工程结构钢筋混凝土工程混凝土部分

第三章钢筋混凝土结构工程模板工程钢筋工程混凝土工程第三节混凝土工程工艺过程：配料→搅拌→运输→浇注→振捣→养护。混凝土应按国家现行标准《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ55)的有关规定，根据混凝土强度等级、耐久性和工作性等要求进行配合比设计。

施工配料时影响混凝土质量的因素主要有两方面：一是称量不准；二是未按砂、石骨料实际含水率的变化进行施工配合比的换算。

一、

混凝土的施工配料2、混凝土施工配合比换算方法（增加含水的砂石用量，减少加水量）

已知实验室配比：水泥：砂：石=1︰X︰Y，水灰比为W/C测得砂子的含水率为ωx，石子的含水率为ωy则施工配合比应为：1∶x(1+ωx)∶y(1+ωy)。

1、混凝土配合比确定的步骤：初步计算配合比（用绝对体积法或假定容重法，经试配调整为）→实验室配合比（据现场砂石含水量调整为）→施工配合比（随气候变化等随时调整，据搅拌机出料容量计算得）→每盘配料量。【例1】已知C20混凝土的试验室配合比为：1∶2.55∶5.12，水灰比为0.65，经测定砂的含水率为3%，石子的含水率为1%，每1m3混凝土的水泥用量310kg，则施工配合比为：1∶2.55(1+3%)∶5.12(1+1%)=1∶2.63∶5.17每1m3混凝土材料用量为：

水泥：310kg砂子：310×2.63=815.3kg石子：310×5.17=1602.7kg水：310×0.65-310×2.55×3%-310×5.12×1%=161.9kg3、配料计算：

施工中往往以一袋或两袋水泥为下料单位，每搅拌一次叫做一盘。因此，求出每1m3混凝土材料用量后，还必须根据工地现有搅拌机出料容量确定每次需用几袋水泥，然后按水泥用量算出砂、石子的每盘用量。上【例1】中：如采用JZ250型搅拌机，出料容量为0.25m3，则每搅拌一次的装料数量为：水泥：310×0.25=77.5kg(取一袋半水泥，即75kg)砂子：815.3×75/310=1973.25kg石子：16027×75/310=387.75kg水：161.9×75/310/=3.2kg【例2】某混凝土实验配比为1：2.28：4.47，水灰比0.63，水泥用量为285kg/m3，现场实测砂、石含水率为3%和1%。拟用250L搅拌机拌制，试计算施工配合比及每盘投料量。•〖解〗1）混凝土施工配合比为：水泥：砂：石：水•=1：2.28（1＋0.03）：4.47（1＋0.01）：（0.63－2.28×0.03－4.47×0.01）•=1：2.35：4.51：0.517•2）搅拌机出料量：400×0.625=250(升)=0.25(m3)•3）每盘投料量：水泥——285×0.25=71(kg)，取75kg，则：砂——75×2.35=176(kg)石——75×4.51=338(kg)

水——75×0.517=38.8(kg)二、

混凝土的搅拌（一）搅拌机的选择（1）、搅拌机分类：（按工作原理分）自落式——靠自落重力交流掺和（磨损小，易清理）强制式——叶片强行搅动，物料被剪切、旋转，形成交叉物流。（混凝土质量好，生产率高，操作简便，安全）（2）、混凝土搅拌机的适用范围：•自落式——骨料较粗重的塑性混凝土；•强制式——骨料较粗重的塑性混凝土、干硬性混凝土及轻骨料混凝土。（3）工作容量：•老式搅拌机以进料容量计；•新式搅拌机以出料容量计（升）——•250L、375L、400L、500L•出料容量=进料容量×出料系数（0.625）。什么是干硬性混凝土?什么是塑性混凝土?什么是流态混凝土?什么是自流平混凝土?根据混凝土的工作性，可将混凝土混合料分成几类。①坍落度为0，干硬度大于30s的混凝土混合料叫做干硬性混凝土。干硬性混凝土用水量较低。因此，在固定水胶比下胶材用量较少，或者在固定胶材用量下能达到较低的水胶比，实现较高的性能。但这种混凝土成型较困难。因此，在现浇混凝土中，或者小截面、多配筋结构中很少应用它，而在一些对混凝土性能要求较高的预制构件中，则较多地采用。例如：高强混凝土轨枕等。②坍落度为1～8cm的混凝土混合料叫做塑性混凝土。这种混凝土对成型工艺没有太高的要求，现行的一些振捣方可以使这种混凝土密实，而且在通常的情况下，这种混凝土不要求有特别大的用水量。因此，这种混凝土是最常采用的一种混凝土。③坍落度大于8cm的混凝土混合料叫做流态混凝土。由于这种混凝土流动性较好，因此，它常常被应用于一些难以振捣的场合。但是，由于流态混凝土用水量较高，因此胶材用量一般较多。此外，如若配制不好的话，将有可能导致泌水或离析，这在配制流态混凝土时应加以注意。④坍落度大于22cm，并能在自重作用自动扩展成平面的混凝土混合料称之谓自流平混凝土。由于对于流动性较大的混凝土，坍落度已不能准确地反映混凝土的工作性，因而常采用流淌度来表示工作性。这种混凝土浇注时一般不需要振捣，但在浇注面较小时仍应注意排气，以防形成气孔。为了保证混凝土有较好的流动性，这种混凝土骨料粒径一般较小。同时这种混凝土一般都掺有较细的矿物料，以避免离析

鼓筒形自落式搅拌机锥形反转出料自落式搅拌机强制式搅拌机的形式（二）混凝土的搅拌制度1、搅拌时间混凝土的搅拌时间：从砂、石、水泥和水等全部材料投入搅拌筒起，到开始卸料为止所经历的时间。搅拌时间与混凝土的搅拌质量密切相关，随搅拌机类型和混凝土的和易性不同而变化。在一定范围内，随搅拌时间的延长，强度有所提高，但过长时间的搅拌既不经济，而且混凝土的和易性又将降低，影响混凝土的质量。加气混凝土还会因搅拌时间过长而使含气量下降。混凝土搅拌的最短时间可按表3-37采用。表3-37

混凝土搅拌的最短时间

混凝土坍落度(cm)搅拌机机型最短时间(s)搅拌机容量＜250L250~500L>500L≤3自落式强制式906012090150120>3自落式强制式9060906012090全部装入至卸料时间——自落式≮90秒，强制式≮60秒。•自落式＞强制式；小坍落度＞大坍落度；料多＞料少。2、投料顺序投料顺序应从提高搅拌质量，减少叶片、衬板的磨损，减少拌和物与搅拌筒的粘结，减少水泥飞扬，改善工作环境，提高混凝土强度及节约水泥等方面综合考虑确定。常用一次投料法和二次投料法。一次投料法是在上料斗中先装石子，再加水泥和砂，然后一次投入搅拌筒中进行搅拌。自落式搅拌机要在搅拌筒内先加部分水，投料时砂压住水泥，使水泥不飞扬，而且水泥和砂先进搅拌筒形成水泥砂浆，可缩短水泥包裹石子的时间。强制式搅拌机出料口在下部，不能先加水，应在投入原材料的同时，缓慢均匀分散地加水。二次投料法，是先向搅拌机内投入水和水泥(和砂)，待其搅拌1min后再投入石子和砂继续搅拌到规定时间。这种投料方法，能改善混凝土性能，提高了混凝土的强度，在保证规定的混凝土强度的前提下节约了水泥。目前常用的方法有两种：预拌水泥砂浆法和预拌水泥净浆法。预拌水泥砂浆法是指先将水泥、砂和水加入搅拌筒内进行充分搅拌，成为均匀的水泥砂浆后，再加入石子搅拌成均匀的混凝土。预拌水泥净浆法是先将水泥和水充分搅拌成均匀的水泥净浆后，再加入砂和石子搅拌成混凝土。与一次投料法相比，二次投料法可使混凝土强度提高10%～15%，节约水泥15%～20%。水泥裹砂石法混凝土搅拌工艺，用这种方法拌制的混凝土称为造壳混凝土(简称SEC混凝土)。它是分两次加水，两次搅拌。先将全部砂、石子和部分水倒入搅拌机拌和，使骨料湿润，称之为造壳搅拌。搅拌时间以45～75s为宜，再倒入全部水泥搅拌20s，加入拌和水和外加剂进行第二次搅拌，60s左右完成，这种搅拌工艺称为水泥裹砂法。大型搅拌站竖向布置示意图大型搅拌站大型搅拌站大型半移动式搅拌站竖向布置示意图三、混凝土的运输（一）要求：1、不分层离析：水平运输时，路要平，减少漏浆和散失水分；垂直下落高度较大时，用溜槽、串筒；若有离析，浇灌前需二次搅拌。2、有足够的坍落度：一般要求如下——3、尽量缩短运输时间，减少转运次数。为保浇捣在初凝前完成,从卸出至浇注完（进模板后）的时间限定：4、保证连续浇筑的供应。5、器具严密、光洁，不漏浆，不吸水，经常清理。（二）运输机具：1、地面水平运输工具：

现场搅拌或近距离——皮带运输机、窄轨斗车；

短距离（＜1km）——机动翻斗车、手推车；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）JY-3000型混凝土搅拌运输车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3、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4、泵送运输：利用混凝土输送泵及管道（钢、胶、塑，D75～200mm）完成垂直、水平运输。（1）机械类型：活塞式（液压、连杆）；挤压式。性能：混凝土排量30～90m3/h，

高度100m（～203m），

水平距离600m。固定式混凝土输送泵三折叠式布料杆浇筑范围示意（2）要求：1）粗骨料粒径——碎石≤1/3管径；卵石≤2/5管径。2）砂率——40～50%。3）最小水泥用量——300kg/m3。4）坍落度——80～180mm。5）掺外加剂——高效减水剂、流化剂，增加和易性。6）保证供应，连续输送（超过45分钟间歇应清理管道）7）用前润滑，用后清洗，减少转弯，防止吸入空气产生气阻。8）由于水泥用量较大，需仔细养护防龟裂。（3）适用于：大体积混凝土连续浇筑。由于浇筑速度快，要求模板强度高、稳定性好。四、混凝土的浇注和捣实（一）准备工作：1、模板和支架、钢筋和预埋件检查，并作记录。2、准备和检查材料、机具、运输道路。3、清除模板内垃圾、泥土，及钢筋上油污，木模浇水润湿而无积水，封孔堵缝。4、人员、组织及安全技术交底。（二）混凝土浇筑要点（一般规定）：1、防止分层离析。自由倾落高度>2m及竖向结构浇筑高度>3m时，应用串筒、溜槽、溜管，或在模板上开浇筑口。串筒振动落管HZ-50A行星高频插入式振动器2、分层浇筑、分层捣实。每层浇筑厚度：插入式振动器——≯1.25倍振棒长度；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（与混凝土砂浆成分同，防止烂根）。4、竖向构件与水平构件连续浇筑时，应待竖向构件初步沉实后（约1～1.5h）再浇水平构件。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：

6、有人看模、看筋，做好施工记录。7、雨、雪天，露天不浇筑。（三）对施工缝的要求：1、施工缝的位置：

①须浇前确定。②原则：留在结构承受剪力较小且施工方便的部位。③规定：

柱：基础顶面、梁下、吊车梁牛腿下或吊车梁上、无梁楼盖柱帽下；（水平缝）ⅡⅡⅠⅠⅡⅡⅠⅠ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；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。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。墙体后浇带的留设2、施工缝的处理及接缝：（1）先浇的混凝土强度≮1.2N/mm2。（2）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。（3）浇前铺水泥砂浆10～15mm厚(水泥∶水=1∶0.4)

。（4）浇混凝土时细致捣实，令新旧混凝土紧密结合。（四）多层钢筋混凝土框架结构的浇筑浇筑框架结构首先要划分施工层和施工段，施工层一般按结构层划分，而每一施工层的施工段划分，则要考虑工序数量、技术要求、结构特点等。混凝土的浇筑顺序：先浇捣柱子，在柱子浇捣完毕后，停歇1～1.5h，使混凝土达到一定强度后，再浇捣梁和板。

（五）大体积混凝土结构浇筑大体积钢筋混凝土结构多为工业建筑中的设备基础及高层建筑中厚大的桩基承台或基础底板等。

特点是混凝土浇筑面和浇筑量大，整体性要求高，不能留施工缝，以及浇筑后水泥的水化热量大且聚集在构件内部，形成较大的内外温差，易造成混凝土表面产生收缩裂缝等。为保证混凝土浇筑工作连续进行，不留施工缝，应在下一层混凝土初凝之前，将上一层混凝土浇筑完毕。大体积钢筋混凝土结构的浇筑方案，一般分为全面分层、分段分层和斜面分层三种，如图所示。全面分层即在第一层浇筑完毕后，再回头浇筑第二层，如此逐层浇筑，直至完工为止。分段分层混凝土从底层开始浇筑，进行2～3m后再回头浇第二层，同样依次浇筑各层。斜面分层要求斜坡坡度不大于1/3，适用于结构长度大大超过厚度3倍的情况。大体积混凝土浇筑方案（C）分段分层（b）斜面分层（a）全面水平分层防止开裂

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）减少混凝土温度及内外温差的措施：①减少水化热：用水化热低的水泥，掺减水剂、粉煤灰减少水泥用量，使用缓凝剂。低温浇筑。②内部降温：石子浇水、冰水搅拌，投入毛石吸热，减缓浇筑速度，避免日晒，埋入冷却水管。③外保温或升温：覆盖，电加热、蒸汽加热。

五、混凝土的振捣振捣方式分为人工振捣和机械振捣两种。人工振捣是利用捣锤或插钎等工具的冲击力来使混凝土密实成型，其效率低、效果差；机械振捣是将振动器的振动力传给混凝土，使之发生强迫振动而密实成型，其效率高、质量好。混凝土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等。

常用振捣设备：偏心软轴插入式振动器（中频）内滚道式驱动软轴挠性联轴节滚锥轴振动棒外壳滚锥内滚道式原理图驱动软轴挠性联轴节滚锥轴振动棒外壳滚锥内滚道式外滚道式构造图驱动软轴挠性联轴节滚锥轴振动棒外壳滚锥内滚道式行星高频插入式振动器（高频）（一）内部振动器（也称插入式式振动器）：适用于振捣梁、柱、墙等构件和大体积混凝土。可垂直振捣或以45O角斜向振捣。

要点：1）插点间距≯1.5R（R：有效作用半径，R≈8～10倍振捣棒半径）；距模板≯0.5R，避免碰模板、钢筋、埋件等。2）振捣时间10～30秒（浮浆，无明显沉落，无气泡即可）。3）快插慢拔，上下抽动，插入下层50～100mm。行列式交错式振捣点的布置振捣棒的插入深度下层在浇层振捣棒的插入方向直插斜插(二)表面振动器（又称平板振动器）是将电动机轴上装有左右两个偏心块的振动器固定在一块平板上而成。其振动作用可直接传递于混凝土面层上。

适用于振捣楼板、空心板、地面和薄壳等薄壁结构。平板式振动器构造示意图操作要点：

1）振点间搭接3～5cm。2）每点振捣时间每点25～40秒。3）有效作用深度200mm。(三)外部振动器外部的振动器又称附着式振动器，它是直接安装在模板上进行振捣，利用偏心块旋转时产生的振动力通过模板传给混凝土，达到振实的目的。适用于振捣断面较小或钢筋较密的柱子、梁、板等构件。(四)振动台

振动台一般在预制厂用于振实干硬性混凝土和轻骨料混凝土。宜采用加压振动的方法，加压力为1～3kN/m2。

六、混凝土的养护混凝土浇捣后能逐渐凝结硬化，主要是因为水泥水化作用的结果，而水化作用需要适当的湿度和温度。养护的方法有自然养护和蒸汽养护两种。现浇构件多用自然养护；预制构件多用蒸汽养护。1、自然养护（常用）在常温下（≥＋5℃）保持混凝土处于温湿状态。规定：

①浇筑完后12小时内覆盖浇水（炎热夏季2～3小时，干硬性混凝土1～2小时）。

②养护日期以达到设计强度60%左右为度：硅酸盐、普硅、矿渣水泥拌制的混凝土≮7昼夜；掺有缓凝剂或有抗渗要求的混凝土≮14昼夜。③覆盖材料：岩棉被、草帘、锯末、砂、塑料薄膜、……；喷洒薄膜剂。④浇水次数：保持湿润。15℃左右，每天2～4次；干燥、高温时适当增加。⑤混凝土强度达到1.2N/mm2后方准上人施工。2、蓄热养护：即保温法——如盖厚帘、岩棉被、白灰湿锯末（供微热）等。3、加热养护：蒸汽养护或电热养护，预制及冬施时多采用。坑式蒸汽养护室示意图4.3.7.2现浇湿混凝土结构质量缺陷及产生原因现浇结构的外观质量缺陷，应由监理(建设)单位、施工单位等各方根据其对结构性能和使用功能影响的严重程度，按表4.21确定。表4.21现浇结构的外观质量缺陷

名称

现象

严重缺陷

一般缺陷

露筋

构件内钢筋未被混凝土包裹而外露

纵向受力钢筋有露筋

他钢筋有少量露筋

蜂窝

混凝土表面缺少水泥砂浆而形成石子外露

构件主要受力部位有蜂窝

其他部位有少量蜂窝

孔洞

混凝土中孔穴深度和长度均超过保护层厚度

构件主要受力部位有孔洞

其他部位有少量孔洞

夹渣

混凝土中夹有杂物且深度超过保护层厚度

构件主要受力部位有夹渣

其他部位有少量夹渣

疏松

混凝土中局部不密实

构件主要受力部位有疏松

其他部位有少量疏松

名称

现象

严重缺陷

一般缺陷

裂缝

缝隙从混凝土表面延伸至混凝土内部

构件主要受力部位有影响结构性能

其他部位有少量不影响结构性能连接部位缺陷

构件连接处混凝土缺陷及连接钢筋、连接件松动

连接部位有影响结构传力性能的缺陷

基本不影响结构传力性能的缺陷

外形缺陷

缺棱掉角、棱角不直、翘曲不平、飞边凸肋等

清水混凝土构件有影响使用功能

有不影响使用功能的外形缺陷

外表缺陷

构件表面麻面、掉皮、起砂、沾污等

具有重要装饰效果的清水混凝土构件有外表缺陷

其他有不影响使用功能的外表缺陷

混凝土质量缺陷产生的原因主要如下：蜂窝

由于混凝土配合比不准确，浆少而石子多，或搅拌不均造成砂浆与石子分离，或浇筑方法不当，或振捣不足，以及模板严重漏浆。麻面

模板表面粗糙不光滑，模板湿润不够，接缝不严密，振捣时发生漏浆。露筋

浇筑时垫块位移，甚至漏放，钢筋紧贴模板，或者因混凝土保护层处漏振或振捣不密实而造成露筋。孔洞

混凝土结构内存在空隙，砂浆严重分离，石子成堆，砂与水泥分离。另外，有泥块等杂物掺入也会形成孔洞。缝隙和薄夹层

主要是混凝土内部处理不当的施工缝、温度缝和收缩缝，以及混凝土内有外来杂物而造成的夹层。裂缝

构件制作时受到剧烈振动，混凝土浇筑后模板变形或沉陷，混凝土表面水分蒸发过快，养护不及时等，以及构件堆放、运输、吊装时位置不当或受到碰撞。产生混凝土强度不足的原因是多方面的，主要是由于混凝土配合比设计、搅拌、现场浇捣和养护等四个方面的原因造成的。

配合比设计方面有时不能及时测定水泥的实际活性，影响了混凝土配合比设计的正确性；另外，套用混凝土配合比时选用不当及外加剂用量控制不准等，都有可能导致混凝土强度不足。分离，或浇筑方法不当，或振捣不足，以及模板严重漏浆。搅拌方面任意增加用水量，配合比称料不准，搅拌时颠倒加料顺序及搅拌时间过短等造成搅拌不均匀，导致混凝土强度降低。现场浇捣方面主要是施工中振捣不实，以及发现混凝土有离析现象时，未能及时采取有效措施来纠正。

养护方面主要是不按规定的方法、时间对混凝土进行妥善的养护，以致造成混凝土强度降低。

4.3.7.3混凝土质量缺陷的防治与处理(1)表面抹浆修补

对数量不多的小蜂窝、麻面、露筋、露石的混凝土表面，主要是保护钢筋和混凝土不受侵蚀，可用1∶2～1∶2.5水泥砂浆抹面修整。(2)细石混凝土填补

当蜂窝比较严重或露筋较深时，应取掉不密实的混凝土，用清水洗净并充分湿润后，再用比原强度等级高一级的细石混凝土填补并仔细捣实。

(3)水泥灌浆与化学灌浆

对于宽度大于0.5mm的裂缝，宜采用水泥灌浆；对于宽度小于0.5mm的裂缝，宜采用化学灌浆。

五、混凝土质量的检查（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）混凝土外观质量检查：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。（三）强度的检查1、试块的留置：（1）取样：地点——浇筑地点，随机取。数量——每100盘、每100m3、每工作班、每楼层、每一验收项目的同配比混凝土取样不少于一次；每次标准试件至少一组（标养28d验收用），同条件养护试件组数据需要而定（施工用）；每组三个试件。（2）试块最小尺寸：与现浇构件同条件下养护的试块2、每组试件的强度：（1）强度与中间值之差均不超过15%时——取平均值；（2）有一个与中间值之差超过15%时——取中间值；（3）最大、最小值与中间值之差均超过15%时——作废3、同批强度评定方法：大批量生产（15组以上，10组以上）:用统计法；零星生产：非统计法。要求：同一验收批混凝土强度的平均值mfcu≥1.15fcu，k；

同一验收批混凝土强度的最小值fcu，min>0.95fcu，k。第四节混凝土冬期施工一、冬施起始时间：当室外日平均气温连续五天稳定低于5℃时，混凝土工程应采取冬施措施。温度确定：据当地多年气象资料及当年气候趋势。二、混凝土受冻及允许受冻临界强度：

1、混凝土冻结温度：－1.5～－2℃开始冻结（游离水——占1/2～2/3）－2℃～－4℃全部冻结（吸附水）。2、混凝土受冻后造成最终强度损失：原因——冰胀应力使混凝土内部产生微裂纹（受冻越早则裂纹越多、越大），钢筋和粗骨料表面形成冰膜而影响粘结力。特点——冻结越早