技術(shù)與計量(土建)---混凝土工程

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混凝土工程
    (一)混凝土施工配合比
    1.設(shè)計混凝土配合比的基本要求有四方面
    (1)滿足混凝土設(shè)計的強度等級;
    (2)滿足施工要求的混凝土和易性;
    (3)滿足混凝土使用要求的耐久性;
    (4)滿足上述條件下做到節(jié)約水泥和降低混凝土成本。
    確定滿足上述四項基本要求的三大參數(shù):水灰比、單位用水量和砂率。
    四個基本要求和三大參數(shù)應掌握。
    2.混凝土配合比設(shè)計的步驟
    混凝土應按國家現(xiàn)行標準《普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)程》JGJ 55的有關(guān)規(guī)定,根據(jù)混凝土強度等級、耐久性和工作性等要求進行配合比設(shè)計。
    (1)混凝土的施工配制強度的確定。混凝土的施工配制強度可按下式確定,以達到95%的保證率:
    fcu,o≥fcu,k+1.645σ
    式中 fcu,o——混凝土的施工配制強度(MPa);
     fcu,k——混凝土抗壓強度標準值(MPa);
     σ——施工單位的混凝土強度標準差(MPa)。
     (2)計算水灰比(W/C)。
     (3)確定單位用水量(mwo)。
     (4)計算單位水泥用量(mco)。為保證混凝土的耐久性,mco要滿足規(guī)定的最小水泥用量的要求,若mco小于規(guī)定的最小水泥用量,則應取規(guī)定的最小水泥用量值。計算的水泥用量不宜超過550kg/m3,若超過應提高水泥強度等級。
     (5)確定砂率(βs)。合理的砂率值主要應根據(jù)混凝土拌和物的坍落度、粘聚性及保水性等特征來確定。
     (6)計算粗、細骨料用量(mgo、mso)。粗骨料和細骨料用量的確定,應符合下列規(guī)定: 1)重量法。2)體積法。
     (7)試配及調(diào)整配合比。
    除掌握7步驟外,還應注意一些重要數(shù)字,如水泥用量550kg/m3,對混凝土配合比設(shè)計實例應同時掌握。
    2004考題.混凝土的設(shè)計強度為C25,使用的普通硅酸鹽水泥強度等級為32.5,碎石粒徑為5-40mm。水泥強度等級富余系數(shù)為1.13,混凝土單位用水量185kg,該混凝土單位水泥用量為( B )。(σ可取5)
     A.356.64kg B.376.79kg
     C.394.81kg D.425.78kg
    分析計算過程:
    1、先計算試配強度。fcu0 = fcu.k +1.645σ;σ取5;
    2、確定水灰比(W/C)
     W/C =A*fce/[fcu.o+A*B*fce]
    式中 fce——水泥實際強度(MPa);
    fce(水泥實際強度)=水泥強度等級值的富余系數(shù)*水泥強度等級值(MPa)
    A,B——回歸系數(shù),其中采用碎石時,A=0.46,B=0.07;
    3、計算單位水泥用量:mco= mwo/(W/C)
    2006考題:根據(jù)歷史資料統(tǒng)計,水泥強度等級值的富余系數(shù)為1.13,混凝土強度標準差為3Mpa。某施工企業(yè)用卵石,中砂和水泥強度等級32.5的普通硅酸鹽水泥配置C25混凝土,設(shè)計用水量為180Kg,則每立方米混凝土的水泥用量為(A)。
    A.365Kg B.350 Kg C.325Kg D.385Kg
    分析計算過程:
    1、先計算試配強度: fcu,0 = fcu.k +1.645σ=29.935;(按題目條件σ取3)
    2、確定水灰比:W/C =A*fce/[fcu.o+A* *fce]
    其中fce=rc* fceg=1.13*32.5,
     采用碎石:A =0.48;B=0.33
    W/C=0.493
    3、計算水泥用量:
    mco= mwo/(W/C)=180/0.493=365kg
    (二)混凝土攪拌
    1、原材料的質(zhì)量要求。應重點掌握(1)(2)(3)條。
    (1)水泥進場時應對其品種、級別、包裝或散裝倉號、出廠日期等進行檢查,并應對其強度、安定性及其他必要的性能指標進行復驗,其質(zhì)量必須符合國家標準規(guī)定。當在使用中對水泥質(zhì)量有懷疑或水泥出廠超過3個月(快硬硅酸鹽水泥超過1個月)時,應進行復驗,并按復驗結(jié)果使用。
    (2)預應力混凝土結(jié)構(gòu)中,嚴禁使用含氯化物的水泥。 預應力混凝土結(jié)構(gòu)中,嚴禁使用含氯化物的外加劑。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中,當使用含氯化物的外加劑時,混凝土中氯化物的總含量應符合現(xiàn)行國家標準規(guī)定。
    (3)混凝土用的粗骨料,其顆粒粒徑不得超過構(gòu)件截面最小尺寸的1/4,且不得超過鋼筋最小凈距的3/4。
    2.混凝土攪拌機類型及選用
    混凝土攪拌機按其工作原理,可以分為自落式和強制式兩大類。
    自落式混凝土攪拌機適用于攪拌塑性混凝土。
    強制式攪拌機的攪拌作用比自落式攪拌機強烈,宜攪拌干硬性混凝土和輕骨料混凝土。
    3.攪拌制度確定
    除合理地選擇攪拌機外,還必須正確地確定攪拌制度,即一次投料量、攪拌時間(教材表3.4.2)和投料順序等。
    投料順序有三種:一次投料法、二次投料法、兩次加水法。
    (1)一次投料法:
    A.強制式是將砂、石、水泥裝入料斗,一次投入攪拌機內(nèi),同時加水進行攪拌;
    B.自落式是:先投入砂(或石子)--再投水泥—再投入石子(或砂)。將水泥夾在砂、石之間,最后加水攪拌。
    (2)二次投料法:
    可提高強度,節(jié)約水泥。分為預拌水泥砂漿法和預拌水泥凈漿法。
    A.預拌水泥砂漿法是:先將水泥、砂和水投入攪 拌筒內(nèi)進行攪拌,成為均勻的水泥砂漿后,再加入石子攪拌成均勻的混凝土;
    B.預拌水泥凈漿法是:先將水泥和水充分攪拌成均勻的水泥凈漿后,再加入砂和石攪拌成混凝土。
    (3).兩次加水法: 亦稱“裹砂石法混凝土攪拌工藝”。可提高強度,節(jié)約水泥。 先將全部的石子、砂和70%拌合水投入攪拌機,拌合15s,使骨料濕潤,再投入全部水泥攪拌30s左右,然后加入30%拌合水再攪拌60s左右即可。
    例題: 先將全部的石子、砂和70%拌合水投入攪拌機,拌合使骨料濕潤,再投入全部水泥攪拌30s左右,然后加入30%拌合水再攪拌 左右叫做[ ]
    A. 二次投料法
    B. 預拌水泥砂漿法
    C. 預拌水泥凈漿法
    D. 裹砂石法混凝土攪拌工藝
     答案: D
     (三)混凝土的運輸
    1、運輸混凝土的要求。 有3條,即均質(zhì)性,不離析;滿足坍落度;初凝前澆筑完畢;
    2.混凝土的運輸方法
    分為地面運輸、垂直運輸和樓地面運輸。
    地面運輸:采用預拌混凝土時,多采用自卸汽車或混凝土攪拌運輸車;采用現(xiàn)場攪拌時,多采用小型機動翻斗車,雙輪手推車等。
    混凝土垂直運輸:多采用塔式起重機、混凝土泵、快速提升架和井架等。
    混凝土樓面運輸:一般以雙輪手推車為主。
    混凝土泵是一種能一次連續(xù)完成混凝土的水平運輔和垂直運輸?shù)脑O(shè)備,配以布料桿還可以進行混凝土的澆筑。
    為減少泵送阻力,用前先泵送適量的水和水泥漿或水泥砂漿以潤滑輸送管內(nèi)壁,然后進行正常的泵送。
    (四)混凝土的澆筑
    1.一般規(guī)定 。共有6條,應注意掌握(2)(3)(4)條。
     (2)檢查鋼筋和預埋件的位置、數(shù)量和保護層厚度,并將檢查結(jié)果填入隱蔽工程記錄表。
     (3)混凝土運輸、澆筑及間歇的全部時間不應超過混凝土的初凝時間。同一施工段的混凝土應連續(xù)澆筑,并應在底層混凝土初凝之前將上一層混凝土澆筑完畢。當?shù)讓踊炷?BR>     初凝后澆筑上一層混凝土時,應按施工技術(shù)方案中對施工縫的要求進行處理。
     (4)在澆筑豎向結(jié)構(gòu)混凝土前,應先在底部填以50~lOOmm厚與混凝土內(nèi)砂漿成分相同的水泥砂漿;為了防止發(fā)生離析現(xiàn)象,混凝土自高處傾落的自由高度不應超過2m,在豎向結(jié)構(gòu)中限制自由高度不宜超過3m,否則應采用串筒、溜管或振動溜管使混凝土下落。
    2.混凝土澆筑方法
     為了使混凝土能振搗密實,同時,為了保證在下層混凝土初凝之前將上一層混凝土澆筑完畢,應采用分層澆筑和連續(xù)澆筑方法進行混凝土澆筑。
     (1)梁、板、柱、墻的澆筑。在每一施工層中,應先澆筑柱或墻。在每一施工段中的柱或墻應連續(xù)澆筑到頂。每排柱子由外向內(nèi)對稱順序進行澆筑,以防柱子模板連續(xù)受側(cè)推力而傾斜。柱、墻澆筑完畢后應停歇1~1.5h,使混凝土拌合物獲得初步沉實后,再澆筑梁、板混凝土。
     梁和板一般同時澆筑,從一端開始向前推進。當梁高大于lm時,才允許將梁單獨澆筑,此時的施工縫留在樓板板面下20~30mm處。
     (2)大體積混凝土結(jié)構(gòu)澆筑。
     要防止大體積混凝土結(jié)構(gòu)澆筑后產(chǎn)生裂縫,就要降低混凝土的溫度應力,這就必須減少澆筑后混凝土的內(nèi)外溫差,不宜超過25℃。為此應采取相應的措施有:應優(yōu)先選用水化熱低的水泥;在滿足設(shè)計強度要求的前提下,盡可能減少水泥用量;摻入適量的粉煤灰(粉煤灰的摻量一般以15%~25%為宜);降低澆筑速度和減小澆筑層厚度;采取蓄水法或覆蓋法進行人工降溫措施;必要時經(jīng)過計算和取得設(shè)計單位同意后可留后澆帶或施工縫且分層分段澆筑。
     大體積混凝土結(jié)構(gòu)的澆筑方案,一般分為全面分層、分段分層和斜面分層三種。全面分層法要求的混凝土澆筑強度較大,斜面分層法混凝土澆筑強度較小,施工中可根據(jù)結(jié)構(gòu)物的具體尺寸、搗實方法和混凝土供應能力,認真選擇澆筑方案。目前應用較多的是斜面分層法。
     3.混凝土密實成型
     (1)混凝土振動密實成型。用于振動搗實混凝土拌和物的振動器按其工作方式可分為內(nèi)部振動器、外部振動器、表面振動器和振動臺四種。對它們的特點和適用部位要能夠正確界定。
    內(nèi)部振動器又稱插入式振動器,其工作部分是一棒狀空心圓柱體,內(nèi)部裝有偏心振子,在電動機帶動下產(chǎn)生高速轉(zhuǎn)動而產(chǎn)生高頻微幅的振動。內(nèi)部振動器適用于基礎(chǔ)、柱、梁、墻等深度或厚度較大的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的混凝土搗實。
     使用內(nèi)部振動器時,要使振動棒垂直插入混凝土中,為使上下層混凝土結(jié)合成整體,振動棒插入下層尚未初凝的混凝土中50~lOOmm。振搗時要快插慢拔??觳迨菫榱朔乐瓜葘⒈砻婊炷琳駥嵍斐煞謱与x析;慢拔是為了使混凝土來得及填滿振動棒拔出時所形成的空洞。振搗棒各插點的間距應該均勻,對普通混凝土插點間距不大于有效作用半徑的1.5倍,對輕骨料混凝土插點間距不大于1倍。振搗棒移動方式有行列式和交錯式兩種。每個插點的振搗時間一般為20~30s。振搗棒與模板的距離不應大于其作用半徑的0.5倍,并應避免碰撞鋼筋、模板、芯管、預埋件等。
    表面振動器又稱平板振動器,是由帶偏心塊的電動機和平板等組成。表面振動器是放在混凝土表面進行振搗,適用于振搗樓板、地面和薄殼等薄壁構(gòu)件。當采用表面振動器時,要求振動器的平板與混凝土保持接觸,其移動間距應保證振動器的平板能覆蓋已振實部分的邊緣,應相互搭接30~50mm,以保證銜接處混凝土的密實。振搗兩遍,兩遍方向互相垂直。第一遍主要使混凝土密實,第二遍主要使混凝土表面平整。每一位置的延續(xù)時間一般為25~40s,以混凝土表面均勻出現(xiàn)浮漿為準。
     外部振動器又稱附著式振動器,它是直接固定在模板上,利用帶偏心塊的振動器產(chǎn)生的振動通過模板傳遞給混凝土拌和物,達到振實目的。適用于振搗斷面較小或鋼筋較密的柱、梁、墻等構(gòu)件。使用外部振動器時,應考慮其有效作用范圍約1~1.5m,作用深度約250mm。當構(gòu)件尺寸較厚時,需在構(gòu)件兩側(cè)安設(shè)振動器同時進行振動。當鋼筋配置較密和構(gòu)件斷面較深較窄時,亦可采取邊澆筑邊振動的方法。
     振動臺是混凝土預制構(gòu)件廠中的固定生產(chǎn)設(shè)備,用于振實預制構(gòu)件。
    例題:用于振動搗實混凝土拌和物的振動器按其工作方式可分為[ ]等
    A. 內(nèi)部振動器
    B. 附著振動器
    C. 表面振動器
    D. 高頻振動器
    E. 振動臺
    答案:A c.E
     (2)混凝土真空作業(yè)法?;炷琳婵兆鳂I(yè)法是指借助于真空負壓,將水從剛澆筑成型 的混凝土拌和物中吸出,同時使混凝土拌合物密實的一種成型方法。按真空作業(yè)的方式,分為表面真空作業(yè)和內(nèi)部真空作業(yè)。表面真空作業(yè)是在混凝土構(gòu)件的上、下表面或側(cè)面布置真空腔進行吸水。上表面真空作業(yè)適用于樓板、預制混凝土平板、道路、機場跑道等;下表面真空作業(yè)適用于薄殼、隧道頂板等;墻壁、水池、橋墩等則宜用側(cè)表面真空作業(yè)。有時還可將上述幾種方法結(jié)合使用。
     4.施工縫留置及處理
     施工縫宜留置在結(jié)構(gòu)受剪力較小且便于施工的部位。
     柱子宜留在基礎(chǔ)頂面、梁或吊車梁牛腿的下面、吊車梁的上面、無梁樓蓋柱帽的下面 ,同時又要照顧到施工的方便。與板連成整體的大斷面梁應留在板底面以下20~30mm處,當板下有梁托時,留置在梁托下部。單向板應留在平行于板短邊的任何位置。有主次梁樓蓋宜順著次梁方向澆筑,應留在次梁跨度的中間1/3跨度范圍內(nèi) 。樓梯應留在樓梯長度中間1/3長度范圍內(nèi)。墻可留在門洞口過梁跨中1/3范圍內(nèi),也可留在縱橫墻的交接處。雙向受力的樓板、大體積混凝土結(jié)構(gòu)、拱、薄殼、多層框架等及其他結(jié)構(gòu)復雜的結(jié)構(gòu),應按設(shè)計要求留置施工縫。
    例題: 門洞口過梁跨度等于A,B軸 間距, 共6m,施工縫應留在 [ ]
    A. 距離A軸2m處
    B. 距離A軸3m處
    C. 距離B軸2m處
    D. 距離B軸2。5m處
    E. 距離A軸1m處
    答案: B. .D
     在施工縫處繼續(xù)澆筑混凝土時,應除掉水泥薄膜和松動石子,加以濕潤并沖洗干凈,先鋪抹水泥漿或與混凝土砂漿成分相同的砂漿一層,待已澆筑的混凝土的強度不低于1.2N/mm2時才允許繼續(xù)澆筑。
     如設(shè)計留有后澆帶,宜選用專用模板,何時澆筑混凝土由設(shè)計確定,混凝土應澆搗密實,防止?jié)B漏水。
     (五)混凝土的養(yǎng)護
    有標準養(yǎng)護、熱養(yǎng)護和自然養(yǎng)護三種方法。
    1.標準養(yǎng)護
    混凝土在溫度為20度(土3度),相對濕度為90%以上的潮濕環(huán)境或水中的條件下進行的養(yǎng)護,稱為標準養(yǎng)護。
    2.熱養(yǎng)護
    為了加速混凝土的硬化過程,將其置于較高溫度條件下進行硬化的養(yǎng)護,稱為熱養(yǎng)護。常用的熱養(yǎng)護方法是蒸汽養(yǎng)護。
    3.自然養(yǎng)護
    在常溫下(平均氣溫不低于+5度)采用適當?shù)牟牧细采w混凝土,并采取澆水潤濕、防風防干、保溫防凍等措施所進行的養(yǎng)護,稱為自然養(yǎng)護?;炷恋淖匀火B(yǎng)護應符合下列規(guī)定:
    (1)應在澆筑完畢后的12h以內(nèi)對混凝土加以覆蓋并保濕養(yǎng)護。當日平均氣溫低于50C時,不得澆水;
    (2)混凝土澆水養(yǎng)護的時間:對采用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥或礦渣硅酸鹽水泥拌制的混凝土,不得少于7d;對摻用緩凝型外加劑或有抗?jié)B要求的混凝土,不得少于14d;當采用其他品種水泥時,混凝土的養(yǎng)護時間應根據(jù)所采用水泥的技術(shù)性能確定;
     (3)澆水次數(shù)應能保持混凝土處于濕潤狀態(tài),混凝土養(yǎng)護用水應與拌制用水相同;
     (4)采用塑料布覆蓋養(yǎng)護的混凝土,其敞露的全部表面應覆蓋嚴密,并應保持塑料布內(nèi)有凝結(jié)水;不便澆水和覆蓋的,可噴保護層養(yǎng)護。
     (5)混凝土強度達到1.2N/mm2前,不得在其上踩踏或安裝模板及支架。
     自然養(yǎng)護分灑水養(yǎng)護和噴涂薄膜養(yǎng)生液養(yǎng)護兩種。噴涂薄膜養(yǎng)生液養(yǎng)護適用于不宜澆水養(yǎng)護的高聳構(gòu)筑物和大面積混凝土結(jié)構(gòu)。噴涂薄膜養(yǎng)生液養(yǎng)護的方法之一是將以過氯乙烯樹脂為主的塑料溶液用噴槍噴灑到混凝土表面上,形成不透水塑料薄膜;方法之二是將以無機硅酸鹽為主和其他有機材料為輔配制成的養(yǎng)護劑噴灑到混凝土表面,使其表面1~3mm的滲透層范圍內(nèi)發(fā)生化學反應,既可提高混凝土表面強度,又可形成一層堅實的薄膜,使混凝土與空氣隔絕。