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第4章 混凝土结构工程
4.1 模板工程
4.2 钢筋工程
4.3 混凝土工程
4.4 预应力混凝土工程
4.3 混凝土工程
1 砼的制备
2 砼的运输
3 砼的浇筑与成型
4 砼的养护与拆模
4.3.1 混凝土的配制
（一）主要材料
1、水泥：
品种：硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥、复合硅酸盐水泥。
强度：按2001年4月1日新标准执行。
贮存：防止受潮，离地、离墙30cm以上；
贮存时间≯3个月
2、砂：粒径0.16～5mm
按来源：海砂、山砂、河砂
按粗细：粗砂、中砂、细砂
注意对含泥量和有害杂质的控制。
3、石子：大于5mm的骨料
卵石：
表面光滑，空隙率和表面积较小，水泥用量少，与水泥浆粘结力较差，强度较低。
碎石：
表面粗糙，空隙率和表面积较大，水泥用量大，与水泥浆粘结力强，强度较高。
（二）主要指标
1、和易性：砼拌合物易于施工操作（拌合、运输、浇捣）并能获得质量均匀、成型密实的性能。
流动性——指砼在自重和机械振捣的作用下，产生流动并均匀密实填满模型的性能。用坍落度表示。
粘聚性——砼在施工过程中其组成材料之间有一定的粘聚力，不致产生分层和离析现象。
保水性——砼保持内部水分的能力，不致产生严重的泌水现象。
2、强度：以抗压强度作为评定砼质量的主要指标。
用边长为150mm的立方体试块，在标准条件下（温度20°±2℃，相对湿度≥95％）养护28d后的抗压强度。
C15、C20、C25、C30、C40、C50、C60、C70、C80等.
（三）混凝土的搅拌
为使混凝土搅拌均匀，自全部拌合料装入搅拌筒中起到混凝土开始卸料止，混凝土搅拌的最短时间，可按以下规定采用。
混凝土坍落度（mm） 搅拌机机型 搅拌机出料容量（L）
<250 250~500 >500
≤30 自落式 90 120 150
强制式 60 90 120
>30 自落式 90 90 120
强制式 60 60 90
混凝土搅拌的最短时间（s）
注：掺有外加剂时，搅拌时间应适当延长。
大型砼搅拌站
砼的现场拌制已属于限制技术，在规模大、工期长的工程中设置半永久性的大型搅拌站是发展方向。将砼集中在有自动计量装置的砼搅拌站集中拌制，用砼运输车向施工现场供应商品砼，有利于实现建筑工业化、提高砼质量、节约原材料和能源、减少现场和城市环境污染、提高劳动生产率。
大型砼集中搅拌站
竖向布置示意图
4.3.2 砼的运输
⑴ 保证砼的浇筑量：在不允许留施工缝的情况下，砼运输须保证浇筑工作能连续进行，应按砼的最大浇筑量来选择砼运输方法及运输设备的型号和数量。
4.3.2.1 砼运输的基本要求
砼从搅拌机中卸出 砼输送车将砼卸入泵车 泵车输送砼入模
⑵ 应保证砼在初凝前浇筑完毕：应以最短的时间和最少的转换次数将砼从搅拌地点运至浇筑地点，砼从搅拌机卸出后到振捣完毕的延续时间见下表：
砼强度等级 气 候
≤ 250C ＞ 250C
≤ C30 120 90
＞ C30 90 60
⑶ 保证砼在运输过程中的均匀性：避免产生分层离析、水泥浆流失、坍落度变化以及产生初凝现象。
砼从搅拌机卸出后到浇筑完毕的延续时间（min）
4.3.2.2 砼运输方法和运输机具
⑴ 砼地面水平运输：分为间歇式运输机具(手推车、机动翻斗车、自卸汽车、搅拌运输车)和连续式运输机具(皮带运输机、砼泵等)。手推车、机动翻斗车适用于运输距离短、运输工程量不大的砼输送；砼泵适用于水平距离在1500m内、需连续进行的砼输送；砼搅拌运输车适用于建有砼集中搅拌站的城市内砼输送；自卸汽车适用于长距离的砼输送。
独轮手推车 双轮手推车
D500型 重载型
小型机动翻斗车 液压翻斗车
砼搅拌运输车是一种长距离输送砼的高效机械，适用于建有砼集中搅拌站的砼输送，容量一般为6～12m3。运输途中搅拌筒以2～4r/min的转速搅动筒内砼拌合料，以保证砼在长途运输中不致离析；在远距离运输时可将砼干料装入筒内，在运输途中加水搅拌，整个运输途中拌筒的总转数应控制在300转以内。
砼搅拌运输车
三一重工SY系列砼搅拌运输车
(6～9m3)
⑵ 砼垂直运输
砼垂直运输机具主要是各类井架、提升机、塔吊和砼输送泵等。采用塔式起重机时，可考虑将砼搅拌机布置在塔吊工作半径内，砼直接卸入吊斗内，垂直提升后直接倾入砼浇筑点。
吊斗进行砼垂直运输
吊斗进行砼垂直运输
⑶ 砼输送泵
可一次完成水平及垂直输送，将砼直接输送至浇筑地点，是一种高效的砼运输和浇筑机具。我国目前主要采用活塞泵，液压驱动。由料斗、液压缸和活塞、砼缸、分配阀、Y型输送管、冲洗系统和动力系统等组成。
液压活塞式砼泵工作原理图
砼输送泵可分为拖式泵(固定式泵)和车载泵(移动式泵)二大类。
世界第一高楼“迪拜塔”不但高度惊人，高强砼也达惊人的33万立方米，最大泵送高度达史无前例的570m。图为工地的中国“三一重工”的HBT90CH超高压拖泵。
在“迪拜塔”，砼输送泵创造了570m的新纪录
4.3.3 混凝土成型
砼成型过程包括浇筑与捣实，是砼工程施工的关键工序，直接影响砼的质量和整体性。
压实收光
施工缝
铺塑料布
浇筑砼
草垫
泵送管
工人在新浇砼
上违规行走
不能因拆装
泵送管而停
止新浇砼的
振捣
砼浇筑全景图
4.3.3.1 混凝土浇筑
⑴ 检查模板的标高、位置及严密性，支架的强度、刚度、稳定性，清理模板内垃圾、泥土、积水和钢筋上的油污，高温天气
模板宜浇水湿润；
砼浇筑前的准备工作
⑵ 做好钢筋及预留预埋管线的验收和钢筋保护层检查，做好钢筋工程隐蔽记录；
⑶ 准备和检查材料、机具等;
⑷ 做好施工组织和技术、安全交底工作。
基础钢筋的隐蔽验收
砼浇筑的一般要求
⑴ 砼须在初凝前浇筑：如已有初凝现象，则应再进行一次强力搅拌方可入模。如砼在浇筑前有离析现象，亦须重新拌合才能浇筑。
⑵ 砼浇筑时的自由倾落高度：对于素砼或少筋砼，由料斗、漏斗进行浇筑时，倾落高度不超过2m；对竖向结构(柱、墙)倾落高度不超过3m；对于配筋较密或不便于捣实的结构倾落高度不超过60cm。否则应采用串筒、溜槽和振动串筒下料，以防产生离析。
⑶ 为使砼振捣密实，砼必须分层浇筑。
溜槽下料
⑷ 砼浇筑时的坍落度
砼浇筑前的坍落度测定
坍落度是判断砼施工和易性优劣的简单方法，应在砼浇筑地点进行坍落度测定，以检测砼搅拌质量，防止长时间、远距离砼运输引起和易性损失，影响砼成型质量。
砼强度等级 气温
≤250C ＞250C
C30及C30以下 210 180
C30以上 180 150
砼运输、浇筑和间隙的允许时间（min）
⑸ 砼浇筑的允许间歇时间
砼浇筑应连续进行，在下层砼未凝结前，将上层砼浇筑完毕。
⑴ 插入式振动器
① 振动器选用：坍落度小的用高频、坍落度大的可用低频；骨料粒径小的用高频、骨料粒径大的用低频。
插入式振动器 插入式振动器的使用
4.3.3.2 砼的振动密实成型
垂直振捣：容易掌握插点距离、控制插入深度(不超过振动棒长度的1.25倍)，不易产生漏振，不易触及模板、钢筋，砼振后能自然沉实、均匀密实。
② 振捣方法
斜向振捣：操作省力，效率高、出浆快，易于排出空气，不会产生严重的离析现象,振动棒拔出时不会形成孔洞。
垂直振捣
斜向振捣
⑵ 表面振动器
　　　主要有平板振动器、振动梁、砼整平机和渠道衬砌机等，其作用深度较小，多用在砼表面进行振捣。平板振动器适用于楼板、地面及薄型水平构件的振捣，振动梁和砼整平机常用于砼道路的施工。
平板
振动器
砼整平机
南水北调中线漕河Ⅰ标
渠道边坡砼衬砌
振动梁振捣路面砼
砼摊铺
砼振捣
压实收光
⑶ 外部振动器
又称附着式振动器，它通过螺栓或夹钳等固定在模板外部,通过模板将振动传给砼拌合物，因而模板应有足够的刚度。它宜于振捣断面小且钢筋密的构件，如薄腹梁、箱型桥面梁等及地下密封的结构，无法采用插入式振捣器的场合。其有效作用范围可通过实测确定。
附着式振动器 振动器附着在箱梁模板上
4.3.4 混凝土养护
定义：在自然气温条件下(高于+50C)采取覆盖浇水养护或塑料薄膜养护。
1 自然养护
是在砼浇筑完毕后的3～12h内用草帘、麻袋、锯末等将砼覆盖，浇水保持湿润，普通水泥、硅酸盐水泥和矿渣水泥拌制的砼养护不少于7d，掺用缓凝型外加剂和抗渗砼养护不少于14d；当气温在150C以上时，在砼浇筑后的最初3d，白天至少每3h浇水一次,夜间应浇水两次，以后每昼夜浇水三次左右。高温或干燥气候应适当增加浇水次数。
当日平均气温低于50C时，不得浇水。
覆盖浇水养护
是以塑料薄膜为覆盖物，使砼与空气隔绝，水分不再蒸发，水泥靠砼中的水分完成水化作用而凝结硬化。它改善施工条件，节省人工，节约用水，保证砼的养护质量。保湿养护可分为塑料布养护和喷涂塑料薄膜养生液养护。
排桩的保湿养护 框架柱的保湿养护
塑料薄膜保湿养护
2 人工养护
是通过对砼加热来加速其强度的增长，加热养护的方法很多,常用的有蒸汽养护、热膜养护、太阳能养护等。
蒸汽养护 T梁蒸汽养护
4.4 预应力施工
1 先张法施工
2 后张法施工
4.4.1 先张法施工
先张法是在砼构件浇筑前先张拉预应力筋，并用夹具将其临时锚固在台座或钢模上，再浇筑构件砼，待其达到一定强度后(约75%)放松并切断预应力筋，预应力筋产生弹性回缩，借助砼与预应力筋间的粘结，对砼产生预压应力。
先张法施工工艺示意图
先张法生产有台座法
和台模法 两种。
点击先张法施工动画
施工工艺流程
张拉预应力筋
支侧模、安设预埋件
预应力筋制作
支底模、安放钢筋
骨架及预应力筋
压 试 块
制作砼试块
浇 筑 砼
养护、拆模
放松预应力筋
构件起吊、堆放
张拉机具准备
调整初应力
先张法预应力筋张拉
活动横梁
固定横梁
工具锚
台座式千斤顶
高压油泵
墩式台座
预应力筋
4.4.2后张法施工
　　　后张法是先制作构件并预留孔道，待构件砼达到规定强度后，在孔道内穿入预应力筋，张拉并锚固，然后孔道灌浆。
点击后张法施工动画
　　　后张法不需台座，构件在张拉过程中完成砼的弹性压缩。广泛应用于现场生产的大型预应力构件和现浇砼结构中。
T梁预应力张拉
工艺流程
浇 筑 砼
抽管，养护拆模
预应力筋制作
埋 管 制 孔
压 试 块
制作砼试块
穿 筋
张拉预应力筋
孔 道 灌 浆
构件起吊、运输
张拉机具准备
调整初应力
制作砂浆试块
压砂浆试块
铺底模，钢筋及侧模
锚 具 制 作
灌浆机具准备

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