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第第6章章 混凝土工程混凝土工程 混凝土工程施工顺序:混凝土制备混凝土制备运输运输浇筑浇筑养护养护混凝土生产方式：混凝土生产方式：现场搅拌：现场搅拌：混凝土离散性大，浪费大，适用小批量生产。如：构件厂混凝土施工。集中搅拌：集中搅拌：效率高，质量好，要求严，适用于大批量生产。如：商品混凝土。6.1 混凝土的制备混凝土的制备6.1.1 混凝土的配制混凝土的配制混凝土配合比设计基本要求混凝土配合比设计基本要求设计要求强度等级，保证结构安全性；施工要求施工性（和易性、流动性等）和经济性。1）混凝土施工配制强度 由于混凝土是非匀质材料,强度会有波动。为保证混凝土实际施工强度设计强度标准值，则施工配制强度 比设计强度标准值提高一个等级，并具有95保证率，即：当施工单位有近期（不超过当施工单位有近期（不超过3 3个月）个月）同一品种混凝土的强度资料时，同一品种混凝土的强度资料时，计算求得计算求得:当强度等级当强度等级C20C20、C25C25时时,如计算如计算2.5MPa 2.5MPa 时，取时，取；当强度等级当强度等级C25C25时时,如计算如计算时，取时，取。当施工单位没有近期的同一品种混凝土的强度资料时当施工单位没有近期的同一品种混凝土的强度资料时:当强度等级当强度等级C25C25，=4.0MPa;=4.0MPa;当强度等级当强度等级C25C25C35C35，=5.0MPa;=5.0MPa;当强度等级当强度等级C35C35，。，。例如：例如：C40C40混凝土的施工配制强度为：混凝土的施工配制强度为：2）混凝土的施工配料计算 施工时混凝土各种配料的计量必须正确，特别是混凝施工时混凝土各种配料的计量必须正确，特别是混凝 土的水灰比对混凝土的强度和收缩影响很大。土的水灰比对混凝土的强度和收缩影响很大。计量误差的产生主要有二方面的原因：计量误差的产生主要有二方面的原因：施工方面：多加水，流动度较好，浇筑方便；施工方面：多加水，流动度较好，浇筑方便；经济方面：偷工减料。经济方面：偷工减料。施工配料实际用水量的计算施工配料实际用水量的计算施工配料的砂石均有一定的含水率，为保持水灰比不变，施工配料的砂石均有一定的含水率，为保持水灰比不变，则施工配料的用水量须扣除砂石中的含水量。则施工配料的用水量须扣除砂石中的含水量。设：设：试验室配合比为：试验室配合比为：水泥：砂：石子水泥：砂：石子1：X：Y；水灰比为：水灰比为：W/C；现场测得的砂石含水率分别为：现场测得的砂石含水率分别为：Wx、Wy。则：则：施工配合比为：施工配合比为：水泥：砂：石水泥：砂：石1：X(1+Wx)：Y(1+Wy)实际用水量实际用水量W（原含水量）（原含水量）-XWx-YWy6.1.2 混凝土搅拌混凝土搅拌混凝土搅拌方式：人工搅拌机械搅拌自落式强制式1）混凝土搅拌机理及搅拌机选择）混凝土搅拌机理及搅拌机选择 自落式重力扩散机理自落式重力扩散机理-“自落式搅拌自落式搅拌机机”利用利用“重力重力”的作用自由下落，物的作用自由下落，物料下落时，颗粒间相互穿插，翻拌，混料下落时，颗粒间相互穿插，翻拌，混合而扩散均匀。合而扩散均匀。强制式剪切扩散机理强制式剪切扩散机理“强制式搅拌机强制式搅拌机”利用转动的叶片强迫物料相互间产生剪切滑移而利用转动的叶片强迫物料相互间产生剪切滑移而 达到混合和扩散均匀化。达到混合和扩散均匀化。双卧轴强制式混凝土搅拌机双卧轴强制式混凝土搅拌机搅拌罐搅拌罐选择搅拌机选择搅拌机搅拌机的搅拌机的“阶数阶数”原材料上下一次称为原材料上下一次称为“一阶一阶”，现场搅拌机，现场搅拌机常为常为“一阶式一阶式”，加工厂的搅拌站常为，加工厂的搅拌站常为“二阶式二阶式”或或“三阶式三阶式”。塑性混凝土宜选用塑性混凝土宜选用“自落式搅拌机自落式搅拌机”；干硬性和轻骨料混凝土；干硬性和轻骨料混凝土宜宜采用采用“强制式搅拌机强制式搅拌机”。选用搅拌机容量不宜超载。超载会影响混凝土的均匀性，反之选用搅拌机容量不宜超载。超载会影响混凝土的均匀性，反之影响生产效益。影响生产效益。混凝土搅拌机容量以出料容积（混凝土搅拌机容量以出料容积（m3）1000标定规格，常用标定规格，常用的有的有250，350，500，750和和1000。出料容积一般为装料容积的，常取为，即出料容积一般为装料容积的，常取为，即2/3左左右。右。2）投料顺序（1）一次投料法）一次投料法投料顺序：10%水粗细骨料，水泥、80%的水补10%的水。优点：水泥裹在中间，防止水泥飞扬。（2）二次投料法）二次投料法分为：“预拌水泥砂浆法”、“预拌水泥净浆法”、“水泥裹砂法”。预拌水泥砂浆法预拌水泥砂浆法先制成水泥砂浆水泥砂浆，然后与石子搅拌成均匀的混凝土；预拌水泥净浆法预拌水泥净浆法先制成水泥净浆水泥净浆，然后与砂和石搅拌成均匀的混凝土；水泥裹砂法水泥裹砂法先将全部砂，石和70%水倒入搅拌机搅拌1020S（将砂石润 湿），然后与水泥搅拌约20 S（造壳），最后加余水搅拌80 S。优点优点水泥用量不变时，强度可提高15%；强度不变时，水泥用量可节约15%20%。3）搅拌时间）搅拌时间从所有原材料倒入搅拌筒时开始，到混凝土出料止。从所有原材料倒入搅拌筒时开始，到混凝土出料止。搅拌时间宜适中，其长短直接影响混凝土质量和混凝搅拌时间宜适中，其长短直接影响混凝土质量和混凝 土的生产效率土的生产效率！搅拌时间过短混凝土不均匀，降低混凝土强度和工作性；搅拌时间适中适当延长搅拌时间，强度有所提高；搅拌时间过长较差的骨料可能会破碎，降低混凝土强 度和工作性以及生产率。混凝土的混凝土的搅拌时间搅拌时间与与混凝土坍落度混凝土坍落度、搅拌机机型搅拌机机型和和出料量出料量等因素有关。等因素有关。注：注：混凝土搅拌最长时间不宜超过表中规定最短时间的三倍！6.2 混凝土运输混凝土运输混凝土运输基本要求混凝土运输基本要求:保持原有的均匀性，不离析；开始浇筑时，坍落度满足要求；必须在混凝土初凝前完成浇筑。水平运输：水平运输：手推车、机动翻斗车、混凝 土搅拌运输车、自卸汽车等；垂直运输：垂直运输：井架、塔式起重机和混凝土 泵等。手推车和机动翻斗车运输手推车和机动翻斗车运输常用于工地内短距离水平运输。手推车容量约左右;机动翻斗车容量约左右.混凝混凝土运土运输设输设备备混凝土从搅拌机卸出到浇筑混凝土从搅拌机卸出到浇筑完毕的时间（完毕的时间（minmin）注：强度越高，气温越高，砼 初凝时间越短。机动翻斗车 混凝土搅拌输送车运输混凝土搅拌输送车运输 可在运输途中进行混凝土搅拌，适用于混凝土长距离、可在运输途中进行混凝土搅拌，适用于混凝土长距离、水平运输，如商品混凝土的运输。水平运输，如商品混凝土的运输。每车容量约6m3。按工作性能分为两种两种方式运输：扰动运输扰动运输运输已搅拌好的混凝土；运输途中，不停以慢速旋转来扰动混凝土，防止离析；运距受混凝土初凝时间限制。搅拌运输搅拌运输湿料搅拌运输湿料搅拌运输按配合比要求装入原材料（包括水），运至现场后搅拌。干料注水搅拌运输干料注水搅拌运输装入干料（砂、石和 水泥），在运输途中或运到现场后加水搅拌。运距可不受混凝土初凝时间限制运距可不受混凝土初凝时间限制。井架和塔式起重机运输井架和塔式起重机运输适用于混凝土的垂直输送。适用于混凝土的垂直输送。混凝土泵运输混凝土泵运输适用于工地内混凝土的水平和垂直输送。适用于工地内混凝土的水平和垂直输送。混凝土泵车混凝土泵车混凝土泵混凝土泵输送泵泵送范围输送泵泵送范围输送量为：输送量为：303090m90m3 3/h/h，最大可达，最大可达160m160m3 3/h/h；水平运输量为：水平运输量为：200200500m500m，最大可达，最大可达700m700m；垂直输送量为：垂直输送量为：5050130m130m，最大可达，最大可达200m200m。泵送混凝土应注意的问题泵送混凝土应注意的问题 水泥用量水泥用量起润滑作用，泵送混凝土最小水泥用量不宜少于泵送混凝土最小水泥用量不宜少于 300kg/m3。坍落度坍落度应适中，过低则泵送阻力大,泵送能力下降；过大则 易漏浆、混凝土易收缩、易离析。不同泵送高度入泵时混凝土坍落度选用值表不同泵送高度入泵时混凝土坍落度选用值表 骨料种类骨料种类泵送混凝土骨料以卵石和河砂最为合适泵送混凝土骨料以卵石和河砂最为合适。粗骨料最大粒径与输送管径之比粗骨料最大粒径与输送管径之比骨料级配和含砂率骨料级配和含砂率 为防止堵管，骨料级配要保证均匀性。石子粒径石子粒径：一般为5mm1/4(或1/5)管径的连续级配；砂率砂率：比一般混凝土要高，一般在38%45%，应有一定比 例的细砂。水灰比和外加剂水灰比和外加剂 水灰比水灰比：一般控制为。外加剂外加剂：根据混凝土的实际情况,由试验确定。其它其它 输送管输送管弯头少、管子直、转弯缓、接头严、少用锥形管 等，以减少压力损失；使用使用开始时用稀浆润滑管道、连续工作、受料斗灌满混 凝土、清洗等；混凝土养护混凝土养护加强养护，以防混凝土出现裂纹。6.3 混凝土浇筑须使混凝土振捣密实，强度符合设计要求，保证结构须使混凝土振捣密实，强度符合设计要求，保证结构 整体性，尺寸准确，拆模后混凝土表面平整光洁。整体性，尺寸准确，拆模后混凝土表面平整光洁。6.3.1 基本要求基本要求1 1）防止离析）防止离析 运输途中防止剧烈颠簸；运输途中防止剧烈颠簸；浇筑时混凝土从料斗内卸出，其自由倾落最大高度不应超过浇筑时混凝土从料斗内卸出，其自由倾落最大高度不应超过2m2m；浇筑竖向结构混凝土，浇筑高度不应超过浇筑竖向结构混凝土，浇筑高度不应超过3m3m；浇筑高度过高，则应采用串筒、溜管或振动溜管下料，并保证混凝土浇筑高度过高，则应采用串筒、溜管或振动溜管下料，并保证混凝土 出口下落方向垂直；出口下落方向垂直；出现混凝土离析和坍落度不满足要求时，必须在浇筑前进行二次搅拌。出现混凝土离析和坍落度不满足要求时，必须在浇筑前进行二次搅拌。2）正确留置施工缝）正确留置施工缝(1)施工缝定义施工缝定义停歇时间停歇时间由于施工技术(绑扎钢筋，安装模板等)或施工组织(工人换班、设备损坏、待料等)上的原因,不能连续将结构整体浇筑完成，且可能超过混凝土初凝结时间可能超过混凝土初凝结时间时，预先确定在适当的部位留设的缝。从空间上从空间上施工缝为浇筑过程中新老混凝土的接触面；新老混凝土的接触面；从时间上从时间上施工缝为混凝土浇筑的临时停歇点；临时停歇点；从性质上从性质上施工缝既非结构缝（沉降缝、伸缩缝和抗震缝），也不同施工缝既非结构缝（沉降缝、伸缩缝和抗震缝），也不同于后浇带。于后浇带。（2）施工缝留设位置）施工缝留设位置施工缝是结构中薄弱环节，施工缝是结构中薄弱环节，宜留在宜留在“结构剪力较小，施工结构剪力较小，施工较方便较方便”处。处。柱子基础或楼面的顶面，梁的下面，无梁楼板柱帽下面，吊车梁牛腿下面或吊车梁上面，一般为25cm；有主次梁楼板宜顺着次梁方向浇筑，施工缝留在次梁跨度 中间1/3范围内。梁和双向板跨中1/3 范围内；单向板平行于板短边的任何位置；楼梯跨中1/3 范围内。（3）施工缝处理方法）施工缝处理方法 已浇混凝土的抗压强度；清理已硬化混凝土表面的水泥和松 动的石子以及软弱混凝土层；冲洗表面干净，充分湿润，不得积 水；在老混凝土表面铺设一层水泥浆或 与混凝土成分相同的水泥砂浆，然 后浇筑新混凝土。重温旧梦（revive an old dream）6.1 混凝土的制备：混凝土的制备：混凝土的配制混凝土的配制、混凝土搅拌混凝土搅拌6.2 混凝土运输混凝土运输：混凝土运输基本要求混凝土运输基本要求、混凝土的运输方式、混凝土的运输方式6.3 混凝土浇筑混凝土浇筑6.3.1 基本要求基本要求:防止离析防止离析、正确留置施工正确留置施工缝缝6.3.2 浇筑方法浇筑方法分层浇筑分层浇筑 在下层混凝土凝结前，完成上层的浇筑和振捣；在下层混凝土凝结前，完成上层的浇筑和振捣；每层浇筑厚度约为每层浇筑厚度约为200300mm。连续浇筑连续浇筑 应在前层混凝土凝结前将次层浇筑完毕；混凝土运输、浇筑和停歇全部时间不得超过下表规定，否则应留设施工缝。注：影响因素包括混凝土强度等级、气温、外加剂等注：影响因素包括混凝土强度等级、气温、外加剂等。梁、板、柱、墙的浇筑梁、板、柱、墙的浇筑对于结构层逐层浇筑；对于同一层:先浇筑竖向构件（柱、墙），后浇水平构件（梁、板）；一般分二次浇，也可一次浇筑完成。浇筑须注意对称，防止模板及其支架倾斜；每一施工层的每一施工段中，墙、柱应连续浇筑到顶。大体积混凝土的浇筑大体积混凝土的浇筑 大体积的混凝土定义大体积的混凝土定义任何就地浇筑大体积混凝土，其尺任何就地浇筑大体积混凝土，其尺寸之大，必须采取措施解决水化热及随寸之大，必须采取措施解决水化热及随着引起的体积变形问题，以最大限度减着引起的体积变形问题，以最大限度减少开裂。少开裂。大体积混凝土结构大体积混凝土结构工业建筑中工业建筑中的设备基础；在高层建筑中地下室底板、的设备基础；在高层建筑中地下室底板、结构转换层；各类结构的厚大桩基承台结构转换层；各类结构的厚大桩基承台或基础底板以及桥梁的墩台等。如：南或基础底板以及桥梁的墩台等。如：南京娄子巷高层住宅京娄子巷高层住宅2m厚转换板、润扬厚转换板、润扬大桥锚锭（长大桥锚锭（长69m、宽、宽50m，深，深50m）等。等。大体积混凝土裂缝产生的原因大体积混凝土裂缝产生的原因由于混凝土水化热和自身体积收缩，由于混凝土水化热和自身体积收缩，在内外温差以及外界约束条件下，产生在内外温差以及外界约束条件下，产生拉应力，当拉应力超过该龄期混凝土抗拉应力，当拉应力超过该龄期混凝土抗拉强度，则混凝土开裂，产生裂缝。拉强度，则混凝土开裂，产生裂缝。润扬大桥锚锭润扬大桥锚锭 大体积混凝土裂缝控制措施大体积混凝土裂缝控制措施关键是减小温度应力，为此须减小混凝土内关键是减小温度应力，为此须减小混凝土内 外温差、自身体积收缩和外界约束。外温差、自身体积收缩和外界约束。优先选用水化热低的水泥，如：矿渣水泥、火山灰水泥或粉煤灰水泥等；优先选用水化热低的水泥，如：矿渣水泥、火山灰水泥或粉煤灰水泥等；降低水泥用量，掺入适量的粉煤灰；降低水泥用量，掺入适量的粉煤灰；掺入具有缓凝、微膨胀或减缩作用的外加剂；掺入具有缓凝、微膨胀或减缩作用的外加剂；采取蓄水法或覆盖法降温，或人工降温措施，控制内外温差采取蓄水法或覆盖法降温，或人工降温措施，控制内外温差2525。减小约束的刚度或摩擦系数；减小约束的刚度或摩擦系数；测温测试，信息化施工；测温测试，信息化施工；分段、分层浇筑，降低浇筑速度和减小浇筑层厚度，等。分段、分层浇筑，降低浇筑速度和减小浇筑层厚度，等。具体措施6.3.3 混凝土的振捣1）原理）原理混凝土的颗粒在振动力作用下引起颤动，破坏了混混凝土的颗粒在振动力作用下引起颤动，破坏了混 凝土颗粒间的粘结力和摩擦力，使混凝土由凝土颗粒间的粘结力和摩擦力，使混凝土由“塑性状塑性状 态态”变换成变换成“重质液体状态重质液体状态”，骨料下沉、气泡向上排，骨料下沉、气泡向上排 出、水泥浆充满整个模板，混凝土密实。振动停止，出、水泥浆充满整个模板，混凝土密实。振动停止，混凝土又由混凝土又由“重制液体状态重制液体状态”恢复回恢复回“塑性状态塑性状态”。注：注：“塑性状态塑性状态”“重质液体状态重质液体状态”是可逆的。是可逆的。2）振动机械）振动机械按工作方式分为：内部振动器（a）、表面振动器（b）、外部振动器（c）和振动台（d）。3）振动棒振捣方法）振动棒振捣方法“快插慢拔快插慢拔”6.4 混凝土的养护混凝土的养护 混凝土水化的基本外界条件基本外界条件：温度（5C）和湿度（80%）。1）标准养护）标准养护定义定义混凝土在温度为温度为203C和相对湿度为和相对湿度为90%以上以上的潮湿 环境或水中的条件小进行的养护。用于对混凝土试件进行养护。2）自然养护）自然养护定义定义混凝土在平均气温高于平均气温高于+5C的条件下，相应地采取保湿 措施（如浇水）所进行的养护。注：注：自然养护在混凝土浇筑完毕后12小时以内进行。浇水养护浇水养护硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥：养护时间7天；粉煤灰水泥、火山灰水泥：养护时间14天；掺有缓凝剂或有抗渗要求的混凝土时：养护时间14天；有特殊要求的混凝土，如高强度商品混凝土，要特殊对待，引起重视。表面隔离养护混凝土表面覆盖薄膜，防止自由水过早过多蒸发。3）加热养护）加热养护主要为蒸汽养护，一般是对加工厂混凝土构件进行养护。6.5 混凝土的缺陷修整混凝土的缺陷修整 对数量不多的小蜂窝或露石的修理处理方法对数量不多的小蜂窝或露石的修理处理方法先用钢丝刷或压力水冲洗，再用1：21：水泥 砂浆抹平。对于较大面积的蜂窝、露石和露筋的处理方法对于较大面积的蜂窝、露石和露筋的处理方法应凿去全部深度内薄弱混凝土层和个别突出骨料，用钢丝刷或压力水冲洗后，用比原混凝土强度等 级提高一级的细骨料混凝土填塞，仔细捣实，加 强养护。6.6 混凝土的质量检查混凝土的质量检查1）施工全过程的控制）施工全过程的控制包括施工前，施工中和施工后，重点在于施工前和施工中。施工前前主要检查：原材料和配合比；施工中中主要检查：配合比执行情况、坍落度等；施工后后主要检查：结构构件轴线、标高、外观、混凝土强度等；对有特殊要求的，尚应检查混凝土抗冻性和抗渗性等。2）混凝土的强度评定）混凝土的强度评定（1）混凝土试块取样）混凝土试块取样立方体试块尺寸：150150150mm；同一盘中的三块为一组；同强度，同配合比，同生产工艺为一个验收批次；随机抽样数量：每拌制100盘且不超过100m3的同配合比的混凝土，取样不得少于一次；每工作班拌制的同一配合比的混凝土不足100盘时，取样不得少于一次；当一次连续浇筑超过1000m3，同一配合比的混凝土每200m3取样不得少 于一次；每一楼层、同一配合比的混凝土，取样不得少于一次；每次取样应至少留置一组标准养护试件，同条件养护试件的留置组数应根据实际需要确定。（2）试块强度代表值）试块强度代表值 最大值和最小值与中间值相比都不超过中间值的都不超过中间值的15%时时：取该组三个试块的平均强度值；最大值或最小值与中间值相比超过中间值的超过中间值的15%时时：取该组三个试块的中间值；最大值和最小值与中间值相比都超过中间值的都超过中间值的15%时时：该组试块不作为强度评定的依据。6.7 混凝土的冬期施工混凝土的冬期施工1）混凝土受冻后的影响）混凝土受冻后的影响 当温度在+5时，混凝土强度增长速度仅为+15的一半；当混凝土温度降至-1-1.5时，游离水结冰，水化停止，强度 停止增长；水结冰后体积膨胀约9%，冰涨应力使混凝土开裂；在钢筋表面形成冰膜，减弱混凝土和钢筋的粘结力；受冻后混凝土在解冻以后，其强度继续增长，但已不可能达到原 设计强度值。2）混凝土受冻临界强度）混凝土受冻临界强度 遭受冻结其后期抗压强度损失在后期抗压强度损失在5%以内的预养强度值以内的预养强度值。硅酸盐和普通硅酸盐水泥为设计混凝土强度标准值的30%；矿渣硅酸盐水泥为40%；对C10及以下的混凝土不得低于5MPa。3）混凝土冬期施工）混凝土冬期施工 凡根据当地多年气温资料，室外日平均气温连续室外日平均气温连续5天稳定天稳定 低于低于5时时，混凝土工程即进入冬期施工，应采取必要的 冬期施工技术措施。4 4）混凝土冬期施工方法和措施）混凝土冬期施工方法和措施（1 1）改善混凝土配合比）改善混凝土配合比 采用高活性水泥采用高活性水泥优先采用普通硅酸盐水泥和硅酸盐优先采用普通硅酸盐水泥和硅酸盐 水泥，水泥标号不应低于水泥，水泥标号不应低于425425号；号；增加水泥用量增加水泥用量最小水泥用量不宜少于最小水泥用量不宜少于300kg/m3300kg/m3；降低水灰比降低水灰比不应大于。不应大于。（2 2）原料加热，提高混凝土入模温度）原料加热，提高混凝土入模温度 优先加热水优先加热水,其次为砂、石。（注意：防止水泥其次为砂、石。（注意：防止水泥 “假凝假凝”现象。）现象。）（3 3）蓄热保温养护，或加热养护）蓄热保温养护，或加热养护（4 4）掺外加剂）掺外加剂 使混凝土早强（加速硬化，提早达到临界强度）或降使混凝土早强（加速硬化，提早达到临界强度）或降 低冰点（使混凝土在负温下硬化）。低冰点（使混凝土在负温下硬化）。早强剂早强剂氯盐氯盐(氯化钠氯化钠,氯化钙氯化钙),),用量用量110,10,入模时入模时55，搅拌时间增加，搅拌时间增加 50%(50%(搅拌均匀搅拌均匀)。混凝土搅拌站混凝土搅拌站