1、第四章 混凝土结构工程,混凝土结构结构工程的地位 土木工程中广泛应用并占主导地位的一种合成材料。 混凝土结构结构工程的特点 整体性好、抗震性能好、节约钢材；模板消耗多、现场运输量大、劳动强度大、施工受气候条件影响。 分类：装配、现浇 组成：模板工程、钢筋工程、混凝土工程,混凝土结构工程施工工艺,4.3混凝土工程 一 混凝土配料1 混凝土试配强度（由试验室计算、试配确定） -混凝土强度标准差的取值1）根据同类混凝土统计资料求得2）计算2.5MPa取2.5MPa（C20C25)计算3.0MPa取3.0MPa （C30）3）无统计资料时，按表4-12 选用2 混凝土施工配合比根据现场材料情况对试验室
2、配合比修正后作为施工配合比,例题4-1 解：试验室配合比 水泥：砂：石1：2.8：4.47施工配合比 水泥：砂：石= 1：x：y=1：x(1+Wsa）：y(1+Wg）= 1：2.28(1+3%)：4.47(1+1%)= 1：2.35：4.51 按施工配合比 计算每M3混凝土材料用量 水泥: C= C =285（kg）砂 ：S= 285 2.35=669.75（kg）石 ：G= 285 4.51=1285.35（kg）水 ：W=（W/C Wsa - Wg）C= (0.63-2.283%-4.471%）285= 147.32（kg）,3、配料计算： 据施工配合比及搅拌机一次出料量计算出一次投料量，
3、使用袋装水泥时可取整袋水泥量，但超量10%。 【例】某混凝土实验配比为1：2.28：4.47，水灰比0.63，水泥用量为285kg/m3，现场实测砂、石含水率为3%和1%。拟用装料容量为400升的搅拌机拌制，试计算施工配合比及每盘投料量。 解1）混凝土施工配合比为：水泥：砂：石：水 =1：2.28（10.03）：4.47（10.01）：（0.632.280.034.470.01）=1：2.35：4.51：0.517 2）搅拌机出料量：4000.625=250(升)=0.25(m3) 3）每盘投料量： 水泥2850.25=71(kg) ，取75kg，则： 砂 752.35=176(kg) 石 7
4、54.51=338(kg) 水 750.517=38.8(kg),2、配比要准确： （1）配比及每次投料量挂牌公布； （2）称量准确：水泥、掺料、水、外加剂允许偏差2%粗、细骨料允许偏差3% 3、搅拌时间：全部装入至卸料时间自落式90秒，强制式60秒。自落式强制式；小坍落度大坍落度；料多料少。 （五）混凝土搅拌站,鼓筒形自落式搅拌机,锥形反转出料自落式搅拌机,强制式搅拌机的形式,大型搅拌站竖向布置示意图,大型半移动式搅拌站竖向布置示意图,二、混凝土的运输 （一）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
5、足够的坍落度：,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。,（二）运输机具： 1、地面水平运输工具：现场搅拌或近距离皮带运输机、窄轨斗车；短距离（1km）机动翻斗车、手推车；较长距离（10km）自卸汽车；长距离混凝土搅拌运输车（或装拌好的混凝土；或装干料（10km），卸料前1015分钟加水搅拌）。,2、楼面水平运输： 双轮手推车，塔吊兼顾，混凝土泵加布料杆。,移置式混凝土布料杆,3、垂直运输工具： 井架：配合自动翻斗车、手推车，起重高度一般为25-40m。 混凝土提升机：速度可达5
6、0-100m/min，配合手推车。 塔吊：配合吊斗。吊斗常用容积0.4、0.8、1、1.2m3，上部开口，下部有扇形手动闸门。可完成垂直、水平运输及浇筑任务。 混凝土泵。,卧式吊斗,立式吊斗,4、泵送运输：利用混凝土输送泵及管道（钢、胶、塑，D75200mm）完成垂直、水平运输。 （1）机械类型：活塞式（液压、连杆）； 挤压式。性能：混凝土排量3090m3/h，高度100m（203m），水平距离600m。,（2）要求：1）粗骨料粒径：碎石1/3管径；卵石2/5管径。2）砂率：4050%。3）最小水泥用量：300kg/m3。4）坍落度：80180mm。5）掺外加剂：高效减水剂、流化剂，增加和易性
7、。6）保证供应，连续输送（间歇超过45分钟清理管道）7）用前润滑，用后清洗，减少转弯，防止吸入空气产生气阻。8）由于水泥用量较大，需仔细养护防龟裂。 （3）适用于：大体积混凝土连续浇筑。由于浇筑速度快，要求模板强度高、稳定性好。,三、混凝土的浇注和捣实,（一）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，木模浇水润湿而无积水，封孔堵缝。 4、人员、组织及安全技术交底。 （二）混凝土浇筑要点（一般规定） ：1、防止分层离析。自由倾落高度2m及竖向结构浇筑高度3m、配筋密的构件600时，应用串筒、溜槽、溜管，
8、或在模板上开浇筑口。,串筒,振动落管,HZ-50A行星高频插入式振动器,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50100mm厚水泥砂浆（与混凝土砂浆成分同，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11.5h）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：,6、有人看模、看筋，做好施工记录。7、雨、雪天，露天不浇筑。 （三）对施工缝的要求 ：1、施工缝的位置：须浇前确定。原则：留在结构承受剪力较小且施工方便的部位。规定：柱：基础的顶面、梁或吊车
9、梁牛腿下、吊车梁上、柱帽下；,柱子施工缝位置,单向板：平行于板短边的任何位置留垂直缝；,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2030mm处；,有主次梁的楼盖：顺次梁方向浇筑，在次梁中间1/3跨度范围内留垂直缝。,双向楼板、大体积混凝土结构、拱、薄壳、蓄水池、多层刚架等，按设计要求的位置留置。,墙：在门洞口过梁中间1/3跨度范围内，或在纵横墙交接处留垂直缝。,2、施工缝的处理及接缝： （1）先浇的混凝土强度1.2N/mm2。 （2）表面清理（清除水泥薄膜、松动石子、软弱混凝土层），湿润、冲洗干净，不积水。 （3）浇前铺水泥砂浆1015mm厚。 （4）浇混凝土时细致捣实，
10、令新旧混凝土紧密结合。,（四）大体积混凝土结构浇筑,1、要求保证混凝土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小时。,大体积混凝土浇筑方案,（C）分段分层,（b）斜面分层,（a）全面水平分层,（2）浇筑强度（每小时混凝土最小浇筑量）,QFh/T （m3/h） F每个浇筑层（段）的面积（m2） h浇筑层厚度（m） T下层混凝土允许的时间间隔，T（t1t2） t1为混凝土初凝时间，t2为运输时间。,2、防止开裂两种温度裂缝：升温阶段表面开裂（内外温差应25）降温阶段拉裂（多种措施，
11、设置后浇带） 减少混凝土温度及内外温差的措施：减少水化热：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。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。外保温或升温：覆盖，电加热、蒸汽加热。,（五）现浇混凝土结构的浇筑：,1.基础浇筑 清除淤泥和杂物，注意排除开挖出来的水和开挖地点的流动水，防止冲刷混凝土。 （1）柱基础浇筑 台阶式：分层一次浇筑完毕，不允许留设施工缝。顺序是先边角后中间。防止出现吊脚现象。,（2）条形基础浇筑 分段分层连续浇筑，一般不留施工缝。各段层间相互衔接，每段间浇筑长度控制在2-3m距离，做到逐段逐层呈阶梯形向前
12、推进。 （3）设备基础浇筑 分层浇筑，上下层之间不留施工缝，每层混凝土厚度为200-300mm。浇筑从低处开始，沿长边方向自一端向另一端浇筑，也可采用中间向两边或两边向中间浇筑。,2.框架浇筑,（1）多层按分层分段施工，水平方向按伸缩缝分段，垂直方向按结构层分层。 每层中，先浇筑柱，再浇筑梁板。 浇筑柱，应从两端开始向中间推进。 柱子浇筑宜在梁板模板安装后，钢筋未绑扎前进行，既可稳定柱模板又可做操作平台。,（2）混凝土应连续浇筑。 （3）要保证混凝土保护层厚度及钢筋位置的正确性。 （4）肋形楼板的梁板同时浇筑，根据高度分层浇捣成阶梯形。 （5）柱帽应分层浇筑，下料倒在柱帽中心。 （6）钢筋密集
13、时，可考虑改用细石混凝土。,3.剪力墙浇筑,（1）先浇筑50mm厚同混凝土成分的水泥砂浆。 （2）混凝土分层浇筑振捣，每层厚度控制在600mm左右。 （3）洞口处，两侧混凝土高度大体一致。 （4）振捣棒距洞口300mm以上。,（七）混凝土的振捣与成型：,1、振捣目的：充满模板而成型；排除多余的水分、气泡、空洞而密实。 2、振捣与成型的方法：人工插捣；机械振捣（液化实化强化）；挤压法、离心法； 真空作业脱水；掺高效减水剂自流化（自密实）。,常用振捣设备的工作原理,3、常用振捣设备：,4、振捣方法与要点： （1）插入式：可垂直振捣或以45角斜向振捣。要点： 1）插点间距1.5R（R：有效作用半径，
14、R810倍振捣棒半径）；距模板0.5R，避免碰模板、钢筋、埋件等。 2）振捣时间1030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50100mm。,（2）表面式：,1）振点间搭接35cm。 2）每点振捣时间：每点2540秒。 3）有效作用深度200mm。,平板式振动器构造示意图,混凝土的其它成型方法：,1、挤压成型：原理,2、离心成型：原理,5、真空吸水一次抹面混凝土,适用于：平板、路面、机场 原理：借助真空负压，将水从刚成型的混凝土中排出，使混凝土更密实。 （1）优点： 混凝土强度提高2050%，抗冻性提高22.5倍，耐磨性提高0.51倍， 钢筋握裹力提高2025
15、%，有0.10.2N/mm2的初期强度， 收缩小，地面无裂缝，节约水泥1025%，降低造价2025%,加快模板周转。,（2）真空吸水设备：,真空机组真空泵、电机、水箱等； 吸垫尼龙布过滤层，塑料网片骨架层，橡胶布密封层。,（3）操作要点： 振捣混凝土（混凝土坍落度24cm），提浆刮平。 铺吸垫：尼龙布塑料网片橡胶布盖垫（中间有吸管）。 真空吸水：15分钟，至指压无陷痕，踩只留轻微脚印。 机械抹面。 （4）工艺参数：1）吸水时间每cm厚11.5分钟；2）吸水量35分钟占总量50%；3）作用深度3040cm，最好1520cm；4）配比要求低标号水泥，砂率宜大些（中砂、粗砂）。,四、混凝土养护与拆模
16、,（一）养护 1、自然养护（常用） 在常温下（5）保持混凝土处于温湿状态。规定：浇筑完后12小时内覆盖浇水（炎热夏季23小时，干硬性混凝土12小时）。养护日期以达到设计强度60%左右为度： 硅酸盐、普硅、矿渣水泥拌制的混凝土7昼夜； 掺有缓凝剂或有抗渗要求的混凝土14昼夜。,覆盖材料：岩棉被、草帘、锯末、砂、塑料薄膜、；喷洒薄膜剂。 浇水次数：保持湿润。15左右，每天24次；干燥、高温时适当增加。 混凝土强度达到1.2N/mm2后方准上人施工。,2、蓄热养护：即保温法如盖厚帘、岩棉被、白灰湿锯末（供微热）等。 3、加热养护：蒸汽养护或电热养护，预制及冬施时多采用。,坑式蒸汽养护室示意图,第四节
17、 混凝土冬期施工,一、冬施起始时间：当室外日平均气温连续五天稳定低于5时，混凝土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。 二、混凝土受冻及允许受冻临界强度：1、混凝土冻结温度：1.52开始冻结（游离水占1/22/3）24全部冻结（吸附水）。,2、混凝土受冻后造成最终强度损失：原因冰胀应力使混凝土内部产生微裂纹（受冻越早则裂纹越多、越大），钢筋和粗骨料表面形成冰膜而影响粘结力。特点冻结越早、水灰比越大，则强度损失越多。,3、混凝土受冻临界强度（受冻前应达到的强度）： 原理：当混凝土达允许受冻临界强度后再受冻,则解冻后标养至28d，其最终强度损失5% 。 混凝土受冻临界强度
18、：混凝土基本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:,三、混凝土冬施要求 1、材料： （1）水泥品种优先选用普通硅酸盐水泥； （蒸汽养护可选矿渣、火山灰水泥；掺防冻剂严禁用高铝水泥） 标号425#；用量300kg/m3混凝土。 （2）水灰比0.6。 （3）骨料中不得有冰块，冻块直径20mm。 （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最高温度为：,（2）搅拌时间：比常温延长50%。 （3）掺防冻剂时，出机温度10，入模温度5。 3、运输：缩短运距，容器保温。,4、浇筑,清除模板、钢筋上的冰雪、污垢； 不得在强冻胀性的地
19、基上浇筑； 大体积混凝土浇上层时，下层温度2； 混凝土结构加热养护时，若40应征得设计同意（防止较大温度应力）； 装配式结构接头应先预热，再浇筑，在45条件下养护至75%设计强度。,5、养护及质量检查,养护时间：保证混凝土达到允许受冻强度； 做好混凝土测温工作（留测温孔，蓄热法每6小时测一次，与气温隔离3分钟）； 增加两组同条件养护试件（检验冻前、转入常温28天时的混凝土强度）。,四、混凝土冬施方法的选择： 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）15m-1的结构。 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：耗能多，费用高；混凝土强度增长快；严格控制升降温速度。 （1）蒸气养护汽套法、毛管法、内部通汽法。要求：普硅水泥85，矿渣水泥8595；低压（0.07MPa）饱和蒸汽。 （2）电热养护电极法、电热器加热法。低强度时效果较好。,在基坑上口搭设的暖棚,在搭设了暖棚的基坑内,
