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第4章
钢筋混凝土工程
4.1 钢筋工程
4.2 模板工程
4.3 混凝土工程
1、工艺过程：
配料→搅拌→运输→浇筑→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（拆模或试压后方可显现）。
概述：
4.3.1 砼的制备
1.砼施工配制强度的确定：
为使保证率达到95%，砼的配制强度应比设计强度标准值高1.645 ，( —施工单位标准差)
即：砼的施工配制强度fcu,o（N/mm2）：
当无近期同一品种砼强度资料时，参考下表取值：
强度标准差σ的取值：
2. 施工配比及配料计算
1）砼配合比确定的步骤：
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。再据搅拌机出料容量计算得）→每盘配料量。
2）砼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－X Wx－Y Wy）
3. 砼搅拌机选择：
1）搅拌机分类：（按工作原理分）
（1）自落式——靠自落重力交流掺合(磨损小，易清理)
进料口
斗状叶片
斜向叶片
出料口
搅拌筒
齿圈
锥形反转出料自落式搅拌机
(2)强制式——叶片强行搅动，物料被剪切、旋转，形成交叉物流。（砼质量好，生产率高，操作简便，安全）
搅拌桶内部构造
双卧轴搅拌机
4.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）。
（3）两次加水法（造壳砼）：
砂、石→70%水→拌30s→水泥→拌30s→30%水→拌60s
（强度提高10～20%，或节约水泥5～10%）
现场搅拌
工厂搅拌
2）配料与搅拌要求
（1）配比及每次投料量挂牌公布；
（2）称量准确；允许偏差：水泥、掺料、水、外加剂±2%；
粗、细骨料±3%。
（3）搅拌时间： ——全部装入至卸料时间
最短时间要求
自落式：各增加30s。 小坍落度＞大坍落度；料多＞料少。
自落式≮90秒，强制式≮60秒。
混凝土坍落度（mm） 搅拌机 搅拌机出料量（l） ＜250 250~500 ＞ 500
≤40 强制式 60 90 120
40 ~ 100 强制式 60 60 90
≥100 强制式 60 1. 运输要求：
（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：浇筑要求如下表，泵送时增加。
4.3.2 砼的运输
砼运输
（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。
2.运输机具：
1）地面水平运输工具：
短距离（＜1km）——机动翻斗车、手推车；
长距离——砼搅拌运输车（运距＞10km时装干料，卸料前10～15分钟加水搅拌）。
2）垂直运输工具：
井架、门架：配合自动翻斗车、手推车；
塔吊：配合吊斗。
砼泵。
卧式吊斗
立式吊斗
门架配合手推车
3）泵送运输：
泵送运输
（1）拖式泵
理论排量60m3/h,出口压力8MPa,功率75KW的电动泵
理论排量90m3/h,出口压力18MPa,功率195KW的柴油机泵
三一80C柴油拖泵与HG32液压布料机
“迪拜塔”的地下结构浇注
某桥梁混凝土浇注
管柱式布料机
（2）车载泵
泵车三折叠式布料杆浇筑范围示意
（3）泵车
4）泵送要求：
1）骨料粒径＜1/3管径；胶凝材料≮ 300kg/m3 。
2）坍落度80～180mm。
3）泵管选择：骨料粒径≯25mm 时，管径125mm；
骨料粒径≯40mm 时，管径150mm。
4）地面水平管的折算长度≮输送高度的0.2倍和15m；输送高度大于100m 时，泵口设截止阀。
5）泵管：接头应严密，用支架固定牢固。
6）用前用砂浆润滑，用后清洗。
7）保证供料，防止吸入空气产生气阻。
8）连续输送（间歇超过45分钟应清理管道）。
5）适用于：大量砼连续浇筑。
4.3.3 砼的浇筑
1.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，封堵孔洞.
结构浇筑
（4）人员、组织及安全、技术交底。
吸与吹
文明施工？
振动落管
串筒
2. 混凝土浇筑的一般规定
（1）控制倾落高度，防止分层离析。
浇筑倾落高度：骨料粒径>25mm时≯ 3m；否则 ≯ 6m。不满足时，应用串筒、溜管、溜槽等。
HZ-50A行星高频插入式振动器
振捣棒
软轴
电动机
（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20～30mm厚水泥砂浆（与砼中浆液成分相同，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：
高度控制线
（6）有人看模、看筋，做好施工记录。
（7）雨、雪天，露天不浇筑。
3.对施工缝的要求：
1）留设位置：
（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：
①柱：基础顶面、梁下、吊车梁牛腿下或吊车梁上、柱帽下；（水平槎缝）
柱子施工缝位置
Ⅱ
Ⅱ
Ⅰ
Ⅰ
Ⅱ
Ⅱ
Ⅰ
Ⅰ
③单向板：平行于板短边的任何位置留垂直缝;
②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；
④有主次梁的楼盖：顺次梁方向浇筑，在次梁跨中1/3范围内留垂直缝。
⑥双向楼板、大体积砼结构、拱、薄壳、蓄水池、多层刚架等：按设计要求的位置留置。
⑤墙：在门洞口过梁跨中1/3范围内，或在纵横墙交接处留垂直槎。
垂直施工缝或后浇带留设方法1——用快易收口网
梁筋
快易收口网
垂直施工缝或后浇带留设方法2
钢板网+模板
钢板网+粗钢筋
板筋
梁筋
施工缝或后浇带留设方法3——模板
防水混凝土，预留止水条安置槽
密拼模板
基础底板钢筋
2）施工缝的处理及接槎：
（1）接槎时间：先浇的砼强度≮1.2N/mm2。
（2）表面粗糙处理和清理（清除水泥薄膜、松动石子、软弱砼层），湿润、冲洗干净，不积水。
（3）浇前铺水泥砂浆10～15mm厚。
（4）浇砼时细致捣实但不触动原混凝土 ，令新旧砼紧密结合。
3.框、剪结构的浇筑
柱墙底垫水泥砂浆20～30mm，分层浇捣；
墙洞口两侧对称、排气、筋密可用细石砼;
梁板同浇，梁自节点开始、赶浆法浇筑；
梁板与柱混凝土标号相差2个等级以上时，先浇高标号结点（铁丝网隔开，向梁板扩大500mm以上），随即浇筑梁板。
4. 大体积砼结构浇筑
1）要求保证砼的整体性时——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——面积大但厚度较小时。
大体积混凝土浇筑方案
（b）斜面分层
（a）全面水平分层
（C）分段分层
（2）浇筑强度（每小时砼最小浇筑量）
（m3/h）
F——每个浇筑层（段）的面积（m2）
H——浇筑层厚度（m）
T——下层砼允许的时间间隔，
T＝（t1－t2）
t1为砼初凝时间
或运＋浇＋间歇的时间限值
t2为运输时间。
取小
2）防止开裂
两种温度裂缝：
升温阶段表面开裂（需控制内外温差≯25℃）；
降温阶段收缩拉裂（多种措施，设后浇带，跳仓法施工……）。
减少混凝土温度及内外温差的措施：
①减少热量：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。
5. 砼的振捣成型
1）目的：
充满模板而成型；
排除多余的水分、气泡、空洞而密实。
2）方法：
人工插捣；
机械振捣（液化、实化、强化）；
自密实成型 。
3）常用振捣设备：常用 插入式、表面式
插入式（内部）振动器—电动
平板式（表面）振动器
插入式振动器—汽油机
附着式（外部）振动器
振动台
4）振捣方法与要点：
（1）插入式：可垂直振捣或以45O角斜向振捣。
振捣要点：
1）插点间距≯1.4R(R：有效作用半径，R≈8～10倍棒半径)
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≮50mm.
混凝土振捣
行列式
交错式
振捣点的布置
1.4R
1.7R
振捣棒的插入方向
直插
斜插
振捣棒的插入深度
下层
在浇层
1.4R
1.4R
1.4R
0.5R
（2）表面式：
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。
平板式振动器构造示意图
4.3.4 砼的养护
1.方法
人工养护——加热、保湿；强度增长快，耗能多。
自然养护——在常温下（平均＋5℃以上）保持混凝土处于温湿状态，使其强度增长。
2.自然养护
①开始时间：浇筑后及时进行。
早强、高性能混凝土立即覆盖保湿，或喷雾。
②养护日期：
硅酸盐、普硅、矿渣硅水泥拌制的砼≮7d;
掺缓凝剂、大体积、抗渗、C60以上、后浇带砼≮14d。
③覆盖材料：塑料薄膜、岩棉被、草帘、…；喷洒养护剂.
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砼强度达到1.2N/mm2后方准上人施工。
墙体及楼板喷水、洒水养护
柱子包裹塑料薄膜养护
大体积砼覆盖塑料薄膜及保温材料养护
楼板覆盖塑料薄膜养护
也可喷洒养护剂养护
水池养护 地铁隧道管片
覆盖洒水养护 砼路面
4.3.5 砼冬期施工
1. 冬季施工原理
1）冬施起始时间：
当室外日平均气温连续五天稳定低于5℃时，砼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。
2） 砼受冻及允许受冻临界强度：
（1）砼冻结温度：
－1.5～－2℃开始冻结； －2℃～－4℃全部冻结。
（2）砼受冻后造成最终强度损失：
原因：冰胀应力使砼内部产生裂纹；冰膜影响粘结力.
特点：冻结越早、水灰比越大，则强度损失越多。
（3）砼受冻临界强度（受冻前应达到的强度）：
砼能够抵抗冰胀应力的最低强度（受冻后，最终强度损失不超过5％的预养强度值）.
规定: ≮5N/mm2 且符合下表
混凝土种类 受冻临界强度
用硅酸盐、普硅水泥配制 30%设计标准强度
用矿渣硅酸盐等水泥配制 40%设计标准强度
抗渗 50%设计标准强度
有抗冻耐久性要求 70%设计标准强度
2. 砼冬施工艺
1）材料：
（1）水泥——优先选用硅酸盐、普通硅酸盐水泥；
用量≮280kg/m3 砼。
（2）水灰比≯ 0.55。
（3）骨料中不得有冰块、雪、冻块。
（4）外加剂不宜使用氯盐防冻剂。
2）拌制：
（1）材料加热温度应据热工计算确定
加热最高温度：
（2）搅拌时间：比常温延长50%。
3）运输：缩短运距，容器保温，
保证入模温度≮5℃。
4）浇筑：
①清除模板、钢筋上的冰雪、污垢；
②不得在强冻胀性的地基上浇筑；
5）养护及质量检查：
①养护时间：保证砼达到允许受冻强度；
②做好砼测温工作（每1~6小时测一次）；
③增加两组同条件养护试件（检验冻前、转入常温28天时的砼强度）。
覆盖塑料薄膜及保温材料养护
3. 砼冬施方法的选择：
1）蓄热法——水与骨料加热＋水化热＋保温覆盖
原理：混凝土在冻结前达到受冻临界强度。
适用于：室外最低温度≮－15℃时的地下工程；
表面系数(冷却面积/全部体积)≯5m-1的结构.
否则，掺加抗冻早强剂——综合蓄热法 。
2）外加剂法——掺入抗冻、早强、催化、减水剂等单一或复合外加剂
原理：混凝土在负温下不冻结，继续硬化。
适用于：室外最低温度≮－15℃，初冬、早春。
注意：严格限制氯化物外加剂掺量。
3）暖棚法——搭棚围护，棚内加热至≥5℃，
特点：同常温操作；费资耗能大。
适用：地下工程、混凝土集中的工程。
4）加热养护法：
特点：耗能多，费用高；砼强度增长快；
注意：严格控制升降温速度.
（1）蒸气养护——棚罩法、汽套法、热模法、内部通汽法。
要求：普硅水泥≯80℃，矿渣水泥≯ 85℃；
低压（＜0.07MPa）饱和蒸汽。
（2）电热养护——电极、电热器、红外线辐射加热法.
低强度时效果较好。
清华北大教师住宅楼 在基坑上口搭设的暖棚
在基坑内砌筑炉灶，煤火升温
4.3.6 砼的质量检查
1. 拌制和浇筑中的检查： 1、原材料的品种、规格、质量和用量，每班检查≮2次.
ó、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。
2. 砼外观质量检查：
表面——无麻面、蜂窝、孔洞、露筋、缺棱掉角、缝隘夹层等缺陷；
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。
漏筋
洞口变形
孔眼麻面
孔洞
3. 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砼取样不少于一次；
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：
试块尺寸由什么决定？
与构件同条件下养护的试块
标准养护的试块
取样制作试块
初步养护试块
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：
同一验收批砼强度的平均值 mfcu≥1.15 fcu,k；
同一验收批砼强度的最小值 fcu，min>0.95 fcu,k.

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