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混凝土结构工程














第三章

混凝土结构工程

学习内容: 钢筋工程、模板工程、混凝土工程 学习目标 1、掌握混凝土施工的基本内容,能够处理混凝土工程中 的一般性技术问题,控制工程施工质量; 2、掌握相关规

范的主要内容及其标准,能够完成施工工 程中各个工序的验收。

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第三章

混凝土结构工程

? 主要规范:

? 1、《建筑工程施工质量验收统一标准》
GB 50300-2001

2、《混凝土结构工程施工质量验收规范》
GB 50204-2002

3、《混凝土质量控制标准》GB 50164-92 4、《混凝土强度检验评定标准》GBJ 107-87
(即将实施GB50107-2009)

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第一节
? 本节教学要求:

钢筋工程

? 1. 掌握钢筋的加工方法(包括冷拉、冷拔、调直、
除锈、切断、弯曲成型、绑扎、焊接、机械连接等);

? 2. 钢筋的施工下料。

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第一节

钢筋工程

? 混凝土结构工程是由钢筋、模板、混凝土等多个工种 组成的,由于施工过程多,因而要加强施工管理,统 筹安排,合理组织,以达到保证质量、加速施工和降 低造价的目的。

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第一节

钢筋工程

土木工程结构中常用的钢材有钢筋、钢丝和钢绞线三类。 ? 钢筋按其化学成分,分为低碳钢钢筋和普通低合金钢钢筋。 ? 钢筋按其轧制的工艺,分为热轧钢筋和热处理钢筋。 ? 热轧钢筋按强度分为HPB235,HPR335,HPR400,RRB400四个级别; 热处理钢筋分为40Si2Mn,48Si2Mn,45Si2Cr三个级别。

? 钢筋的强度和硬度逐级升高,但塑性则逐级降低。

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第一节
? 从钢筋的外型上分: ? ? ?

钢筋工程

光圆钢筋:HPB 235,(旧规范称为Ⅰ级钢筋); 螺纹钢筋:HRB335,HRB400, (旧规范称为Ⅱ级钢筋) 盘圆钢筋:Φ6~Φ10的光圆钢筋;

? 按钢筋在结构中的作用不同可分为: ? 受力钢筋(按计算设计布臵) ? 构造钢筋 架立钢筋

?
?

分布钢筋。

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? 平面表示法

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第一节

钢筋工程

? 常有的钢丝有刻痕钢丝、碳素钢丝和冷拔低碳钢丝三类,而冷拔 低碳钢丝又分为甲级和乙级,一般皆卷成圆盘。 ? 钢绞线一般由7根圆钢丝捻成,钢丝为高强钢丝。 ? 钢筋一般在钢筋车间或工地的钢筋加工棚加工,然后运至现场安 装或绑扎。 ? 钢筋加工过程取决于成品种类,一般的加工过程有冷拉、冷拔、 调直、剪切、镦头、弯曲、焊接、绑扎等。

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录像:钢筋的剪切和弯曲1/2
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第一节

钢筋工程

? 一、钢筋的冷加工 ? (一)钢筋冷拉 ? 钢筋冷拉是在常温下对热轧钢筋进行强力拉伸。拉应力超过钢筋 的屈服强度,使钢筋产生塑性变形,以达到调直钢筋、提高强度、 节约钢材的目的。 ? 1、冷拉原理、时效

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第一节

钢筋工程

? 2、冷拉控制 ? 钢筋冷拉,可利用冷拉应力控制法或冷拉率控制法。对不能分清 炉批号的热轧钢筋,不应采取冷拉率控制。 ? (1)冷拉应力控制法 ? 该控制法冷拉控制应力值。对抗拉强度较低的热轧钢筋,如拉到 符合标准的冷拉应力时,其冷拉率已超过限值,将对结构使用非 常不利,故规定最大冷拉率限值。加工时按冷拉控制应力进行冷 拉,冷拉后检查钢筋的冷拉率,如小于表中规定数值时,则为合 格;如超过表中规定的数值,则应进行力学性能试验。 ? (2)冷拉率控制法 ? 钢筋冷拉以冷拉率控制时,其控制值由试验确定。对同炉批钢筋, 测定的试件不宜少于4个,每个试件都按表3-2规定的冷拉应力值 在万能试验机上测定相应的冷拉率,取其平均值作为该炉批钢筋 的实际冷拉率。如钢筋强度偏高,平均冷拉率低于1%时,仍按1% 进行冷拉。
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第一节

钢筋工程

? (二)钢筋冷拔 ? 冷拔是用热轧钢筋(直径8mm以下)通过钨合金的拔丝模(图3-3) 进行强力冷拔。钢筋通过拔丝模时,受到轴向拉伸与径向压缩的 作用,使钢筋内部晶格变形而产生塑性变形,因而抗拉强度提高 (可提高50%~90%),塑性降低,呈硬钢性质。光圆钢筋经冷拔 后称“冷拔低碳钢丝”。

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第一节
? 拔丝模

钢筋工程

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第一节

钢筋工程

? 钢筋冷拔的工艺过程是: ? 轧头 剥壳 通过润滑剂 进入拔丝模冷拔。 ? 冷拔低碳钢丝都用普通低碳热轧光圆钢筋拔制的,按国家标准GB 701—92《普通低碳钢热轧圆盘条》的规定,光圆钢筋都是用1~3 号乙类钢轧制的,因而强度变化较大,直接影响冷拔低碳钢丝的 质量。为此应严格控制原材料。冷拔低碳钢丝分甲、乙两级。对 主要用作预应力筋的甲级冷拔低碳钢丝,宜用符合Ⅰ级钢标准的 3号钢圆盘条进行拔制。 ? 要控制总冷拔率β。总压缩率越大,则抗拉强度提高越多,而塑 性下降越多,故β不宜过大。
d 02 ? d 2 ?? d 02 式中: 0、d — —分别是原钢筋直径和冷拔后钢筋直径。 d
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第一节

钢筋工程

? 冷拔低碳钢丝有时是经过多次冷拔而成,一般不是一次冷拔就达 到总压缩率。每次冷拔的压缩率也不宜太大,否则拔丝机的功率 要大,拔丝模易损耗,且易断丝。一般前道钢丝和后道钢丝的直 径之比以1:0.87为宜。冷拔次数亦不宜过多,否则易使钢丝变脆。 ? 冷拔低碳钢丝经调直机调直后,抗拉强度约降低8%-10%,塑性有 所改善,使用时应注意 。

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第一节
? ? ? ?

钢筋工程

二、钢筋的连接 钢筋的连接有:绑扎、焊接、机械连接3种。 (一)钢筋绑扎 钢筋交叉点用铁丝扎牢;板和墙的钢筋网,除外围两行钢筋的相 交点全部扎牢外,中间部分交叉点可相隔交错扎牢,保证受力钢 筋位臵不产生偏移;梁和柱的箍筋应与受力钢筋垂直设臵,弯钩 叠合处应沿受力钢筋方向错开设臵。 ? 受拉钢筋和受压钢筋接头 ? 的搭接长度及接头位臵符 ? 合施工及验收规范的规定。

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第一节
? ? ? ? ?

钢筋工程

? ? ? ?

(二)钢筋焊接 钢筋焊接包括闪光对焊、电弧焊、电渣压力焊、点焊和气压焊; 1、闪光对焊 闪光对焊广泛用于钢筋连接及预应力钢筋与螺丝端杆的焊接。热 轧钢筋的焊接宜优先用闪光对焊。 钢筋闪光对焊(图3-5)是利用对焊机使两段钢筋接触,通过低 电压的强电流,待钢筋被加热到一定温度变软后,进行轴向加压 顶锻,形成对焊接头。 钢筋闪光对焊工艺常用的有: 连续闪光焊、 预热闪光焊 闪光—预热—闪光焊

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录像1

录像2
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第一节

钢筋工程

? 2、电弧焊 ? 电弧焊是利用弧焊机使焊条与焊件之间产生高温,电弧使焊条和 电弧燃烧范围内的焊件熔化,待其凝固便形成焊缝或接头。 ? 电弧焊广泛用于钢筋接头、钢筋骨架焊接、装配式结构接头的焊 接、钢筋与钢板的焊接及各种钢结构焊接。 ? 钢筋电弧焊的接头形式有:搭接焊接头(单面焊缝或双面焊缝)、 帮条焊接头(单面焊缝或双面焊缝)、剖口焊接头(平焊或立焊) 和熔槽帮条焊接头(图3-8)。

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第一节

钢筋工程

? 3、电渣压力焊 ? 电渣压力焊在施工中多用于现浇混凝土结构构件内竖向或斜向 (倾斜度在4:1的范围内)钢筋的焊接接长。电渣压力焊有自动 和手工电渣压力焊两类。与电弧焊比较,它工效高、成本低,可 进行竖向连接,故在工程中应用较普遍。

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4、气压焊

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第一节
? 5、点焊 ? 主要用于钢筋网片的焊接 ? 录像

钢筋工程

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第一节
? (三)钢筋的机械连接 ? 分为:螺纹和挤压连接

钢筋工程

录像 1/2

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第一节

钢筋工程

? 钢筋机械连接包括挤压连接和螺纹套管连接,是近年来大直径钢 筋现场连接的主要方法。 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 钢筋挤压连接亦称钢筋套筒冷压连接。它适用于竖向、横向及其 他方向的较大直径变形钢筋的连接。与焊接相比,它具有节省电 能、不受钢筋可焊性好坏影响、不受气候影响、无明火、施工 简便和接头可靠度高 等特点。连接时将需 变形钢筋插入特制钢 套筒内,利用液压驱 动的挤压机进行径向 或轴向挤压,使钢套 筒产生塑性变形,紧 紧咬住变形钢筋实现 连接(图3-12)。
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第一节

钢筋工程

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第一节

钢筋工程

? 三、钢筋配料 ? 钢筋配料就是根据结构施工图,分别计算构件各钢筋的下料长度、根数及重量, 编制出钢筋配料单,作为备料、加工和结算的依据。

? 1、各种钢筋下料长度计算如下: ? 直钢筋下料长度=构件长度-保护层厚度+弯钧增加长度 ? 弯起钢筋下料长度=直段长度+斜段长度-弯曲调整值 +弯钩增加长度

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第一节
钢筋弯曲处的量度差值计算:

钢筋工程

钢筋弯曲处的量度差值与钢筋弯心直径及弯曲角度有关

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第一节

钢筋工程

钢筋弯曲角度与量度差值( D =2.5d )
弯曲 角度
量度 差值 45? 0.5d 60? 0.85d 90? 2d 135? 2.5d 180? 3.25d

半圆弯钩增加长度 = 6.25d

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第一节

钢筋工程

? 各种钢筋下料长度计算如下: ? 箍筋下料长度=箍筋外包周长-弯曲调整值+弯钩增加长度 ? =箍筋周长+调整值(施工手册) ? 箍筋2个弯钩增加长度:14d(非抗震区) ? 24d(抗震区)

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第一节
箍筋弯钩增加值: 箍筋末端的弯钩形式如图所示

钢筋工程

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第一节
2、配料计算的注意事项

钢筋工程

a.在设计图纸中,钢筋配臵的细节问题没有注明时,一般可按构造 要求处理; b.配料计算时,要考虑钢筋的形状和尺寸在满足设计要求的前提下 有利于加工安装;

c.配料时,还要考虑施工需要的附加钢筋。
例如,后张预应力构件预留孔道定位用的钢筋井字架、基础双 层钢筋网中保证上层钢筋网位臵用的钢筋撑脚(马凳)、墙板双 层钢筋网中固定钢筋间距用的钢筋撑铁、柱钢筋骨架增加四面斜 撑等。

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第一节
? 四、钢筋代换

钢筋工程

当钢筋的品种、级别或规格需要变更时,应办理设计变更文件。 钢筋代换原则: 1、等强度代换 当构件受强度控制时,钢筋可按强度相等的原则进行代换。 即:代换后,构件的承载能力等于或大于原设计能力。

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第一节
计算方法:

钢筋工程

n2 ?
n1——原设计钢筋根数;
n2——代换钢筋根数; d1——原设计钢筋直径;

n1 d d
2 2

2 1

f y1

f y2

d2——代换钢筋直径;
fy1——原设计钢筋抗拉强度设计值; fy2——代换钢筋抗拉强度设计值。
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第一节
构件强度复核:

钢筋工程

钢筋代换后,由于受力钢筋直径的增大或根数增多而需要增 加钢筋排数,则使得截面有效高度 h 0 减小,截面强度降低。此 时,应进行截面强度复核。 矩形截面受弯构件,可根据弯矩相等,按下式复核强度:

? ? N2 ? N1 ? ? h02 ? ? ? N 1 ? h01 ? ? N2? ? ? 2 fcb ? 2 fcb ? ? ? ?
式中:N1——原设计的钢筋拉力。N=As1fy1
fy1——原设计钢筋的抗拉设计强度 N2——代换钢筋的钢筋拉力。计算方法同N1

As1——原设计钢筋的截面面积
fc —— 砼的抗压强度设计值; b—— 构件截面宽度。

h01——原设计钢筋的合力点至构件截面受压 边缘的距离。 h02——代换钢筋的合力点至构件截面受压 边缘的距离。
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第一节
2、等面积代换

钢筋工程

当构件按最小配筋率配筋时(构造配筋),钢筋可按钢筋面 积相等原则进行配筋。 即:当有相同的钢筋品种,但没有设计所需要的钢筋规格时, 在这种情况下,只要代换钢筋的总截面积与原设计钢筋的总截面 积相等,就可以代换。 3、当构件受裂缝宽度或挠度控制时,代换后应进行裂缝宽度或挠度 验算

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第一节
钢筋代换的注意事项:

钢筋工程

钢筋代换时,必须充分了解设计意图和代换材料的性能, 并严格遵守现行混凝土设计规范的各项规定;凡是重要结构中的 钢筋代换应征得设计单位的同意。 具体事项: 1、对于重要构件,不得用光圆钢筋代换带肋钢筋; 2、钢筋代换后,仍应满足配筋的构造要求,如: 最小直径、间距、根数、锚固长度等; 3、同一截面内,同时配有不同种类和直径的代换钢筋,但每根钢筋 的拉力差不应过大(直径差<5 mm),以免构件受力不均; 4、梁的纵向受力钢筋与弯起钢筋应分别代换,以保证正截面强度和 斜截面强度; 5、偏心受力构件(受压或受拉)作钢筋代换时,不取整个截面配筋 量计算,应按受力面分别计算; 6、当构件受裂缝宽度控制时,如以小直径钢筋代换大直径钢筋,强 度等级低的钢筋代换强度等级高的钢筋,则可不作裂缝宽度验算

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第一节
? 钢筋保护层如何确保?

钢筋工程

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第二节 模板工程

? ? ? ? ? ?

本节教学内容及要求: 1. 熟悉木模板、组合模板的构造; 2. 熟悉大模板、滑升模板、爬升模板的组成和工艺流程; 3. 了解其他模板的构造及适用性; 4. 掌握模板设计的荷载和计算; 5. 模板结构的设计方法。

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第二节 模板工程

? 一、模板工程的基本要求 ? 模板——是指施工中保证结构或构件其位臵、形状、 尺寸正确的模型,也是对结构或构件进行防护和方便 养护混凝土的工具。

? 对模板的要求——具有足够的强度、刚度和稳定性; 装拆方便能多次周转使用;接缝严密不漏浆。
? 模板系统包括模板、支撑和紧固件。 ? 模板工程量大,材料和劳动力消耗多,正确选择其材 料、形式和合理组织施工,对加速混凝土工程施工和 降低造价有显著效果。
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第二节 模板工程
? 二、模板的种类及用途 ? (一)木模板 ? 木模板、胶合板模板在一些工程上仍广泛应用。这类模板一般为 散装散拆式模板,也有的加工成基本元件(拼板),在现场进行 拼装,拆除后亦可周转使用。

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第二节 模板工程
? 土木工程施工用的木模板,其构造及支撑方法如下: ? 1.基础模板 ? 基础模板安装时,要保证上、下模板不发生相对位移(图3-14)。 如有杯口,还要在其中放入杯口模板。

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第二节 模板工程
? 2.柱子模板 ? 柱模的拼板用拼条连接,两两相对 组成矩形。为承受混凝土侧压力, 拼板外要设柱箍,其间距与混凝土 侧压力、拼板厚度有关,因而柱模 板下部柱箍较密。 ? 柱模板底部开有清理孔,沿高度 每隔约2m开有浇注孔。柱底的混 凝土上一般设有木框,用以固定 柱模板的位臵。柱模板顶部根据 需要可开有与梁模板连接的缺口 (见图3-15)。

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第二节 模板工程
? 3.梁、楼板模板 ? 梁模板由底模板和侧模板组成。底模板承受垂直荷载,一般较厚, 下面有支撑(或桁架)承托。 ? 建筑施工中,应使上、下层的支撑在同一条竖向直线上,否则, 要采取措施保证上层支撑的荷载能传到下层支撑上。支撑间应用 水平和斜向拉杆拉牢,以增强整体稳定性。当层间高度大于5m时, 宜用桁架支模或多层支架支模。 ? 梁跨度在4m或4m以上时,底模板应起拱,如设计无具体规定,一 般可取结构跨度的 1/1000~3/1000,木模 板可取偏大值,钢模 板可取偏小值。

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第二节 模板工程
? (二)组合模板 ? 组合模板是一种工具式模板,是工程施工用得最多的一种模板。 它由具有一定模数的若干类型的板块、角模、支撑和连接件组成 (图3-19),用它可以拼出多种尺寸和几何形状,以适应多种类 型建筑物的梁、柱、板、墙、基础和设备基础等施工的需要,也 可用它拼成大模板、隧道模和台模等。

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第二节 模板工程
? (三)大模板 大模板在建筑、桥梁及地下工程 中广泛应用,它是一大尺寸的工 具式模板,如建筑工程中一块墙 面用一块大模板。因为其重量大, 装拆皆需起重机械吊装,可提高 机械化程度,减少用工量和缩短工 期。大模板是目前我国剪力墙和筒 体体系的高层建筑、桥墩、筒仓等 施工用得较多的一种模板,已形成 工业化模板体系。 一块大模板由面板、次肋、主肋、 支撑桁架、稳定机构及附件组成 (图3-23)。
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第二节 模板工程 ? (四)滑升模板 ? 滑升模板是一种工业化 模板,用于现场浇筑高耸构筑 物和建筑物等的竖向结构,如 烟囱、筒仓、高桥墩、电视塔、 竖井、沉井、双曲线冷却塔和 高层建筑等。 如深圳国贸大厦(50层,160m), 武汉国贸中心(53层,205m), 上海金茂大厦(88层,420.5m) 等。

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第二节 模板工程
? 实践证明,在高层或超高层建筑中,采用滑模施工工艺,具有施 工速度快、施工用地少,结构整体性好、减轻劳动强度、节约大 量模板和脚手架等特点,有显著的综合经济效益。 模板一次性投资多、耗钢量大,对立面造型和构件断面变化有一 定的限制。施工时宜连续作业,施工组织要求较严。

? 目前我国应用于高层建筑的滑模施工工艺,已向多样化的方向发 展。按墙体模板的做法不同可分为: ? 一般滑模施工工艺、滑框倒模施厂工艺等。 ? 按楼板的做法不同可分为:逐层空滑、楼板并进(逐层封闭)施工 工艺,先滑墙体、楼板跟进施工工艺和先滑墙体、楼板降模施工 ? 工艺等。 ? 这些施工工艺各有特点,可按照建筑物的不同情况,结合各施工 单位的条件,取长补短,因地制宜地采用。
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第二节 模板工程
? 滑升模板(图3-24)由 模板系统 操作平台系统 液压系统 外加测控系统 四部分组成。

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第二节 模板工程
? 1、模板系统包括模板、围圈和提升架等。 ? (1)模板 ? 模板又称作围板,依赖围圈带动其沿混凝土的表面向上滑动。 模板的主要作用是承受混凝土的侧压力、冲击力和滑升时的摩阻 力,并使混凝土按设计要求的截面形状成型。 ? 模板可用钢材、木材或钢木混合材料制成,一般以钢材为主。 如采用定型组合钢模板,则需在边框增加与围圈固定相适应的连 接孔。 ? 模板按其所在部位和作用的不同,可分为内模板、外模板、 堵头模板、角模以及变截面处的衬模板等。为了防止混凝土在浇 筑时外溅,外模板的上端比内模板可高出100一200mm。 ? 模板的高度取决于滑升速度和混凝土达到出模强度(0.2~ 0.4N/mm2)所需的时间,一般高1.0~1.2m,模板呈上口小下口大 的锥形,单面锥度约0.2%~0.5%,以模板上口以下2/3模板高度处 的净间距为结构断面的厚度。
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第二节 模板工程
? (2)围圈 ? 围圈又称作围檩。其主要作用是使模板保持组装的平面形状, 并将模板与提升架连接成一个整体。它承受模板传来的水平侧压 力(混凝土的侧压力和浇筑混凝土时的水平冲击力)和由摩阻力、 模板与围圈自重(如操作平台支承在围圈上,还包括平台自重和 施工荷载)等产生的竖向力,并将其传递到提升架、千斤顶和支 承杆上。围圈可视为以提升架为支承的双向弯曲的多跨连续梁, 材料多用角钢或槽钢,以其受力最不利情况计算确定其截面。 在每侧模板的背面,按建筑物所需要的结构形状,通常设臵上下 各一道闭合式围圈,其间距一般为500一700M。围圈应有一定的 强度和刚度,其截面应根据荷载大小由计算确定。上围圈距模板 上口距离一般不宜大于250mm。
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第二节 模板工程
? (3)提升架 ? 提升架又称作千斤顶架。它是安装千斤顶,并与围圈、模板系统 和操作平台系统连成整体。当提升机具工作时,通过它带动围圈、 模板及操作平台等一起向上滑动。 ? 承受整个模板系统和操作平台系统的全部荷载并将其传递给液压 千斤顶和支承杆。 ? 提升架分单横梁式与双横梁式两种,多用型钢制作,其截面按框 架计算确定。 ? 提升架的平面构造形式,一般可分为“I”形、“Y”形、“x”形、 “门”形和“口”形等几种。

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第二节 模板工程
? ? ? 2.操作平台系统 (1)操作平台 滑模的操作平台是绑扎钢筋、浇灌混凝土、提升模板等的操 作场所;也是钢筋、混凝土、埋设件等材料和千斤顶、振捣器等 小型备用机具的暂时存放场地: 按楼板施工工艺的不同要求,操作平台板可采用固定式 或活动式。对于逐层空滑楼板并进施工工艺,操作平台板宜 采用活动式,以便平台板揭开后,对现浇楼板进行支模、绑扎 钢筋和浇灌混凝土或进行预制楼板的安装。一般将提升架 立柱内侧,提升架之间的平台板采用固定式;提升架立柱外 侧的平台板,采用活动式。

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第二节 模板工程
? 操作平台分为主操作平台和上辅助平台两种,一般只设臵主操 作平台。 ? (2)吊脚手架 ? 吊脚手架又称下辅助平台或吊架,是供检查墙(柱)混凝土质 量并进行修饰、调整和拆除侧扳(包括洞口模板)、引设轴线、高 程以及支设梁底模板等操作之用。

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第二节 模板工程
? 3、液压提升系统主要由液压千斤顶、液压控制台、油路和支承 杆等部分组成。

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第二节 模板工程
? 千斤顶的工作过程

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第二节 模板工程
? 液压控制台是心脏。

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第二节 模板工程
? 支承杆 ? 支承杆又称爬杆、千斤顶杆或钢筋轴等。它支承着作用于千斤 顶的全部荷载。目前使用的额定起重量为3t的滚珠式卡具液压干 斤顶,其支承杆一般采用直径25mm的HPB235圆钢制作;如使用 额定起重量为3t的楔块式卡具液压千斤顶时,亦可采用直径25~ 28mm的螺纹钢筋作支承杆。因此,对于框架柱等结构,可直接 以受力钢筋作为支承杆使用。为了节约钢材用量,应尽可能采用 工具式支承杆。

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第二节 模板工程
? 施工精度控制系统主要包括:提升设备本身的限位调平装臵、 滑模装臵在施工中的水平度与垂直度的观测和调整控制设施等。 滑模施工的精度控制主要包括;滑模施工的水平度控制和垂直度 控制等。 1.滑模施工的水平度控制 (1)水平度的观测 水平度的观测,可采用水准仪、自动安平激光测量仪等设备。 (2)水平度的控制 在模板滑升过程中,整个模板系统能否水平上升,是保证 滑模施工质量的关键,也是直接影响建筑物垂直度的一个重要因 素。由于千斤顶之间工作不同步,数值的累计就会使模板系统产 生很大的升差,如不及时加以控制,不仅建筑物的垂直度难以保 证,也会使模板结构产生变形,影响工程质量。

?
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第二节 模板工程
? 主要方法:设臵限位器、限位阀、截止控制阀、激光调平法。

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第二节 模板工程
? 垂直度控制 ? (1)垂直度的观测 ? 观测建筑物垂直度的方法很多, 除一般常用的线坠法、经纬仪法之外, 近年来,许多单位采用激光铅直仪、 激光经纬仪(激光导线法)以及 导电线锤等设备进行观测,收效较好。

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第二节 模板工程
? 楼板结构施工 ? 逐层空滑楼板并进法、先滑墙体楼板跟进法和先滑墙体楼板降模 法等。这些方法各有特点,可按不同的施工条件与工程情况选用。 ? 逐层空滑楼板并进施工工艺 ? 逐层宅滑楼板并进又称为“逐层封闭”或“滑一浇一”,就 是采用滑模施工高层建筑时,当每层墙体滑升至上—层楼板底标 高位臵,即停止墙体混凝土的浇筑,待混凝土达到脱模强度后, 将模板连续提升,直至墙体混凝土脱模,再向上空滑至模板下口 与墙体上皮脱空一段高度为止(脱离高度根据楼板的厚度而定)。 然后,将操作平台的活动平台板吊开,进行现浇楼板的支模、绑 扎钢筋与浇灌混凝土或预制楼板的吊装等工序,如此逐层进行。

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第二节 模板工程
? 2 、先滑墙体楼板跟进施工工艺 ? 当墙体连续滑升至数层高度后,即可自下而上地插入进行楼板的 施工。操作平台一般需设臵活动平台板。其具体作法是:施工楼 板时,先将操作平台的活动平台板揭开,由活动平台的洞口吊入 楼板的模板、钢筋和混凝土等材料或安装预制楼板。对于现浇楼 板的施工,在操作平台上也可不必设臵活动平台板,而由设臵在 外墙窗口处的受料桃台将所需材料吊入房间,再用手推车运至施 工地点。

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第二节 模板工程
? 3、 先滑墙体楼板降模施工工艺 ? 先滑墙体楼板降模施工法,是针对现浇楼板结构而采用的一 种施工工艺。其具体作法是:当墙体连续滑升到顶或滑升至8~ l0层左右高度后,将事先在底层按每个房间组装好的模板,用卷 扬机或其他提升机具,徐徐提升到要求的高度,再用吊杆悬吊在 墙体预留的孔洞,即可进行该层楼板的施工。当该层楼板的混凝 土达到拆模强度要求时(不应低于15N/mm2),可将模板降至下一 层楼板的位臵,进行下一层楼板的施工。此时,悬吊横板的吊杆 也随之接长。这样,可施工完—层楼板,模板降下一层,直至完 成全部楼板的施工,降至底层为止。

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第二节 模板工程
? 三、模板设计 ? 模板的基本构造及传力路线 ? 一般模板都由面板、次肋、主肋、对销螺栓、支撑系统等几部分 组成。 ? 作用于模板的荷载传递路线一般为: ? 混凝土 面板 次肋 主肋 对销螺栓 (支撑系统)。 ? 设计时可根据荷载作用状况及各部分构件的结构特点进行计算。 ? 模板和支架的设计,包括选型、选材、荷载计算、结构计算、拟 定制作安装和拆除方案、绘制模板图。

90













第二节 模板工程

? 一、模板设计荷载
? 1.模板及支架自重(KN/m3)
模板结构件名称 平板的模板及小楞 楼板模板(包括梁模板) 楼板模板及其支架(层高≤4m) 木模板 0.30 0.50 0.75 组合钢模 0.50 0.75 1.10 钢框胶合模板 0.4 0.60 0.95

? 2.新浇筑混凝土的自重标准值 ? 普通混凝土用24 kN/m3,其他混凝土根据实际重力密度确定。

? 3.钢筋自重标准值 ? 根据设计图纸确定。一般梁板结构每立方米混凝土结构的钢筋自重 标准值:楼板1.1kN;梁1.5kN。

91













第二节 模板工程

? 4.施工人员及设备荷载标准值
? 计算模板及直接支承模板的小楞时:均布活荷载2.5kN/m2,另以 集中荷载2.5kN进行验算,取两者中较大的弯矩值; ? 计算支承小楞的构件时:均布活荷载1.5kN/m2; ? 计算支架立柱及其他支承结构构件时:均布活荷载1.0kN/m2。 ? 对大型浇筑设备(上料平台等)、混凝土泵等按实际情况计算。 木模板板条宽度小于150mm时,集中荷载可以考虑由相邻两块板 共同承受。如混凝土堆积料的高度超过100mm时,则按实际情况 计算。

92













第二节 模板工程
? 5.振捣混凝土时产生的荷载标准值 ? 水平面模板2.0kN/m2;垂直面模板4.0kN/m2(作用范围在有效压 头高度之内)。 ? 6.新浇筑混凝土对模板侧面的压力标准值 ? 影响混凝土侧压力的因素很多,如与混凝土组成有关的骨料种类、 配筋数量、水泥用量、外加剂、坍落度等都有影响。此外还有外 界影响,如混凝土的浇筑速度、混凝土的温度、振捣方式、模板 情况、构件厚度等。 ? 混凝土的浇筑速度是一个重要影响因素,最大侧压力一般与其成 正比。但当其达到一定速度后,再提高浇筑速度,则对最大侧压 力的影响就不明显。混凝土的温度影响混凝土的凝结速度,温度 低、凝结慢,混凝土侧压力的有效压头高,最大侧压力就大;反 之,最大侧压力就小。模板情况和构件厚度影响拱作用的发挥, 因之对侧压力也有影响。 ? 由于影响混凝土侧压力的因素很多,想用一个计算公式全面加以 反映是有一定困难的。国内外研究混凝土侧压力,都是抓住几个 主要影响因素,通过典型试验或现场实测取得数据,再用数学方 法分析归纳后提出公式。
93













第二节 模板工程
? 我国目前采用的计算公式,当采用内部振动器时,新浇筑的混凝 土作用于模板的最大侧压力,按下列两式计算,并取两式中的较 小值(图3-34):
F ? 0.22? c t0 ?1? 2V F ? ? cH 式中: F — —新浇筑混凝土对模板的最大侧压力( k N / m 2 )
1 2

(1) (2)

? c — —混凝土的重力密度 ?1 — —外加剂影响系数,不掺外加剂?1=1.0,掺缓凝作用的外加剂 ? =1.2 ? 2 — —混凝土塌落度影响系数,当塌落度小于30 mm时,取0.85;
当塌落度为50~90 mm时,取1.0;当塌落度为 ~150 mm时, 110 取1.15 t0 — —新浇筑混凝土的初凝时间(h),可按实际测定确定。 H — —混凝土侧压力计算位置处至新浇筑混凝土顶面的高度 V — —混凝土的浇筑速度
94













第二节 模板工程

? 7.倾倒混凝土时产生的荷载标准值
? ? ? 倾倒混凝土时对垂直面模板产生的水平荷载标准值,按表3-4采用 (P116)。 计算模板及其支架时的荷载设计值,应采用荷载标准值乘以相应的荷载 分项系数求得,荷载分项系数按表3-5采用(P117)。 荷载组合 :参与模板及其支架荷载效应组合的各项荷载,应符合表3-6 的规定(P117)。 模板设计的有关计算规定 计算钢模板、木模板及支架时都要遵守相应的设计规范。 验算模板及其支架的刚度时,其最大变形值不得超过下列允许值: 对结构表面外露的模板,为模板构件计算跨度的1/400; 对结构表面隐蔽的模板,为模板构件计算跨度的1/250; 对支架的压缩变形值或弹性挠度,为相应的结构计算跨度的1/1000。 支架的立柱或桁架应保持稳定,并用撑拉杆件固定。验算模板及其支架 在自重和风荷载作用下的抗倾倒稳定性时,应符合有关的专门规定。
95

? ? ? ? ? ? ?













第二节 模板工程
? 四、模板拆除 1、现浇结构模板的拆除 模板能否拆除取决于混凝土的强度。 模板的拆除日期取决于混凝土的强度、各个模板的用途、结构 的性质、混凝土硬化时的气温。及时拆模,可提高模板的周转率。 但过早拆模,混凝土会因强度不足以承担本身自重或受到外力作 用而变形甚至断裂,造成重大的质量事故。

A、 侧模板的拆除 侧模板的拆除,应在混凝土强度达到能保证其表面及棱角不因 拆除模板而受损坏。

96













拆除侧模的时间参考表
混凝土硬化的平均温度(℃)

水泥 品种

混凝土 强度等 级

5

10

15

20

25

30

混凝土强度达到2.5MPa所需的天数
普通水 泥

C10 C15 >C20

5 4.5 3

4 3 2.5

3 2.5 2

2 2 1.5

1.5 1.5 1

1 1 1

矿渣及 火山灰 质水泥

C10
C15

8
6

6
4.5

4.5
3.5

3.5
2.5

2.5
2

2
1.5
97













第二节 模板工程
B、底模板的拆除 底模板应在与混凝土结构同条件养护的试件达到表4.6规定强度 标准值时、方可拆除。

结构类型

结构跨度(m)
≤2 >2, ≤8 >8 ≤8 >8 ≤2 >2

按设计的砼强度标准值 的百分率 (%) 50 75 100 75 100 75 100
98



梁、拱、壳
悬臂构件













第二节 模板工程
? 水泥硬化的时间表
水泥的强度 等级及品种 32.5MPa 普通水泥 砼达到设计强度标准值的百 分率(%) 50 75 100 42.5MPa 普通水泥 32.5MPa 矿渣或火山灰质 水泥 42.5MPa 普通水泥 50 75 100 50 75 100 50 硬化时昼夜平均温度(℃ )

5
12 26 55 10 20 50 18 32 60 16

10
8 18 45 7 14 40 12 25 50 11

15
6 14 35 6 11 30 10 17 40 9

20
4 9 28 5 8 28 8 14 28 8

25
3 7 21 4 7 20 7 12 24 7

30
2 6 18 3 6 18 6 10 20 6

75
100

30
60

20
50

15
40

13
28

12
24

10
99 20













第二节 模板工程
C、 拆模顺序

一般是先拆除侧模板,后拆除底模板。重大复杂模板的拆 除,事前应制定拆模方案。 多层楼板模板支架的拆除,应按下列要求进行: ? 上层楼板正在浇筑混凝土时,下一层楼板的模板支架不得拆除, 再下一层楼板模板的支架,仅可拆除一部分; ? 跨度在4m及4m以上的粱下均应保留支架,其间距不得大于3m。

100













第三节 混凝土工程

? 本节教学要求: ? 1. 掌握混凝土搅拌、运输、浇筑、振捣、养护各环节的 基本要求; ? 2. 熟悉大体积混凝土、水下浇筑混凝土的方法和要求; ? 3. 熟悉泵送混凝土的设备及泵送混凝土的配合比要求; ? 4. 熟悉混凝土质量检查的基本方法。

101













第三节 混凝土工程
? 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。 一、混凝土的制备 1、混凝土配制强度确定 混凝土的施工配合比,应保证结构设计对混凝土强度等级及施工对混凝 土和易性的要求,并应符合合理使用材料、节约水泥的原则。必要时, 还应符合抗冻性、抗渗性等要求。 混凝土制备之前按下式确定混凝土的施工配制强度,以达到95%的保证 率: ? fcu,0 = fcu,k + 1.645σ (3-5) 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); σ—— 施工单位的混凝土强度标准差(N/mm2)。
102













第三节 混凝土工程
? 当施工单位具有近期的同一品种混凝土强度的统计资料时, σ可 按下式计算:

??

?

2 f cu ,i ? N? 2 fcu

N ?1

(3-6)

式中 fcu,i—— 统计周期内同一品种混凝土第i组试件强(N/mm2);

?—— f
cu

统计周期内同一品种混凝土N组强度的平均值(N/mm2);

N—— 统计周期内相同混凝土强度等级的试件组数,N≥25。
当混凝土强度等级为C20或C25时,如计算得到的σ<2.5 N/mm2;当混凝 土强度等级高于C25时,如计算得到的σ<3.0N/mm2,取σ=3.0N/mm2。

103













第三节 混凝土工程

? 对预拌混凝土厂和预制混凝土的构件厂,其统计周期可 取为1个月;对现场拌制混凝土的施工单位,其统计周 期可根据实际情况确定,但不宜超过3个月。 ? 施工单位如无近期同一品种混凝土强度统计资料时,σ 可按下表取值。 混凝土强度 等级 Σ(N/m2) <C20 4.0 C25 ~ C35 5.0 >C35 6.0

104













第三节 混凝土工程
? 混凝土施工配料计量

混凝土所用原材料的计量必须准确,才能保证所拌制 的混凝土满足设计和施工提出的要求。 ? 各种原材料每盘称量的偏差不得超过下表的规定。 ? 混凝土原材料称量的允许偏差
? 材料名称 允许偏差(%)

水泥、混合材料
粗、细骨料 水、外加剂

-2~+2
-3~+3 -2~+2

105













第三节 混凝土工程
? 混凝土强度值对水灰比的变化十分敏感。由于试验室在试配混凝 土时的砂、石是干燥的,而施工现场的砂、石均有一定的含水率, 其含水量的大小随当时当地气候而异。为保证现场混凝土准确的 水灰比,应按现场砂、石实际含水率对用水量予以调整。

106













实验室配合比与施工配合比换算
? ? ? ? 设实验室的配合比为:水泥:砂:石子=1:X:Y,水灰比为W/C 现场测得的砂、石含水率分别为:Wx,Wy。 则施工配合比为: 水泥∶砂∶石=1∶X(1+ Wx)∶Y(1+ Wy)=1∶X’∶Y’

? 单位立方米砼各种材料用量: ? 水泥用量:C ; 砂:C ·X’ 石:C · Y’ ? 水灰比保持不变,则必须扣除砂、石中的含水量,即实际用水量 = W(原用水量)- C ·X Wx - C ·Y Wy。

107













第三节 混凝土工程
? 2、混凝土搅拌机选择 ? 混凝土制备是指将各种组成材料拌制成质地均匀、颜色一致、具 备一定流动性的混凝土拌合物。 ? 由于混凝土配合比是按照细骨料恰好填满粗骨料的间隙,而水泥 浆又均匀地分布在粗细骨料表面的原理设计的。如混凝土制备得 不均匀就不能获得密实的混凝土,影响混凝土的质量,所以制备 是混凝土施工工艺过程中很重要的一道工序。 ? 混凝土制备的方法,除工程量很小且分散的场合用人工拌制外, 皆应采用机械搅拌。混凝土搅拌机按其搅拌原理分为自落式和强 制式两类。

108













第三节 混凝土工程
? (1)混凝土搅拌原理

109













搅拌机的搅拌原理以及适用范围

类别

搅拌原理

机型

适用范围

鼓形

流动性及低流动性混凝土

自落式

筒身旋转,带动叶片将物料提高, 在重力作用下物料自由坠下,重复 进行。物料互相穿插、翻拌、混合 锥形

流动性、低流动性及干硬 性混凝土

立轴
强制式 筒身固定,叶片旋转,对物料施加 剪切、挤压、翻滚、滑动、混合 卧轴 低流动性或干硬性混凝土

110













第三节 混凝土工程
? (2)混凝土搅拌机种类

111













112













113













第三节 混凝土工程
? 3、搅拌制度确定

? 为了获得质量优良的混凝土拌合物,除正确选择搅拌 机外,还必须正确确定搅拌制度,即搅拌时间、投料 顺序和进料容量等。

? (1)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 卸料时为止所经历的时间。 ? 它与搅拌质量密切有关。它随搅拌机类型和混凝土的 和易性的不同而变化。 ? 为了保证混凝土的质量,应控制混凝土搅拌的最短时 间。(见下页)
114













混凝土搅拌的最短时间(秒) 混凝土塌落 度(mm)
搅拌机出料量(升) 搅拌机机型 <250 强制式 ≤30 自落式 60 90 250~500 90 120 >500 120 150

强制式
>30

60 90

60 90

90 120

自落式

注:当掺有外加剂时,搅拌时间应适当延长;

115













第三节 混凝土工程 ? (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、减少水泥飞扬、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(裹浆)。 ? ① 一次投料法。它是将砂、水泥、石和水同时投入搅拌机搅拌

筒进行搅拌。水泥应夹放在砂、石之间以减少水泥飞扬。
? ② 二次投料法。它可分为预拌水泥砂浆法和预拌水泥净浆法。

116













(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,

又称干料容量。

? 进料容量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。 ? 规定以搅拌机出料容积(m3)×1000为标定规格。

117













第三节 混凝土工程
? 二、混凝土的运输 ? 对混凝土拌合物运输的基本要求是:不产生离析现象、保证浇筑 时规定的坍落度和在混凝土初凝之前能有充分时间进行浇筑和捣 实。 ? 此外,运输混凝土的工具要不吸水、不漏浆,且运输时间有一定 限制。普通混凝土从搅拌机中卸出后到浇筑完毕的延续时间不宜 超过下表的规定。 混凝土强度等级 低于及等于C30 高于C30

气温
<25℃ 120分钟 90分钟 ≥25℃ 90分钟 60分钟

118













第三节 混凝土工程
? 混凝土运输分为地面水平运输、垂直运输和高空水平运输三种情 况。

119













120













第三节 混凝土工程

? 混凝土泵是一种有效的混凝土运输和浇筑工具, 它以泵为动力,沿管道输送混凝土,可以一次 完成水平及垂直运输,将混凝土直接输送到浇 筑地点,是一种高效的混凝土运输方法。 ? 混凝土泵送施工技术规程JGJ/T 10—95 ? 目前我国已能一次垂直泵送达406m。

? 录像

121













泵送混凝土工艺对混凝土配合比提出的要求:
? 碎石最大粒径与输送管内径之比一般不宜大于1:3,卵 石可为1:2.5;泵送高度在50~100m时宜为1:3~1:4, 泵送高度在100m以上时宜为1:4~1:5,以免堵塞。 ? 如用轻骨料则以吸水率小者为宜,并宜用水预湿,以 免在压力作用下强烈吸水,使坍落度降低而在管道中 形成阻塞。 ? 砂宜用中砂,通过0.315mm筛孔的砂应不少于15%。砂 率宜控制在38%~45%,如粗骨料为轻骨料还可适当提 高。水泥用量不宜过少,否则泵送阻力增大,最小水 泥用量为300kg/m3。 ? 水灰比宜为0.4~0.6。泵送混凝土的坍落度根据不同 泵送高度可参考表3-12选用。
122













第三节 混凝土工程

? 三、混凝土的浇筑与捣实

? 混凝土浇筑要保证混凝土的均匀性和密实性,要保证
结构的整体性、尺寸准确和钢筋、预埋件的位臵正确, 拆模后混凝土表面要平整、光洁。

? 浇筑前应检查模板、支架、钢筋和预埋件的正确性,
并进行验收。由于混凝土工程属于隐蔽工程,因而对 混凝土量大的工程、重要工程或重点部位的浇筑,以 及其他施工中的重大问题,均应随时填写施工记录。 混凝土塌落度:录像
123













(一)混凝土浇筑应注意的问题
? 1、防止离析

? 浇筑混凝土时,混凝土拌和物由料斗、漏斗、混凝土 输送管、运输车内卸出时,如自由倾落高度过大,由 于粗骨料在重力作用下,克服粘着力后的下落动能大, 下落速度较砂浆快,因而可能形成混凝土离析。为此, 混凝土自高处倾落的自由高度不应超过2m,在竖向结 构中限制自由倾落高度不宜超过3m,否则应沿串筒、 斜槽、或振动溜管等下料。

124













a) 溜槽运输;b) 皮带运输;c) 串筒卸料;d) 振动卸料 1—溜槽;2—档板;3—串筒;4—皮带运输机; 5—漏斗;6—输送管;7—振动器
125













第三节 混凝土工程

? 2、正确留臵施工缝 ? 什么是施工缝? ? 施工缝——先后两次浇筑的混凝土之间形成的接触面。 ? 施工缝处处可见!!! ? 产生施工缝的原因?

126













施工缝设臵的位臵
? 施工缝是结构中的薄弱环节,宜留在结构受力较小, 且方便施工的部位。
? 施工缝留设:

127













第三节 混凝土工程

? 施工缝留设: ? 单向板应留在平行于板短边的任何位臵。 ? 有主次梁的楼盖宜顺着次梁方向浇筑,应留在次梁跨 度的中间1/3梁跨长度范围内(图3-42)。 ? 楼梯应留在楼梯长度中间1/3长度范围内。 ? 墙可留在门洞口过梁跨中1/3范围内,也可留在纵横墙 的交接处。 ? 双向受力的楼板、大体积混凝土结构、拱、薄壳、多 层框架等及其他结构复杂的结构,应按设计要求留臵 施工缝。

128













施工缝问题

129













施工缝的处理
? 在施工缝处继续浇筑混凝土时,应除掉水泥薄

层和松动石子,表面加以湿润并冲洗干净,先
铺水泥浆或与混凝土砂浆成分相同的砂浆一层, 待已浇筑的混凝土强度不低于1.2N/mm2时才允 许继续浇筑。

130













131













132













第三节 混凝土工程
? 3、特殊混凝土结构浇筑 (1)大体积混凝土的浇筑 何谓大体积混凝土? 要求:整体性要求高,往往不允许留施工缝,要求一次连续浇筑完毕。 大体积混凝土浇筑带来的问题—— 两种温度裂缝。 解决问题的办法—— 内外控制温差。 具体:应优先选用水化热低的水泥; 降低水泥用量,掺入适量的粉煤灰; 降低浇筑速度和减小浇筑层厚度; 浇筑后宜进行测温,采取蓄水法或覆盖法进行降温或进 行人工降温措施。控制内外温差不超过25℃; 必要时,经过计算和取得设计单位同意后可留施工缝 而分段分层浇筑。
133













第三节 混凝土工程
? 大体积混凝土结构的浇筑方案,可分为全面分层、分段分层和斜 面分层三种(图3-51)。

混凝土浇筑强度的计算:
式中

Q ——混凝土单位时间最小浇筑量(m3/h);
F ——混凝土浇筑区的面积(m3); H —— 浇筑层厚度(m),取决于混凝土捣实方法; T —— 下层混凝土从开始浇筑到初凝为止所容许的时间间隔
(h)。一般等于混凝土初凝时间减去运输时间。134

FH Q? T













第三节 混凝土工程

? 大体积混凝土养护时的温度控制 ? 大体积混凝土的养护,不仅要满足强度增长的需要, 还应通过人工的温度控制,防止因温度变形引起结构 物的开裂。

? 在混凝土养护阶段的温度控制应遵循以下几点:
? (1) 混凝土的中心温度与表面温度之间的差值,以及 混凝土表面温度与室外最低气温之间的差值,均应小 于20℃ ,经过计算确认结构物混凝土具有足够的抗裂 能力时,允许不大于25~30 °C.
135













在混凝土养护阶段的温度控制应遵循的几点:
? (2) 混凝土的拆模时间应考虑气温环境等情况,必须

有利于强度的正常增长,即拆模时混凝土的温差不超 过20℃ ,其温差应包括表面温度、中心温度和外界气 温之间的温差,以及收缩当量温差三者的总和。
? (3) 大体积混凝土应在浇筑完毕后,及早洒水养护, 混凝土表面应用草袋等覆盖,以保持混凝土表面经常 湿润。模板上亦应经常洒水。混凝土养护时间应不少 于21 天;在干燥、炎热气候条件下,养护时间应不少 于28 天;对裂缝有严格要求时应再适当延长。
136













第三节 混凝土工程
? 混凝土养护时的温度控制方法,可分为降温法和保温法两类。 ? 降温法是在混凝土内部预埋水管,通入冷却水,降低混凝土内部 最高温度。冷却在混凝土刚浇筑完时就开始进行,可以有效地控 制因混凝土内外温差而引起的结构物开裂。 ? 冷却水管可采用直径25 mm或 ? 19 mm的钢管或铝管,按蛇形 ? 排列,水平管距为1.5~3.0 m, ? 垂直管距亦为1.5~3.0 m,并 ? 通过立管相连接。通水流量一 ? 般为14~20 L/min,为了保证 ? 水管降温效果,可将进、出水 ? 管的直径加大到50 mm,见下图。

137













第三节 混凝土工程
? (2)水下浇筑混凝土 ? 深基础、沉井与沉箱的封底等,常需要进行水下浇筑混凝土, 地下连续墙及钻孔灌筑桩则是在泥浆中浇筑混凝土。水下或泥浆 中浇筑混凝土,目前多用导管法(图3-52)。

138













第三节 混凝土工程
? (三)混凝土密实成型 ? 混凝土拌合物浇筑之后,需经密实成型才能赋予混凝土结构一定 的外形和内部结构。强度、抗冻性、抗渗性、耐久性等皆与密实 成型的好坏有关。 ? 混凝土拌合物密实成型的途径有三: ? 一是借助于机械外力(如机械振动)来克服拌合物内部的切应力而 使之液化; ? 二是在拌合物中适当多加水以提高其流动性,使之便于成型,成型 后用分离法、真空作业法等将多余的水分和空气排出; ? 三是在拌合物中掺入高效能减水剂,使其坍落度大大增加,可自流 浇筑成型。
139













第三节 混凝土工程
? 混凝土振动密实的原理 ? 振捣机械及其选择

140













第三节 混凝土工程

? 四、混凝土养护

? 混凝土养护包括人工养护和自然养护,现场施 工多采用自然养护。所谓混凝土的自然养护, 即在平均气温高于+5℃的条件下于一定时间内 使混凝土保持湿润状态。
? 混凝土浇捣后所以能逐渐硬化,主要是因为水 泥水化作用的结果, 而水化作用则需要适当的 温度和湿度条件。

141













四、混凝土养护 ? 自然养护: ? 分洒水养护和喷涂薄膜养生液养护两种。 ? ? 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 型外加剂或有抗渗要求的混凝土不少于14d。洒水次数 以能保证湿润状态为宜。 ? 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。
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第三节 混凝土工程
? 五、混凝土质量检查 ? 符合《建筑工程施工质量验收统一标准》GB 50300-2001 ? 《混凝土强度检验评定标准》GBJ 107-87 ? 混凝土质量检验主要为: ? 搅拌和浇筑的质量检验 养护后的质量检验

? 具体:混凝土配合比(主要材料)、塌落度(视频); ? 抗压强度 ?

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第三节 混凝土工程
? 混凝土抗压强度是根据150mm边长的标准立方体试块在标准条件 下(20℃±3℃的温度和相对湿度90%以上)养护28d的抗压强度来 确定。 ? 试件抽取的确定(国家规范强制标准) ? ① 每拌制100盘且不超过100m3的同配合比的混凝土,其取样不 ? 得少于一次; ② 每工作班拌制的同配合比的混凝土不足100盘时,其取样 不得少于一次; ③ 每一现浇楼层同配合比的混凝土,其取样不得少于一次; 同一单位工程每一验收项目中,同配合比的混凝土其取样 不得少于一次。 每次取样应至少留臵一组标准试件(每组3个试件) ,同条件养护试 件的留臵组数根据实际需要确定。
144













第三节 混凝土工程
如何判定每组混凝土的抗压强度代表值? 每组三个试件应在同盘混凝土中取样制作,并按下列规定购定该组 试件的混凝土强度代表值: ① ② 取三个试件强度的平均值; 当三个试件强度中的最大值或最小值之一与中间值之差 超过中间值的15%时,取中间值; ③ 当三个试件强度中的最大值和最小值与中间值之差均超过中 间值的15%时,该组试件不应作为强度评定的依据。

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第三节 混凝土工程
? 六、混凝土质量缺陷的防治 ? (1) 缺陷分类及其产生原因

? ① 麻面 ? 麻面是结构构件表面呈 现无数的小凹点,而尚 无钢筋暴露的现象。它 是由于模板内表面粗糙、 未清理干净、润湿不足; 模板拼缝不严密而漏浆; 混凝土振捣不密实,气 泡未排出以及养护不好 所致。
146













第三节 混凝土工程
? ② 露筋 ? 露筋即钢筋没有被混凝土包裹而外露。主要是由于绑扎钢筋或安 装钢筋骨架时末放垫块或垫块位移、钢筋位移、结构断面较小、 钢筋过密等使钢筋紧贴模板,以致混凝土保护层厚度不够所致。 有时也因混凝土结构物缺边、掉角而露筋。 ? ③ 蜂窝 ? 蜂窝是混凝土表面无水泥砂浆,露出石子的深度大于5 mm,但 小于保护层厚度的蜂窝状缺陷。它主要是由于混凝土配合比不准 确(浆少石多),或搅拌不匀、浇筑方法不当、振捣不合理,造 成砂浆与石子分离;模板严重漏浆等原因而产生。

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第三节 混凝土工程
? ④ 孔洞 ? 孔洞是指混凝土结构存在着较大的孔隙,局部或全部无混凝土。 它是由于骨料粒径过大、钢筋配臵过密导致混凝土下料中被钢筋 挡住;或混凝土流动性差,混凝土分层离析,混凝土振捣不实; 或混凝土受冻、混凝土中混入泥块杂物等所致。 ? ⑤ 缝隙及夹层 ? 缝隙及夹层是施工缝处有缝隙或夹有杂物。它是因施工缝处理不 当以及混凝土中含有垃圾杂物所致。 ? ⑥ 缺棱、掉角 ? 缺棱、掉角是指梁、柱、板、墙以及洞口的直角边上的混凝土局 部残损掉落。产生的主要原因是混凝土浇筑前模板未充分润湿, 使棱角处混凝土中水分被模板吸去而水化不充分,引起强度降低, 拆模时则棱角损坏;另外,拆模过早或拆模后保护不善,也会造 成棱角损坏。

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第三节 混凝土工程
? ⑦ 裂缝 ? 裂缝有温度裂缝、干缩裂缝和外力引起的裂缝三种。其产生的原 因主要是:结构和构件下的地基产生不均匀沉降;模板、支撑没 有固定牢固;拆模时混凝土受到剧烈振动;环境或混凝土表面与 内部温差过大;混凝土养护不良及其中水分蒸发过快等。 ? ⑧ 强度不足 ? 混凝土强度不足的原因是多方面的,主要有原材料不符合规定的 技术要求,混凝土配合比不准、搅拌不匀、振捣不密实及养护不 良等。

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第三节 混凝土工程
? ? ? ? (2) 缺陷处理 ①表面抹浆修补 对数量不多的小蜂窝、麻面、露筋、露石的混凝土表面,可用钢丝刷或加压水 洗刷基层,再用1:2~1:2.5的水泥砂浆填满抹平,抹浆初凝后要加强养护。 当表面裂缝较细,数量不多时,可将裂缝用水冲洗并用水泥浆抹补;对宽度和 深度较大的裂缝,应将裂缝附近的混凝土表面凿毛或沿裂缝方向凿成深为 15~20 mm,宽为100~200 mm的V形凹槽,扫净并洒水润湿,先刷水泥浆一层,然 后用1:2~1:2.5的水泥砂浆涂抹2~3层,总厚度控制在10~20 mm左右,并压实抹 光。 ② 细石混凝土填补 当蜂窝比较严重或露筋较深时,应按其全部深度凿去薄弱的混凝土和个别突出 的骨料颗粒,然后用钢丝刷或加压水洗刷表面,再用比原混凝土强度等级提高 一级的细石混凝土填补并仔细捣实。 对于孔洞,可在混凝土表面采用施工缝的处理方法:将孔洞处不密实的混凝土 和突出的石子剔除,并将洞边凿成斜面,以避免死角,然后用水冲洗或用钢丝 刷刷清,充分润湿72 h后,浇筑比原混凝土强度等级高一级的细石混凝土。细 石混凝土的水灰比宜在0.5以内,并掺入水泥用量万分之一的铝粉(膨胀剂), 用小振捣捧分层捣实,然后进行养护。
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? ?

?













第三节 混凝土工程
? ③ 化学注浆修补 ? 当裂缝宽度在0.1 mm以上时,可用环氧树脂注浆修补。修补时先 用钢丝刷清除混凝土表面的灰尘、浮渣及散层,使裂缝处保持干 净,然后把裂缝用环氧砂浆密封表面,做出一个密闭空腔,有控 制的留臵注浆口及排口,借助压缩空气把浆液压入缝隙,使之充 满整个裂缝。压注浆液与混凝土有很佳的粘结作用,使修补处具 有很好的强度和耐久性,对0.05 mm以上的细微裂缝,可用甲凝 修补。 ? 作为防渗堵漏用的注浆材料,常用的有丙凝(能压注入0.01 mm 以上的裂缝)和聚氨脂(能压注入0.015 mm以上的裂缝)等。 ? 对混凝土强度严重不足的承重构件必须拆除返工。对强度不足、 但经设计单位验算同意,可不拆除,或根据混凝土实际强度提出 加固处理方案,但其所在的分部分项工程验收不得评为优良,只 能评为合格。
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第五节 混凝土的冬期施工
? 一、冬期施工的特点、原则和施工准备 ? 1、什么是冬期施工? ? 按照《建筑工程冬期施工规程》(JGJ 104-97)的规定: 根据当地多年气象资料统计,当室外日平均气温连续5日稳定低 于5℃时,即进入冬期施工阶段。 当室外日平均气温连续5日高于5℃时,即解除冬期施工。 ? 混凝土早期冻害的后果 由于冬期长时间气温处于低温、大温差、强风、反复冰冻的作 用下,经常造成质量事故。冬期是施工事故多发期。 有时,质量事故要等到气温回升后才发生,那时,一切晚矣!

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第五节 混凝土的冬期施工
? 2、冬期施工原则 保证工程质量;经济合理;技术措施得当,可靠;满足工期要求。 ? ? ? ? 3、冬期施工准备工作 施工组织上; 施工技术措施上; 人员、设备、材料的准备。

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第五节 混凝土的冬期施工
二、混凝土冬期施工的基本原理 1、混凝土的早期冻害 新浇筑的混凝土在养护初期,气温低,使其受冻,当气温恢复正 温后,即使正温养护到一定龄期,也不能达到其设计强度的现象。—— 混凝土冻害 混凝土冻害的起因:混凝土内部的水结冰所致。 混凝土受冻原因的影响因素:受冻的时间、水灰比、水泥强度等级和用量、 养护温度等。 2、混凝土受冻临界强度 即:冬期浇筑的混凝土在受冻以前必须达到的最低强度。 这一强度是指混凝土在遭冻后,其后期混凝土强度损失在5%以内的 预养强度。
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第五节 混凝土的冬期施工
? 混凝土临界强度与水泥品种有关。 *规范规定的混凝土临界强度: 硅酸盐水泥/普通硅酸盐水泥——混凝土设计强度标准值的 30%; 矿渣硅酸盐水泥——混凝土设计强度标准值的40%; 不大于C10的混凝土—— 不低于5N/mm2。 *掺防冻剂的混凝土其强度要求: 当室外最低气温不低于-15 ℃时,不得小于4.0N/mm2; 当室外最低气温不低于-30 ℃时,不得小于5.0N/mm2。

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第五节 混凝土的冬期施工
? 三、混凝土冬期施工的工艺要求 ? 1、对材料的要求 (1)水泥:优先使用硅酸盐或普硅水泥,强度等级不应小于 42.5MPa,最小用量≥ 300kg,水灰比≤ 0.6。 使用矿渣水泥应优选蒸气养护。 水泥不得加热,应放臵于暖棚(气温≥ 5 ℃ )。 水泥不得与80 ℃ 的热水接触,防止假凝。 (2)水:首选加热的材料,其比热是砂石骨料比热的5倍。 如果水不与水泥接触,则可以加热到100 ℃ 。 水泥强度等级 强度等级<52.5MPa普硅水泥、矿渣水泥 强度等级≥ 52.5MPa硅酸盐水泥、普硅水泥 拌和水 骨料 (℃) (℃) 80 60 60 40
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第五节 混凝土的冬期施工
? (3)砂石:拌制混凝土用的骨料应清洁,不得含有冰、雪、冻 块及其易冻裂的物质。 骨料加热的方法:将骨料放在钢板上,直接加热; 用蒸气管、电热线加热等。 (4)防冻剂:加入防冻剂是使得混凝土在负温条件下,不需要 加热措施就能使其继续硬化的方法。 防冻剂具有:早强、抗冻、减水、催化等效用,降低冰点,使之在 负温条件下加速硬化,以达到要求的强度。 钢筋混凝土结构中掺用氯盐类防冻剂时,氯盐的掺量不得大 于水泥重量的1%,并且混凝土要振捣密实,不宜采用蒸气养护。

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第五节 混凝土的冬期施工
? 规范规定防冻剂不得用于下列结构: A.排出大量蒸气的车间、澡堂、洗衣房和经常处于空气相对湿度大 于80%的房间,以及有顶盖的钢筋混凝土蓄水池等的在高湿度空 气环境中使用的结构; B.露天结构或经常受雨、水淋的结构; C.与含有酸碱或硫酸盐等侵蚀介质相接触的结构; D.电解车间或靠近电源的结构; E.使用冷拉、冷拔低碳钢丝的结构; F.预应力混凝土结构。 G. …… (5)钢筋:规范着重对钢筋进行冷拉冷拔加工、焊接做了相应的规 定。预应力结构的钢筋和夹具应进行低温性能试验。

大家可以查阅《建筑工程冬期施工规程》JGJ 104-97
166













第五节 混凝土的冬期施工
? 2、混凝土的搅拌、运输和浇筑 ? (1)混凝土的搅拌 ? 混凝土应在暖棚中搅拌;延长搅拌时间50%;用大容量搅拌机; 注意投料顺序。 ? (2)混凝土运输 ? 减少运输时间、距离;保温。 ? (3)混凝土浇筑 ? 加快浇筑速度,防止热量过快散失;混凝土拌和物出机温度≦ 10℃ ,入模温度≦ 5℃。采用加热养护时,混凝土养护前≦ 2℃。 ? 尽可能地提高混凝土的密实度,振捣时间比常温有所增加。 ? 混凝土施工缝的位臵应设臵在结构受力较小处。
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第五节 混凝土的冬期施工
? 三、混凝土冬期施工方法的选择 ? 混凝土冬期施工方法很多。 ? 常用的施工方法有:蓄热法、综合蓄热法、外加剂和早强水泥法、 外部加热法,电热毯法和暖棚法等。 ? 选择冬期施工方法的原则: ? 要根据工程特点、首先保证混凝土尽快达到临界强度,避免遭受 冻害;其次,承重结构的混凝土应尽快达到出模强度,保证模板 周转。一般情况下。应优先考虑使用蓄热法。

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三、混凝土冬期施工方法的选择 ? 1、蓄热法 ? 蓄热法就是利用对混凝土组成的材料(水、砂、石)预加的热量和水 泥的水化热,再加以适当的覆盖保温,从而保证混凝土能够在正温 下达到规范要求的临界强度。 – 蓄热法使用的保温材料应该以传热系数小、价格低廉和易于获得 的地方材料为宜,如草帘、草袋、锯末、炉渣等。保温材料必须 干燥,以免降低保温性能。采用蓄热法施工时.最好使用活性高、 水化热大的普通硅酸盐水泥和硅酸盐水泥。 – 蓄热法适应于气温不太寒冷的地区或是初冬和冬末季节。当室 外最低温度不低于一15 ℃ 时,地面以下工程或表面系数(即结构 冷却的表面积与结构体积之比)不大于5的结构,应优先采用蓄热 法施工。 – 由于蓄热法施工简单,冬期施工费用较低,较易保证质量,所 以国内外都把它作为冬期施工的基本方法。

169













三、混凝土冬期施工方法的选择
? 2、综合蓄热法 ? 综合蓄热法是在蓄热保温的基础上,充分利用水泥的水化热和 掺加相应的外加剂或者进行短时加热等综合措施,创造加速混凝 土硬化的条件,使混凝土温度降低到冰点温度之前尽快达到受冻 的临界强度。 ? 综合蓄效法一般分为低蓄热养护和高蓄热养护两种。 ? 低蓄热养护过程主要以使用早强水泥或掺负温外加剂等冷操作方 法为主,使混凝土在缓慢冷却至冰点前达到允许受冻的临界强度; ? 高蓄热养护过程则主要以短时间加热为主,使混凝土在养护期间 达到要求的受荷强度。 ? 这两种方法的选择取决于施工和气温条件。一般日平均气温不低 于一15 ℃ ,表面系数为6—12,且选用高效保温材料时,宜采用 低蓄热养护;当日平均气温低于一15 ℃ ,表面系数大于13时, 宜用短时加热的高蓄热养护。
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三、混凝土冬期施工方法的选择
? 3、 采用外加剂和早强水泥方法 ? 掺外加剂是指在冬期施工的混凝土中加入一定剂量的外加 剂.以降低混凝土中的液相冰点,保证水泥在负温条件下能继续 水化,从而使混凝土在负温下能达到抗冻害的临界强度。 ? 掺外加剂法常与蓄热法一起应用,以充分利用混凝土的初始热量 及水泥在水化过程中所释放出来的热量、加快混凝土强度的增长。 ? 目前,混凝土冬期施工中常用的外加剂有减水剂、引气剂、早强 剂、阻锈剂等。 ? 由于两种和两种以上复合外加剂可以获得多种效能——降低冰点、 快速硬化、提高抗冻性及和易性。故复合剂的使用逐渐替代了单 项外加剂。在我国常用的复合剂有:亚硝酸铀和硫酸钠复合剂, Nc早强剂及M5—P早强型减水剂。

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三、混凝土冬期施工方法的选择
? 根据使用的外加剂不同,可将混凝土分为: ? 冷混凝土、负温混凝土和硫酸铝盐早强混凝土。 ? a.冷混凝土。冷混凝土是指用氯盐溶液配制的混凝土。在施工 时,除水之外既不进行加热,成型后也不采取保温措施,完全在 寒冷条件下施工的混凝土。 ? 氯盐对钢筋有锈蚀作用,在一些情况下不得在钢筋混凝土中掺用 氯盐。 ? 冷混凝土中氯盐的掺量应根据混凝土在硬化最初十五昼夜内混凝 土内部的最低温度来确定。为确保钢筋混凝土结构中钢筋不会产 生由氯盐而引起的锈蚀、在钢筋混凝土中,氯盐的掺量不得超过 水泥质量的1%(按无水状态计算)。 ? 为防止钢筋锈蚀,可加入水泥质量2%的亚硝酸钠阻锈剂。

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三、混凝土冬期施工方法的选择
? b.负温混凝土。 ? 负温混凝土是指在负温下配制混凝土时,排除单掺氯盐的化学外 加剂。但不排除对原材料的保温、防护或加热。在养护过程中可 与蓄热法等冬期施工措施相结合。 ? (1)负温混凝土中的外加剂。由于氯盐对钢筋有锈蚀作用,故在 钢筋混凝土工程和预应力混凝土工程中使用受到限制。在钢筋混 凝土工程和预应力钢筋混凝土中可掺用无氯盐的外加剂。此类外 加剂根据在冬期混凝土工程中的作用可分为抗冻剂、早强剂、引 气剂、减水剂和阻锈剂等五种类型。

? 我国目前使用的负温防冻外加剂的品种很多,组合也各不相同。 选择抗冻剂设计方案时,要求外加剂对钢筋无锈蚀作用;对混凝 土的性能无影响,早期强度高,后期强度不损失。
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三、混凝土冬期施工方法的选择
? (2)负温混凝土的施工。 ? 宜优先使用硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥.水泥强度不宜低于 42.5MPa,禁止使用高铝水泥(铝酸三钙含量超过6%)。 ? 防冻剂的掺量应根据混凝土的使用温度而定[指掺防冻剂的混凝 土的浇筑现场5一7天的最低温度)。 ? 其常用掺量按表11.2中的规定:

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三、混凝土冬期施工方法的选择
? (4)负温混凝土的养护。要持别注意初期养护,严禁早期受冻, 初期养护温度不得低于防冻剂的规定温度,否则应立即采取补救 措施。氯盐混凝土和掺引气剂的混凝土不适加热养护。混凝土在 负温条件下的养护,不允许浇水,外露表面必须覆盖。 ? 负温混凝土在规定温度下获得抗冻临界强度的最短养护时间见表 11.3。

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4、 混凝土的人工加热养护
? 在蓄热法达不到混凝土养护期的温度时,多采用人工加热养护。 ? 人工加热法根据热源种类分为蒸汽加热、电热、远红外加热、暖 棚加热等。 ? 工程实践证明,人工加热与保温蓄热或掺外加剂相结合,常常能 收到较好的效果。

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5、混凝土的测温和质量检查
? ? 为保证冬期施工的质量.需要测量混凝土有代表性部位的温度。现场环 境温度在每天2:00、8:00、14:00、20:00 测量四次。 为了使混凝土满足热工计算所规定的成型温度,还必须对原材料的温度、 混凝土搅拌和运输成型时的温度进行监测。对拌合材料和抗陈剂温度的 测量,每工作台班至少进行三次。对拌合物出料温度、运输、浇筑温度, 每2h测量一次。在混凝土的养护期间,应在最有代表性的测温点测量温 度。

?

混凝土的质量检查。冬期施工时,除应避守常规施工的质量检查外,尚 应符合条例冬期施工的质量规定。要严格检查外加剂的质量和浓度;混 据土浇筑后应增设两组与结构同条件养护的试快,一组用以检验混凝土 受冻前的强度。另一组用以检验输入常温养护28d的强度。
混凝土试块不得在受冻状态下试压.当混凝土试块受冻时,对边长为 150mm的立方体试块,应在15℃~20 ℃室温下解冻5h~6h,或浸入10 ℃ 的水中解冻6h,将试块表面擦干后进行试压。

?

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6、混凝土的拆模和成熟

混凝土达到规定强度后方可拆模。对加热法施工的 构件模板和保温层、应在混凝土冷却到十5℃后方可拆 模。当混凝土和外界温差大于20 ℃时,拆模后的混凝 土应注意覆盖,使其缓慢冷却。 ? 在拆模过程中,如发现混凝土有冻害现象,应暂停拆 模,经处理后方可拆模。 ? 混凝土的成熟度。 由于实际养护温度与热工计算中根据以往的气象 资料查出的温度不可能完全一致,所以为使选定的冬 期施工方案对混凝土早期强度的增长处于正常的控制 状态,可以用成熟方法很方便地对其进行预测,作为 施工中掌握混凝土强度增长情况的参考数据。
?

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混凝土早期强度
所谓混凝土早期强度 指混凝土浇筑完毕后1d一3d的强度。成熟度的定 义是温度和时间的乘积,单位为 ℃ · h或℃· d。 其原理是: 相同配比的混凝土、在不同的温度、时间下养护, 只要成熟度相等,其强度大致相同。因此,施工单位 应事先对常用的各种配合比的混凝土分别作出20℃标 准养护条件下强度—时间曲线,以供查用。

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四、冬期施工的热工计算
混凝土拌合物的理论温度,可按《建筑工程冬期施工规程》JGJ (104-97)下式计算:
T0 ? [0.9(mceTce ? msaTsa ? mg Tg ) ? 4.2Tw (mw ? wsa msa ? wg mg ) ? c1 ( wsa msaTsa ? wg mg Tg ) ? c2 ( wsa msa ? wg mg ) 4.2mw ? 0.9(mce ? msa ? mg )

式中:T0 — —混凝土拌合物的温度(?C); mce、msa、mg — —水、水泥、砂、石的用量(k g); Tw、Tce、Tsa、Tg — — 水、水泥、砂、石的温度(?C); wsa、wg — —砂、石的含水率(%); c1、c2 — —水的比热容(k J / k g ? K)及溶解热(k J / k g)。 当骨料温度 ? 0?C时,c1 ? 4.2 ,c2=0 ; 当骨料温度 ? 0?C时,c1 ? 2.1 ,c2=335。

本教材的计算公式与只是符号不同而已。
180













四、冬期施工的热工计算

混凝土拌合物的出机温度公式:T1=T0 ? 0.16(T0 ? Ti ) 式中:T — —混凝土拌合物的出机温度(?C); Ti — —搅拌机棚内温度( C); ?

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四、冬期施工的热工计算

T2 ? T1 ? (?t? ? 0.32 n)(T1 ? Ta ) 式中:T2 — —混凝土拌合物经运输至浇筑成型完成时的温度(℃); t? — —混凝土拌合物自运输至浇筑成型完成的时间(h); n — —混凝土拌合物转运的次数; T — —运输时的环境温度(℃);

? — —温度损失系数(h ?1); 当用混凝土搅拌运输车时,? ? 0.25; 当用开敞式大型自卸汽车时,? ? 0.20; 当用开敞式小型自卸汽车时,? ? 0.30; 当用封闭自卸汽车时,? ? 1.0; 当用手推车时,? ? 0.50。
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四、冬期施工的热工计算
考虑模板和钢筋吸热影响,混凝土成型完成时的温度: T3 ? cc mcTc ? c f m f T f ? cs msTs cc mc ? c f m f ? cs ms

式中:c、c f 、cs — —混凝土拌合物、模板材料、钢筋的比热容; c mc — —单位立方米混凝土的重量(k g); m f 、m s — —与每立方米混凝土拌合物相接触的模板、钢筋的重量(k g); T f 、Ts — —模板、钢筋的温度(℃),未预热者可采用当时的环境温度。

183













混凝土蓄热养护过程中的温度计算
? (1)混凝土蓄热养护开始至任一时刻t的温度

T ? ?e

??vce ?t

? ?e

? vce ?t

? Tm,a

? (2)混凝土蓄热养护开始至任一时刻t的平均温度

1 ? ??vce ?t ? ? vce ?t Tm ? (? e ? e ? ? ? ) ? Tm,a vce t ? ?

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混凝土蓄热养护过程中的温度计算
其中? 、? 、? 为综合参数,取值计算如下:

??

wK? vce cc ? c

??

vce cce mce vce cc ? c ? wK?

? ? T3 ? Tm ,a ? ?

式中:T — —混凝土蓄热养护开始至任一时刻t的温度(?C); Tm — —混凝土蓄热养护开始至任一时刻t的平均温度(?C) t — —混凝土蓄热养护开始至任一时刻t的时间(h); Tm ,a — —混凝土蓄热养护开始至任一时刻t的平均气温(?C); 可取蓄热养护开始至t时气象预报的平均气温,遇大风 或寒流时,可按每日平均气温计算;

? c — —混凝土的质量密度(k g / m 3);
mce — —每立方米混凝土的水泥用量(k g / m 3); vce — —水泥水化速度系数(h ?1); c ce — —水泥水化积累最终放热量(k J / k g); w — —透风系数;

? — —结构表面系数,?=

Ac (混凝土结构表面积) ; Vc (混凝土结构体积)

K — —维护层的总传热系数(k J / m 2 ? h ? K); e — —自然对数之底,取e=2.72。
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混凝土蓄热养护过程中的温度计算
K值按下式计算: K? 3.6 0.04 ? ?
i ?1 n

di ki

式中: d i — —第i围护层的厚度(m); k i — —第i围护层的导热系数(W / m ? K); cce 和vce 按表1取值,w按表2取值。

表1:Cce/Vce
水泥品种及标号 525硅酸盐水泥 525普硅水泥 425普硅水泥 425矿渣水泥 Cce (kJ/kg) 400 360 330 240 0.013 Vce (h-1)

表2:ω
保护层种类 保护层由易透风材料 组成 在易透风材料外包不 透风材料 保温层由不透风材料 组成

透风系数
小风 中风 大风 2.0 1.5 1.3 2.5 1.8 1.45 3.0 2.0
186

1.6













施工需要计算 ? 当需要计算混凝土蓄热养护冷却至0℃ 时,可按下式逐次逼近的 方法进行计算;

T ? ?e

??vce ?t

? ?e

? vce ?t

? Tm,a

? 如果实际采取的蓄热养护条件满足

?
Tm ,a

? 1.5,且K? ? 50时,可按下式计算:

1 ? t? ln vce Tm ,a
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施工需要计算
? 混凝土蓄热养护开始冷却至0℃ 时间t0内平均温度,可根据下式 计算:(取 t=t0)

1 ? ??vce ?t ? ? vce ?t Tm ? (? e ? e ? ? ? ) ? Tm,a vce t ? ?
? 根据上述公式算出混凝土蓄热养护的平均温度Tm和混凝土冷却至 0℃的时间t0 ,即可根据混凝土强度增长曲线求出混凝土在此养 护过程中能达到的强度,并看其是否满足混凝土受冻临界强度的 要求。

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五、外加剂 ? 加入外加剂,就是使之产生抗冻、早强、催化、减水等效用,使 砼在负温条件下达到要求的强度。 ? 常用外加剂的效用
外加剂品种
早强 氯化钠 氯化钙 + + 抗冻 + +

外 加 剂 的 效 用
缓凝 减水 塑化 阻锈

硫酸钠
硫酸钙 亚硝酸钠 碳酸钙 三乙醇胺 硫代硫酸钠 重络酸钾 氨水 尿素


+ + + + + + + +


+ + + +

+ +

+ +

木质素磺酸钙








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