混凝土制备工艺

1、会计学1混凝土制备工艺混凝土制备工艺第1页/共178页吉隆坡国家石油吉隆坡国家石油双子星座大厦双子星座大厦（452米）米）第2页/共178页多伦多电视塔多伦多电视塔（549米）米）预应力混凝土结构预应力混凝土结构第3页/共178页 金茂大厦主体结构中部为八角形型钢配筋混凝土金茂大厦主体结构中部为八角形型钢配筋混凝土(SRC)核核心筒束，筒内井字形墙到心筒束，筒内井字形墙到56层结束，然后单筒升到层结束，然后单筒升到 335.3 m；核心筒四周为八根核心筒四周为八根SRC大柱大柱，截面由，截面由 1.5 m5 m逐渐收至逐渐收至1 m3.5 m，以适应逐渐收进的外形。，以适应逐渐收进的外形。第4

2、页/共178页上海环球金融中心上海环球金融中心（492米）米）阿拉伯酋长国阿拉伯酋长国迪拜摩天大楼（迪拜摩天大楼（ 800米）米）国际金融中心国际金融中心（415米）米）第5页/共178页台北台北101大厦大厦（508米）米）第6页/共178页1994加拿大魁北克省加拿大魁北克省70米跨的米跨的 Sherbrooke 人行混凝土桁架桥人行混凝土桁架桥上首次应用上首次应用RPC混凝土，全部构件在现场组装。混凝土，全部构件在现场组装。第7页/共178页30mm厚无纤维厚无纤维RPC桥面板桥面板钢管钢管RPC钢管混凝土桁架钢管混凝土桁架由于采用了由于采用了RPC材料，不仅大大减轻了桥梁结构的自重，同

3、材料，不仅大大减轻了桥梁结构的自重，同时提高了桥梁在时提高了桥梁在高湿度环境高湿度环境、除冰盐腐蚀除冰盐腐蚀与与抗冻融循环抗冻融循环作用作用下的耐久性能。下的耐久性能。有纤维的有纤维的RPC梁梁第8页/共178页韩国韩国 Seoul（汉城）混凝土步行拱桥（汉城）混凝土步行拱桥跨度跨度120m，拱高，拱高15m，厚，厚1.3m，没有任何柱子支撑，没有任何柱子支撑，没有箍筋没有箍筋第9页/共178页活性粉末混凝土活性粉末混凝土 Reactive Powder Concrete, RPC 抗压强度可达抗压强度可达200MPa、500MPa和和800MPa 采用粒径小于采用粒径小于1mm的细石英砂为粗

4、骨料的细石英砂为粗骨料 在成型过程中施加压力、热水养护或蒸压养护在成型过程中施加压力、热水养护或蒸压养护 掺入细而短的钢纤维，抗折强度可达掺入细而短的钢纤维，抗折强度可达50MPa。法国法国Bouygues公司公司1993年研究成功年研究成功第10页/共178页2-1 混凝土拌合物的制备工艺 商品混凝土生产工艺的组成商品混凝土生产工艺的组成 普通混凝土拌合物的制备工艺包括原料的输送、原材料的储存、称量配料、搅拌，拌合物输送等工序。 p原材料输送原材料输送 砂石骨料输送设施选用胶带输送机、斗式砂石骨料输送设施选用胶带输送机、斗式提升机、拉铲、链斗式输送机等；水泥、矿物掺合料提升机、拉铲、链斗式输

5、送机等；水泥、矿物掺合料选用管式螺旋输送机和气力输送等；水和外加剂则用选用管式螺旋输送机和气力输送等；水和外加剂则用电动泵等。电动泵等。 p原料的贮存原料的贮存 砂石的贮存砂石的贮存 一般采用堆场形式，也可采用一般采用堆场形式，也可采用库存形式；水泥和矿物掺合料通常采用钢制筒仓；水库存形式；水泥和矿物掺合料通常采用钢制筒仓；水的储存则用水池或容积式计量器。的储存则用水池或容积式计量器。 第11页/共178页混凝土拌合物的制备工艺p原材料的配比称量原材料的配比称量 称量采用质量式或容积式计称量采用质量式或容积式计量称。量称。 p混凝土的搅拌装置混凝土的搅拌装置 不同的搅拌装置具有不同的不同的搅拌

6、装置具有不同的搅拌方式和结构特点，由此决定搅拌机的性能搅拌方式和结构特点，由此决定搅拌机的性能和适用范围。和适用范围。 p混凝土拌合物的运输混凝土拌合物的运输 拌合物的运输是商品混凝拌合物的运输是商品混凝土生产的重要环节，它是将搅拌均匀的混凝土土生产的重要环节，它是将搅拌均匀的混凝土，在符合质量要求的前提下，输送到施工现场，在符合质量要求的前提下，输送到施工现场的一种方式，包括现场运输和远距离运输量大的一种方式，包括现场运输和远距离运输量大类。类。第12页/共178页第13页/共178页第14页/共178页第15页/共178页第16页/共178页混凝土浇注现场第17页/共178页表421混凝土

7、搅拌机类型第18页/共178页第19页/共178页第20页/共178页第21页/共178页混凝土拌合物的制备工艺生产工艺布置形式 按骨料在混凝土生产流程中需要提升的按骨料在混凝土生产流程中需要提升的次数分为单阶式和双阶式。次数分为单阶式和双阶式。 骨骨料经一次提升到搅拌楼顶层的储料斗，然后配料经一次提升到搅拌楼顶层的储料斗，然后配料称量直到搅拌成混凝土而形成的生产流程称料称量直到搅拌成混凝土而形成的生产流程称为单阶式。为单阶式。 骨骨料经两次或多次提升而形成的生产流程称为双料经两次或多次提升而形成的生产流程称为双阶式搅拌站，它具有设备简单、投资少、建设阶式搅拌站，它具有设备简单、投资少、建设快

8、等优点。快等优点。第22页/共178页图图4.1单阶式混凝土搅拌站骨料流程单阶式混凝土搅拌站骨料流程图图4.2 双阶式混凝土搅拌站骨料流程双阶式混凝土搅拌站骨料流程第23页/共178页图图4.4 4.4 单阶式商品混凝土搅拌站单阶式商品混凝土搅拌站第24页/共178页图图4.5 4.5 双阶式商品混凝土搅拌站双阶式商品混凝土搅拌站第25页/共178页配料秤配料秤 配料秤 配料秤 骨料斗搅拌机混凝土储料斗 输送设备配制外加剂水泥筒仓配料秤 储料斗砂子储料斗 石子储料斗 水泥储液罐外加剂液液水箱水沙石堆场图图4.6 商品混凝土搅拌站混凝土制备工艺流程图商品混凝土搅拌站混凝土制备工艺流程图第26页/

9、共178页p 第27页/共178页混凝土拌合物的制备工艺原料的称量原料的称量 原料称量的准确度对混凝土的质量影响很大，它是混凝土拌合物制备过程中的一个重要环节。原料称量一般以质量计，其称量偏差极限见表4.27。表表4.27 水泥混凝土原材料称量偏差极限（）水泥混凝土原材料称量偏差极限（）水泥水外加剂溶液骨料外掺混合材料22232第28页/共178页p原料称量方式一般都是各种材料分别单独称量。原料称量方式一般都是各种材料分别单独称量。但对骨料而言，在骨料品种较多时也可分成细骨但对骨料而言，在骨料品种较多时也可分成细骨料、粗骨料两套称量装置，进行累计替换称量。料、粗骨料两套称量装置，进行累计替换称

10、量。为了提高外加剂的称量精度，一般不和水一起混为了提高外加剂的称量精度，一般不和水一起混合称量。合称量。 p骨料和水泥在称量时，为了提高称量准确度，一骨料和水泥在称量时，为了提高称量准确度，一般采用粗称和精称两个步骤。即在称量时由给料般采用粗称和精称两个步骤。即在称量时由给料器控制下料量，先是粗称，称量材料的器控制下料量，先是粗称，称量材料的90%95%90%95%，然后调整给料器给料量，微量调节进行精称，直然后调整给料器给料量，微量调节进行精称，直到需用量的到需用量的100%100%。混凝土拌合物的制备工艺第29页/共178页混凝土拌合物的搅拌及运输混凝土拌合物的搅拌及运输 搅拌理论搅拌理论

11、 混凝土拌合物的搅拌一是涉及混凝土拌合物中混凝土拌合物的搅拌一是涉及混凝土拌合物中有固、液、气三相物质参与搅拌；二是物料相互有固、液、气三相物质参与搅拌；二是物料相互间的化学和物理化学的变化，所以搅拌工艺是一间的化学和物理化学的变化，所以搅拌工艺是一个非常复杂的问题。评价搅拌工艺的优劣除了混个非常复杂的问题。评价搅拌工艺的优劣除了混凝土搅拌均匀性质量指标外，还要考虑混凝土的凝土搅拌均匀性质量指标外，还要考虑混凝土的结构形成。因而混凝土搅拌目的除了考虑均匀性结构形成。因而混凝土搅拌目的除了考虑均匀性外，还必须考虑搅拌强化的问题。外，还必须考虑搅拌强化的问题。 混凝土拌合物的制备工艺第30页/共1

12、78页 搅拌机类型搅拌机类型我国当前常用的搅拌机有鼓筒搅拌机我国当前常用的搅拌机有鼓筒搅拌机、双锥搅拌机、梨型搅拌机和强制式搅、双锥搅拌机、梨型搅拌机和强制式搅拌机等。拌机等。 不同稠度的混凝土应选择相应的搅拌不同稠度的混凝土应选择相应的搅拌机。如搅拌塑性混凝土可选用鼓筒形搅机。如搅拌塑性混凝土可选用鼓筒形搅拌机；拌机；搅拌塑性和低流动性混凝土可选用双搅拌塑性和低流动性混凝土可选用双锥或梨型搅拌机。锥或梨型搅拌机。第31页/共178页 搅拌机类型搅拌机类型混凝土拌合物的制备工艺强制式搅拌机 而干硬性而干硬性及半干硬性及半干硬性混凝土最适混凝土最适宜的是强制宜的是强制式搅拌机式搅拌机。第32页/

13、共178页 搅拌机类型搅拌机类型混凝土拌合物的制备工艺卧轴式搅拌机双卧轴搅拌机第33页/共178页1重力机理重力机理 如图如图4.7所示，在一个圆筒形容器中有不同颗粒的两种所示，在一个圆筒形容器中有不同颗粒的两种物料物料A和和B。假设。假设B物料在下物料在下,A物料在上，当圆筒以倾斜物料在上，当圆筒以倾斜轴旋转时，轴旋转时，A、B两种物料也随之运动，并在重力作用下两种物料也随之运动，并在重力作用下，力求达到最稳定的状态，各自越过原始接触面，进入，力求达到最稳定的状态，各自越过原始接触面，进入原由另一种物料所占有的空间原由另一种物料所占有的空间。混凝土拌合物的制备工艺最后其相互接触面达到最最后其

14、相互接触面达到最大程度，即达到了均匀混合大程度，即达到了均匀混合。此类搅拌机有鼓筒形搅拌。此类搅拌机有鼓筒形搅拌机、双锥式搅拌机。机、双锥式搅拌机。图图4.7 扩散机理示意图扩散机理示意图第34页/共178页 1重力机理重力机理 双锥式搅拌机也是根据重力机理设计的。这种搅拌机由搅拌筒每旋转一周，物料在筒中可以翻拌数次，从而提高了搅拌效率。并可制成大容量搅拌机，克服了鼓筒式搅拌机容量较小的缺点（图4.9）。 混凝土拌合物的制备工艺第35页/共178页混凝土拌合物的制备工艺图图4.8 鼓筒式搅拌机的物料鼓筒式搅拌机的物料 运动轨迹示意图运动轨迹示意图图图4.9 双锥式搅拌机叶片布置双锥式搅拌机叶片

15、布置 1-进出料口；进出料口；2-送料叶片送料叶片 3-搅拌叶片搅拌叶片第36页/共178页2剪切机理剪切机理 剪切作用的机理是使搅拌的物料在剪切作用的机理是使搅拌的物料在某一部位产生强烈的相对剪切并某一部位产生强烈的相对剪切并叠合翻拌，而使拌合物达到搅拌叠合翻拌，而使拌合物达到搅拌均匀的目的。此类搅拌机有强制均匀的目的。此类搅拌机有强制搅拌机。当物料加入强制式搅拌搅拌机。当物料加入强制式搅拌机搅拌时，其不同位置、不同角机搅拌时，其不同位置、不同角度的叶片使物料克服摩擦力，强度的叶片使物料克服摩擦力，强制物料产生环向、径向、竖向运制物料产生环向、径向、竖向运动，使物料间产生剪切位移叠合动，使物

16、料间产生剪切位移叠合翻拌及轨道交叉而达到混合均匀翻拌及轨道交叉而达到混合均匀的目的（图的目的（图4.104.10）混凝土拌合物的制备工艺图图4.104.10剪切机理及强制式搅剪切机理及强制式搅 拌机叶片布置和物料流向图拌机叶片布置和物料流向图第37页/共178页3对流机理对流机理 p图图4.114.11所示为在搅拌筒受搅拌器的作用而形成对所示为在搅拌筒受搅拌器的作用而形成对流混合机理的示意图。物料在垂直圆筒中被搅拌流混合机理的示意图。物料在垂直圆筒中被搅拌器搅拌时，它是通过对流作用达到均匀混合的。器搅拌时，它是通过对流作用达到均匀混合的。 p如加气混凝土料浆搅拌筒。就是按对流原理设计如加气混凝

17、土料浆搅拌筒。就是按对流原理设计的。为了使为了在搅拌中混合更均匀及避免筒底的。为了使为了在搅拌中混合更均匀及避免筒底死角，可在壁筒内侧设置直立挡板，这样能使物死角，可在壁筒内侧设置直立挡板，这样能使物料形成竖向对流，同时还使两个相邻直立挡板间料形成竖向对流，同时还使两个相邻直立挡板间的扇形区内沿筒底形成局部环流，消除了底部死的扇形区内沿筒底形成局部环流，消除了底部死角，强化了搅拌效果。角，强化了搅拌效果。混凝土拌合物的制备工艺第38页/共178页3.对流机理对流机理 混凝土拌合物的制备工艺鼓筒式搅拌器中的对流机理1-搅拌叶片；2-直立挡板(a)无直立式挡板(b)有直立式挡板第39页/共178页

18、 搅拌强化搅拌强化 所谓搅拌强化就是指能够用以改变搅拌工艺效果所谓搅拌强化就是指能够用以改变搅拌工艺效果而加速胶凝材料水化反应，从而提高混凝土早期而加速胶凝材料水化反应，从而提高混凝土早期或后期强度的方法，皆称为搅拌强化。有三种基或后期强度的方法，皆称为搅拌强化。有三种基本方法。本方法。 1均匀强化均匀强化 普通搅拌机中，只能使拌合物达到宏观均匀。而普通搅拌机中，只能使拌合物达到宏观均匀。而不能使细小颗粒和拌合水均匀分布。但在搅拌的不能使细小颗粒和拌合水均匀分布。但在搅拌的同时加以振动，即能使水泥颗粒处于颤动状态，同时加以振动，即能使水泥颗粒处于颤动状态，使水泥颗粒与水分均匀分布，并增大水泥颗

19、粒运使水泥颗粒与水分均匀分布，并增大水泥颗粒运动速度，加速水泥水化。动速度，加速水泥水化。混凝土拌合物的制备工艺第40页/共178页 搅拌强化搅拌强化 2粉碎强化粉碎强化 超声波是粉碎强化的一种办法。它是先以超声波发生器活超声波是粉碎强化的一种办法。它是先以超声波发生器活化搅拌水泥砂浆，再用这种砂浆在普通搅拌机中与骨料混化搅拌水泥砂浆，再用这种砂浆在普通搅拌机中与骨料混合。由于超声波作用使水泥颗粒进一步粉碎，而加速水化合。由于超声波作用使水泥颗粒进一步粉碎，而加速水化反应。超声活化对过期水泥有更明显的效果。反应。超声活化对过期水泥有更明显的效果。 3加热强化加热强化 采用加热强化，合理提高搅拌

20、时的料温，不但利于加速水采用加热强化，合理提高搅拌时的料温，不但利于加速水泥水化，并且还可以消除混凝土在养护过程中升温期对混泥水化，并且还可以消除混凝土在养护过程中升温期对混凝土结构造成的破坏作用。凝土结构造成的破坏作用。 p综合运用以上三种方法，可取得更好的效果。综合运用以上三种方法，可取得更好的效果。混凝土拌合物的制备工艺第41页/共178页p影响混凝土搅拌质量的原因影响混凝土搅拌质量的原因 1搅拌机类型搅拌机类型 p2工艺因素工艺因素 u转速转速 为保证混凝土质量，搅拌速度不宜过快。鼓为保证混凝土质量，搅拌速度不宜过快。鼓筒式搅拌机的转速一般取筒式搅拌机的转速一般取n15/，式中，式中R

21、为搅拌为搅拌筒半径（筒半径（m）；强制式搅拌机的转速一般为）；强制式搅拌机的转速一般为1.31.8m/s为宜。为宜。 投料顺序投料顺序 为不同密度的物料为不同密度的物料进行混合搅拌时，一般是先投密度小的物料，然进行混合搅拌时，一般是先投密度小的物料，然后将密度大的物料逐步投入密度小的物料中边倒后将密度大的物料逐步投入密度小的物料中边倒边搅拌。边搅拌。混凝土拌合物的制备工艺第42页/共178页p影响混凝土搅拌质量的原因影响混凝土搅拌质量的原因 p2工艺因素工艺因素 u搅拌时间搅拌时间 搅拌时间与搅拌机型和拌合物的和易性搅拌时间与搅拌机型和拌合物的和易性、流动性有关。当用鼓筒式搅拌机时，混凝土抗、

22、流动性有关。当用鼓筒式搅拌机时，混凝土抗压强度随搅拌时间的延长而增加，并在压强度随搅拌时间的延长而增加，并在23min内增长较快；内增长较快； 用可倾式搅拌机时，拌合物的匀质用可倾式搅拌机时，拌合物的匀质性随搅拌时间的延长而趋于稳定，一般在性随搅拌时间的延长而趋于稳定，一般在50s以以前就能达到规定值的要求；前就能达到规定值的要求； u而用强制式搅拌机时其匀质性很快达到规定值。而用强制式搅拌机时其匀质性很快达到规定值。 混凝土拌合物的制备工艺第43页/共178页p影响混凝土搅拌质量的原因影响混凝土搅拌质量的原因 p2工艺因素工艺因素 u加水方法加水方法 混凝土拌合物在搅拌时加水方法也是有混凝土

23、拌合物在搅拌时加水方法也是有效混凝土强度的因素，特别是强制式搅拌机，其效混凝土强度的因素，特别是强制式搅拌机，其加水方法有效较为明显。如向搅拌筒整个空间均加水方法有效较为明显。如向搅拌筒整个空间均匀供水时，只需匀供水时，只需30s即可搅拌均匀，若集中一处即可搅拌均匀，若集中一处供水，不但搅拌时间长，而且强度变异系数大。供水，不但搅拌时间长，而且强度变异系数大。所以，当强制搅拌机中环形供水管损坏改为人工所以，当强制搅拌机中环形供水管损坏改为人工供水时，必须延长搅拌时间。供水时，必须延长搅拌时间。混凝土拌合物的制备工艺第44页/共178页p混凝土拌合物的运输混凝土拌合物的运输 l拌合物运输设备的选

24、择应满足以下要求：拌合物运输设备的选择应满足以下要求： l混凝土拌合物运输设备容量应大于搅拌机容量和混凝混凝土拌合物运输设备容量应大于搅拌机容量和混凝土拌合物储料斗的容量；土拌合物储料斗的容量； l运输设备在运输过程中保证混凝土拌合物不漏浆、不运输设备在运输过程中保证混凝土拌合物不漏浆、不分层离析；分层离析； l运输设备的接料周期必须考虑搅拌机的搅拌周期和满运输设备的接料周期必须考虑搅拌机的搅拌周期和满足工艺要求。足工艺要求。混凝土拌合物的制备工艺第45页/共178页混凝土搅拌运输车混凝土搅拌运输车混凝土拌合物的运输第46页/共178页第47页/共178页第48页/共178页第49页/共178

25、页第50页/共178页混凝土拌合物的成型和密实是属于两个不同的概念。混凝土拌合物的成型和密实是属于两个不同的概念。 p成型是混凝土拌合物在模型内流动并充满模型（外成型是混凝土拌合物在模型内流动并充满模型（外部流动），从而获得所需的外形。部流动），从而获得所需的外形。 p密实是混凝土拌合物向其内部空隙流动（内部流动密实是混凝土拌合物向其内部空隙流动（内部流动），填充空隙而达到结构密实。对密实混凝土来说），填充空隙而达到结构密实。对密实混凝土来说，密实和成型是同时进行的，即拌合物在向模型四，密实和成型是同时进行的，即拌合物在向模型四周流动的同时，也向其内部空隙流动。周流动的同时，也向其内部空隙流动

26、。 p因此，混凝土成型工艺的目的在于使混凝土拌合物因此，混凝土成型工艺的目的在于使混凝土拌合物按一定的要求成型并达到结构密实。按一定的要求成型并达到结构密实。混凝土的密实成型工艺第51页/共178页 混凝土的密实成型工艺基本上有以下混凝土的密实成型工艺基本上有以下 几种方法：几种方法： 振动密实成型工艺、振动密实成型工艺、 离心脱水密实成型工艺、离心脱水密实成型工艺、 真空脱水密实成型工艺、真空脱水密实成型工艺、 其它密实成型工艺。其它密实成型工艺。混凝土的密实成型工艺第52页/共178页振动密实成型工艺振动密实成型工艺 定义：利用机械措施迫使混凝土拌合物的颗粒发生振定义：利用机械措施迫使混凝

27、土拌合物的颗粒发生振动，从而使不易流动的拌合物液化，以达到密实成动，从而使不易流动的拌合物液化，以达到密实成型的目的。型的目的。 特点：此工艺方法设备简单，密实效果好，不仅在预特点：此工艺方法设备简单，密实效果好，不仅在预制混凝土构件密实成型过程中，而且在现浇混凝土制混凝土构件密实成型过程中，而且在现浇混凝土构件的密实成型过程中得到广泛应用。构件的密实成型过程中得到广泛应用。 混凝土的密实成型工艺第53页/共178页振动密实成型工艺振动密实成型工艺 振动密实原理振动密实原理 振动前：振动前： 经搅拌，还为成型的混凝土拌合物，水泥经搅拌，还为成型的混凝土拌合物，水泥的水化反应尚处初期，生成的凝胶

28、体还不丰富，拌的水化反应尚处初期，生成的凝胶体还不丰富，拌合物内主要是粗细不匀的固体骨料和水分，且混有合物内主要是粗细不匀的固体骨料和水分，且混有大量的空气。因此，混凝土拌合物的结构非常松散大量的空气。因此，混凝土拌合物的结构非常松散，骨料颗粒间常呈不连续状态。，骨料颗粒间常呈不连续状态。 混凝土的密实成型工艺第54页/共178页振动密实原理振动密实原理 振动时：振动时： 当振动机械通过某种方式将一定频率、振幅和激振力的振动能量传递给混凝土拌合物时，骨料颗粒不断受到振动冲击力的作用而引起颤动。 当振动源传递出的振动能量达到一定程度使其颤动足以克服骨料颗粒间原有的粘结力和机械啮合力（即内阻力）时

29、，拌合物颗粒的接触点便松开而使得混凝土拌合物的内阻力大大减小，从而导致混凝土拌合物部分或全部液化。混凝土的密实成型工艺第55页/共178页振动密实原理振动密实原理 振动时：振动时： 这时，骨料颗粒犹如悬浮在液体中，在其自重作用下，纷纷沉落滑移并趋于紧密排列的稳定位置，其中水泥砂浆包裹石子并填充在石子的空隙间，而水泥净浆包裹砂子并填充于砂子的空隙间。 在这个过程中，原来存在于拌合物中的大部分空气也被同时排除，从而使骨料和水泥浆在模具中得到致密地排列和充分地填充，致使原来的松散堆聚结构变为密实堆聚结构。混凝土的密实成型工艺第56页/共178页振动密实成型工艺振动密实成型工艺 振动成型设备振动成型设

30、备 p混凝土拌合物的振动成型设备多为电振动设备，另外还有气动和电磁振动等振动设备。这里只介绍电振动设备。 p 按对混凝土拌合物作用方式，振动成型设备大致可分为如下四种类型（见下图）。 混凝土的密实成型工艺a-内部振动器、b-外部振动器、c-表面振动器、d-振动台第57页/共178页振动成型设备振动成型设备 内部振动器内部振动器：又称插入式振动器，作业时将振动器插入混凝土拌合物中进行振捣。 内部振动器的工作部件是一个棒状空心圆柱体，其内安装偏心振动子。在动力源的驱动下，偏心振动子的振动使整个棒体产生高频微幅的进机械振动。混凝土的密实成型工艺图4.16行星式内部振动器1-电动机、2-传动软轴、3-

31、振动棒第58页/共178页第59页/共178页第60页/共178页振动成型设备振动成型设备 表面振动器表面振动器 ：又称平板式振动器，作业时将振动器安放在混凝土拌合物的表面上，通过振动器的振动作用传递给混凝土拌合物。 表面振动器是放在混凝土表面上进行作业的一种机械，在外部振动器下面装设一个底板，即构成表面振动器。 混凝土的密实成型工艺图4.17表面振动器1-底板、2-外壳、3-定子、4-转子轴、5-偏心块第61页/共178页振动成型设备振动成型设备 振动台振动台 ：作业时将成型模具安放在振动台上，通过底面将振动器的振动作业传递给混凝土拌合物。它是混凝土制品工厂的主要设备。 振动台由台架、激振器

32、、传动装置、支承弹簧及模具固定装置等组成。在激振器作用下，台架连同模具及拌合物一起振动，使拌合物振动密实成型。 混凝土的密实成型工艺图4.18垂直定向振动台示意图振动台有较大适应性和稳定的工作制度，故是混凝土制品厂的主要密实成型设备，适用于空心板、平板、轨枕以及厚度不大的梁柱等构件第62页/共178页离心脱水密实成型工艺离心脱水密实成型工艺 利用模型在离心机上高速旋转，模型内的混凝土拌合物受离心力的作用，脱去部分多余水分而密实成型。离心密实成型是流动性混凝土拌合物成型工艺中的一种机械脱水密实成型工艺。 其特点是由离心力将拌合物挤向模壁，从而 排出拌合物中的空气和多余水分（2030），使拌合物密

33、实并获得较高的强度。此种工艺适用于制造不同直径挤长度的环状制品，如管材、电线杆及管桩等。混凝土的密实成型工艺第63页/共178页离心密实成型设备离心密实成型设备 混凝土离心成型机按钢模支承方法可分为托轮式、车床式和胶带式三种。托轮式离心机又可分为单管机和多管机，以同时离心的管模数区分。 车床式离心机不用托轮支承管模，而用车床两端的卡盘将管模两端夹牢，电动机带动卡盘，使管模高速旋转。车床式离心机传动系统如下图所示。 混凝土的密实成型工艺图图4.20 车床式离心机传动车床式离心机传动系统系统1前卡盘；前卡盘；2管模；管模；3后卡盘；后卡盘；4电动机电动机第64页/共178页图图4.19 20040

34、0托轮式离心制管机托轮式离心制管机 1机架；机架；2从动托轮组；从动托轮组；3主动托轮组；主动托轮组；4三角胶带；三角胶带；5鼓风机；鼓风机； 6电动机；电动机；7调速机构；调速机构；8200管模；管模；9300管模；管模；10400管模管模第65页/共178页真空脱水密实成型工艺真空脱水密实成型工艺 真空脱水密实成型属机械脱水密实成型工艺之一。这种工艺可采用原始水灰比较大的流动性混凝土拌合物，利用真空作用排出多余水分，即便于浇灌和制作厚度较小形状复杂的制品，又可在脱水密实成型后获得较高的初始结构强度，以利快速脱模。硬化后的混凝土密实度较高，耐久性及耐磨性较好。在实际生产中，常将真空脱水与振动

35、密实成型工艺配合使用，效果更佳。混凝土的密实成型工艺第66页/共178页真空脱水的分类：真空脱水的分类：见图4.21 混凝土的密实成型工艺（c）（d）图4.21真空脱水方法（a）上吸法；（b）下吸法；（c）侧吸法；（c）内吸法1真空吸垫；2混凝土；3模板；4内吸管第67页/共178页第68页/共178页混凝土的养护混凝土的养护 定义：混凝土拌合物经浇注振捣密实后，逐步硬化并形成内部结构，为使已成型的混凝土能正常完成水泥的水化反应，获得所需的物理力学性能及耐久性指标的工艺措施称为混凝土的养护工艺。 足够的湿度和适宜的温度是混凝土硬化所必需的条件，也是保证工程质量的基本要素。 混凝土养护可分为标准

36、养护、自然养护和快速养护。 混凝土的养护工艺第69页/共178页混凝土的养护混凝土的养护 标准养护 ：标准养护是指在温度为203，相对湿度为90以上的潮湿环境或水中的条件下进行的养护，这是目前试验室常用的方法。 自然养护 ：在自然气候条件（平均气温高于5）下，于一定时间内采取浇水润湿或防风防干、保温防冻等措施养护，称为自然养护。 自然养护主要有覆盖浇水养护和表面密封养护两种。混凝土的养护工艺第70页/共178页混凝土的养护混凝土的养护 覆盖浇水养护：覆盖浇水养护：在混凝土表面覆盖草垫等遮盖物，并定期浇水以保持湿润。浇水养护简单易行、费用少，是现场最普遍采用的养护方法。 表面密封养护：表面密封养

37、护：利用混凝土表面养护剂在混凝土表面形成一层养护膜，从而阻止自由水的蒸发，保证水泥充分水化。这种方法主要适用于不易浇水养护的高耸构筑物或大面积混凝土结构，可以节省人力。混凝土的养护工艺第71页/共178页自然条件下温、湿度对混凝土硬化过程的影响自然条件下温、湿度对混凝土硬化过程的影响 在其他条件一定的情况下，自然养护混凝土强度主要取决于水泥的强度等级、品种以及外界环境的平均温度。 炎热区域炎热区域 高温下新拌混凝土坍落度的损失增大，初凝提前，易因振捣不良而形成孔隙、麻面与蜂窝； 早凝、表面易干燥、用水量增多，均易导致干缩裂缝； 白昼浇捣及养护时，以及夜间环境降温后的内外温差，易导致温度裂缝。

38、混凝土的养护工艺第72页/共178页寒冷地区寒冷地区 当温度低于4时，水的体积膨胀，冻结后其体积增大9。解冻后，混凝土孔隙率增加1516，强度下降10。 冻结还使骨料与水泥石的粘结力受到损害，若粘结力完全丧失，其强度降低13。 冻结和解冻过程中，混凝土内水分的迁移、体积变化及组分体积膨胀系数的差异，均将导致结构的开裂。 同时，温度的降低使混凝土强度的增长速度明显减慢，这是因为混凝土中水的冰点约为0.52.5，温度降至3时，混凝土中只有10的液相存在，水化反应极为缓慢。混凝土的养护工艺第73页/共178页自然养护的措施自然养护的措施 覆盖浇水覆盖浇水 覆盖浇水时，一般采用纤维质吸水保温材料，如麻

39、袋、草垫等，水质应符合拌合水的要求。 开始覆盖和浇水的时间，塑性混凝土应不迟于成型后的616h，干硬性混凝土应不迟于12h，炎热及大风时，应不迟于23h。 每日浇水次数取决于气候条件及覆盖物的保湿能力。一般气温（约15）时，成型后三天内，白天应每隔23h浇水一次，夜间不得少与两次，以后随气温的不同，按表4.28所示的次数浇水。混凝土的养护工艺第74页/共178页 高强度等级的水泥水化热高，水分蒸发较快，浇水次数应适当增加，干燥气候下也是如此。 气温低于5时，为防止气温骤降而是混凝土受冻，不易浇水。 覆盖天数随气温不同一般不得低于表4.29的数值。 浇水以后日期取决于水泥品种、用量及混凝土强度。

40、通常，普通水泥和矿渣水泥混凝土不少于7天；掺有缓凝剂或有抗渗要求的混凝土不得少与14天。混凝土的养护工艺第75页/共178页正午气温（）10203040浇水次数（次/日）234669812表表4.28 自然养护温度及浇水次数自然养护温度及浇水次数表表4.29 自然养护时混凝土制品最少覆盖天数自然养护时混凝土制品最少覆盖天数水泥品种正午气温（）10203040普通水泥5432火山灰或矿渣水泥7543混凝土的养护工艺第76页/共178页寒冷环境下的养护方法寒冷环境下的养护方法 在寒冷环境下，混凝土的养护方法主要有掺用外加剂法、热混凝土法和蓄热法。 掺用外加剂法 ：在混凝土中掺用外加剂，使其强度在负

41、温下能继续增长并不受冻裂，与其他方法复合应用，更能加速养护，保证质量，节约能耗。 寒冷环境下常用的外加剂有：早强剂、防冻剂、引气剂、阻锈剂。 混凝土的养护工艺第77页/共178页寒冷环境下的养护方法寒冷环境下的养护方法 蓄热法 ：在混凝土或热混凝土成型后的覆盖保温、防止预加热量和水化热过快损失、减缓混凝土冷却速度、使之保持正温并增长至所需强度的方法，均属蓄热法。 这种方法无需热养护设备，费用低廉，简便易行，是寒冷条件下首先应考虑的方法。混凝土的养护工艺第78页/共178页寒冷环境下的养护方法寒冷环境下的养护方法 热混凝土法 ：热混凝土法有原料预热、热搅拌、混凝土拌合物及在中间料斗的预热等三种方

42、法，目的在于使浇注成型后的制品仍蓄有一定热量，保持正温，防止冻裂，并增长至所需强度。 通常采用蒸汽对原料预热，值得提出的是水的比热比骨料高5倍左右，故应优先考虑水的预热，若仍不能满足要求，再考虑其它原材料预热。 拌合物在中间料斗中的电加热的优点是，能耗低、时间短。混凝土的养护工艺第79页/共178页快速养护快速养护 凡是能加速混凝土强度发展过程的工艺措施，均属于快速养护。 采用快速养护有利于缩短生产周期，提高设备的利用率，降低产品成本。 快速养护按其作用的实质可分为热养护法、化学促硬法、机械作用法及复合法等。 混凝土的养护工艺第80页/共178页快速养护快速养护 热养护法：是利用外界各种热源对

43、成型的混凝土制品加热硬化的方法。热养护法又可分为湿热养护、干热养护和干湿热养护三种。 湿热养护法，以相对湿度90以上的热介质加热混凝土，升温过程中冷凝而无蒸发过程发生。 随着介质压力的不同，湿热养护有常压、无压、微压及高压湿热养护等。 混凝土的养护工艺第81页/共178页快速养护快速养护 湿热养护法：湿热养护是指在湿热介质作用下，引起混凝土一系列物理、化学和力学的变化，从而加速混凝土内部结构的形成，获得早强快硬的效果。 常压湿热养护时，介质温度不超过100，相对湿度不低于90，又称蒸汽养护。 若制品在100、相对湿度为100的纯饱和蒸汽中养护，且窑内外介质无压力差，即为无压蒸汽养护。 微压养护

44、时，则使严格密封的窑内湿热介质工作压力比混凝土的升温前增至0.03Mpa，以抑制其结构破坏过程。 高压养护在表压为0.8Mpa、温度为174以上的纯饱和蒸汽中进行，又称压蒸养护。混凝土的养护工艺第82页/共178页快速养护快速养护 干热养护时，制品不可与热介质直接接触，或以低湿介质升温加热，升温过程中则以蒸发过程为主。干热养护是指升温过程中混凝土不增湿或少增湿，甚至以水分蒸发过程为主的养护方法，通常以热空气为介质。低湿介质对混凝土的破坏作用小，因此混凝土结构的表面质量好。但是，干热养护却存在混凝土失水过多，水泥水化不充分、后期强度损失较大、降温效果较差等弊端。 混凝土的养护工艺第83页/共17

45、8页快速养护快速养护 比较：湿热养护混凝土的结构破坏主要发生在升温期，而干热及干湿热养护混凝土的主要特点就在于，低湿介质升温可以削弱结构破坏过程，使混凝土的变形随介质相对湿度的降低而大幅度减小。 热养护时混凝土的结构破坏过程随介质相对湿度的降低而减弱的主要原因在于混凝土的加热速度减缓，最高温度有所降低，从而有利于形成较为密实的结构。混凝土的养护工艺第84页/共178页第85页/共178页钢筋配筋工艺第86页/共178页第87页/共178页第88页/共178页第89页/共178页第90页/共178页第91页/共178页第92页/共178页第93页/共178页第94页/共178页第95页/共178

46、页第96页/共178页第97页/共178页第98页/共178页第99页/共178页第100页/共178页第101页/共178页第102页/共178页第103页/共178页第104页/共178页第105页/共178页第106页/共178页第107页/共178页第108页/共178页第109页/共178页第110页/共178页第111页/共178页第112页/共178页第113页/共178页第114页/共178页第115页/共178页第116页/共178页主要内容：主要内容：预应力混凝土工程的先张法、后张法的施工工预应力混凝土工程的先张法、后张法的施工工艺，机具设备和施工方法。艺，机具设备和施工方

47、法。学习要求：学习要求：v了解预应力混凝土的概念及工程应用中的优点了解预应力混凝土的概念及工程应用中的优点; ;v掌握先张法施工工艺、预应力筋的控制应力、张拉程序掌握先张法施工工艺、预应力筋的控制应力、张拉程序和放张顺序的确定及注意事项；和放张顺序的确定及注意事项；v掌握后张法施工工艺、孔道留设、预应力筋的张拉顺序掌握后张法施工工艺、孔道留设、预应力筋的张拉顺序及孔道灌浆等施工方法及注意事项。及孔道灌浆等施工方法及注意事项。 第117页/共178页6.3.1 6.3.1 先张法先张法 6.3.3 6.3.3 无粘结预应力混凝土施工无粘结预应力混凝土施工 6.3.2 6.3.2 后张法后张法 第

48、118页/共178页先张法：先张法：在浇筑混凝土构件之前将预应力筋张拉到设计在浇筑混凝土构件之前将预应力筋张拉到设计控制应力，用夹具将其临时固定在台座或钢模上，进行控制应力，用夹具将其临时固定在台座或钢模上，进行绑扎钢筋，安装铁件，支设模板，然后浇筑混凝土；待绑扎钢筋，安装铁件，支设模板，然后浇筑混凝土；待混凝土达到规定的强度，保证预应力筋与混凝土有足够混凝土达到规定的强度，保证预应力筋与混凝土有足够的粘结力时，放松预应力筋，借助于它们之间的粘结力的粘结力时，放松预应力筋，借助于它们之间的粘结力，在预应力筋弹性回缩时，使混凝土构件受拉区的混凝，在预应力筋弹性回缩时，使混凝土构件受拉区的混凝土获

49、得预压应力，土获得预压应力，如图所示如图所示。先张法施工工艺先张法施工工艺第119页/共178页 先张法施工准备先张法施工准备 台座由台座由台面台面、横梁横梁和和承力结构承力结构等组成，是先张法生产等组成，是先张法生产的主要设备。预应力筋张拉、锚固，混凝土浇筑、振捣和的主要设备。预应力筋张拉、锚固，混凝土浇筑、振捣和养护及预应力筋放张等全部施工过程都在台座上完成；预养护及预应力筋放张等全部施工过程都在台座上完成；预应力筋放松前，应力筋放松前，台座承受全部预应力筋的拉力。因此，台台座承受全部预应力筋的拉力。因此，台座应有足够的强度、刚度和稳定性。座应有足够的强度、刚度和稳定性。（1 1） 墩式台

50、座墩式台座 墩式台座由台墩、台面与横梁等组成。台墩和台面共墩式台座由台墩、台面与横梁等组成。台墩和台面共同承受拉力。墩式台座用以生产各种形式的中小型构件。同承受拉力。墩式台座用以生产各种形式的中小型构件。1 1、台座、台座 第120页/共178页第121页/共178页 台面台面 台面是预应力构件成型的胎模，要求地基坚实平整，它台面是预应力构件成型的胎模，要求地基坚实平整，它是在厚是在厚150mm150mm夯实碎石垫层上，浇筑夯实碎石垫层上，浇筑606080mm80mm厚厚C20C20混凝土面混凝土面层，原浆压实抹光而成。台面要求坚硬、平整、光滑，沿其层，原浆压实抹光而成。台面要求坚硬、平整、光

51、滑，沿其纵向有纵向有3%3%的排水坡度。的排水坡度。 横梁横梁 横梁以墩座牛腿为支承点安装其上，是锚固夹具临时固横梁以墩座牛腿为支承点安装其上，是锚固夹具临时固定预应力筋的支承点，也是张拉机械定预应力筋的支承点，也是张拉机械张拉预应力筋的支座。张拉预应力筋的支座。横梁常采用型钢或钢筋混凝土制作。横梁常采用型钢或钢筋混凝土制作。 第122页/共178页第123页/共178页2 2、夹具、夹具 第124页/共178页3 3、张拉设备、张拉设备 第125页/共178页 先张法施工工艺先张法施工工艺 张拉控制应力张拉控制应力是指在张拉预应力筋时所达到的规定应力，是指在张拉预应力筋时所达到的规定应力，应

52、按设计规定采用。应按设计规定采用。控制应力的数值直接影响预应力的效果。施工中采用控制应力的数值直接影响预应力的效果。施工中采用超张超张拉工艺拉工艺，使超张拉应力比控制应力提高，使超张拉应力比控制应力提高3%3%5%5%。 预应力筋的张拉控制应力，应符合设计要求。施工中预应预应力筋的张拉控制应力，应符合设计要求。施工中预应力筋需要超张拉时，可比设计要求提高力筋需要超张拉时，可比设计要求提高3%3%5%5%，但其最大，但其最大张拉控制应力不得超过规范规定。张拉控制应力不得超过规范规定。 1 1、张拉控制应力、张拉控制应力 第126页/共178页2 2、预应力值的校核、预应力值的校核 ppsF LA

53、 EL第127页/共178页3 3、张拉前的准备、张拉前的准备 第128页/共178页预应力钢筋的接长与冷拉预应力钢筋的接长与冷拉 预应力钢筋一般采用冷拉预应力钢筋一般采用冷拉HRB335HRB335、HRB400HRB400和和RRB400RRB400热轧钢筋。预应力钢筋的接长及预应力钢筋与螺丝端杆热轧钢筋。预应力钢筋的接长及预应力钢筋与螺丝端杆的连接，宜采用对焊连接，且应先焊接后冷拉，以免焊的连接，宜采用对焊连接，且应先焊接后冷拉，以免焊接而降低冷拉后的强度。预应力钢筋的制作，一般有接而降低冷拉后的强度。预应力钢筋的制作，一般有对对焊焊和和冷拉冷拉两道工序。两道工序。 预应力钢筋铺设时，钢

54、筋与钢筋、钢筋与螺丝端杆的连预应力钢筋铺设时，钢筋与钢筋、钢筋与螺丝端杆的连接可采用套筒双拼式连接。接可采用套筒双拼式连接。第129页/共178页（2 2）钢筋（丝）的镦头）钢筋（丝）的镦头 预应力筋（丝）固定端采用镦头夹具锚固时，钢筋（丝预应力筋（丝）固定端采用镦头夹具锚固时，钢筋（丝）端头要镦粗形成镦粗头。）端头要镦粗形成镦粗头。 镦头一般有镦头一般有热镦和冷镦两种工艺。热镦和冷镦两种工艺。 热镦在手动电焊机上进行，钢筋（丝）端部在喇叭口紫热镦在手动电焊机上进行，钢筋（丝）端部在喇叭口紫铜模具内，进行多次脉冲式通电加热、加压形成镦粗头铜模具内，进行多次脉冲式通电加热、加压形成镦粗头（图图5

55、.155.15）。）。 第130页/共178页（3 3）预应力筋的张拉力和伸长值的计算）预应力筋的张拉力和伸长值的计算 控制张拉力：控制张拉力：FP=conAPn超张拉力：超张拉力：F= =（103103105105）% %conAPn伸长值：伸长值：consLLE 第131页/共178页张拉程序可按下列之一进行：张拉程序可按下列之一进行：或或其中其中con为预应力筋的张拉控制应力为预应力筋的张拉控制应力为了减少应力松弛损失，预应力钢筋宜采用为了减少应力松弛损失，预应力钢筋宜采用的张力程序。的张力程序。预应力钢丝张拉工作量大时，宜采用一次张拉程序预应力钢丝张拉工作量大时，宜采用一次张拉程序01

56、03%con。 2minconcon0105% 持荷con0103%2minconcon0105% 持荷4 4、预应力筋的张拉、预应力筋的张拉 第132页/共178页为了减少混凝土的收缩和徐变引起的预应力损失，在确定为了减少混凝土的收缩和徐变引起的预应力损失，在确定混凝土配合比时，应优先选用干缩性小的水泥，采用低水混凝土配合比时，应优先选用干缩性小的水泥，采用低水灰比，控制水泥用量，对骨料采取良好的级配等技术措施灰比，控制水泥用量，对骨料采取良好的级配等技术措施。预应力钢丝张拉、绑扎钢筋、预埋铁件安装及立模工作完预应力钢丝张拉、绑扎钢筋、预埋铁件安装及立模工作完成后，应立即浇筑混凝土，每条生产

57、线应一次连续浇筑完成后，应立即浇筑混凝土，每条生产线应一次连续浇筑完成。成。5 5、混凝土的浇筑与养护、混凝土的浇筑与养护 第133页/共178页预应力混凝土可采用预应力混凝土可采用自然养护自然养护或或湿热养护湿热养护，自然养护不得少，自然养护不得少于于14d14d。干硬性混凝土浇筑完毕后，应立即覆盖进行养护。干硬性混凝土浇筑完毕后，应立即覆盖进行养护。当预应力混凝土采用湿热养护时，要尽量减少由于温度升高当预应力混凝土采用湿热养护时，要尽量减少由于温度升高而引起的预应力损失。而引起的预应力损失。为了减少温差造成的应力损失，采用湿热养护时，在混凝土为了减少温差造成的应力损失，采用湿热养护时，在混

58、凝土未达到一定强度前，温差不要太大，一般不超过未达到一定强度前，温差不要太大，一般不超过2020C C。 第134页/共178页 放张预应力筋时，混凝土强度必须符合设计要求。如设计放张预应力筋时，混凝土强度必须符合设计要求。如设计无要求时，不得低于设计混凝土强度标准值的无要求时，不得低于设计混凝土强度标准值的75%75%。（1 1）放张顺序）放张顺序 预应力筋放预应力筋放张顺序应符合设计要求，当设计未规定时，可按张顺序应符合设计要求，当设计未规定时，可按下列要求进行：下列要求进行：v承受轴心预应力构件的所有预应力筋应同时放张；承受偏承受轴心预应力构件的所有预应力筋应同时放张；承受偏心预压力构件

59、，应先同时放张预压力较小区域的预应力筋心预压力构件，应先同时放张预压力较小区域的预应力筋，再同时放张预压力较大区域的预应力筋。，再同时放张预压力较大区域的预应力筋。v叠层生产的预应力构件，宜按自上而下的顺序进行放松；叠层生产的预应力构件，宜按自上而下的顺序进行放松；板类构件放松时，从两边逐渐向中心进行。板类构件放松时，从两边逐渐向中心进行。v如不能满足上述要求时，应分阶段、对称、交错进行。如不能满足上述要求时，应分阶段、对称、交错进行。 6 6、预应力筋放张、预应力筋放张 第135页/共178页（2 2）放张方法）放张方法 放张单根预应力筋，可用千斤顶放张，如放张单根预应力筋，可用千斤顶放张，

60、如图图5.16(a)5.16(a)。 构件预应力筋较多时，整批同时放张可采用砂箱、楔块等构件预应力筋较多时，整批同时放张可采用砂箱、楔块等放松装置。放松装置。v砂箱装置如砂箱装置如图图5.165.16（b b）。v楔块放张装置如楔块放张装置如图图5.165.16（c c）。 第136页/共178页原理：原理：后张法是先制作混凝土构件，并在预应力筋的位后张法是先制作混凝土构件，并在预应力筋的位置预留出相应孔道，待混凝土强度达到设计规定的数值后置预留出相应孔道，待混凝土强度达到设计规定的数值后（一般不超过混凝土设计强度标准值的（一般不超过混凝土设计强度标准值的75%75%），穿入预应），穿入预应力