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第七章 钢筋混凝土工程
第三节 混 凝 土 工 程
概述：
1、工艺过程：配料→搅拌→运输→浇注→振捣→养护。
2、特点：
①工序多，相互联系和影响；
②质量要求高（外形、强度、密实度、整体性）；
③不易及时发现质量问题（拆模后或试压后方可显现）。
一、混凝土的制备
（一）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）
σ ——施工单位的混凝土强度标准差（N/mm2）
强度标准差σ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
μfcu——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：
混凝土设计强度 C35 可据本单位情况适当调整
标准差σ 4.0 5.0 6.0
（二）混凝土搅拌机选择：
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）
内刮板
内衬板
底衬板
拌叶
外刮板
筒壁
竖轴
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）——
50、150、250、350、500、750、1000、1500、3000、……
出料容量=进料容量×出料系数（0.625）。
（三）施工配比及配料计算：
1、混凝土配合比确定的步骤：
初步计算配合比→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。
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
又测知现场砂、石含水率：Wx、Wy
则施工配合比：水泥：砂：石：水=1：X（1＋Wx）：Y（1＋Wy）：（W/c－X Wx－Y Wy）
3、配料计算：
据施工配合比及搅拌机一次出料量计算出一次投料量，使用袋装水泥时可取整袋水泥量，但超量≯10%。
【例】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%。拟用装料容量为400升的搅拌机拌制，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)
（四）装料与搅拌：
1、装料顺序：
（1）一次投料法：
石子→水泥→砂，筒内先加水或进料时加水。
（2）二次投料法：
砂、水、水泥（拌1分钟）→石子（拌1分钟）→出料。
（3）两次加水法（造壳混凝土）：
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%）
2、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%
3、搅拌时间：
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。
（五）混凝土搅拌站
鼓筒形自落式搅拌机
锥形反转出料自落式搅拌机
二、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,从卸出至浇完的时间限定：
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。
卧式吊斗
立式吊斗
4、泵送运输：
固定式混凝土输送泵
三折叠式布料杆
浇筑范围示意
(1)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。
（2）适用范围：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。
三、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、柱帽下；（水平缝）
柱子施工缝位置
Ⅱ
Ⅱ
Ⅰ
Ⅰ
Ⅱ
Ⅱ
Ⅰ
Ⅰ
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。
（4）浇混凝土时细致捣实，令新旧混凝土紧密结合。
（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；
2）斜面分层——面积大但为长条形时；
3）分段分层——面积大但厚度小时。
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
（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。
2、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）水下浇筑：
用导管法:内吊球塞 管内浇混凝土 管下口距底300mm 剪断球丝 混凝土埋管0.5～1m 边浇边提，保持埋管不少于1m。
（六）混凝土的振捣与成型：
1、振捣目的：
充满模板而成型；
排除多余的水分、气泡、空洞而密实。
2、振捣与成型的方法：
人工插捣；
机械振捣（液化实化强化）；
挤压法、离心法
真空作业脱水；
掺高效减水剂自流化（自密实）。
常用振捣设备的工作原理
3、常用振捣设备：
（1）内部插入式:
（2）表面振动器（平板式）。
（3）附着式振动器——附着于模板，用于钢筋密、厚度小的墙、薄腹梁等构件预制。
（4）振动台——用于厂内预制小型构件。
4、混凝土的其它成型方法
A、挤压成型：原理
料斗
振捣器
压重
空心板
成型管
螺旋铰刀
B、离心成型：原理
管桩
主动轮
电机轮
被动轮
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。
（2）真空吸水设备：
吸垫
软管
集水箱
吸水进口
真空表
电动机
小车
真空泵
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。
四、混凝土养护与拆模
（一）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
（二）模板的拆除
拆模的条件：
（1）侧模：在混凝土强度能保证拆模时不粘皮、不掉角、不损坏即可。一般为1～2.5 N/mm2。
（2）底模：拆模时混凝土的最低强度为——
跨度≤2米的板——混凝土≮50%设计强度标准值；
跨度2～8米的板
跨度≤8米的梁、拱、壳
跨度＞8米的梁、板、拱、壳
悬臂构件
——混凝土≮75%
——混凝土≮100%。
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

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