混凝土工程大全.ppt
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1、混凝土工程 混凝土工程在混凝土结构工程中占有重要地位,混凝土工程质量的好坏直接影响到砼结构的承载力、耐久性与整体性。混凝土工程包括混凝土制备、运输、浇筑捣实和养护等施工过程,各个施工过程相互联系和影响,任一施工过程处理不当都会影响混凝土工程的最终质量。近年来随着混凝土外加剂技术的发展和应用的日益深化,特别是随着商品砼如雨后春笋般地篷勃发展,这在很大程度上影响了混凝土的性能和施工工艺;此外,自动化、机械化的发展和新的施工机械和施工工艺的应用,也大大改变了混凝土工程的施工面貌。混凝土工程包括混凝土的制备、运输、浇筑、养护及质量检查等。一:混凝土的配料一:混凝土的配料原材料的选择水泥砂石水外加剂二:
2、混凝土配合比的确定二:混凝土配合比的确定1:混凝土配合比应满足的基本要求 1)保证混凝土的设计强度;2)满足施工需要的和易性;3)符合耐腐蚀性、抗冻性和抗渗性等要求;4)合理使用材料、节约水泥。2混凝土试配强度的确定 混凝土是非匀质材料,施工中的混凝土硬化后所能达到的强度也不稳定,具有较大的离散性。为了保证混凝土的实际强度基本不低于结构设计要求的强度等级,混凝土的施工配制强度应比设计的混凝土强度标准值提高一个数值,以达到95的保证率。式中 fcu,0混凝土的施工配制强度(N/mm2);fcu,k设计的混凝土强度标准值(N/mm2);施工单位的混凝土强度标准差(N/mm2)。当施工单位具有近期同
3、一品种混凝土强度的统计资料时,可按下式计算:式中 fcu,i统计期内第i组试件强度(N/mm2);fcu统计期内混凝土n组试件强度的平均值(N/mm2);n统计期内同一品种混凝土强度等级的试件组数,n25。考虑到目前施工单位的质量管理水平,国家标准混凝土结构工程施工质量验收规范(GB502042002)规定了强度标准差计算值的下限值。当混凝土强度等级为C20和C25时,如果计算得到的2.5N/mm2,则取2.5N/mm2;当混凝土强度等级高于C25时,如计算得到的3.0N/mm2,则取3.0N/mm2。当施工单位无近期统计资料时,可按表取值。混凝土强度标准差取值表混凝土强度等级低于C25C25
4、C35高于注:表中的数值反映了我国施工单位的混凝土施工技术和管理的平均水平,采用时可根据本单位情况作适当调整。3:混凝土的和易性 1)混凝土的和易性是指混凝土拌和后既便于浇筑,又能保持其均质性,不出现离析现象的性能,既具有一定的粘聚性和流动性。2)混凝土的粘聚性与水泥用量有关,由混凝土的最大水灰比、最小水泥用量、最大水泥用量来控制。3)混凝土的流动性有塌落度来表示,与结构的特点、使用部位、施工方法、气候条件等因素有关。4混凝土施工配合比的确定 前述混凝土的配合比指的是实验室配合比,也就是说砂、石等材料处于完全干燥的状态下。而在现场施工中,砂、石两种材料都采用露天堆放,不可避免地含有一些水分,其
5、含水量随气候变化而变化,配料时必须把这部分材料所含水量考虑进去,才能保证混凝土配合比的准确,从而保证混凝土的质量。因此,在施工时应及时测量砂、石的含水率,并将混凝土的实验室配合比换算成考虑了砂石含水率条件下的施工配合比。若混凝土的实验室配合比为水泥:砂:石:水1:s:g:w,而现场测出砂的含水率为Ws,石的含水率为Wg,则换算后的施工配合比为:1:s(1+Ws):g(1+Wg):wsWsgWg例 已知某混凝土的实验室配合比为280:820:1100:199(每m3混凝土材料用量),现测出砂的含水率为3.5,石的含水率为1.2,搅拌机的出料容积为400L,若采用袋装水泥(一袋50kg),求每搅拌
6、一罐混凝土所需各种材料的用量。解 混凝土的实验室配合比折算为1:s:g:w1:2.93:3.93:0.71,将原材料的含水率考虑进去后计算出施工配合比为:1:3.03:3.98:0.56,每搅拌一罐混凝土水泥用量为:2800.4kg112kg(实际使用两袋水泥,即水泥用量为100kg),则 搅拌一罐混凝土的砂用量为:1003.03kg303kg;搅拌一罐混凝土的石用量为:1003.98kg398kg;搅拌一罐混凝土的水用量为:1000.56kg56kg。5配料精度 工地上配制的混凝土配合比应严格按试验室的规定执行,以确保混凝土的强度达到设计的级别。如前所述,混凝土的强度值对水灰比的变化十分敏感
7、,根据试验资料表明:如配料时偏差值水泥量为2%,水为2%,混凝土的强度要降低8.9%。因此,C60以下混凝土在现场的配料精度应控制在规定范围内。施工现场一般用磅秤等配料,应定期对其维修校验,保持准确。骨料含水量应经常测定,调整用水量,雨天施工应增加测定含水量次数,以便及时调整。三:混凝土的拌制 混凝土的拌制就是水泥、水、粗细骨料和外加剂等原材料混合在一起进行均匀拌和的过程。搅拌后的混凝土要求匀质,且达到设计要求的和易性和强度 1:混凝土搅拌机的选择:混凝土搅拌机的选择(1)自落式搅拌机 1)自落式搅拌机主要是利用拌筒内材料的自重进行工作,比较节约能源。由于材料粘着力和摩擦力的影响,自落式搅拌机
8、只适用于搅拌塑性混凝土和低流动性混凝土。自落式搅拌机在使用中对简体和叶片的摩擦较小,易于清洁。由于搅拌过程对混凝土骨料有较大的磨损,从而对混凝土质量产生不良影响,故自落式正逐渐被强制式搅拌机所替代。2)反转出料式搅拌机是一种应用较广的自落式搅拌机,见图。其拌筒为双锥形,内壁焊有叶片,可带动物料上升到一定高度后,再利用自重下落,不断循环从而完成搅拌工作。其工作特点是正转搅拌、反转出料,结构较简单。(2)强制式搅拌机 强制式搅拌机是利用拌筒内运动着的叶片强迫物料朝着各个方向运动,由于各物料颗粒的运动方向、速度各不相同,相互之间产生剪切滑移而相互穿插、扩散,从而在很短的时间内,使物料拌和均匀,其搅拌
9、机理被称为剪切搅拌机理。强制式搅拌机适用于搅拌坍落度在3cm以下的普通混凝土和轻骨料混凝土。如图。2:混凝土的搅拌制度:混凝土的搅拌制度(1):搅拌机转速 对自落式搅拌机,转速过高,混凝土拌合料会在离心力的作用下吸附于筒壁不能自由下落;而转速太低,既不能充分拌合,也会降低生产率。为此,搅拌机的转速n应控制在下式范围内:式中 R搅拌筒半径(m)。对于强制式搅拌机,虽然不受重力和离心力的影响,但其转速亦不能过大,否则将会加速机械的磨损,同时也易使混凝土拌合物产生分层离析的现象。因此,强制式搅拌机的转速一般为30r/min。(2):混凝土搅拌时间 搅拌时间是指从原材料全部投入搅拌筒时起,到开始卸料时
10、为止所经历的时间,它与搅拌机类型、容量、混凝土材料以及配合比有关。搅拌时间过短,不能使混凝土搅拌均匀;搅拌时间过长,既不经济又易使混凝土产生分层离析现象。为保证混凝土的拌合质量,规范中规定了混凝土的搅拌最短时间,见表。注:当掺有外加剂时,搅拌时间应当适当延长;全轻混凝土、砂轻混凝土搅拌时间应延长6090s。(2):投料顺序 投料顺序应从提高搅拌质量、减少叶片和衬板的磨损、减少拌合物与搅拌筒的粘结、节约水泥、改善工作环境等方面综合考虑确定。常用的有一次投料法和两次投料法。混凝土的搅拌最短时间(s)1):一次投料法是在料斗中先装石子,再加水泥和砂,在一次投入搅拌机的同时加水。投料时砂压住水泥,不致
11、产生水泥飞扬,也不易粘在料斗和搅拌筒上。2):二次投料法是分两次加水,两次搅拌。用这种工艺进行搅拌时,先将全部的石子、砂和70的拌合水倒入搅拌机,拌合15s使骨料湿润,再倒入全部水泥进行造壳搅拌30s左右,然后加入30的拌合水,再进行糊化搅拌60s左右即完成。与普通搅拌工艺相比,用裹砂石法搅拌工艺可使混凝土强度提高1020或节约水泥510。推广这种新工艺有巨大的经济效益。(3):装料容量。装料容量是将搅拌前各种材料的体积累积起来的容量,又称干料容量。为保证混凝土得到充分拌合,装料容量为搅拌筒几何容量的1/31/2,而搅拌好的出料容量为装料容量的0.550.75(又称出料系数)。搅拌机不宜超载,
12、若装料超过装料容量的10,就会影响混凝土拌合物的均匀性;装料过少又不能充分发挥搅拌机的效能。四:混凝土的运输四:混凝土的运输 1.混凝土运输的要求 混凝土自搅拌机中卸出后,应及时运至浇筑地点,为保证混凝土的质量,对混凝土运输的基本要求是:(1)在运输过程中应保持混凝土的均匀性,避免分层离析、泌水、砂浆流失和塌落度变化等现象发生。(2)应使混凝土在初凝之前浇筑完毕。混凝土从搅拌机卸出后到浇筑完毕的延续时间不宜超过规定。(3)当混凝土从运输工具中自由倾倒时,由于骨料的重力克服了物料间的粘聚力,大颗粒骨料明显集中于一侧或底部四周,从而与砂浆分离即出现离析,当自由倾倒高度超过2m时,这种现象尤其明显,
13、混凝土将严重离析。为保证混凝土的质量,应根据施工实际情况,采取相应预防措施。规范规定:混凝土自高处倾落的自由高度不应超过2m;否则,应使用串筒、溜槽或振动溜管等工具协助下落,并应保证混凝土出口的下落方向垂直。串筒的向下垂直输送距离可达8m。串筒及溜管外形见图。(4)道路尽可能平坦且运距尽可能短。尽量减少混凝土转运次数,或不转运。2.运输机具(1):一般要求 运输混凝土的工具(容器)应不吸水、不漏浆。容器在使用前应先用水湿润。天气炎热时,容器应遮盖,以防阳光直射而水分蒸发。应按混凝土最大浇筑量和运距来选择运输机具。一般运输机具的容积是搅拌机出料容积的倍数。(2):混凝土运输分水平和垂直运输两种情
14、况 1):水平运输机具。水平运输机具主要有手推车、机动翻斗车、自卸汽车、混凝土搅拌运输车和皮带运输机。a):手推车主要用于短距离水平运输,具有轻巧、方便的特点,其容量为。b):混凝土搅拌运输车为长距离运输混凝土的有效工具。它是将运输混凝土的搅拌筒安装在汽车底盘上,把在预拌混凝土搅拌站生产的混凝土成品装入拌筒内,然后运至施工现场。在整个运输过程中,混凝土搅拌筒始终在作慢速转动,从而使混凝土在长途运输后,仍不会出现离析现象,以保证混凝土的质量。c):皮带运输机可综合进行水平、垂直运输,常配以能旋转的振动溜槽,运输连续,速度快,多用于浇筑大坝、桥墩等大体积混凝土 垂直运输机具。常用垂直运输机具有塔式
15、起重机和井架物料提升机。a):井架主要用于多层或高层建筑施工中混凝土的垂直运输,由井架、卷扬机、吊盘、自动倾卸吊斗、拔杆和钢丝缆风绳组成。具有构造简单、安拆方便、投资少的优点,起重高度一般为2540m。b):塔式起重机是高层建筑施工中垂直和水平的主要运输机械,可直接把混凝土卸入模板中而不需要倒运。把它和一些浇筑用具配合起来,可很好地完成混凝土的运输任务 3:混凝土泵运输混凝土泵运输 (1):采用混凝土泵输送混凝土,称为泵送混凝土。混凝土泵的工作原理就是利用泵体的挤压力将混凝土挤压进管路系统并到达浇筑地点,同时完成水平运输和垂直运输。(2):特点:泵送混凝土具有输送能力大、速度快、效率高、节省人
16、力、连续输送等特点。(3)范围:适用于大型设备基础、坝体、现浇高层建筑、水下与隧道等工程的混凝土水平或垂直输送。(4):组成:泵送混凝土设备 由混凝土泵、输送管和布料装置等组成。a:混凝土泵 混凝土泵的种类很多,有活塞泵、气压泵和挤压泵等类型,目前应用最为广泛的是活塞泵,根据其构造和工作机理的不同,活塞泵又可分为机械式和液压式两种,常采用液压式。与机械式相比,液压式是一种较为先进的混凝土泵,它省去了机械传动系统,因而具有体积小、重量轻、使用方便、工作效率高等优点。液压泵还可进行逆运转,迫使混凝土在管路中作往返运动,有助于排除管道堵塞和处理长时间停泵问题。其工作原理见图。活塞式混凝土泵的规格很多
17、,性能各异,一般以最大泵送距离和单位时间最大输出量作为其主要指标。不同型号的混凝土泵每小时可输送混凝土为860m3(最大可达160m3h),水平距离为200400m(最大可达700m),垂直距离3065m(最大可达200m)。目前,混凝土泵的最大运输距离,水平运输可达800m,垂直运输可达300m。下表为国产液压混凝土柱塞泵工作性能表。如建筑过高,可以在适当高度楼层处设立中继泵站,将混凝土继续向上运送。b:输送管 常用钢管,有直管、弯管、锥形管三种。直管管径有100,125,150,175,200mm等数种。长度有4,3,2,lm等数种。一般标准长度为3m,其余长度则为调整布管长度用。弯管的角
18、度有150、300、450、600、900五种。用于布管时管道弯折处使用。当两种不同管径的输送管连接时,用锥形管过渡,其长度一般为1m。C:管道布置管道布置时应符合“路线短、弯道少、接头密”的原则。布置水平管道时,应由远到近,将管道布置到最远的浇筑点,然后在浇筑过程中逐渐向泵的方向拆管。地面水平管一般是固定的,楼面水平管则需每浇筑一层就重新铺设一次。垂直管可以沿建筑物外墙或外柱铺接,也可利用塔吊的塔身设置,垂直管道应在底部设置基座,以防止管道因重力和冲击而下沉,并在竖管下部设逆止阀,防止停泵时 混凝土倒流。一些混凝土泵车上装有可伸缩式或折叠式的布料杆,其末端有一软管,可将混凝土直接输送到浇筑地
19、点,使用十分方便。(5):混凝土的可泵性与配合比 用于泵送的混凝土,必须具有良好的输送性能。混凝土在输送管道中的流动能力称为可泵性。可泵性好的混凝土,与输送管壁的摩阻力小,泵送过程中不会产生离析现象。为此,对泵送混凝土原材料和配合比应尽量满足以下要求:1):水泥用量 因水泥浆起润滑作用,故水泥用量是影响混凝土在管内输送阻力的主要因素。为了保证混凝土泵送的质量,每立方米混凝土中水泥用量300kg。2):坍落度 坍落度低,即单位体积混凝土中水泥含量少,泵送阻力就增加,泵送能力下降。但坍落度过大则易漏浆,并增加混凝土的收缩。泵送混凝土坍落度不是定值,他与高度有关。如泵送高度30m以下时坍落度为100
20、140mm;泵送高度在3060m时,坍落度为140160mm;泵送高度60100m时,坍落度为160180mm;超过100m时,坍落度为180mm。泵送轻骨料混凝土时,受到泵的压力作用,水分被轻骨料吸收,故应适当增加坍落度。3):骨料种类泵送混凝土以卵石和河砂最合适。一般规定,泵送混凝土中碎石最大粒径不超过输送管径的1/4,卵石不超过管径的1/3。4):骨料级配和含砂率 骨料粒度和级配对泵送能力有关键性影响,偏离标准粒度曲线过多,会大大降低泵送性能,甚至引起堵管事故。含砂率低不利于泵送,应控制在4050。砂宜用中砂,粗砂率在2.75左右,0.3mm以下的细砂含量至少在15以上(6):泵送混凝土
21、工艺要点1)必须保证混凝土连续工作,混凝土搅拌站供应能力至少比混凝土泵的工作能力高出约20。2)混凝土泵的输送能力应满足浇筑速度的要求。3)输送管布置应尽量短,尽可能直,转弯要少、缓(即选用曲率半径大的弯管)。管段接头要严,少用锥形管,以减少阻力和压力损失。如管道向下倾斜,应防止混入空气,产生阻塞。4)泵送前,应先用适量的与混凝土内成分相同的水泥浆或水泥砂浆润滑输送管内壁。而在混凝土泵送过程中,如需接长输送管,亦须先用水泥浆或水泥砂浆湿润接长管段,每次接长管段宜为3m,如接长管段小于3m且管段情况良好,亦可不必事先湿润。5)开始泵送时,操作人员应使混凝土泵低速运转,并应注意观察泵的压力和各部分
22、工作情况,待工作正常顺利泵送后,再提高运转速度、加大行程,转入正常的泵送。正常泵送时,活塞应尽量采用大行程运转。6)泵送开始后,混凝土的供应能力应保证混凝土泵连续工作,尽量避免中途停歇。7)在泵送过程中,混凝土泵受料斗内的混凝土应保持充满状态,以免吸入空气,形成堵管。8)在泵送过程中,应注意坍落度损失。坍落度损失过多,会影响泵送施工,它与运输时间、水泥品种、气温高低、泵送高度、泵送延续时间等因素有关。9)在泵送过程中,受料斗内应具有足够的混凝土,不要把料斗内剩余的混凝土降低到200mm以下,否则混凝土泵易吸人空气,导致堵塞。如吸入空气,应立即反泵将混凝土吸回料斗内,除去空气后再转为正常泵送。1
23、0)混凝土泵或泵车使用完毕应及时清洗。清洗用水不得排入浇筑的混凝土内。清洗之前一定要反泵吸料,降低管线内的剩余压力。11)用泵送混凝土浇筑的结构,要加强养护,防止因水泥用量较大而引起裂缝。12)高温条件下施工时,需在水平输送管上覆盖两层湿草袋,以防止阳光直照,并每隔一定时间洒水湿润,这样能使管道中的混凝土不至于吸收大量热量而失水,导致管道堵塞。五:混凝土的浇筑成型五:混凝土的浇筑成型混凝土的浇筑成型就是将混凝土拌和料浇筑在符合设计要求的模板内,加以捣实使其达到设计质量强度要求并满足正常使用要求的结构或构件。混凝土的浇筑成型过程包括浇筑与捣实,是混凝土施工的关键,对于混凝土的密实性、结构的整体性
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