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《土木工程施工》课件第4.3章


第三节

砼工程

一、 混凝土的工艺特性
1、混凝土是一种复合材料
由:水泥+ 砂 +石 +水 + 外加剂 因而其强度与各原材料有关

2、混凝土由不同比重的材料组成,在运输和浇注 的过程中易产生分层离析现象。

? 二、 混凝土的施工过程
水泥 计 加水 搅 拌 运

输 石 量 掺外加剂 砂 按配合比

浇 注
养 护 拆 模

留试块

试 压

工艺过程: 配制 搅拌
(一)混凝土的配制

运输

振捣

养护

1、混凝土施工配制强度 混凝土的施工配制强度可按下式确定:以达到95%的保证率

f cu ,0 ? f cu ,k ? 1.645?
式中: fcu,0 --------- 混凝土的施工配制强度(N/mm2); fcu,k --------- 设计的混凝土标准值(N/mm2); ? --------- 施工单位的混凝土强度标准差(N/mm2)。 施工单位的混凝土强度标准差? ,当施工单位具有近期的同 一品种混凝土强度资料时,可按统计方法计算混凝土强度标准 差。

式中 fcu, i——统计期内第i组试件强度(N/mm2);
μfcu——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,n≥25。
当施工单位没有近期资料时,其混凝土强度标准差的取值: 低于C20时取4.0N/mm2; C20~C35时取5.0N/mm2; 高于C35时取6.0N/mm2。

2、混凝土的施工配合比
(1)必须控制原材料的质量 ? 水泥: 出厂日期;标号;安定性; ? 砂石: 级配; 含水量;含泥量; ? 水: 水的PH值不能低于7 (2)控制好配合比 若实验室提供的理论配合比为 水泥∶砂∶石∶水 C∶S∶G∶W =1∶x∶y∶z 现场砂的含水率为a%,石子的含水率为b%,试确定施 工配合比。

实际:1单位用量的水泥需用:砂 x(1+a%) 石子 y(1+b%) 水 z- xa% - yb% 所以施工配合比为 C∶S∶G∶W= 1 ∶ x(1+a%) ∶ y(1+b%) ∶ (z-xa%-yb%)
例题 现场浇注C15混凝土,实验室提供的理论配合比为 C∶S ∶ G ∶ W = 1∶ 2.36 ∶4.57∶0.66 1m3混凝土材料用量为 :水泥280公斤; 砂660公斤;石1280 公斤; 水185公斤 现场实测砂的含水率为 4%, 石子含水率为 2% 求: 1)施工配合比为多少? 2)若现场用的搅拌机出料容积为0.35 m3 ,问每盘应加 水泥砂石水各多少公斤?

解: 1)施工配合比

S ( 砂) x(1+a%) = 2.36(1+4%) =2.45 G(石) y(1+b%) = 4.57(1+2%) = 4.66 W (水) z -xa% - yb% = 0.66 – 2.36* 4% - 4.57*2% =0.475 所以施工配合比为: 1:2.45 :4.66:0.475

2) 求现场1m3混凝土所需的材料 水泥:280kg 砂: 660(1+4%)= 686kg 石: 1280(1+2%)= 1306kg 水: 185- 660*4%-1280*2% = 133kg 搅拌机一次出料量为 0.35 m3 则每盘所需的量为: 水泥: 280*0.35= 98kg (二包水泥) 砂: 686*0.35=240kg 石: 1306*0.35=457kg 水: 133*0.35 =47kg

〔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:w=1:2.93:3.93:0.71, 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:280×0.4kg=112kg(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:100×3.03kg=303kg; 搅拌一罐混凝土的石用量为:100×3.98kg=398kg; 搅拌一罐混凝土的水用量为:100×0.56kg=56kg。

(二)混凝土的搅拌
1、搅拌机的选择 (1)自落式搅拌机 原理: 将物料提高到一定高度后,利用重力作用 自由下落,将物料混合均匀。 适用: 一般适用于塑性混凝土(坍落度较大的砼) ?

(2) 强制式搅拌机

原理:利用机械叶片强迫物料相互间产生剪切滑移, 从而达到混合均匀的目的。
适用: 搅拌干硬混凝土,高强混凝土及轻骨料混凝土。

说明: 对搅拌机类型的选择应综合考虑混凝土的总数量 和同时所需的最大量,混凝土的品种、坍落度及骨料等 因素。

2、搅拌制度 (1) 搅拌时间: 从搅拌开始到出料所经历的时间。 a)过短,影响混凝土的强度和和易性 b)过长,影响机械效率,而且也会使混凝土和易性变 差或产生分层离析现象 c)适宜

(2)投料顺序: 各种材料按何种顺序进入搅拌机 a) 一次投料 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,不致产生水泥飞扬,也不易粘在料斗和 搅拌筒上。 b) 二次投料 水泥裹砂石法. ? 分两次加水.两次搅拌. ? 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→倒入全部水泥进行造壳搅拌30s左右→加入30%的拌合 水再进行糊化搅拌60s左右 ? 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 10%—20%或节约水泥5%—10%。

(3)进料容量 进料容量是将搅拌前各种材料的体积累积起来的容量vj, 与搅拌机搅拌筒的几何容量vg有一定的比例关系,一般情 况下 vj / vg =0.22—0.40。 如任意超载,就会使材料在搅拌筒内无充分的空间进行掺 合,影响混凝拌合物的均匀性。反之,如装料过少,则又 小能充分发挥搅拌帆的效能。

? 3. 混凝土搅拌站 ? 当混凝土需要量较大时,可在施工现场设置混凝土搅拌站或订购 商品混凝土搅拌站供应的商品(预拌)混凝土。 ? 大规模混凝土搅拌站采用自动上料系统,各种材料单独自动称量 配料,卸入锥形料斗后进入搅拌机,粉煤灰、外加剂自动添加, 如图所示。具有机械化程度高、配料称量准确、节约材料、保证 及时供应、能确保配制混凝土的强度等优点。商品(预拌)混凝土 是今后发展的方向,国内一些大城市在一定范围内已规定必须采 用商品混凝土,不得现场拌制。 混凝土搅拌站的工艺流程

I-运输设备;Ⅱ-料斗设备; Ⅲ-称量设备;Ⅳ-搅拌设备

(三)混凝土的运输
1、 一般要求 (1)应保持原有的均匀性,不发生离析现象; (2)到浇注地点时,应满足规定的坍落度; (3)初凝前必须浇注完毕。 应以最少的转运次数和最短时间将混凝土从搅拌地点运至 浇筑现场。混凝土从搅拌机卸出后到浇筑完毕的延续时 间不宜超过表的规定。
混凝土从搅拌机中卸出到浇筑完毕的延续时间(min)

2、运输方式及工具简介
(1) 水平运输: 地面,楼面。 工具: 手推车,机动翻斗车,混凝土运输车等。

(2) 垂直运输
井架运输 塔式起重机运输 混凝土泵运输: 设备及配件: 混凝土泵、输送钢管

(四) 混凝土的浇注与振捣
1、准备工作 (1)施工机具的准备: 振捣器: 内部振捣器: 插入式振捣器 表面振捣器 : 平板振捣器 附着式振捣器 、震动台 其它工具: 钢锲子, 撬杠, 照明设备, 电源等

.

(2) 材料的准备(现场搅拌需要) 水泥,砂,石, 水,外加剂等; (3)钢筋与模板应进一步检查; (4)运输道路准备; (5)劳动力准备; (6)确定浇注方案; (7) 填写浇注申请。 (8)做好施工组织和技术、安全交底工作。

2、混凝土的浇注 (1)混凝土浇注中应注意的问题: 1)浇注时,混凝土自由下落的高度不能过高,一般 构件不超过2米,对特细长构件不超过3米; 2)混凝土初凝前,应浇注完毕; 3)对大体积混凝土施工后面再详细介绍; 4)在运输中,若发生离析应重新搅拌; 5)施工中应留试块; 6)混凝土振捣应密实,不能漏振或过振; 7) 应连续浇注,尽量不留施工缝,有关施工缝在 后面介绍

8)在浇筑竖向结构的混凝土时,应先在底部填以50~ 100mm厚与混凝土成分相同的水泥砂浆。 9)在降雨雪时不宜露天浇筑混凝土。当需浇筑混凝土时, 应采取有效措施,确保混凝土质量。 10)混凝土应连续浇筑。当必须间歇时,其间歇时间宜缩 短,并在前一层混凝土凝结前,将后层混凝土浇筑完毕。 混凝土运输、浇筑及间歇的全部时间不得超过规范的规 定。

(2)框架结构浇筑
框架结构一般按结构层划分施工层和在各层划分施工段分别浇筑。 一个施工段内每排柱子的浇筑应从两端同时开始向中间推进,不可 从一端开始向另一端推进,预防柱子模板逐渐受推倾斜使误差积累 难以纠正。 每一施工层的梁、板、柱结构,先浇筑柱子。柱子开始浇筑时,底 部应先浇筑一层厚50~100mm与所浇筑混凝土内砂浆成分相同的水 泥砂浆,然后浇筑混凝土到顶,停歇一段时间(1~1.5h),待混凝土 拌和物初步沉实,再浇筑梁板混凝土。梁板混凝土应同时浇筑,只 有梁高1m以上时,才可以将梁单独浇筑,此时的施工缝留在楼板 板面下20~30mm处。 楼板混凝土的虚铺厚度应略大于板厚,用表面振动器振实,用铁插 尺检查混凝土厚度,再用长的木抹子抹平。

(3)现浇钢筋混凝土楼梯 楼梯应自下而上一次浇筑完毕。若有钢筋混凝土栏板时应 随同踏步一起浇筑,浇捣完毕用铁抹子自上而下抹平。

3、 大体混凝土施工
1)含义: 大体积混凝土是指厚度大于或等于1.5米,长宽较大, 施工时水化热引起混凝土内的温度与外界温度之差 大(应控制低于25°C)

2)施工方案的确定 A 浇注量的 计算:确定每小时浇注量Q

V Q? T1 ? T2
式中:V——每个浇注层中混凝土的体积; T1 ——混凝土初凝时间; T2 ——运输时间;

B 浇注方案
根据计算的混凝土量确定搅拌机的数量,并由此确 定浇注方案:
?

图 大体积混凝土浇筑方案 (a)全面分层 (b)分段分层 (c)斜面分层

全面分层:适用平面尺寸不太大的情况; 分段分层:适用平面尺寸大、但厚度不大的情况; 斜面分层:适用长度超过厚度3倍的情况

? 例 图示为基础平面,厚2m,混凝土由搅拌站供应,最 大供应量为100m3/h,混凝土由汽车送至现场需0.5h(包 括装车、卸车及运输时间)。混凝土初凝时间为2h,加 缓凝剂后,初凝时间为3h,混凝土用插入式振捣器振 捣,每层混凝土为30cm厚。试拟定该基础的分层分段 浇筑方案。 解:将基础划分为三个施工段(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)

.

采用分段分层浇筑方案

浇筑面积 F=20×30=15×40=20×30=600m2 混凝土浇筑强度
FH 600 ? 0.3 Q? ? ? 120 m3>100 m3 v T ?T 2 ? 0.5 1 2

不满足分段浇筑要求 改用加缓凝剂,取T1=3.0h 混凝土浇筑强度

FH 600 ? 0.3 Q? ? ? 72 m3<100 m3 v T1 ? T2 3 ? 0.5
满足分段分层浇筑要求

? 采用斜面分层:不加缓凝剂
20 ? 2 ? 6 H 20 ? 6.32 ? 0.3 ? ? 25 .3m 3<100 m 3 vQ ? T1 ? T2 2.0 ? 0.5
2 2

? 供应满足需求 ? 采用斜面分层,按最大供应量浇筑,则需 ? t=3×600 ×2/100=36(h)

1∶3

? 习题9 混凝土底板尺寸:20m×8m ×3m ? 全面分层,浇筑面积F=20 ×8=160m3
? 浇筑强度:V=160 × 0.3/ (2.0-0.4)=30m3/h>15 m3/h ∴ 不行 ? 分段分层(如分二段):第一层浇10m同时开始浇第二层,即 第一、二层同时浇筑,混凝土的浇筑强度 ? V=2 ×10 ×8 ×0.3/ (2.0-0.4)= 30m3/h>15 m3/h ∴ 不行 ? 斜面分层:

8 ? 32 ? 9 2 ? 0.3 v? ? 14.23 m3/h 2 ? 0.4

<15 m3/h 按供应量浇筑,则浇筑时间 t=20 ×8 ×3/15=32h

3)大体积混凝土防止温度裂缝的 施工措施 A 选用水化热低的水泥,如矿渣水泥,火 山灰或粉煤灰水泥; B 掺加适当的外加剂,如缓凝剂,减水剂 等; C 采用中粗砂和大粒径级配良好的石子; D 确定适当的配比,尽量减少水泥用量; E 采取保温与降温措施; F 扩大浇注的散热面积,放慢浇注速度。

4、水下浇筑混凝土。水下浇筑混凝土应用很广,如沉井封底、钻 孔灌注桩浇筑、地下连续墙浇筑以及桥墩、水工和海工结构的施 工等。目前多用导管法施工(图)。

导管法水下浇筑混凝土
(a)组装设备;(b)导管内悬吊球塞,浇入混凝土;(c)不断浇入混凝土,提升导 管 1-导管;2-承料漏斗;3-提升机具;4-球塞

导管直径100~300mm(至少为最大骨料粒径的8倍),每节长3m,用 法兰密封连接,顶部有漏斗。导管用起重设备吊住可以升降。浇 筑前,导管下口先用球塞(木、橡皮等)堵塞,球塞用铁丝吊住, 然后在导管内灌注一定数量的混凝土,将导管插入水下使其下口 距基底约300mm处,剪断铁丝使混凝土冲口而出形成混凝土堆 并封住管口,此后一面均衡地浇筑混凝土,一面慢慢地提起导管, 但导管下口必须始终保持在混凝土表面之下一定深度。这样与水 接触的只是混凝土的表面层,新浇筑混凝土则与水隔绝,一直浇 出水面后,凿去顶面与水接触的厚约200mm疏松的混凝土即可。 在整个浇筑过程中,应避免在水平方向移动导管,以免造成管内进 水事故。一根导管的有效工作直径为5~6m,当面积过大时,可 用数根导管同时工作。如水下浇筑的混凝土体积过大,将导管法 与混凝土泵结合使用可以取得较好的效果。

5、施工缝 1)含义: 混凝土施工时,由于技术的或施工组织上的原因不能连续地 将整个结构浇注完毕,且间歇时间超过混凝土的初凝时间, 再次浇注混凝土时,先浇混凝土与后浇混凝土之间就形成 一个看不见的结合面,这个结合面称为施工缝。 2)施工缝 的留设原则 一般留在结构剪力较小的部位,同时考虑到施工的方便。 3)留设位置 柱: 设在基础的顶面,梁的下面,无梁楼盖设在柱冒下面; 图 柱子的施工缝 位置 I-I、Ⅱ-Ⅱ为施 工缝位置

梁: 一般留在中部 有主次梁的楼板,宜顺着次梁方向浇注,施工缝应留 设在次梁跨中间1/3跨的范围内; 单向板:留设在平行与板的短边的任何位置; 楼梯: 应留设 在跨中1/3范围内。

有主次梁盖板的 施工缝位置

4) 施工缝的处理: 处理时,先浇混凝土的强度不应小于1.2N/mm2, A 清除老混凝土表面的水泥薄膜和松动的混凝土; B 表面充分湿润,但不积水; C 铺一层水泥浆或与原混凝土同标号的砂浆; D 浇注新的混凝土。

(五) 混凝土密实成形 使混凝土拌和物密实成形的方法有: (1)混凝土振动密实成形。 振动机械按其工作方式分为:内部振动器、表面振动器、外部振动 器和振动台(图)。

图 振动器的原理 (a)内部振动器 (b) 外部振动器 (c)表面振动器 (d)振动台

(2)离心法成形。离心法成形就是将装有混凝土的钢制模板放在 离心机上,使模板绕自身的纵轴线旋转,模板内的混凝土由于离 心力作用而远离纵轴,均匀分布于模板内壁,并将混凝土中的部 分水分挤出,使混凝土密实。 此法一般用于管道、电杆和管桩等具有圆形空腔构件的制作。 (3)真空作业法成形。混凝土真空作业法是借助于真空负压,将 水从刚浇筑成形的混凝土拌和物中吸出,同时使混凝土密实的一 种成形方法。真空吸水设备主要由真空泵机组、真空吸盘、连接 软管等组成,如图所示。

真空吸水设备工作示意图 1-真空吸盘;2-软管;3-吸水进口;4-集水箱;5-真空表;6-真空泵; 7-电动机;8-手推 小车

(六) 混凝土的养护
1、方法 1)标准养护:混凝土在温度为20± 30C和相对湿度在 90%以上的潮湿环境中养护28天。 2)自然养护: 混凝土在平均气温高于5的自然条件 下,浇水湿润防风防干等条件下进行的养护。 3)加热养护

2、自然养护 就是在平均气温高于+5℃的条件下,在一定时间内使混凝土保持湿 润状态。 自然养护分洒水养护和喷涂薄膜养生液养护两种。 1)洒水养护即用草帘等将混凝土覆盖,经常洒水使其保持湿润。 养护时间长短取决于水泥品种,普通硅酸盐水泥和矿渣硅酸盐水 泥拌制的混凝土,不少于7d;掺有缓凝剂和有抗渗要求的混凝土 不少于14d。 2)喷涂薄膜养生液养护适用于不易洒水养护的高耸构筑物和大面 积混凝土结构。它是将养生液喷涂在混凝土表面上,溶液挥发后 在混凝土表面形成一种塑料薄膜,将混凝土与空气隔绝,阻止其 中水分蒸发以保证水化作用的正常进行。 地下建筑或基础,可在其表面涂刷沥青乳液以防止混凝土内水分蒸 发。

专题

泵送混凝土

不同型号混凝土泵的排量为:30-90m3/h(最大达160), 水平运距:200――900m 垂直运距:50-300m 1、泵送混凝土的管道布置 混凝土输送管道有: 钢管、橡胶管、塑料软管等 常用的直径为: 100~150mm, 每段长度3m, 还配有45?和90?的弯管、锥形管。 输送管宜直线布置,转弯宜缓,接头应严密。 垂直泵送混凝土时,在立管的底部要增设逆流阀,防止混 凝土倒流。

泵送混凝土管道布置应注意以下几点: (1)地面平面布置的位置要求泵车进出方便,有一定 的场地供混凝土运输车辆的停靠和掉头; (2)地面泵管的水平距离要满足设备的技术要求,不 影响其他工作的正常进行; (3)混凝土泵车要布置在靠近水源和排水的地方; (4)混凝土泵与建筑物应一定的安全距离,并配有安 全设施; (5)在楼面浇筑混凝土铺设输送管时,不准将混凝土 输送管放在钢筋上,必须搭设临时排架或铁马凳,防止 钢筋变形; (6)输送立管应尽量布置在设计的预留孔道内,与竖 向结构牢固连接,管道装拆方便,尽量使混凝土的水平 输送距离缩短,并满足浇筑顺序

2、泵送混凝土施工 (1)对混凝土材料的要求。 用于泵送的混凝土应具有较好的流动性和凝聚性,混凝土 泌水小,不易分离,否则在泵送中易产生堵管。一般要 选择保水性好、泌水小的水泥。 水泥用量不宜小于300kg/m3 最大骨料直径与输送管道内径之比,碎石宜小于或等于 1:3,卵石宜小于或等于1:2.5; 砂率宜控制在38%~45%之内。 混凝土的坍落度为100~200mm,当建筑物的层数超过20 层时,坍落度可适当加大。 在混凝土中宜掺入一定量的外加剂和粉煤灰,以改善混凝 土的泵送性能。

(2)泵送混凝土施工。泵送混凝土的施工要求主要有: 1)泵送前,应用水、水泥浆或水泥砂浆润滑泵和输送管 道内壁。 从运输车卸下的混凝土级配不应改变,当混凝土的粗骨料 较集中时,应重新搅拌后再进入泵的料斗。 2)混凝土泵送要连续进行,料斗内应有足够的储备量, 防止吸入空气造成阻塞。当停歇时间超过45min或混凝土 出现离析现象时,应用压力水或其他方法将管道内的混 凝土清洗干净。 3)如混凝土泵出现阻塞,可将混凝土泵的开关拨到“反 转”,使泵反转2~3个冲程,再拨到“正转”,使泵正 转2~3个冲程,如此反复几次,将阻塞情况排除。当采
用上述方法不能排除阻塞时,应查明阻塞处位置,拆下管道排除 阻塞。

4)混凝土泵送作业完成后,应立即清洗干净。

泵送注意的几个问题:

水泥用量不宜小于300kg/m3
坍落度: 当泵送高度在30米以下时为100~140mm;高度为
30~60米时为140~160mm;高度为60~100米时为160~180mm; 超过100米时为180~200mm

骨料种类: 对泵送混凝土以卵石和河砂最为合适;一般规定,
粗骨料最大粒径与输送管之比: 泵送高度50米以下,碎石不宜 大于1:3,卵石不宜大于1:2.5;泵送高度在50~100米时,宜 在1:3~1:4; 泵送高度在10米以上时,宜在1:4~1:5

骨料级配和含砂率 水灰比与外加剂: W/C = 0.4~0.6; 可适当加减水剂,缓
凝剂等

例题 1 1

起重机的

1

2

三、 混凝土的质量检查与评定
(1) 检查 1) 施工全过程的检查: 原材料、搅拌、运输、浇注、养护等。 2)外观检查: 表面有无麻面,蜂窝,孔洞,露筋,缺棱掉角, 缝隙夹层等;外形尺寸是否超过允许值,允许 偏差见下表

现浇结构的允许偏差 (H为结构全高)
项目 基础 独立基础 轴线位置 墙,柱,梁 剪力墙 ≦5m 垂直度 层间 >5m 允许偏差(mm) 15 10 8 5 8 10

全高
层高 全高 截面尺寸

H/1000且≦30
±10 ±30 +8,-5 8

标高

表面平整(2米长度以上)

预埋件
预埋设施中心线位置 预埋螺栓 预埋管 井筒长宽对定位中心线 电梯井

10
5 5 15 +25 ,0

预留孔洞中心线位置

井筒全高垂直度

H/1000且≦30

(2)混凝土强度的检查 1)试块的留置 用于检查结构构件混凝土强度的试件,应在混凝土 的浇注地点随机抽取。取样与试件留置应符合下 列规定: 1) 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; 2) 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; 3) 当一次连续浇筑超过1000 m3时,同一配合比 的混凝土每200 m3 取样不得少于一次; 4) 每一楼层、同配合比的混凝土,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)每组试件的强度 每组3个试件应在浇注地点制作,在同盘混凝 土中取样,按下列规定确定该组的强度值 a)一般取3个试件强度的平均值; b)当3个试件强度中的最大和最小值之一与中 间值之差超过15%时,取中间值; c)当最大和最小值与中间值都超过15%时, 该组试件不作为评定依据。 3) 同一验收 批的强度评定 a)当混凝土的生产条件在较长时间内能保持 一致,且同一混凝土的强度变异性能保持稳定, 其强度应同时满足下列要求:

m f cu ? f cuk ? 0.7? 0 f cu . min ? f cu .k ? 0.7? 0
? 当混凝土强度不高于C20时

f cu . min ? 0.85 f cu .k
? 当混凝土强度高于C20时

f cu .min ? 0.90 f cu .k
式中
m f cu

f cu .k

?0
f cu . min

— — — —

同一验收批混凝土强度平均值; 设计混凝土强度的标准值; 验收批混凝土的标准差; 同一验收批混凝土强度的最小值。

b) 当混凝土的生产条件不能满足上述规定,或 在前一检验期内的同一品种混凝土无足够的强 度数据用以确定验收批混凝土强度标准差时, 应由不小于10组的试件代表一验收批,其强度 同时符和下列要求:

m fcu ? ?1S fcu ? 0.9 f cu .k f cu . min ? ?2 f cu .k
式中 Sfcu — 验收批混凝土强度的标准值,当Sfcu计 算值小于 0.06fcu。K时,取Sfcu= 0.06fcu。K
S fcu ?

?
i ?1

m

2 f cu .i ? nm2 fcu

n ?1

?1 , ?2



合格判定系数,按下表取用

? 试件组数

合格判定系数

λ λ

1 2

10~14 1.7 0.90

15~24 1.65 0.85

≧25 1.60

3) 对零星生产的预制构件的混凝土或现场搅 拌批量不大的混凝土,可采用非统计法评定。 此时验收批混凝土强度必须同时满足下列要 求:

m fcu ? 1.15 f cu . k f cu , min ? 0.95 f cu .k

1、某施工单位承接的某工程主体结构混凝土强 度等级为C30。 问题:1、求施工配制强度。 2、按正确配制强度配制的混凝土用到主体工程 结构上后,第一批抽取了10组样本,其强度值 如下表所示:
组号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

强度(MPa) 36.8 37.4 33.4 40.3 35.4 38.1 39.1 32.4 25.5 38.6

试计算并评定该批混凝土强度质量是否合格,为什么? (由上述表中数据计算的样本标准偏差 Sfcu=4.36MPa,样本平均值mfcu=35.7 MPa,另由 规范知,n=10时,合格判定系数λ 1=1.7、 λ 2= 0.9 。)

解1、施工配制强度

f cu , 0 ? f cu ,k ? 1.645?
=30+1.645×5=38.225 MPa

(样本标准偏差Sfcu=4.36MPa,样本平均值mfcu=35.7 MPa,另由规范知,n=10时,合格判定系数λ 1=1.7、 λ 2=0.9 )

? 2、该批混凝土应同时满足以下两式:
m fcu ? ?1S fcu ? 0.9 f cu .k f cu . min ? ?2 f cu .k

m fcu ? ?1S fcu ? 35.7 ? 1.7 ? 4.36 ? 28.288 MPa ? 0.9 f cu .k ? 0.9 ? 30 ? 27 MPa f cu .min ? 25.5MPa ? ?2 f cu .k ? 0.9 ? 30 ? 27 MPa
该批混凝土不合格

四、混凝土常见的缺陷及处理 1)常见缺陷: 麻面;露筋; 蜂窝; 孔洞; 缝 隙及夹层; 缺棱掉角;裂缝; 强度不足。 2) 处理方法 (1)表面抹浆修补; (2)细石混凝土填补; (3) 环氧树脂修补。

五、 混凝土冬期施工

1、 冬期施工的产生 室外日平均气温连续五天稳定低于50C时,混凝土工程施工 进入冬期施工。 2、混凝土受冻临界强度 经过试验得知,混凝土经过预先养护达到某一强度值后再遭冻结, 混凝土解冻后强度还能继续增长,能达到设计强度的95%以上, 对结构强度影响不大。 一般把遭冻结后其强度损失在5%以内的这一预养强度值就定义为 “混凝土受冻临界强度”。 对采用普通硅酸盐水泥和硅酸盐水泥配制的混凝土,其受冻临界强 度应为设计混凝土强度标准值的30%;对采用矿渣硅酸盐水泥配 制的混凝土,其受冻临界强度应为设计混凝土强度标准值的40%; 对强度等级为C10或C10以下的混凝土,其受冻临界强度不得低 于5N/mm2。

? 混凝土冬期施工的原理,就是采取适当的方法,保证 混凝土在冻结以前,至少应达到受冻临界强度。

3、 冬期施工的措施 1)改善混凝土的配合比;(如提高水泥用 量) 2)对原材料加热提高混凝土的入模温度; (水泥不能加热) 3)对混凝土进行加热养护; 4)混凝土中加入外加剂。

3、 蓄热法 蓄热法是利用加热原材料(水泥除外)或混凝土(热拌混凝土)所预加 的热量及水泥水化热,再用适当的保温材料覆盖,延缓混凝土的 冷却速度,使混凝土在正常温度条件下达到受冻临界强度的一种 冬期施工方法。此法适用于室外最低温度不低于-15℃的地面以 下工程或表面系数(指结构冷却的表面与全部体积的比值)不大于 15的结构。蓄热法具有施工简单、节能和冬期施工费用低等特点, 应优先采用。 蓄热法宜采用标号高、水化热大的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。 原材料加热时因水的比热容大,故应首先加热水,如水加热至极 限温度而热量尚嫌不足时,再考虑加热砂石。水加热极限温度一 般不得超过80℃,如加热温度超过此值,则搅拌时应先与砂石拌 和,然后加入水泥以防止水泥假凝。水泥不允许加热,可提前搬 入搅拌机棚以保持室温。 蓄热法养护的三个基本要素是混凝土的入模温度、围护层的总传热 系数和水泥水化热值。应通过热工计算调整以上三个要素,使混 凝土冷却到0℃时,强度能达到临界强度的要求。

4、 掺外加剂法 ? 这种方法是在冬期混凝土施工中掺入适量的外加剂,使混凝土强 度迅速增长,在冻结前达到要求的临界强度;或降低水的冰点, 使混凝土能在负温条件下凝结、硬化。这是混凝土冬期施工中有 效、节能和简便的施工方法。 ? 混凝土冬期施工中使用的外加剂有四种类型,即早强剂、防冻剂、 减水剂和引气剂,可以起到早强、抗冻、促凝、减水和降低冰点 的作用。我国常用外加剂的效用如表所示。

? 常用外加剂的效用
外加剂名称 氯化钠 氯化钙 硫酸钠 硫酸钙 亚硝酸钠 碳酸钾 三乙醇胺 硫代硫酸钠 重铬酸钾 氨水 尿素 木质素磺酸钙 早强 + + + 效 抗冻 缓凝 + + + + + + 减水 用 塑化 阻锈

+

+

+

+ + +

+ + +

+ + +

+

+ + +

+

其中氯化钠具有抗冻、早强作用,且价廉易得,但氯盐对 钢筋有锈蚀作用,其使用应严格按《混凝土外加剂应用 技术规范》规定执行。对于经常处于高湿环境中的结构、 预应力结构均不得掺入氯盐。

外加剂种类的选择取决于施工要求和材料供应,而掺量应 由试验确定。目前外加剂多从单一型向复合型发展,新 型外加剂不断出现,其效果愈来愈好。

3 电热法 电热法是利用电流通过不良导体混凝土或电阻丝所发出的热量来养 护混凝土。其方法分为电极法和电热器法两类。 电极法即在新浇的混凝土中,每隔一定间距(200~400mm)插入电 极(Ф6~Ф12短钢筋),接通电源,利用混凝土本身的电阻,变电 能为热能进行加热。加热时要防止电极与构件内的钢筋接触而引 起短路。 电热器法是利用电流通过电阻丝产生的热量进行加热养护。根据需 要,电热器可制成多种形状,如加热楼板可用板状加热器,对用 大模板施工的现浇墙板,则可用电热模板(大模板背面装电阻丝 形成热夹层,其外用铁皮包矿渣棉封严)加热等。电热应采用交 流电(因直流电会使混凝土内水分分解),电压为50~110V,以免 产生强烈的局部过热和混凝土脱水现象。当混凝土强度达到受冻 临界强度时,即可停止电热。 电热法设备简单,施工方便有效,但耗电大、费用高,应慎重选用, 并注意施工安全。

4 蒸汽加热法 蒸汽加热法是利用低压(不高于0.07MPa)饱和蒸汽对新浇混凝土构 件进行加热养护。此法除预制厂用的蒸汽养护窑外,在现浇结构 中则有汽套法、毛细管法和构件内部通气法等。用蒸汽加热养护 混凝土,当用普通硅酸盐水泥时温度不宜超过80℃,用矿渣硅酸 盐水泥时可提高到85~95℃。养护时升温、降温速度亦有严格控 制,并应设法排除冷凝水。 (1)汽套法。是在构件模板外再加密封的套板,模板与套板的间 隙不宜超过150mm,在套板内通入蒸汽加热混凝土。此法加热 均匀,但设备复杂、费用大,只适宜在特殊条件下养护混凝土梁、 板等水平构件。 (2)毛细管法。是利用所谓“毛细管模板”,即在模板内侧做成 凹槽,凹槽上盖以铁皮,在凹槽内通入蒸汽进行加热。此法用汽 少,加热均匀,使用于养护混凝土柱、墙等垂直构件。 (3)构件内部通汽法。是在浇筑构件时先预留孔道,再将蒸汽送 入孔道内加热混凝土。待混凝土达到要求的强度后,随即用砂浆 或细石混凝土灌入孔道内加以封闭。

5 暖棚法 暖棚法是将被养护的混凝土或结构置于搭设的暖棚中,内部设置散 热器、排管、电热器或火炉等加热棚内空气,使混凝土处于正温 环境下养护的方法。 暖棚法施工适用于地下结构工程或混凝土量比较集中的结构工程。 暖棚法施工应符合下列要求: (1)棚内各测点温度不得低于5℃,并应设专人检测混凝土及棚内 温度。暖棚内测温点应选择具有代表性位置进行布置,在离地面 50cm高度处必须设点,每昼夜测温不应少于4次。 (2)养护期间应测量棚内湿度,混凝土不得有失水现象。当有失 水现象时,应及时采取增湿措施或在混凝土表面洒水养护。 (3)暖棚的出入口应设专人管理,并应采取防止棚内温度下降或 引起风口处混凝土受冻的措施。 (4)在混凝土养护期间应将烟或燃烧气体排至棚外,并应采取防 止烟气中毒和防火措施。

学习要求:
(1)了解混凝土结构工程的特点及施工过程 (2)了解钢筋的种类、性能及加工工艺,掌握钢筋冷拉、 对焊工艺及配料、代换的计算方法。 (3)了解模板的构造要求、受力特点,掌握模板设计、 安装、拆除的方法。 (4)了解混凝土原材料、施工设备和机具的性能;掌握 混凝土施工工艺的原理、施工配料、质量检查和评定。


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