技术与计量（土建）---混凝土工程

混凝土工程
（一）混凝土施工配合比
1．设计混凝土配合比的基本要求有四方面
(1)满足混凝土设计的强度等级；
(2)满足施工要求的混凝土和易性；
(3)满足混凝土使用要求的耐久性；
(4)满足上述条件下做到节约水泥和降低混凝土成本。
确定满足上述四项基本要求的三大参数：水灰比、单位用水量和砂率。
四个基本要求和三大参数应掌握。
2．混凝土配合比设计的步骤
混凝土应按国家现行标准《普通混凝土配合比设计规程》JGJ 55的有关规定，根据混凝土强度等级、耐久性和工作性等要求进行配合比设计。
(1)混凝土的施工配制强度的确定。混凝土的施工配制强度可按下式确定，以达到95％的保证率：
fcu,o≥fcu,k 1.645σ
式中 fcu,o——混凝土的施工配制强度(MPa)；
fcu,k——混凝土抗压强度标准值(MPa)；
σ——施工单位的混凝土强度标准差(MPa)。
(2)计算水灰比(W／C)。
(3)确定单位用水量(mwo)。
(4)计算单位水泥用量(mco)。为保证混凝土的耐久性，mco要满足规定的最小水泥用量的要求，若mco小于规定的最小水泥用量，则应取规定的最小水泥用量值。计算的水泥用量不宜超过550kg／m3，若超过应提高水泥强度等级。
(5)确定砂率(βs)。合理的砂率值主要应根据混凝土拌和物的坍落度、粘聚性及保水性等特征来确定。
(6)计算粗、细骨料用量(mgo、mso)。粗骨料和细骨料用量的确定，应符合下列规定： 1)重量法。2）体积法。
(7)试配及调整配合比。
除掌握7步骤外，还应注意一些重要数字，如最大水泥用量550kg／m3，对混凝土配合比设计实例应同时掌握。
2004考题．混凝土的设计强度为C25，使用的普通硅酸盐水泥强度等级为32．5，碎石粒径为5-40mm。水泥强度等级富余系数为1．13，混凝土单位用水量185kg，该混凝土单位水泥用量为( B )。（σ可取5）
A．356．64kg B．376．79kg
C．394．81kg D．425．78kg
分析计算过程：
1、先计算试配强度。fcu0 = fcu.k 1．645σ；σ取5；
2、确定水灰比（W/C）
W/C =A*fce/[fcu.o A*B*fce]
式中 fce——水泥实际强度(MPa)；
fce（水泥实际强度）＝水泥强度等级值的富余系数*水泥强度等级值(MPa)
A,B——回归系数，其中采用碎石时，A＝0．46，B＝0．07；
3、计算单位水泥用量：mco= mwo/（W/C）
2006考题：根据历史资料统计，水泥强度等级值的富余系数为1.13，混凝土强度标准差为3Mpa。某施工企业用卵石，中砂和水泥强度等级32.5的普通硅酸盐水泥配置C25混凝土，设计用水量为180Kg，则每立方米混凝土的水泥用量为（A）。
A.365Kg B.350 Kg C.325Kg D.385Kg
分析计算过程：
1、先计算试配强度： fcu，0 = fcu.k 1．645σ=29.935；（按题目条件σ取3）
2、确定水灰比：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、计算水泥用量：
mco= mwo/（W/C）=180/0.493=365kg
（二）混凝土搅拌
1、原材料的质量要求。应重点掌握（1）（2）（3）条。
（1）水泥进场时应对其品种、级别、包装或散装仓号、出厂日期等进行检查，并应对其强度、安定性及其他必要的性能指标进行复验，其质量必须符合国家标准规定。当在使用中对水泥质量有怀疑或水泥出厂超过3个月(快硬硅酸盐水泥超过1个月)时，应进行复验，并按复验结果使用。
（2）预应力混凝土结构中，严禁使用含氯化物的水泥。 预应力混凝土结构中，严禁使用含氯化物的外加剂。钢筋混凝土结构中，当使用含氯化物的外加剂时，混凝土中氯化物的总含量应符合现行国家标准规定。
（3）混凝土用的粗骨料，其最大颗粒粒径不得超过构件截面最小尺寸的1／4，且不得超过钢筋最小净距的3／4。
2．混凝土搅拌机类型及选用
混凝土搅拌机按其工作原理，可以分为自落式和强制式两大类。
自落式混凝土搅拌机适用于搅拌塑性混凝土。
强制式搅拌机的搅拌作用比自落式搅拌机强烈，宜搅拌干硬性混凝土和轻骨料混凝土。
3．搅拌制度确定
除合理地选择搅拌机外，还必须正确地确定搅拌制度，即一次投料量、搅拌时间（教材表3.4.2）和投料顺序等。
投料顺序有三种：一次投料法、二次投料法、两次加水法。
（1）一次投料法：
A.强制式是将砂、石、水泥装入料斗，一次投入搅拌机内，同时加水进行搅拌；
B.自落式是:先投入砂(或石子)--再投水泥—再投入石子(或砂)。将水泥夹在砂、石之间，最后加水搅拌。
（2）二次投料法：
可提高强度，节约水泥。分为预拌水泥砂浆法和预拌水泥净浆法。
A.预拌水泥砂浆法是：先将水泥、砂和水投入搅 拌筒内进行搅拌，成为均匀的水泥砂浆后，再加入石子搅拌成均匀的混凝土；
B.预拌水泥净浆法是：先将水泥和水充分搅拌成均匀的水泥净浆后，再加入砂和石搅拌成混凝土。
(3).两次加水法： 亦称“裹砂石法混凝土搅拌工艺”。可提高强度，节约水泥。 先将全部的石子、砂和70％拌合水投入搅拌机，拌合15s，使骨料湿润，再投入全部水泥搅拌30s左右，然后加入30％拌合水再搅拌60s左右即可。
例题： 先将全部的石子、砂和70％拌合水投入搅拌机，拌合使骨料湿润，再投入全部水泥搅拌30s左右，然后加入30％拌合水再搅拌 左右叫做[ ]
A. 二次投料法
B. 预拌水泥砂浆法
C. 预拌水泥净浆法
D. 裹砂石法混凝土搅拌工艺
答案： D
(三)混凝土的运输
1、运输混凝土的要求。 有3条，即均质性，不离析；满足坍落度；初凝前浇筑完毕；
2.混凝土的运输方法
分为地面运输、垂直运输和楼地面运输。
地面运输：采用预拌混凝土时，多采用自卸汽车或混凝土搅拌运输车；采用现场搅拌时，多采用小型机动翻斗车，双轮手推车等。
混凝土垂直运输：多采用塔式起重机、混凝土泵、快速提升架和井架等。
混凝土楼面运输：一般以双轮手推车为主。
混凝土泵是一种能一次连续完成混凝土的水平运辅和垂直运输的设备，配以布料杆还可以进行混凝土的浇筑。
为减少泵送阻力，用前先泵送适量的水和水泥浆或水泥砂浆以润滑输送管内壁，然后进行正常的泵送。
(四)混凝土的浇筑
1．一般规定 。共有6条，应注意掌握（2）（3）（4）条。
(2)检查钢筋和预埋件的位置、数量和保护层厚度，并将检查结果填入隐蔽工程记录表。
(3)混凝土运输、浇筑及间歇的全部时间不应超过混凝土的初凝时间。同一施工段的混凝土应连续浇筑，并应在底层混凝土初凝之前将上一层混凝土浇筑完毕。当底层混凝土
初凝后浇筑上一层混凝土时，应按施工技术方案中对施工缝的要求进行处理。
(4)在浇筑竖向结构混凝土前，应先在底部填以50～lOOmm厚与混凝土内砂浆成分相同的水泥砂浆；为了防止发生离析现象，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高度不宜超过3m，否则应采用串筒、溜管或振动溜管使混凝土下落。
2．混凝土浇筑方法
为了使混凝土能振捣密实，同时，为了保证在下层混凝土初凝之前将上一层混凝土浇筑完毕，应采用分层浇筑和连续浇筑方法进行混凝土浇筑。
(1)梁、板、柱、墙的浇筑。在每一施工层中，应先浇筑柱或墙。在每一施工段中的柱或墙应连续浇筑到顶。每排柱子由外向内对称顺序进行浇筑，以防柱子模板连续受侧推力而倾斜。柱、墙浇筑完毕后应停歇1～1．5h，使混凝土拌合物获得初步沉实后，再浇筑梁、板混凝土。
梁和板一般同时浇筑，从一端开始向前推进。当梁高大于lm时，才允许将梁单独浇筑，此时的施工缝留在楼板板面下20～30mm处。
(2)大体积混凝土结构浇筑。
要防止大体积混凝土结构浇筑后产生裂缝，就要降低混凝土的温度应力，这就必须减少浇筑后混凝土的内外温差，不宜超过25℃。为此应采取相应的措施有：应优先选用水化热低的水泥；在满足设计强度要求的前提下，尽可能减少水泥用量；掺入适量的粉煤灰(粉煤灰的掺量一般以15％～25％为宜)；降低浇筑速度和减小浇筑层厚度；采取蓄水法或覆盖法进行人工降温措施；必要时经过计算和取得设计单位同意后可留后浇带或施工缝且分层分段浇筑。
大体积混凝土结构的浇筑方案，一般分为全面分层、分段分层和斜面分层三种。全面分层法要求的混凝土浇筑强度较大，斜面分层法混凝土浇筑强度较小，施工中可根据结构物的具体尺寸、捣实方法和混凝土供应能力，认真选择浇筑方案。目前应用较多的是斜面分层法。
3．混凝土密实成型
(1)混凝土振动密实成型。用于振动捣实混凝土拌和物的振动器按其工作方式可分为内部振动器、外部振动器、表面振动器和振动台四种。对它们的特点和适用部位要能够正确界定。
内部振动器又称插入式振动器，其工作部分是一棒状空心圆柱体，内部装有偏心振子，在电动机带动下产生高速转动而产生高频微幅的振动。内部振动器适用于基础、柱、梁、墙等深度或厚度较大的结构构件的混凝土捣实。
使用内部振动器时，要使振动棒垂直插入混凝土中，为使上下层混凝土结合成整体，振动棒插入下层尚未初凝的混凝土中50～lOOmm。振捣时要快插慢拔。快插是为了防止先将表面混凝土振实而造成分层离析；慢拔是为了使混凝土来得及填满振动棒拔出时所形成的空洞。振捣棒各插点的间距应该均匀，对普通混凝土插点间距不大于有效作用半径的1．5倍，对轻骨料混凝土插点间距不大于1倍。振捣棒移动方式有行列式和交错式两种。每个插点的振捣时间一般为20～30s。振捣棒与模板的距离不应大于其作用半径的0．5倍，并应避免碰撞钢筋、模板、芯管、预埋件等。
表面振动器又称平板振动器，是由带偏心块的电动机和平板等组成。表面振动器是放在混凝土表面进行振捣，适用于振捣楼板、地面和薄壳等薄壁构件。当采用表面振动器时，要求振动器的平板与混凝土保持接触，其移动间距应保证振动器的平板能覆盖已振实部分的边缘，应相互搭接30～50mm，以保证衔接处混凝土的密实。最好振捣两遍，两遍方向互相垂直。第一遍主要使混凝土密实，第二遍主要使混凝土表面平整。每一位置的延续时间一般为25～40s，以混凝土表面均匀出现浮浆为准。
外部振动器又称附着式振动器，它是直接固定在模板上，利用带偏心块的振动器产生的振动通过模板传递给混凝土拌和物，达到振实目的。适用于振捣断面较小或钢筋较密的柱、梁、墙等构件。使用外部振动器时，应考虑其有效作用范围约1～1．5m，作用深度约250mm。当构件尺寸较厚时，需在构件两侧安设振动器同时进行振动。当钢筋配置较密和构件断面较深较窄时，亦可采取边浇筑边振动的方法。
振动台是混凝土预制构件厂中的固定生产设备，用于振实预制构件。
例题：用于振动捣实混凝土拌和物的振动器按其工作方式可分为[ ]等
A. 内部振动器
B. 附着振动器
C. 表面振动器
D. 高频振动器
E. 振动台
答案：A c.E
(2)混凝土真空作业法。混凝土真空作业法是指借助于真空负压，将水从刚浇筑成型 的混凝土拌和物中吸出，同时使混凝土拌合物密实的一种成型方法。按真空作业的方式，分为表面真空作业和内部真空作业。表面真空作业是在混凝土构件的上、下表面或侧面布置真空腔进行吸水。上表面真空作业适用于楼板、预制混凝土平板、道路、机场跑道等；下表面真空作业适用于薄壳、隧道顶板等；墙壁、水池、桥墩等则宜用侧表面真空作业。有时还可将上述几种方法结合使用。
4．施工缝留置及处理
施工缝宜留置在结构受剪力较小且便于施工的部位。
柱子宜留在基础顶面、梁或吊车梁牛腿的下面、吊车梁的上面、无梁楼盖柱帽的下面 ，同时又要照顾到施工的方便。与板连成整体的大断面梁应留在板底面以下20～30mm处，当板下有梁托时，留置在梁托下部。单向板应留在平行于板短边的任何位置。有主次梁楼盖宜顺着次梁方向浇筑，应留在次梁跨度的中间1／3跨度范围内 。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，应按设计要求留置施工缝。
例题： 门洞口过梁跨度等于A,B轴 间距, 共6m，施工缝应留在 [ ]
A. 距离A轴2m处
B. 距离A轴3m处
C. 距离B轴2m处
D. 距离B轴2。5m处
E. 距离A轴1m处
答案： B. .D
在施工缝处继续浇筑混凝土时，应除掉水泥薄膜和松动石子，加以湿润并冲洗干净，先铺抹水泥浆或与混凝土砂浆成分相同的砂浆一层，待已浇筑的混凝土的强度不低于1.2N／mm2时才允许继续浇筑。
如设计留有后浇带，宜选用专用模板，何时浇筑混凝土由设计确定，混凝土应浇捣密实，防止渗漏水。
(五)混凝土的养护
有标准养护、热养护和自然养护三种方法。
1.标准养护
混凝土在温度为20度(土3度)，相对湿度为90％以上的潮湿环境或水中的条件下进行的养护，称为标准养护。
2.热养护
为了加速混凝土的硬化过程，将其置于较高温度条件下进行硬化的养护，称为热养护。常用的热养护方法是蒸汽养护。
3.自然养护
在常温下(平均气温不低于 5度)采用适当的材料覆盖混凝土，并采取浇水润湿、防风防干、保温防冻等措施所进行的养护，称为自然养护。混凝土的自然养护应符合下列规定：
(1)应在浇筑完毕后的12h以内对混凝土加以覆盖并保湿养护。当日平均气温低于50C时，不得浇水；
(2)混凝土浇水养护的时间：对采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥拌制的混凝土，不得少于7d；对掺用缓凝型外加剂或有抗渗要求的混凝土，不得少于14d；当采用其他品种水泥时，混凝土的养护时间应根据所采用水泥的技术性能确定；
(3)浇水次数应能保持混凝土处于湿润状态，混凝土养护用水应与拌制用水相同；
(4)采用塑料布覆盖养护的混凝土，其敞露的全部表面应覆盖严密，并应保持塑料布内有凝结水；不便浇水和覆盖的，可喷保护层养护。
(5)混凝土强度达到1.2N／mm2前，不得在其上踩踏或安装模板及支架。
自然养护分洒水养护和喷涂薄膜养生液养护两种。喷涂薄膜养生液养护适用于不宜浇水养护的高耸构筑物和大面积混凝土结构。喷涂薄膜养生液养护的方法之一是将以过氯乙烯树脂为主的塑料溶液用喷枪喷洒到混凝土表面上，形成不透水塑料薄膜；方法之二是将以无机硅酸盐为主和其他有机材料为辅配制成的养护剂喷洒到混凝土表面，使其表面1～3mm的渗透层范围内发生化学反应，既可提高混凝土表面强度，又可形成一层坚实的薄膜，使混凝土与空气隔绝。



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