1、第三章 燃气工程构筑物的施工,第一节 构筑物的分类和施工特点,一、构筑物（structure ）的分类 1.支承类构筑物 构筑物主要用于承受作用其上的重力荷载，使压在其上面的设备和管道等在运行过程中牢固而稳定。例如：燃气储罐和压缩机等设备的基础，管道的地基或支座，阀门和调压器等设备的支座，等等。,2.保护类构筑物,这类构筑物的主要作用是保护设备和管道免受各种因素的破坏，保证顺利操作和安全运行。例如：地下闸门井，排水器防护井，过街管沟，水下燃气管道的混凝土抗浮块和北方地区地上引入管的保温台，等等。,3.应用设备类构筑物,这类构筑物一般属于应用设备或附属设备，直接为用户所使用。例如：各种不带支架的
2、家用燃具的砌筑灶台，各种公用型砌筑炉灶和各种砌筑的工业加热炉等等。,二、构筑物的结构特点,1、支承类构筑物结构形状较简单，结构材料往往是单一的，即为混凝土、钢筋混凝土或砌砖体三种结构之一。,2、 保护类构筑物此类构筑物不仅形状复杂，而且材料上一般都是混合结构。例如，地下闸门井的底板和盖板为钢筋混凝土结构，井墙和井脖为砌砖结构，井墙外表面为防水层结构。,3.应用设备类构筑物,设备类的民用构筑物：其外表面一般都需进行装饰，主体一般为砌砖结构，炉膛内部为耐火材料结构，而炉顶表面则可根据用途或采用建筑陶瓷修饰，或铺筑铸铁灶面板； 设备类的工业炉：一般均为钢框架与砌筑体的混合结构，构造复杂，炉内要求耐高
3、温，围护结构要求具有良好的绝热性能。 燃气工程的各类构筑物，其主体结构一般为混凝土、钢筋混凝土、砌砖或者混合结构。,三、构筑物的施工特点,1、工程量小，工地分散； 2、技术工种要求配套齐全 ； 3、土建与安装需交叉进行 ； 4、施工周期长 。,第二节 模板与钢筋,一、模板工程 （一）模板分类 按构造类型分：整体式结构模板、工具式模板和预制构件式模板按模板材料分：木模板、钢模板、钢木模板和土模板等,1.整体式结构模板,采用木板、纤维板或薄钢板做底模和侧模，方木、钢管和钢卡具做支撑件拚装而成。支模时应保证模板有足够的整体稳定性。,2、工具式模板,可根据不同用途，采用相应材料制作成通用规格尺寸，作为
4、工具多次周转使用。,3.预制构件式模板,可采用各种材料将模板制作成固定胎具或其他形式，用钢木材料时，可以制作适用于定型大批量生产的各种预制构件模板，采用土料作成固定胎具则具有明显的经济性。,（二）模板隔离剂,防止混凝土与模板粘结而影响拆模，模板与混凝土的接触面应涂刷隔离剂。常用隔离剂有肥皂液，废机油。一把夏季涂肥皂液，冬季涂废机油。,（三）模板的拆除,模板拆除时间，应根据构筑物类型及混凝土龄期等因素来确定。防止过早拆模，造成构筑物裂缝或断裂，甚至引起人身伤亡事故，因此，只有混凝土达到规定的强度后才能拆模。 对于不承重的模板，当混凝土强度能保证表面不损坏，不掉棱角时可拆模； 对于承重的模板则应达
5、到设计拆模强度后才能拆模。,（四）模板强度校核,校核承重模板强度时，应在分析荷载的基础上，选择最不利的荷载组合，计算模板的最大弯曲应力是否小于材料允许弯曲应力。,第三节 混凝土的组成材料,混凝土是由水泥、骨料（砂子、石子等）和水按适当比例配合拌制成混合物，经一定时间硬化而成的人造石材。,一、水泥,（一）水泥的种类 1.硅酸盐水泥 2.普通硅酸盐水泥 3.矿渣硅酸盐水泥 4.火山灰质硅酸盐水泥 5.粉煤灰硅酸盐水泥 6.膨胀硅酸盐水泥及自应力水泥 7.明矾石膨胀水泥,（二）水泥的技术性质,1、细度 水泥颗粒的粗细对水泥的性能有很大影响。颗粒愈细，水化反应的表面积愈大，水化反应较快而且较完全，所以
6、水泥的早期强度和后期强度都较高，但在室气中的硬化收缩性也较大，而且粉磨能量消耗大，成本较高。,（二）水泥的技术性质,2凝结时间凝结时间分初凝和终凝。初凝为水泥加水拌和时至水泥浆开始失去可塑性所需的时间，终凝为水泥加水拌和时至水泥浆完全失去可塑性并开始产生强度所需的时间。为使混凝土和砂浆有充分的时问进行搅拌、运输、浇捣或砌筑，水泥初凝时间不能过短。当施工完毕，则要求尽快硬化，具有强度，故终凝时间不能太长。硅酸盐水泥的初凝时间不得早于45分钟，终凝时间不得迟于12小时。,（二）水泥的技术性质,3体积安定性如果水泥硬化后产生不均匀的体积变化，即所谓体积安定性不良，就会使构件产生膨胀性裂缝，降低构筑物
7、质量，甚至产生严重事故。国家标准规定，用沸煮法检验水泥的体积安定性。水泥净浆试饼沸煮4小时后，经肉眼观察未发现裂纹，用直尺检查没有弯曲，则称为体积安定性合格。,（二）水泥的技术性质,4强度硅酸盐水泥的强度决定于熟料的矿物成分和细度。国家标准规定，水泥和标淮砂按1：2.5混合，加入规定数量的水，接规定的方法制成试件，在标准温度（20士2的水中养护，测定其3天、7天和28天的强度，并以28天的抗压强度（单位为0.1MPa）作为水泥标号。,（二）水泥的技术性质,5水化热水泥的水化是放热反应，在凝结硬化过程中放出大量的热，称为水泥的水化热。大体积混凝土构筑物由于水化热积聚在内部不易发散，内部温度可能上
8、升到5060以上，内外温差所引起的应力可使混凝土产生裂缝。因此，水化热对大体积混凝士是有害因素，在大体积混凝土工程中不宜采用硅酸盐水泥。,二、骨料,（一）细骨料粒径在0.165mm之间的骨料为细骨料。一般采用天然砂，如河砂，海砂及山砂。 在混凝土中砂粒之间的空隙由水泥浆所填充，为达到节约水泥和提高强度的目的应尽量减小砂粒之间的空隙。为此，必须有大小不同的颗粒搭配，即合适的颗粒级配。 混凝土用砂应坚硬、洁净，砂中尘屑、淤泥、粘土、云母、有机质和硫化物的含量都应低于有关的技术要求。,（二）粗骨料,粒径大于5mm的碎石与卵石为粗骨料。碎石是由各种硬质岩石经轧碎，筛分而成；卵石为天然岩石风化而成，按其
9、来源不同可分为河卵石、海卵石和山卵石。石子级配得当对节约水泥和保证混凝土具有良好的和易性有很大关系。尤其是拌制高标号混凝土，石子级配更为重要。 石子抗压强度一般不应小于混凝土标号的150，但最低强度不应小于30MPa。针状和片状颗粒含量及其他杂质含量都应符合有关技术规定的要求。,三、水,凡可饮用的水及洁净的天然水，都可作为拌制混凝土和养护用水。要求水中不能含有影响水泥正常凝结和硬化的有害杂质或油脂、糖类等。对于工业废水，pH值小于4的酸性水，含硫酸盐按SO4计超过水重1的水，以及海水均不允许使用。,第四节 混凝土的性质和配合比设计,一、混凝土的性质 （一）混凝土的分类 混凝土常按重度的大小分类
10、。1、重混凝土 ：重度大于26000Nm3。是用特别密实的骨料制成的，如重晶石混凝土、钢屑混凝土等。宜用于水中燃气管道的抗浮构筑物。 2、普通混凝土：重度1900025000Nm3。是用天然的砂、石作骨料制成的。燃气工程构筑物主要采用这类混凝土。,3.轻混凝土,（1）轻骨料混凝土：重度范围800019000Nm3，是用浮石、火山渣、陶粒、膨胀珍珠岩和膨胀矿渣等轻骨料制成。（2）多孔混凝土（泡沫混凝土、加气混凝土）：重度范围300012000Nm3。泡沫混凝土由水泥或水泥砂浆与稳定的泡沫制成，加气混凝土由水泥、水与发气剂制成。 （3）大孔混凝土：其组成不加细骨料。轻混凝土主要作保温绝热层。,（二
11、）普通混凝土的主要技术性质,1、混凝土拌合物的和易性 和易性是指混凝土拌合物易于施工操作（拌合、运输、浇灌、捣实）并能获得质量均匀、成型密实的性能。和易性是一项综合的技术性质，包含有流动性、粘聚性和保水性三项意义。 流动性: 指混凝土拌合物在本身自重或施工机械振捣的作用下，能产生流动，并均匀密实地填满模板的性能。粘聚性: 指混凝土拌合物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的现象。 保水性: 指混凝土拌合物在施工过程中，具有一定的保水能力，不致产生严重的泌水现象。,2.混凝土的强度,（1）混凝土的立方体抗压标准强度 制作边长150mm的立方体试件，在标准条件（温度20土3
12、 0c，相对湿度90以上）下，养护到28天，测得的抗压强度值为混凝土立方体试件抗压强度，以R表示。 立方体抗压标准强度是具有95的保证率的立方体试件抗压强度，是按数据统计处理方法达到规定保证率的某一数值。 混凝土强度等级是按混凝土立方体抗压标准强度（MPa）来确定的，具有C7.5、C10、C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55和C60等十二个等级。 （2）混凝土的抗拉强度（Rl）混凝土在工作时一般不依靠其抗拉强度。但抗拉强度对开裂现象有重要意义。,3.混凝土的耐久性,（1）抗渗性 是指混凝土抵抗水、油等液体在压力作用下渗透的性能。提高混凝土抗渗性的措施是增大混凝
13、土的密实度，改变混凝土的孔隙结构，减小连通孔隙。,（2）抗冻性,指混凝土在饱和水状态下，能经受多次冻融循环作用而不破坏，同时也不严重降低强度的性能。提高混凝土耐久性的主要措施是严格控制水灰比，保证足够的水泥用量，来满足混凝土尽可能达到的最大密实度。,（三）影响混凝土性质的主要因素,1、水泥标号与水灰比 水泥是混凝土中的活性组分，在混合比相同的条件下，所用的水泥标号愈高，制成的混凝土强度等级愈高。当水泥标号相同时，混凝土的强度等级主要决定于水灰比。水泥水化时所需的结合水一般只占水泥重量的23左右，但拌制混凝土拌合物时，为了获得必要的流动性，常需用水量在4070之间，即较大的水灰比。当混凝土硬化后
14、，多余的水分就残存在混凝土中形成水泡或蒸发后形成气孔，大大减少混凝土抵抗荷载的实际有效断面，而且可能在孔隙周围产生应力集中。因此可以认为，在水泥标号相同情况下，水灰比愈小，混凝土强度愈高。但水灰比太小，拌合物流动性差，将会影响浇灌质量，混凝土中可能出现较多的蜂窝和孔洞，强度也将下降。,2.骨料种类,水泥与骨料的粘结力与骨料的表面状况有关，碎石表面粗糙，粘结力较大，卵石表面光滑，粘结力较小。在水泥标号和水灰比相同的条件下，碎石混凝土强度高于卵石混凝土，但拌合物的和易性较卵石混凝土差。,3.砂率,砂率是指混凝土中砂的重量占砂、石总重量的百分率。砂率变化会使骨料的空隙率和骨料的总表面积有显著改变，因
15、而对混凝土拌合物的和易性产生显著影晌。砂率过大，骨料总表面积及空隙率增大，若水泥浆量不变，水泥浆的润滑作用将减弱，使拌合物流动性降低，而且会严重影响其粘聚性和保水性，容易产生离析、流浆等现象。因此，在用水量和水泥用量不变的条件下，应有一个合理砂率，使拌合物获得所要求的流动性及良好的粘聚性与保水性。骨料级配良好，砂率合理，可组成坚强的混凝土骨架，从而大大提高混凝土强度，改善混凝土的耐久性。,4、养护条件和龄期,环境温度升高，水泥水化速度加快，混凝土强度发展随之加快。反之，温度降低，混露土强度发展相应迟缓，温度降至冰点以下时，混凝土强度停止发展。 环境湿度适当，水泥水化便能顺利进行，使混凝土强度得
16、到充分发挥。如果湿度不够，混凝土会因失水而影响水化作用的正常进行，甚至停止水化反应。为了使混凝土正常硬化，必须在成型后一定时间内维持周围环境有一定温度和湿度。,5.搅拌和振捣,机械搅拌比人工搅拌更均匀，尤其是对低流动性混凝土拌合物效果更显著。利用振捣器捣实时，在满足施工和易性要求下，其用水量比采用人工捣实少得多，必要时还可降低水灰比，或将砂率减到更小的程度。,二、普通混凝土配合比设计,混凝土配合比是指混凝土中各组成材料数量之间的比例关系。配合比设计的基本要求：满足构件设计要求的强度和耐久性；符合施工要求的拌合物的和易性；节约水泥，降低混凝土成本。,配合比设计步骤：,进行配合比设计时，首先按原材
17、料性能及对混凝土技术要求进行初步计算，得出“初步计算配合比”，并经试验室试拌调整，得出“基准配合比”，然后经强度复核（如有其他性能要求，则须作相应的试验检验），确定满足设计要求和施工要求并比较经济合理的“试验室配合比”。,第五节 混凝土的施工,一、施工配合比试验室配合比是以干燥材料为基准的，工地存放的砂石都含有一定的水分，所以现场材料的称量应按工地砂石实际合水量进行修正，修正后的配合比叫做施工配合比。,二、混凝土搅拌,组成混凝土的各种材料拌合均匀，水泥颗粒分散度高，有助水化作用进行，改善和易性，加快混凝土强度发展。 混凝土搅拌机的搅拌方式有自由降落式，强制式和逆流式等。少量混凝土采用人工搅拌。
18、,1、自由降落搅拌,原理是水泥和骨料在旋转的搅拌筒内不断被筒内壁叶片卷起，又重力自由落下而进行搅拌。这种搅拌机多用于塑性混凝土。,2、强制搅拌,可兼搅拌塑性和干硬性混凝土。这种搅拌机拌合均匀，因此，强制搅拌混凝土三天龄期的强度较同龄期自由降落搅拌混凝土强度提高2540。,3.逆流式搅拌,其与前两种搅拌的区别是上下层混凝土各自拌合，两层之间又作相对拌合，使拌合更为均匀。混凝土搅拌时，干料加水后水泥砂浆填充粗骨料孔隙拌合物体积小于干料自然总体积，二者之比称为产量系数或出料系数，一般为0.60.7。,三、混凝土运输,混凝土运输过程中，不应产生离析，泌水和初凝现象。运输工具分斗式（内燃翻斗运车，自卸汽
19、车等）和非斗式（皮带运输器，混凝土泵等），少量混凝土的短距离运输可采用斗式小推车。,四、混凝土的浇灌和振捣,混凝土构件用平板式或插入式振捣器捣固。振捣时间与混凝土稠度有关。混凝土内气泡不再上升，骨料不再显著下沉，表面出现一层均匀水泥砂浆时，振捣就可停止。混凝土的浇灌与振捣应该保证构筑物的强度与整体性。 连续浇灌 非连续浇灌,五、混凝土养护,混凝土养护时，必须维持一定的温度和湿度。混凝土达到初凝时开始的湿养护，一般应持续到混凝土达到设计强度的70。承重构筑物的湿养护应持续到100的设计强度。 充水不足或混凝土受阳光直射，水分蒸发过多，水化作用不足，混凝土发干呈白色，形成假凝，强度降低。因此，应对
20、混凝土加以覆益，避免夏日阳光直射，经常喷水补充散失的水分。,第六节 砌体与防水层,一、砌体 根据不同的材料，砌体分石砌体、砖砌体和各种砌块砌体等。燃气工程构筑物中以砖砌体为主。 （一）砖的分类 1.普通粘土砖 2.耐火砖 3.建筑陶瓷,（二）砂浆,构筑物所用的砂浆是由水泥或石膏等胶凝材料与砂子和水组成的。地下构筑物一般均用水泥砂浆，地面以上对强度要求不高的构筑物可以采用气硬性的石灰砂浆。为了提高石灰砂浆的强度可掺入水泥而制成混合砂浆。和易性良好的砂浆容易在粗糙的砖石底面上铺设成均匀的薄层并和底面紧密粘结。 砂浆的强度主要取决于水泥标号及水泥用量，而与水灰比无关。砂浆的抗压强度越高，其粘结力也越大。,（三）砖墙砌筑,1、一般要求 2、墙体砌筑方法3、墙角砌筑,二、防水层,防水层多用于地下构筑物，防止地下水顺底板、井墙或盖板渗入井内，影响燃气系统运行管理。防水层按使用材料分卷材防水层（又称柔性防水层）和水泥砂浆防水层（又称刚性防水层）。1、卷材防水层 2、水泥砂浆防水层 1）多层水泥砂浆防水层 2）防水剂砂浆防水层 3）膨胀水泥与无收缩水泥砂浆防水层,
