、25d，直弯钩为3.5d，斜弯钩为4.9d。4.弯起钢筋斜长4.弯起钢筋斜长箍筋调整值，即为弯钩增加长度和弯曲调整值两项之差或和，根据箍筋量外包尺寸或内皮尺寸确定，如图3-4所示。箍筋调整值见表3-4。3.1.4 钢筋的代换施工中缺少设计图样中所要求的钢筋的品种或者规格时，以现有的钢筋品种或者规格代替设计所要求的钢筋的品种或者规格，以促使施工能按计划进度进行。钢筋的代换原则为：1) 等强度代换：按钢筋承担的拉、压能力相等原则进行代换。2) 等面积代换：按钢筋面积相等的原则进行代换。3) 等弯矩代换：按抗弯能力相等的原则进行代换。4) 进行抗裂验算：对构件裂缝开展宽度有控制要求的。5) 满足构造

7、要求：钢筋间距、最小直径、钢筋根数、锚固长度等。钢筋代换时，必须充分了解设计意图和代换材料性能，并严格遵守现行钢筋混凝土设计规范的各项规定；凡重要结构中的钢筋代换，应征得设计单位同意。钢筋代换后，应满足构造方面的要求（如钢筋间距、最小直径、最少根数、锚固长度、对称性等）及设计中提出的特殊要求（如冲击韧性、抗腐蚀性等）。3.1.5 钢筋的加工钢筋的调直、除锈、剪切、弯曲等工作，都是钢筋加工的具体内容。(1) 钢筋的调直 钢筋成型加工之前必须进行的工作就是调直。调直的方法可以用调直机、卷扬机等机械调直；也可以人工在钢板上用锤子敲打；更多的是采用冷拉法。当采用冷拉方法调直钢筋时，HPB235 级钢筋

8、的冷拉率不宜大于4% ；HRB335 级、HRB400 级和RRB400 级钢筋的冷拉率不宜大于1%。冷拔钢丝和冷轧带肋钢筋调直后，其抗拉强度一般要降低则可适当降低调直筒的转速和调直块压紧程度。(2) 钢筋的除锈实践证明，不严重的锈对粘接性并无影响。对轻度的锈蚀不再清除。在冷拉、调直等加工工序中，锈会自动脱落。生锈严重的一般还是要清理。常用的除锈方法有：钢丝刷擦刷，机动钢丝轮擦磨，机动钢丝刷磨刷，喷沙枪喷沙，生锈很严重，有特殊要求的，可在硫酸或者盐酸池中进行酸洗除锈。(3) 钢筋的剪切 是指钢筋的下料切断。常用的剪切机具有：电动剪切机或液压剪切机（剪切40mm以下的钢筋）、手动剪切器（剪切12

9、mm以下的钢筋）、氧炔焰切割、电弧切割（切割特粗钢筋）。(4) 钢筋的弯曲成型 40mm以下的钢筋一般用专门的钢筋弯曲机弯曲成型，弯曲机可弯声6mm40mm的钢筋。大于25mm的钢筋当无弯曲机时也可采用扳钩弯曲。(5) 钢筋加工的质量检验 钢筋加工质量检验的数量按每工作班同一类型钢筋、同一加工设备检查不应少于3件。钢筋加工的允许偏差见表3-5。3.1.6 钢筋的焊接钢筋的焊接方法有：闪光对焊、电弧焊、电渣压力焊、电阻点焊、气压焊等。钢筋的焊接质量与钢材的可焊性、焊接工艺有关钢筋的接头宜设置在受力较小处。同一纵向受力钢筋不宜设置两个或两个以上接头。接头末端至钢筋弯起点的距离不应小于钢筋直径的10

10、倍。当受力钢筋采用机械连接接头或焊接接头时，设置在同一构件内的接头宜相互错开。相纵向受力钢筋机械连接接头及焊接接头连接区段的长度为35倍d(d 为纵向受力钢筋的较大直径)且不小于500mm ，凡接头中点位于该连接区段长度内的接头，均属于同一连接区段。同一连接区段内，纵向受力钢筋的接头面积百分率应符合设计要求；当设计无具体要求时，应符合下列规定：1) 在受压区不宜大于50%；2) 接头不宜设置在有抗震设防要求的框架梁端、柱端的箍筋加密区；当无法避开时，对等强度高质量机械连接接头，不应大于50%；3) 直接承受动力荷载的结构构件中，不宜采用焊接接头；当采用机械连接接头时，不应大于50%。同一构件中

11、相邻纵向受力钢筋的绑扎搭接接头宜相互错开。绑扎搭接接头中钢筋的横向净距不应小于钢筋直径，且不应小于25mm。钢筋绑扎搭接接头连接区段的长度为1.3l1(l1为搭接长度)， 凡搭接接头中点位于该连接区段长度内的搭接接头均属于同一连接区段。1.闪光对焊闪光对焊广泛应用于钢筋接长及预应力钢筋与螺丝端杆的焊接。热轧钢筋宜优先采用闪光对焊。钢筋闪光对焊的原理如图3-5所示，是利用对焊机使两段钢筋接触，通过低电压的强电流，待钢筋被加热到一定温度变软后，进行轴向加压顶锻，形成对焊接头。根据钢筋品种、直径和所用焊机功率等不同，闪光对焊可分为连续闪光焊、预热闪光焊和闪光-预热-闪光焊三种工艺。(1) 连续闪光焊

12、：连续闪光焊工艺过程包括连续闪光和顶锻过程。施焊时，先闭合电源，使两钢筋端面轻微接触，此时端面的间隙中即喷射出火花般熔化的金属微粒闪光，接着徐徐移动钢筋使两端面仍保持轻微接触，形成连续闪光。当闪光到预定的长度，使钢筋接头加热到将近熔点时，以一定的压力迅速进行顶锻。先带电顶锻，再无电顶锻到一定长度，焊接接头即告完成。(2) 预热闪光焊： 预热闪光焊是在连续闪光焊前增加一次预热过程，以扩大焊接热影响区。其工艺过程包括：预热、闪光和顶锻过程。施焊时先闭合电源，然后使两钢筋端面交替地接触和分开，这时钢筋端面的间隙中即发生断续的闪光，而形成预热的过程。当钢筋达到预热的温度后进入闪光阶段，随后顶锻而成。(

13、3) 闪光-预热-闪光焊：闪光-预热-闪光焊是在预热闪光焊前加一次闪光过程，以便使不平整的钢筋端面烧化平整，使预热均匀。其工艺过程包括：一次闪光、预热、二次闪光及顶锻过程。钢筋直径较粗时，宜采用预热闪光焊和闪光-预热-闪光焊。2.电弧焊电弧焊是利用弧焊机使焊条与钢筋之间产生高温电弧，使钢筋熔化而连接在一起，冷却后形成焊接接头。钢筋电弧焊的接头形式有：搭接接头、帮条接头、坡口接头、熔槽帮条焊接头和水平钢筋窄间隙焊接头，如图3-6所示。钢筋焊接加工的效果与钢材的可焊性有关。钢筋的可焊性与其含碳及含合金元素量有关，含碳量增加，可焊性降低；含锰量增加也影响焊接效果。含适量的钛，可改善焊接性能。钢筋的焊

14、接效果还与焊接工艺有关。 钢筋电弧焊接头外观检查时，应在接头清渣后逐个进行目测或量测，并应符合下列要求：焊缝表面平整，不得有较大的凹陷、焊瘤；接头处不得有裂纹；咬边、气孔、夹渣等数量与大小，以及接头尺寸偏差不得超过表3-6的规定；坡口焊的焊缝加强高度为2mm3mm。外观检查不合格的接头，经修整或补强后，可提交二次验收。钢筋电弧焊接头拉力试验，应从成品中每批切取三个接头进行拉伸试验。对装配式结构节点的钢筋焊接接头，可按生产条件制作模拟试件。试验结果，应符合三个试件的抗拉强度均不得低于该级别钢筋的抗拉强度标准值；至少有两个试件呈塑性断裂。当检验结果有一个试件的抗拉强度低于规定指标，或有两个试件发生

15、脆性断裂时，应取双倍数量的试件进行复验。3.点焊点焊是将钢筋交叉点放入点焊机的两电极间，使钢筋通电发热至一定温度后，加压使焊点金属焊牢。点焊的工作原理如图3-7所示。点焊过程可分为：预压、加热熔化、冷却结晶三个阶段。钢筋点焊工艺，根据焊接电流大小和通电时间长短，可分为强参数工艺和弱参数工艺。强参数工艺的电流强度较大（120A/mm2360A/mm2），通电时间短（ 0.1s0.5s）；这种工艺的经济效果好，但点焊机的功率要大。弱参数工艺的电流强度较小（80A/mm2160A/mm2），而通电时间较长（0.5秒至数秒）。点焊热轧钢筋时，除因钢筋直径较大，焊机功率不足，需采用弱参数工艺外，一般都可

16、采用强参数工艺，以提高点焊效率。点焊冷处理钢筋时，为了保证点焊质量，必须采用强参数工艺。 点焊制品的外观检查，应按同一检验批内，对梁、柱和独立基础，应抽查构件数量的10%，且不少于3 件；对墙和板，应按有代表性的自然间抽查10%，且不少于3 面；对大空间结构，墙可按相邻轴线间高度5m 左右划分检查面，板可按纵横轴线划分检查面，抽查10%，且均不少于3 面。外观检查的内容主要包括：焊点处熔化金属均匀；无脱落、漏焊、裂纹、多孔性缺陷及明显的烧伤现象；量测制品总尺寸，并抽纵横方向35个网格的偏差，应符合表3-7的规定。点焊制品的强度检验，应从每批成品中切取。热轧钢筋焊点作抗剪试验，试件为3件；冷拔低

17、碳钢丝焊点除作抗剪试验外，还应对较小的钢丝作拉力试验，试件各为3件。焊点的抗剪试验结果，应符合表3-8规定。拉力试验结果，应不低于乙级冷拔低碳钢丝的规定数值。试验结果如有一个试件达不到上述要求，则取双倍数量的试件进行复验。3.1.7 钢筋的绑扎与安装绑扎连接是在钢筋搭接处用铁丝绑扎而成。是最常用和最简便的钢筋接长方法。但可靠性不够好。当纵向受拉钢筋的绑扎搭接接头面积百分率不大于25 时，其最小搭接长度应符合表3-9的规定。当纵向受拉钢筋搭接接头面积百分率大于25、不大于50 时，其最小搭接长度应按表3-9中数据乘以系数1.2取用；当接头面积百分率大于50 时，应乘以系数1.35取用。在同一检验

18、批内，对梁、柱和独立基础，应抽查构件数量的10%，且不少于3 件；对墙和板，应按有代表性的自然间抽查10%，且不少于3 间；对大空间结构，墙可按相邻轴线间高度5m 左右划分检查面，板可按纵、横轴线划分检查面，抽查10%，且均不少于3 面。钢筋安装位置的允许偏差和检验方法应符合表3-10的规定。注：1. 检查预埋件中心线位置时，应沿纵、横两个方向量测，并取其中的较大值。 2. 表中梁类、板类构件上部纵向受力钢筋保护层厚度的合格点率应达到90%以上，且不得有超过表中数值1.5倍的尺寸偏差。3.2 模版工程所谓模板工程，是指在钢筋混凝土结构施工中用以保证结构或构件的位置、形状、尺寸正确的模型工程。模

19、板也是对结构或构件进行防护和方便养护混凝土的工具。模板工程必须有足够的强度、刚度和稳定性，以保证结构或构件的形状和尺寸以及相互位置的正确；模板的构造应简单，且安装和拆除应方便；模板的表面应光洁，使结构或构件的观感好；模板的接缝应少，且不应漏浆。3.2.1 模版的分类模板的分类方法较多，常用的分类方法有以下几种：1) 按材料分：木模板、钢模板、钢木模板、铝合金模板、塑料模板、胶合板模板（木、竹）、玻璃钢模板、预应力混凝土薄板模板等；2) 按施工方法分：现场装拆式模板、固定式模板、移动式模板等；3) 按结构或构件类型分：基础模板、柱模板、梁模板、楼板模板、墙模板、楼梯模板、壳模板、烟囱模板等。 3

20、.2.2 模版(1) 木模板 木模板由拼板和拼条组成，如图3-8所示。木模板多在加工场或现场制作，根据需要加工成不同尺寸的元件，尺寸大小应以便于移动及利于多次使用为原则。(2) 组合钢模板 由钢模板和配件两大部分组成。组合钢模板的模板部分包括平面模板、阴角模板、阳角模板和连接角模，如图3-9所示。配件包括连接件和支承件。配件的连接件包括U形卡、L形插销、钩头螺栓、紧固螺栓、对拉螺栓、扣件等，如图3-10所示；配件的支承件包括柱箍、钢楞、支柱、斜撑、钢桁架等，如图3-11所示。 (3) 大模板 大模板是指大尺寸的工具式定型模板，如图3-12所示。大模板由面板系统、支撑系统、操作平台以及附件组成。

21、面板系统包括面板、水平加劲肋、竖楞。支撑体系主要是承受水平荷载，防止模板倾覆，增加模板的刚度，包括支撑桁架和地脚螺丝。操作平台包括平台架、脚手平台和防护栏杆。附件主要有穿墙螺栓和上口卡子。(4) 滑升模板 滑升模板由模板系统、操作平台系统和提升机具系统三部分组成，如图3-13所示。(5) 构件模板 在现浇结构中，主要是柱、梁、板、墙等几种构件的模板。1) 柱模板：柱模板由侧模板和支撑组成。柱子的特点是断面尺寸不大而比较高，其模板构造和安装主要考虑须保证垂直度及抵抗混凝土的水平侧压力；此外，也还要考虑方便灌筑混凝土和钢筋绑扎等。2) 梁模板：梁模板由侧模和底模以及支撑组成。一般有矩形梁、T形梁、

22、花篮梁及圈梁等模板。梁底均有支承系统，采用支柱(琵琶撑)或桁架支模。3) 楼板模板：楼板模板由底模和支撑组成。 4) 墙模板：墙模板由侧模板和支撑组成。为了保持墙的厚度，墙板内加撑头。防水混凝土墙则加有止水板的撑头或采用临时撑头，在混凝土浇灌过程中逐层逐根取出。墙模板安装应注意：要保证模板的垂直度，其支撑应与柱支撑成为整体。要解决好混凝土的侧压力问题。 3.2.3 模版工程质量要求模板支设应符合下列要求：1) 模板及其支承结构的材料、质量，应符合规范规定和设计要求。2) 模板及支撑应有足够的强度、刚度和稳定性，并不致发生不允许的下沉与变形，模板的内侧要平整，接缝严密，不得漏浆。3) 模板安装后

23、应仔细检查各部构件是否牢固，在浇灌混凝土过程中要经常检查，如发现变形、松动要及时修整加固。4) 现浇整体式结构模板安装的允许偏差，参见表3-12。5) 固定在模板上的预埋件和预留洞均不得遗漏，安装必须牢固，位置准确，允许偏差见表3-13。6) 组合钢模板在浇灌混凝土前，还应检查下列内容：扣件规格与对拉螺栓、钢楞的配套和紧固情况；斜撑、支柱的数量和着力点；钢楞、对拉螺栓及支柱的间距；各种预埋件和预留孔洞的规格尺寸、数量、位置及固定情况；模板结构的整体稳定性。3.2.4 模版拆除(1) 模板的隔离剂 为了减少模板与混凝土构件之间的粘结，方便拆模降低模板的损耗，在模板内表面应涂刷隔离剂。常用的隔离剂

24、有：肥皂下脚料，纸筋灰膏，粘土石灰膏，废机油，滑石粉等。建筑模板脱模剂是一种新型非油性混凝土模板脱模材料。用量少、无毒、不燃，无腐蚀、不分层、附着力好，对混凝土、人体、环境均无污染，具增强混凝土表面自养能力、模板防锈多重功能。(2)模板的拆除 及时拆除模板，将有利于模板的周转和加快工程进度，拆模要掌握时机，拆除模板的日期应根据构件的性质、用途和混凝土的凝结硬化速度以及施工气温等确定。模板的拆除应符合以下规定：1) 非承重构件，应在混凝土强度能保证其表面及棱角不因拆除模板而受损坏时，方可拆除；2) 承重构件应在与结构相同、养护条件相同的试块达到表3-14规定的强度后方可拆除；3) 在拆除模板过程

25、中，如发现混凝土有影响结构安全的质量问题时，应暂停拆除，经过处理后，方可继续拆除；4) 已拆除模板及其支架的结构，应在混凝土强度达到设计强度后才能允许承受全部计算荷载。 拆除模板时不要用力过猛过急，拆模程序一般应是后支先拆，先支后拆，先拆除非承重部分，后拆除承重部分。重大复杂模板的拆除，事先应制定拆模方案。拆除跨度较大的梁下支柱时，应先从跨中开始，分别拆向两端。定型模板、特别是组合钢模板，要加强保护，拆除后逐块传递下来，不得抛掷，拆下后即清理干净，板面涂油。按规格分类堆放整齐，以利再用。倘背面油漆脱落，应补刷防锈漆。3.3 混凝土的制备混凝土是以胶凝材料、细骨料、粗骨料和水(根据需要掺入外掺剂

26、和矿物质混合材料)，按适当比例配合，经均匀拌制、密实成型及养护硬化而成的人造石材。混凝土工程施工的内容包括混凝土骨料加工、混凝土拌制、混凝土运输、混凝土浇注、混凝土养护、混凝土冬季施工、混凝土夏季施工、特殊混凝土施工等内容。给水排水工程中的混凝土，大部分用在构筑物上，其特点是薄壁、多筋，并有抗渗、抗冻的要求，尤其应防止开裂。对此，从材料、配合比、搅拌、运输、浇筑、养护等环节，均应采取适当的施工方法和保障措施，以确保使用功能。混凝土的强度等级应按立方体抗压强度标准值划分.混凝土强度等级采用符号C与立方体抗压强度标准值（以N/mm2计）表示。立方体抗压强度标准值系指对按标准方法制作和养护的边长为1

27、50mm的立方体试件,在28d龄期，用标准试验方法测得的抗压强度总体分布中的一个值，强度低于该值的百分率不超过5%。当混凝土的生产条件在较长时间内能保持一致，且同一品种混凝土的强度变异性能保持稳定时,应由连续的三组试件组成一个验收批，其强度应同时满足下列要求：3.3.1 混凝土的分类混凝土的分类方法有很多，主要有以下几种：1) 按胶凝材料分：无机胶凝材料混凝土，如水泥混凝土、石膏混凝土等；有机胶凝材料混凝土，如沥青混凝土等。2) 按使用功能分：普通结构混凝土、防水混凝土、耐酸及耐碱混凝土、水工混凝土、耐热、耐低温混凝土等。3) 按质量密度分：特重混凝土(质量密度大于2700kg/m3含重骨料如

28、钢屑、重晶石等)、普通混凝土(质量密度1900kg/m32500kg/m3以普通砂石为骨料)、轻混凝土(质量密度1000kg/m31900kg/m3)和特轻混凝土(质量密度小于1000kg/m3，如泡沫混凝土、加气混凝土)等。4) 按施工工艺分：普通浇筑混凝土、离心成型混凝土、喷射、泵送混凝土等；按拌合料流动度分为：干硬性和半干硬性混凝土、塑性混凝土、大流动性混凝土等。在给水排水构筑物施工工程中，普通混凝土的应用最为广泛。3.3.2 普通混凝土的组成材料1.水泥硅酸盐水泥其它专用水泥普通硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥火山灰质硅酸盐水泥粉煤硅酸盐水泥复合硅酸盐水泥早强水泥快凝快硬水泥油井水泥膨胀水泥耐

29、火水泥普通水泥特种用途水泥水泥按性质和用途分类(1) 硅酸盐水泥：俗称纯熟料水泥。其特性是：早期及后期强度都较高，在低温下强度增长比其它水泥快，抗冻、耐磨性都好，但水化热较高，抗腐蚀性较差。(2) 普通硅酸盐水泥：简称普通水泥。是在硅酸盐水泥熟料中，加入少量混合材料和适量石膏，磨成细粉而制成的水硬性胶凝材料。除早期强度比硅酸盐水泥稍低外，其它性质接近硅酸盐水泥。(3) 矿渣硅酸盐水泥：简称矿渣水泥。是在硅酸盐水泥熟料中，加入粒化高炉矿渣和适量石膏，磨成细粉而制成的水硬性胶凝材料。矿渣水泥的特性是早期强度较低，在低温环境中强度增长较慢，但后期强度增长快，水化热较低，抗硫酸盐侵蚀性较好，耐热性较好

30、，但干缩变形较大，析水性较大，抗冻、耐磨性较差。 (4) 火山灰质硅酸盐水泥：简称火山灰水泥。是在硅酸盐水泥熟料中，加入火山灰质混合材料和适量石膏，磨成细粉制成的水硬性胶凝材料。特性是：早期强度较低，在低温环境中强度增长较慢，在高温潮湿环境中(如蒸汽养护)强度增长较快，水化热低，抗硫酸侵蚀性较好，但抗冻、耐磨性差，拌制混凝土需水量比普通水泥大，干缩变形也大。(5) 煤粉灰硅酸盐水泥：简称粉煤灰水泥。是在硅酸盐水泥熟料中，加入粉煤灰和适量石膏，磨成细粉的水硬性胶凝材料。特性是：早期强度较低，水化热比火山灰水泥还低，和易性比火山灰水泥要好，干缩性较小，抗腐蚀性能好，但抗冻、耐磨性较差。(6) 复合

31、硅酸盐水泥： 简称符合水泥。凡由硅酸盐水泥熟料、两种或两种以上规定的混合材料，适量石膏磨细制成的水硬性凝聚材料。水泥中混合材料总掺量按重量总掺量应大于15，但不超过50。水泥中允许用不超过8的窑灰代替部分混合材料，掺矿渣时混合材料掺量不得与矿渣水泥重复。(6) 复合硅酸盐水泥： 简称符合水泥。凡由硅酸盐水泥熟料、两种或两种以上规定的混合材料，适量石膏磨细制成的水硬性凝聚材料。水泥中混合材料总掺量按重量总掺量应大于15，但不超过50。水泥中允许用不超过8的窑灰代替部分混合材料，掺矿渣时混合材料掺量不得与矿渣水泥重复。水泥从加水搅拌到开始失去可塑性的时间，称为初凝时间；终凝为水泥从加水搅拌至水泥浆

32、完全失去可塑性并开始产生强度的时间。为了便于混凝土的搅拌、运输和浇筑，国家标准规定：硅酸盐水泥初凝时间不得少于45min、终凝时间不得超过12h为合格。水泥从加水搅拌到开始失去可塑性的时间，称为初凝时间；终凝为水泥从加水搅拌至水泥浆完全失去可塑性并开始产生强度的时间。为了便于混凝土的搅拌、运输和浇筑，国家标准规定：硅酸盐水泥初凝时间不得少于45min、终凝时间不得超过12h为合格。(1) 优先使用散装水泥；(2) 运到工地的水泥，应按标明的品种、强度等级、生产厂家和出厂批号，分别储存到有明显标志的仓库中，不得混装；(3) 水泥在运输和储存过程中应防水防潮，已受潮结块的水泥应经处理并检验合格方可

33、使用；(4) 水泥库房应有排水、通风措施，保持干燥。堆放袋装水泥时，应设防潮层，距地面、边墙至少30cm，堆放高度不得超过15袋，并留出运输通道；(5) 先出厂的水泥先用；(6) 应避免水泥的散失浪费，作好环境保护。2.骨料砂石骨料是混凝土最基本的组成成分。通常1m3的混凝土需要1.5m3的松散砂石骨料。所以对混凝土用量很大的给水排水工程中，砂石骨料的需求量是很大的，骨料的质量好坏直接影响混凝土强度、水泥用量和混凝土性能，从而影响水工建筑物的质量和造价。使用的骨料应根据优质、经济、就地取材的原则进行选择。可以选用天然骨料、人工骨料，或者互相补充。选用人工骨料时，有条件的地方宜选用石灰岩质的料源

34、。骨料料场的合理规划是骨料生产系统的设计基础，是保证骨料质量、促进工程进展的有力保障。骨料料场规划的原则:(1) 满足水工混凝土对骨料的各项质量要求，其储量力求满足各设计级配的需要，并有必要的富裕量。(2) 选用的料场，特别是主要料场应场地开阔，高程适宜，储量大，质量好，开采季节长，主辅料场应能兼顾洪枯季节互为备用的要求。(3) 选择可采率高 ，天然级配与设计级配较为接近，用人工骨料调整级配数量少的料场。(4)料场附近有足够的回车和堆料场地，且占用农田少。(5)选择开采准备量小，施工简便的料场。骨料的质量要求包括：强度、抗冻、化学成分、颗粒形状、级配和杂质含量。骨料分为粗骨料和细骨料。 粗骨料

35、质量要求：1) 粗骨料最大粒径：不应超过钢筋净距的2/3、构件断面最小边长的1/4、素混凝土板厚的1/2。对少筋或无筋的混凝土结构 ，应选用较大的粗骨料粒径。2) 在施工中，宜将粗骨料按粒径分成下列几种粒径组合：当最大粒径为40mm时，分成D20、D40两级；当最大粒径为80mm时，分成D20、D40、D80三级；当最大粒径为150（120）mm时，分成D20、D40、D80、D150（D120）四级。3) 应控制各级骨料的超、逊径含量。4) 采用连续级配或间断级配 ，应由实验确定。5) 粗骨料表面应洁净，如有裹粉、裹泥或被污染等应清除。6) 粗骨料的其它品质要求见下表：粗骨料的品质要求见表3

36、-17。7)细骨料质量要求：细骨料应质地坚硬、清洁、级配良好；人工砂的细度模数宜在2.42.8范围内，天然砂的细度模数宜在2.23.0范围内。使用山砂、粗砂 、特细砂应经实验论证。细骨料的含水率应保持稳定 ，人工砂饱和面干的含水率不宜超过6，必要时应采取加速脱水措施。细骨料的其它品质要求见下表：细骨料的品质要求见表3-18。天然砂的最佳级配，普通混凝土用砂质量标准及检验方法(JGJ52-1992) 的规定见表3-19。对细度模数为3.71.6的砂。按0.63mm筛孔的累计筛余量(以重量百分率计)分成三个级配区。砂的颗粒级配应处于表中的任何一个级配区内。砂的实际颗粒级配与表中所列的累计筛余百分率

37、相比，除5mm和0.63mm筛号(表中号所标数值)外，允许稍有超出分界线，但其总量不应大于5。砂的级配用筛分试验鉴定。筛分试验是用一套标准筛将500g干砂进行筛分，标准筛的孔径由5mm、2.5mm、1.25mm、0.63mm、0.315mm、0.16mm组成，筛分时，须记录各尺寸筛上的筛余量，并计算各粒级的分计筛余百分率和累计筛余百分率。砂的粒径愈细，比表面积愈大，包裹砂粒表面所需的水泥浆就越多。由于细砂强度较低，细砂混凝土的强度也较低。因此，拌制混凝土，宜采用中砂和粗砂。 粗骨料石子分卵石和碎石。卵石表面光滑，拌制混凝土和易性好。碎石混凝土和易性要差，但与水泥砂浆粘结较好。石子也应有良好级配

38、。碎石和卵石的级配有两种，即连续粒级和单粒级。颗粒级配范围如表3-20，公称粒径的上限为该粒级的最大粒径。粗骨料的强度愈高，混凝土的强度亦愈高，因此，石子的抗压强度一般不应低于混凝土强度的150。拌制混凝土时，最大粒径愈大，愈可节约水泥用量，井可减少混凝土的收缩。但JGJ53-1992普通混凝土用碎石或卵石质量标准入检验方法规定：最大粒径不应超过结构截面最小尺寸的1/4，同时也不得超过钢筋间最小净距的3/4。否则将影响结构强度的均匀性或因钢筋卡住石子后造成孔洞。石子的针、片状颗粒、含泥量、含硫化物量和硫酸盐含量等均应符合JGJ53-1992的规定。3.水能饮用的自来水及洁净的天然水，都可以作为

39、拌制混凝土用水。要求水中不含有能影响水泥正常硬化的有害杂质。工业废水、污水及pH值小于4的酸性水和硫酸盐含量超过水重1的水，均不得用于混凝土中；海水不得用于钢筋混凝土和预应力混凝土结构中。4.外加剂混凝土中掺入适量的外加剂，能改善混凝土的工艺性能，加速工程进度或节约水泥。常用的外加剂有：早强剂、减水剂、速凝剂、缓凝剂、抗冻剂、加气剂、消泡剂等。(1) 早强剂 早强剂可以提高混凝土的早期强度，对加速模板周转，节约冬期施工费用都有明显效果。(2) 减水剂 减水剂是一种表面活性材料，能把水泥凝聚体中所包含的游离水释放出来，从而有效地改善和易性，增加流动性，降低水灰比，节约水泥，有利于混凝强度的增长。

40、(3) 加气剂 常用的加气剂有松香热聚物、松香皂等。加入混凝土拌和物后，能产生大量微小(直径为1m)互不相连的封闭气泡，以改善混凝土的和易性，增加坍落度，提高抗渗和抗冻性。(4) 加气剂 能延缓水泥凝结的外加剂，常用于夏季施工和要求推迟混凝土凝结时间的施工工艺。如在浇筑给水构筑物或给水管道时，掺入己糖二酸钙（制糖业副产品），掺量为水泥重的0.20.3。当气温在25左右环境下，每多掺0.1，能延缓凝结1h。常用的缓凝剂有糖类、木质素磺酸盐类、无机盐类等。其成品有己糖二酸钙、木质素磺酸钙、柠檬酸、硼酸等。3.3.3 混凝土的配合比设计 普通混凝土配合比设计，应根据混凝土等级及施工所要求的混凝土拌合

41、物坍落度指标进行。若混凝土还有其他技术性能要求，除在计算和配制过程中予以考虑外，尚应增添相应的试验项目，进行试验确认。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，并经审批后方可使用。混凝土施工配料必须经审核后签发，并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，混凝土将不允许使用。混凝土配合比设计应满足设计需要的强度和耐久性。水灰比的最大允许值，可参见表3-23。混凝土拌合料应具有良好的施工和易性。混凝土的配合比要求有较适宜的技术经济性。1.配合比计算程序(1) 计算混凝土配制强度fcu02.混凝土配合比的试配和调整根据计算出的配合比

42、，取工程中实际使用的材料和搅拌方法进行试拌。当坍落度或黏聚性、保水性不能满足要求时，应在保持水灰比不变的条件下，调整用水量或砂率；当拌合物质量密度与计算不符，偏差在2以上时，应调整各种材料用量。以上各项经调整并再试验符合要求后，则制作试件检验抗压强度。试件的制作，至少采用3个不同的配合比，其中一个是上述的基准配合比，其它两个配合比的水灰比值分别增加或减少0.05，其用水量与基准配合比基本相同，砂率可分别增加或减少1。当拌合物坍落度与要求相差较大时，可以增减用水量进行调整。每种配合比应至少制作一组（3块），标准养护到28d后进行试压。从中选择强度合适的配合比作为施工配合比，并相应确定各种材料用量

43、。现场配料时还要根据砂、石含水率对砂、石和水的数量作相应的调整。3.4 现浇混凝土工程现浇混凝土工程的施工，是将配制好的混凝土拌合物充分搅拌后，再经过运输、浇筑、养护等施工过程，最终制成达到设计要求的工程构筑物。3.4.1 混凝土的搅拌1.混凝土的搅拌方式混凝土搅拌方式按其搅拌原理可分为：自落式和强制式两类，如图3-14，图3-15所示。搅拌机的搅拌原理及其适用范围见表3-29。选择混凝土搅拌机型号，要根据工程量大小、施工组织手段、混凝土技术参数等因素确定。自落式搅拌机是利用旋转的拌和筒上的固定叶片，将配料带到筒顶，再自由跌落到筒的底部，从而实现拌和目的，应用广泛。宜用于搅拌塑性混凝土和低流动

44、性混凝土，搅拌时间一般为90s/盘120s/盘，动力消耗大，效率低。强制式搅拌机的拌和是按剪切机理进行的。强制式搅拌方式作用强烈均匀，质量好，搅拌速度快，生产效率高。但其动力消耗要大34倍，叶片磨损严重，加之构造复杂，维护费用较高。2.混凝土拌合物的搅拌(1) 混凝土原材料按重量计的允许偏差 严格控制水灰比和坍落度，不得随意加减用水量。每盘装料数量不得超过搅拌筒标准容量的10。搅拌混凝土时，应严格控制材料配合比，各种原材料按重量计的允许偏差，见表3-30。(2) 混凝土拌合物的搅拌时间 混凝土拌合物的搅拌时间，是指从原料全部投入搅拌机筒时起，至拌合物开始卸出时止。搅拌时间随搅拌机类型及拌合物和

45、易性的不同而异，其最短搅拌时间，应符合表3-31的规定。在混凝土拌和中应定时检测骨料含水量。混凝土掺和料在现场宜用干掺法，且必须拌和均匀。混凝土拌和物出现下列情况之一，按不合格处理：错用配合比；混凝土配料时，任意一种材料计量失控或漏配；拌和不均匀或夹带生料；出口混凝土坍落度超过最大允许值。(3) 混凝土拌合物的投料顺序 施工中常用的投料顺序有：一次投料法、二次投料法、水泥裹砂法等。1) 一次投料法。它是将砂、水泥、石和水同时投入搅拌机搅拌筒进行搅拌。水泥应夹放在砂、石之间以减少水泥飞扬。 2) 二次投料法。是先将水、水泥、砂子投入拌合机，拌合30秒成为水泥砂浆，然后再投粗集料拌合60秒，这时集

46、料与水泥已充分拌合均匀，采用这种方法，因砂浆中无粗胶料，便于拌合，粗集料投入后，易被砂浆均匀包裹，有利于提高混凝土强度，并可减少粗集料对叶片和衬板的磨损。经多次实验，统计分析表明，在各种原材料用量不变的情况下，三天强度平均增长20%，7天强度平均增长27%。采用二次投料法还可以减少28天构件强度的离散性，用常规法生产的构件其强度均方差为28.99%，离散率为8.9%，而用二次投料法生产的构件其强度均方差为21.3%，离散率为5.6%，混凝土和易性好，便于施工，泌水也相应减少了。(4) 进料容量 进料容量是将搅拌前各种材料的体积累加起来的容量即干料容量。进料容量约为出料容量的1.41.8倍（一般

47、取1.5倍）。3.混凝土搅拌站为了保持混凝土生产相对集中，方便管理，减少占地，工程中常根据生产规模和条件，将混凝土制备过程需要的各种设施组装成拌和站或者拌和楼。混凝土搅拌站的设置有工厂型和现场型。工厂型搅拌站为大型永久性或半永久性的混凝土生产企业，向若干工地供应商品混凝土拌合物。这种设置集中站点统一拌制混凝土，便于实行自动化操作和提高管理水平，对提高混凝土质量、节约原材料、降低成本，以及改善现场施工环境和文明施工等都具有显著优点。现场混凝土搅拌站是根据工地任务大小，结合现场条件，因地制宜设置。通常采用流动性组合方式，使机械设备组成装配联接结构，尽量做到装拆、搬运方便。现场搅拌站的设计也应做到自

48、动上料、自动称量、机动出料和集中操纵控制，使搅拌站后台上料作业走向机械化、自动化生产。3.4.2 混凝土的运输1.混凝土运输的基本要求混凝土运输是混凝土搅拌与浇筑的中间环节。在运输过程中要解决好水平运输、垂直运输与其他材料、设备运输的协调配合问题。在运输过程中混凝土不初凝，不分离，不漏浆，无严重泌水，无大的温度变化，以保证入仓混凝土的质量。要求运输过程转运次数一般不多于2次，卸料和转运时的自由跌落高度不大于2m。从装料到入仓卸料整个过程不宜超过30min120min，一般不宜超过表3-32的规定。夏季运输时间要更短，以保持混凝土的预冷效果；冬季运输时间也不宜太长，以保持混凝土的预热效果。从拌和

49、楼出料到浇筑仓前，主要完成水平运输，从浇筑仓前到仓里，主要完成垂直运输。只有少数情况，将拌和楼布置在缆机下，才由缆机吊运不脱钩的料罐直接入仓，既完成水平运输，又完成垂直运输。采用汽车或者皮带机直接入仓，比较便捷，但应特别注意控制混凝土的质量。2.混凝土的运输机具运输机具可根据运输量、运距、设备条件合理选用。水平运输可选用手推车、皮带机、机动翻斗车、自卸汽车、混凝土搅拌运输车、轻轨斗车、标准轨平台车等；垂直运输可选用快速提升斗（升高塔）、井架（钢架摇臂拔杆）、各类起重机、混凝土泵等。下面简要介绍几种常用的运输机具。(1) 混凝土搅拌运输车： 它是在汽车的底盘上安装了一台斜仰的反转出料式锥形搅拌机

50、形成的运输车。在运输途中搅拌机缓慢旋转继续搅拌混凝土，防止离析。到达浇筑地点以后，反转出料。在夏天高温季节，一般在混凝土中加入缓凝剂，防止运输途中发生初凝。这种运输方式一般都设有中心拌和站，用于距离远、交通方便的分散零星的工地，以避免各处都设料场、都安设搅拌机械。混凝土运输费用较高，但是总的经济效果较好。(2) 混凝土泵：它是一种以管道方式运输混凝土的方法，它可以一次性完成水平运输、垂直运输，并直接输送到浇筑地点。因此它是一种短距离的、连续性的运输和浇筑工具。泵送混凝土的水泥用量较大，单价较高。在给水排水工程中混凝土泵多用活塞泵。输送混凝土的管道一般用无缝钢管、铝合金管、硬塑料管和橡胶、塑料制

51、的软管等，其内径一般为75mm200mm，每一节一般长0.3m3m，都配有快速接头。 3.4.3 混凝土的浇筑混凝土浇筑施工的工艺流程是：仓面准备、入仓铺料、平仓振捣、成品养护四个环节。 1.仓面准备仓面准备是混凝土浇筑前的准备作业，内容一般包括：地基表面处理、施工缝处理、立模、钢筋混凝土中的钢筋和预埋件的安设等。(1) 地基表面处理 地基分沙砾地基、土基、岩基，不同的地基有不同的处理要求。1) 沙砾地基 应清除杂物，平整建基面，先浇厚度10cm20cm的低标号混凝土作为垫层，防止漏浆。2) 土基 应先铺碎石，盖上湿砂，压实以后，再浇筑混凝土。3) 岩基 先用人工清除表面松软岩石、处理带有尖棱

52、、反坡的的部分，并用高压水枪冲洗；如果有油污和粘结的杂物，还需用金属丝刷配合刷洗，直至洁净为止。洗刷后鼓风吹扫干净岩面的积水以利于混凝土与岩石的牢固结合。地基表面处理完，经过质检合格后，方可开仓浇筑。(2)施工缝处理 处理目的：前次浇筑的混凝土表面往往会产生灰白色的软弱乳皮层,它的存在影响新老混凝土的牢固结合。因此在新一期混凝土浇筑前，必须用高压水枪或者风沙枪将前期混凝土表面的乳皮层清除干净，使表面石子半露，形成麻面，以利新老混凝土的牢固结合。1) 凿毛 凿毛是人工用铁锤或者风镐凿去混凝土表面乳皮层的简单方法。优点是：处理时间好安排，处理质量有保证。缺点是：损失混凝土多，劳动强度大，效率低。2

53、) 刷毛 人工用钢丝刷刷去乳皮层的方法。要求处理时间控制在混凝土初凝后，人在上面踩不坏混凝土面，又能刷动乳皮层为宜。3) 高压水冲毛 利用水利冲去乳皮层的做法。优点是：施工方便，效率较高。缺点是：冲刷时间不好控制，冲的过早，混凝土被冲掉的多，损失大，也可能冲松一定的深度，影响混凝土质量；冲的过晚，混凝土强度已较高，冲不动，对新老混凝土结合不利。4) 界面涂刷处理法 界面涂刷处理法是在混凝土达到能上人的强度后，人工清除混凝土表面的疏松部分，但不是去掉乳皮层，再用水冲净浮灰，在不存在明水的情况下，涂刷YJ-302 混凝土界面处理剂，接着再浇筑新混凝土。这样，新老混凝土的粘结强度可提高1530倍，处

54、理工效可提高数10倍。2.入仓铺料混凝土入仓铺料一般有三种方法：平层铺料、阶梯铺料、斜层铺料。 (1) 铺料方法比较1) 平层铺料法 每一层都是从仓面的同一端一直铺到另一端，周而复始，水平上升。平层法应用最为广泛，但要求供料强度大，若采用大仓面浇筑，供料强度不足时，容易留下施工缝，故应采取预防措施。2) 阶梯铺料法 将混凝土铺成台阶形，水平前进阶梯，一般宽不小于3m，浇筑高度不超过1.5m2.0m，台阶35个。3) 斜层铺料法 混凝土斜向分层铺筑，倾角一般不大于10。要求在斜坡上振捣混凝土时，必须自下而上振捣；反之，则会引起上部下陷而崩裂。阶梯铺料和斜层铺料的优点是；混凝土铺料暴露面积小，所需

55、混凝土供料强度小，在夏季，当混凝土入仓温度低于外界温度时，能够减少吸热量，有利于防止大体积混凝土出现温度裂缝；在冬季，能够减少散热，有利于抗冻。阶梯铺料和斜层铺料的缺点是：在平仓振捣时，容易引起沙浆顺坡向下流动，仓面末端稀浆集中，导致混凝土离析，强度不均。所以，阶梯铺料和斜层铺料一般都采用流动性较小的混凝土。为了保证混凝土浇筑时不产生离析现象，混凝土自高处倾落时的自由倾落高度不宜超过2m。若混凝土自由倾落高度超过2m，则应设溜槽或串筒，在竖向结构（如墙、柱）中浇筑混凝土时，如浇筑高度超过3m，也应采用串筒或溜槽，如图3-16所示。(2) 铺料厚度要求 混凝土入仓铺料多采用平浇法，它是由仓面某一

56、边逐层有序连续铺填。铺料层的厚度与振动设备的性能、混凝土粘稠度、骨料强度和气温高低有关。混凝土浇筑前不应发生初凝和离析现象。混凝土运到后，其坍落度应满足表3-33的要求。混凝土浇筑层厚度应符合表3-34的规定：(3) 铺料对供料的要求 供料能力要保证每一个浇筑层在初凝之前能够覆盖上一层混凝土，而且能振实为整体。若供料过慢，超过初凝时间的混凝土表面会产生乳皮，再振捣也难以消除，从而造成薄弱的结合面，这个薄弱结合面，一般称为施工缝。施工缝的抗剪、抗拉、抗渗能力降低，这是非常有害的。施工中，如因故供料不足或者中断供料，必须停浇，并按施工缝处理。 (4) 重朔试验 在施工中，一般通过重塑试验来掌握混凝

57、土是否超过初凝时间。重塑试验的标准是：用振捣器振捣20s，周围10cm以内，还能够泛浆，而且不留孔洞。满足这些条件，说明已浇筑的混凝土还能够重塑，可以继续浇筑上层混凝土。3.平仓振捣(1) 平仓 将卸入浇筑仓内成堆的混凝土料按规定厚度铺平叫平仓。平仓也是很重要的工作，平仓不好，粗骨料集中、成堆，形成架空，混凝土会离析泌水、漏振、产生冷缝等事故。平仓可用插入式振捣器插入料堆顶部振动，使混凝土液化后自行摊平。但是，不能因为平仓用了振捣器，平仓后就不再振捣，这样很容易出现漏振。仓面较大的，又没有模板拉条影响的，可用小型履带式推土机平仓，一般还再机后安装上振捣器组，平仓、振捣两用，边平仓，边振捣，效率较高。(2) 振捣 对混凝土进行机械振捣是为了提高混凝土密实度。振捣前浇灌的混凝土是松散的，在振捣器高频率低振幅振动下，混凝土内颗粒受到连续振荡作用，成“重质流体状态”，颗粒见摩阻力和粘聚力显著减少，流动性显著改善。粗骨料向下沉落，粗骨料孔隙被水泥砂浆填充。混凝土中空气被排挤，形成小气泡上浮。一部分水分被排挤，形成水泥浆上浮。混凝土充满模板，密实度和匀一性都增高。干稠混凝土在高频率振捣作用下可获得良好流动性，与塑性混凝土比较，