混凝土工程
(一)混凝土施工配合比
1.設(shè)計(jì)混凝土配合比的基本要求有四方面
(1)滿足混凝土設(shè)計(jì)的強(qiáng)度等級(jí);
(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(xiàng)基本要求的三大參數(shù):水灰比、單位用水量和砂率。
四個(gè)基本要求和三大參數(shù)應(yīng)掌握。
2.混凝土配合比設(shè)計(jì)的步驟
混凝土應(yīng)按國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》JGJ 55的有關(guān)規(guī)定,根據(jù)混凝土強(qiáng)度等級(jí)、耐久性和工作性等要求進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)。
(1)混凝土的施工配制強(qiáng)度的確定。混凝土的施工配制強(qiáng)度可按下式確定,以達(dá)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(qiáng)度(MPa);
fcu,k——混凝土抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值(MPa);
σ——施工單位的混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差(MPa)。
(2)計(jì)算水灰比(W/C)。
(3)確定單位用水量(mwo)。
(4)計(jì)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(yīng)取規(guī)定的最小水泥用量值。計(jì)算的水泥用量不宜超過(guò)550kg/m3,若超過(guò)應(yīng)提高水泥強(qiáng)度等級(jí)。
(5)確定砂率(βs)。合理的砂率值主要應(yīng)根據(jù)混凝土拌和物的坍落度、粘聚性及保水性等特征來(lái)確定。
(6)計(jì)算粗、細(xì)骨料用量(mgo、mso)。粗骨料和細(xì)骨料用量的確定,應(yīng)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(yīng)注意一些重要數(shù)字,如水泥用量550kg/m3,對(duì)混凝土配合比設(shè)計(jì)實(shí)例應(yīng)同時(shí)掌握。
2004考題.混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度為C25,使用的普通硅酸鹽水泥強(qiáng)度等級(jí)為32.5,碎石粒徑為5-40mm。水泥強(qiáng)度等級(jí)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(jì)算過(guò)程:
1、先計(jì)算試配強(qiáng)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(shí)際強(qiáng)度(MPa);
fce(水泥實(shí)際強(qiáng)度)=水泥強(qiáng)度等級(jí)值的富余系數(shù)*水泥強(qiáng)度等級(jí)值(MPa)
A,B——回歸系數(shù),其中采用碎石時(shí),A=0.46,B=0.07;
3、計(jì)算單位水泥用量:mco= mwo/(W/C)
2006考題:根據(jù)歷史資料統(tǒng)計(jì),水泥強(qiáng)度等級(jí)值的富余系數(shù)為1.13,混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差為3Mpa。某施工企業(yè)用卵石,中砂和水泥強(qiáng)度等級(jí)32.5的普通硅酸鹽水泥配置C25混凝土,設(shè)計(jì)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(jì)算過(guò)程:
1、先計(jì)算試配強(qiáng)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(jì)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(yīng)重點(diǎn)掌握(1)(2)(3)條。
(1)水泥進(jìn)場(chǎng)時(shí)應(yīng)對(duì)其品種、級(jí)別、包裝或散裝倉(cāng)號(hào)、出廠日期等進(jìn)行檢查,并應(yīng)對(duì)其強(qiáng)度、安定性及其他必要的性能指標(biāo)進(jìn)行復(fù)驗(yàn),其質(zhì)量必須符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。當(dāng)在使用中對(duì)水泥質(zhì)量有懷疑或水泥出廠超過(guò)3個(gè)月(快硬硅酸鹽水泥超過(guò)1個(gè)月)時(shí),應(yīng)進(jìn)行復(fù)驗(yàn),并按復(fù)驗(yàn)結(jié)果使用。
(2)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中,嚴(yán)禁使用含氯化物的水泥。 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中,嚴(yán)禁使用含氯化物的外加劑。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中,當(dāng)使用含氯化物的外加劑時(shí),混凝土中氯化物的總含量應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。
(3)混凝土用的粗骨料,其顆粒粒徑不得超過(guò)構(gòu)件截面最小尺寸的1/4,且不得超過(guò)鋼筋最小凈距的3/4。
2.混凝土攪拌機(jī)類型及選用
混凝土攪拌機(jī)按其工作原理,可以分為自落式和強(qiáng)制式兩大類。
自落式混凝土攪拌機(jī)適用于攪拌塑性混凝土。
強(qiáng)制式攪拌機(jī)的攪拌作用比自落式攪拌機(jī)強(qiáng)烈,宜攪拌干硬性混凝土和輕骨料混凝土。
3.?dāng)嚢柚贫却_定
除合理地選擇攪拌機(jī)外,還必須正確地確定攪拌制度,即一次投料量、攪拌時(shí)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(qiáng)制式是將砂、石、水泥裝入料斗,一次投入攪拌機(jī)內(nèi),同時(shí)加水進(jìn)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?dāng)嚢琛?BR> (2)二次投料法:
可提高強(qiáng)度,節(jié)約水泥。分為預(yù)拌水泥砂漿法和預(yù)拌水泥凈漿法。
A.預(yù)拌水泥砂漿法是:先將水泥、砂和水投入攪 拌筒內(nèi)進(jìn)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(yù)拌水泥凈漿法是:先將水泥和水充分?jǐn)嚢璩删鶆虻乃鄡魸{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”??商岣邚?qiáng)度,節(jié)約水泥。 先將全部的石子、砂和70%拌合水投入攪拌機(jī),拌合15s,使骨料濕潤(rùn),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(jī),拌合使骨料濕潤(rùn),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(yù)拌水泥砂漿法
C. 預(yù)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(yùn)輸
1、運(yùn)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(yùn)輸方法
分為地面運(yùn)輸、垂直運(yùn)輸和樓地面運(yùn)輸。
地面運(yùn)輸:采用預(yù)拌混凝土?xí)r,多采用自卸汽車或混凝土攪拌運(yùn)輸車;采用現(xiàn)場(chǎng)攪拌時(shí),多采用小型機(jī)動(dòng)翻斗車,雙輪手推車等。
混凝土垂直運(yùn)輸:多采用塔式起重機(jī)、混凝土泵、快速提升架和井架等。
混凝土樓面運(yùn)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(yùn)輔和垂直運(yùn)輸?shù)脑O(shè)備,配以布料桿還可以進(jìn)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(rùn)滑輸送管內(nèi)壁,然后進(jìn)行正常的泵送。
(四)混凝土的澆筑
1.一般規(guī)定 。共有6條,應(yīng)注意掌握(2)(3)(4)條。
(2)檢查鋼筋和預(yù)埋件的位置、數(shù)量和保護(hù)層厚度,并將檢查結(jié)果填入隱蔽工程記錄表。
(3)混凝土運(yùn)輸、澆筑及間歇的全部時(shí)間不應(yīng)超過(guò)混凝土的初凝時(shí)間。同一施工段的混凝土應(yīng)連續(xù)澆筑,并應(yīng)在底層混凝土初凝之前將上一層混凝土澆筑完畢。當(dāng)?shù)讓踊炷?BR> 初凝后澆筑上一層混凝土?xí)r,應(yīng)按施工技術(shù)方案中對(duì)施工縫的要求進(jìn)行處理。
(4)在澆筑豎向結(jié)構(gòu)混凝土前,應(yīng)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(yīng)超過(guò)2m,在豎向結(jié)構(gòu)中限制自由高度不宜超過(guò)3m,否則應(yīng)采用串筒、溜管或振動(dòng)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(shí),同時(shí),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(yīng)采用分層澆筑和連續(xù)澆筑方法進(jìn)行混凝土澆筑。
(1)梁、板、柱、墻的澆筑。在每一施工層中,應(yīng)先澆筑柱或墻。在每一施工段中的柱或墻應(yīng)連續(xù)澆筑到頂。每排柱子由外向內(nèi)對(duì)稱順序進(jìn)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(yīng)停歇1~1.5h,使混凝土拌合物獲得初步沉實(shí)后,再澆筑梁、板混凝土。
梁和板一般同時(shí)澆筑,從一端開始向前推進(jìn)。當(dāng)梁高大于lm時(shí),才允許將梁?jiǎn)为?dú)澆筑,此時(shí)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(yīng)力,這就必須減少澆筑后混凝土的內(nèi)外溫差,不宜超過(guò)25℃。為此應(yīng)采取相應(yīng)的措施有:應(yīng)優(yōu)先選用水化熱低的水泥;在滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)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(jìn)行人工降溫措施;必要時(shí)經(jīng)過(guò)計(jì)算和取得設(shè)計(jì)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(qiáng)度較大,斜面分層法混凝土澆筑強(qiáng)度較小,施工中可根據(jù)結(jié)構(gòu)物的具體尺寸、搗實(shí)方法和混凝土供應(yīng)能力,認(rèn)真選擇澆筑方案。目前應(yīng)用較多的是斜面分層法。
3.混凝土密實(shí)成型
(1)混凝土振動(dòng)密實(shí)成型。用于振動(dòng)搗實(shí)混凝土拌和物的振動(dòng)器按其工作方式可分為內(nèi)部振動(dòng)器、外部振動(dòng)器、表面振動(dòng)器和振動(dòng)臺(tái)四種。對(duì)它們的特點(diǎn)和適用部位要能夠正確界定。
內(nèi)部振動(dòng)器又稱插入式振動(dòng)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(dòng)機(jī)帶動(dòng)下產(chǎn)生高速轉(zhuǎn)動(dòng)而產(chǎn)生高頻微幅的振動(dòng)。內(nèi)部振動(dòng)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(shí)。
使用內(nèi)部振動(dòng)器時(shí),要使振動(dòng)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(dòng)棒插入下層尚未初凝的混凝土中50~lOOmm。振搗時(shí)要快插慢拔??觳迨菫榱朔乐瓜葘⒈砻婊炷琳駥?shí)而造成分層離析;慢拔是為了使混凝土來(lái)得及填滿振動(dòng)棒拔出時(shí)所形成的空洞。振搗棒各插點(diǎn)的間距應(yīng)該均勻,對(duì)普通混凝土插點(diǎn)間距不大于有效作用半徑的1.5倍,對(duì)輕骨料混凝土插點(diǎn)間距不大于1倍。振搗棒移動(dòng)方式有行列式和交錯(cuò)式兩種。每個(gè)插點(diǎn)的振搗時(shí)間一般為20~30s。振搗棒與模板的距離不應(yīng)大于其作用半徑的0.5倍,并應(yīng)避免碰撞鋼筋、模板、芯管、預(yù)埋件等。
表面振動(dòng)器又稱平板振動(dòng)器,是由帶偏心塊的電動(dòng)機(jī)和平板等組成。表面振動(dòng)器是放在混凝土表面進(jìn)行振搗,適用于振搗樓板、地面和薄殼等薄壁構(gòu)件。當(dāng)采用表面振動(dòng)器時(shí),要求振動(dòng)器的平板與混凝土保持接觸,其移動(dòng)間距應(yīng)保證振動(dòng)器的平板能覆蓋已振實(shí)部分的邊緣,應(yīng)相互搭接30~50mm,以保證銜接處混凝土的密實(shí)。振搗兩遍,兩遍方向互相垂直。第一遍主要使混凝土密實(shí),第二遍主要使混凝土表面平整。每一位置的延續(xù)時(shí)間一般為25~40s,以混凝土表面均勻出現(xiàn)浮漿為準(zhǔn)。
外部振動(dòng)器又稱附著式振動(dòng)器,它是直接固定在模板上,利用帶偏心塊的振動(dòng)器產(chǎn)生的振動(dòng)通過(guò)模板傳遞給混凝土拌和物,達(dá)到振實(shí)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(dòng)器時(shí),應(yīng)考慮其有效作用范圍約1~1.5m,作用深度約250mm。當(dāng)構(gòu)件尺寸較厚時(shí),需在構(gòu)件兩側(cè)安設(shè)振動(dòng)器同時(shí)進(jìn)行振動(dòng)。當(dāng)鋼筋配置較密和構(gòu)件斷面較深較窄時(shí),亦可采取邊澆筑邊振動(dòng)的方法。
振動(dòng)臺(tái)是混凝土預(yù)制構(gòu)件廠中的固定生產(chǎn)設(shè)備,用于振實(shí)預(yù)制構(gòu)件。
例題:用于振動(dòng)搗實(shí)混凝土拌和物的振動(dòng)器按其工作方式可分為[ ]等
A. 內(nèi)部振動(dòng)器
B. 附著振動(dòng)器
C. 表面振動(dòng)器
D. 高頻振動(dòng)器
E. 振動(dòng)臺(tái)
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(fù)壓,將水從剛澆筑成型 的混凝土拌和物中吸出,同時(shí)使混凝土拌合物密實(shí)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(jìn)行吸水。上表面真空作業(yè)適用于樓板、預(yù)制混凝土平板、道路、機(jī)場(chǎng)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(shí)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(wú)梁樓蓋柱帽的下面 ,同時(shí)又要照顧到施工的方便。與板連成整體的大斷面梁應(yīng)留在板底面以下20~30mm處,當(dāng)板下有梁托時(shí),留置在梁托下部。單向板應(yīng)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(yīng)留在次梁跨度的中間1/3跨度范圍內(nèi) 。樓梯應(yīng)留在樓梯長(zhǎng)度中間1/3長(zhǎng)度范圍內(nèi)。墻可留在門洞口過(guò)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(fù)雜的結(jié)構(gòu),應(yīng)按設(shè)計(jì)要求留置施工縫。
例題: 門洞口過(guò)梁跨度等于A,B軸 間距, 共6m,施工縫應(yīng)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?xí)r,應(yīng)除掉水泥薄膜和松動(dòng)石子,加以濕潤(rùn)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(qiáng)度不低于1.2N/mm2時(shí)才允許繼續(xù)澆筑。
如設(shè)計(jì)留有后澆帶,宜選用專用模板,何時(shí)澆筑混凝土由設(shè)計(jì)確定,混凝土應(yīng)澆搗密實(shí),防止?jié)B漏水。
(五)混凝土的養(yǎng)護(hù)
有標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)、熱養(yǎng)護(hù)和自然養(yǎng)護(hù)三種方法。
1.標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)
混凝土在溫度為20度(土3度),相對(duì)濕度為90%以上的潮濕環(huán)境或水中的條件下進(jìn)行的養(yǎng)護(hù),稱為標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)。
2.熱養(yǎng)護(hù)
為了加速混凝土的硬化過(guò)程,將其置于較高溫度條件下進(jìn)行硬化的養(yǎng)護(hù),稱為熱養(yǎng)護(hù)。常用的熱養(yǎng)護(hù)方法是蒸汽養(yǎng)護(hù)。
3.自然養(yǎng)護(hù)
在常溫下(平均氣溫不低于+5度)采用適當(dāng)?shù)牟牧细采w混凝土,并采取澆水潤(rùn)濕、防風(fēng)防干、保溫防凍等措施所進(jìn)行的養(yǎng)護(hù),稱為自然養(yǎng)護(hù)?;炷恋淖匀火B(yǎng)護(hù)應(yīng)符合下列規(guī)定:
(1)應(yīng)在澆筑完畢后的12h以內(nèi)對(duì)混凝土加以覆蓋并保濕養(yǎng)護(hù)。當(dāng)日平均氣溫低于50C時(shí),不得澆水;
(2)混凝土澆水養(yǎng)護(hù)的時(shí)間:對(duì)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(duì)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(dāng)采用其他品種水泥時(shí),混凝土的養(yǎng)護(hù)時(shí)間應(yīng)根據(jù)所采用水泥的技術(shù)性能確定;
(3)澆水次數(shù)應(yīng)能保持混凝土處于濕潤(rùn)狀態(tài),混凝土養(yǎng)護(hù)用水應(yīng)與拌制用水相同;
(4)采用塑料布覆蓋養(yǎng)護(hù)的混凝土,其敞露的全部表面應(yīng)覆蓋嚴(yán)密,并應(yīng)保持塑料布內(nèi)有凝結(jié)水;不便澆水和覆蓋的,可噴保護(hù)層養(yǎng)護(hù)。
(5)混凝土強(qiáng)度達(dá)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(hù)分灑水養(yǎng)護(hù)和噴涂薄膜養(yǎng)生液養(yǎng)護(hù)兩種。噴涂薄膜養(yǎng)生液養(yǎng)護(hù)適用于不宜澆水養(yǎng)護(hù)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(hù)的方法之一是將以過(guò)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(wú)機(jī)硅酸鹽為主和其他有機(jī)材料為輔配制成的養(yǎng)護(hù)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(xué)反應(yīng),既可提高混凝土表面強(qiáng)度,又可形成一層堅(jiān)實(shí)的薄膜,使混凝土與空氣隔絕。
(一)混凝土施工配合比
1.設(shè)計(jì)混凝土配合比的基本要求有四方面
(1)滿足混凝土設(shè)計(jì)的強(qiáng)度等級(jí);
(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(xiàng)基本要求的三大參數(shù):水灰比、單位用水量和砂率。
四個(gè)基本要求和三大參數(shù)應(yīng)掌握。
2.混凝土配合比設(shè)計(jì)的步驟
混凝土應(yīng)按國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》JGJ 55的有關(guān)規(guī)定,根據(jù)混凝土強(qiáng)度等級(jí)、耐久性和工作性等要求進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)。
(1)混凝土的施工配制強(qiáng)度的確定。混凝土的施工配制強(qiáng)度可按下式確定,以達(dá)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(qiáng)度(MPa);
fcu,k——混凝土抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值(MPa);
σ——施工單位的混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差(MPa)。
(2)計(jì)算水灰比(W/C)。
(3)確定單位用水量(mwo)。
(4)計(jì)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(yīng)取規(guī)定的最小水泥用量值。計(jì)算的水泥用量不宜超過(guò)550kg/m3,若超過(guò)應(yīng)提高水泥強(qiáng)度等級(jí)。
(5)確定砂率(βs)。合理的砂率值主要應(yīng)根據(jù)混凝土拌和物的坍落度、粘聚性及保水性等特征來(lái)確定。
(6)計(jì)算粗、細(xì)骨料用量(mgo、mso)。粗骨料和細(xì)骨料用量的確定,應(yīng)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(yīng)注意一些重要數(shù)字,如水泥用量550kg/m3,對(duì)混凝土配合比設(shè)計(jì)實(shí)例應(yīng)同時(shí)掌握。
2004考題.混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度為C25,使用的普通硅酸鹽水泥強(qiáng)度等級(jí)為32.5,碎石粒徑為5-40mm。水泥強(qiáng)度等級(jí)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(jì)算過(guò)程:
1、先計(jì)算試配強(qiáng)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(shí)際強(qiáng)度(MPa);
fce(水泥實(shí)際強(qiáng)度)=水泥強(qiáng)度等級(jí)值的富余系數(shù)*水泥強(qiáng)度等級(jí)值(MPa)
A,B——回歸系數(shù),其中采用碎石時(shí),A=0.46,B=0.07;
3、計(jì)算單位水泥用量:mco= mwo/(W/C)
2006考題:根據(jù)歷史資料統(tǒng)計(jì),水泥強(qiáng)度等級(jí)值的富余系數(shù)為1.13,混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差為3Mpa。某施工企業(yè)用卵石,中砂和水泥強(qiáng)度等級(jí)32.5的普通硅酸鹽水泥配置C25混凝土,設(shè)計(jì)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(jì)算過(guò)程:
1、先計(jì)算試配強(qiáng)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(jì)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(yīng)重點(diǎn)掌握(1)(2)(3)條。
(1)水泥進(jìn)場(chǎng)時(shí)應(yīng)對(duì)其品種、級(jí)別、包裝或散裝倉(cāng)號(hào)、出廠日期等進(jìn)行檢查,并應(yīng)對(duì)其強(qiáng)度、安定性及其他必要的性能指標(biāo)進(jìn)行復(fù)驗(yàn),其質(zhì)量必須符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。當(dāng)在使用中對(duì)水泥質(zhì)量有懷疑或水泥出廠超過(guò)3個(gè)月(快硬硅酸鹽水泥超過(guò)1個(gè)月)時(shí),應(yīng)進(jìn)行復(fù)驗(yàn),并按復(fù)驗(yàn)結(jié)果使用。
(2)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中,嚴(yán)禁使用含氯化物的水泥。 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中,嚴(yán)禁使用含氯化物的外加劑。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中,當(dāng)使用含氯化物的外加劑時(shí),混凝土中氯化物的總含量應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。
(3)混凝土用的粗骨料,其顆粒粒徑不得超過(guò)構(gòu)件截面最小尺寸的1/4,且不得超過(guò)鋼筋最小凈距的3/4。
2.混凝土攪拌機(jī)類型及選用
混凝土攪拌機(jī)按其工作原理,可以分為自落式和強(qiáng)制式兩大類。
自落式混凝土攪拌機(jī)適用于攪拌塑性混凝土。
強(qiáng)制式攪拌機(jī)的攪拌作用比自落式攪拌機(jī)強(qiáng)烈,宜攪拌干硬性混凝土和輕骨料混凝土。
3.?dāng)嚢柚贫却_定
除合理地選擇攪拌機(jī)外,還必須正確地確定攪拌制度,即一次投料量、攪拌時(shí)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(qiáng)制式是將砂、石、水泥裝入料斗,一次投入攪拌機(jī)內(nèi),同時(shí)加水進(jìn)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?dāng)嚢琛?BR> (2)二次投料法:
可提高強(qiáng)度,節(jié)約水泥。分為預(yù)拌水泥砂漿法和預(yù)拌水泥凈漿法。
A.預(yù)拌水泥砂漿法是:先將水泥、砂和水投入攪 拌筒內(nèi)進(jìn)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(yù)拌水泥凈漿法是:先將水泥和水充分?jǐn)嚢璩删鶆虻乃鄡魸{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”??商岣邚?qiáng)度,節(jié)約水泥。 先將全部的石子、砂和70%拌合水投入攪拌機(jī),拌合15s,使骨料濕潤(rùn),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(jī),拌合使骨料濕潤(rùn),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(yù)拌水泥砂漿法
C. 預(yù)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(yùn)輸
1、運(yùn)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(yùn)輸方法
分為地面運(yùn)輸、垂直運(yùn)輸和樓地面運(yùn)輸。
地面運(yùn)輸:采用預(yù)拌混凝土?xí)r,多采用自卸汽車或混凝土攪拌運(yùn)輸車;采用現(xiàn)場(chǎng)攪拌時(shí),多采用小型機(jī)動(dòng)翻斗車,雙輪手推車等。
混凝土垂直運(yùn)輸:多采用塔式起重機(jī)、混凝土泵、快速提升架和井架等。
混凝土樓面運(yùn)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(yùn)輔和垂直運(yùn)輸?shù)脑O(shè)備,配以布料桿還可以進(jìn)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(rùn)滑輸送管內(nèi)壁,然后進(jìn)行正常的泵送。
(四)混凝土的澆筑
1.一般規(guī)定 。共有6條,應(yīng)注意掌握(2)(3)(4)條。
(2)檢查鋼筋和預(yù)埋件的位置、數(shù)量和保護(hù)層厚度,并將檢查結(jié)果填入隱蔽工程記錄表。
(3)混凝土運(yùn)輸、澆筑及間歇的全部時(shí)間不應(yīng)超過(guò)混凝土的初凝時(shí)間。同一施工段的混凝土應(yīng)連續(xù)澆筑,并應(yīng)在底層混凝土初凝之前將上一層混凝土澆筑完畢。當(dāng)?shù)讓踊炷?BR> 初凝后澆筑上一層混凝土?xí)r,應(yīng)按施工技術(shù)方案中對(duì)施工縫的要求進(jìn)行處理。
(4)在澆筑豎向結(jié)構(gòu)混凝土前,應(yīng)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(yīng)超過(guò)2m,在豎向結(jié)構(gòu)中限制自由高度不宜超過(guò)3m,否則應(yīng)采用串筒、溜管或振動(dòng)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(shí),同時(shí),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(yīng)采用分層澆筑和連續(xù)澆筑方法進(jìn)行混凝土澆筑。
(1)梁、板、柱、墻的澆筑。在每一施工層中,應(yīng)先澆筑柱或墻。在每一施工段中的柱或墻應(yīng)連續(xù)澆筑到頂。每排柱子由外向內(nèi)對(duì)稱順序進(jìn)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(yīng)停歇1~1.5h,使混凝土拌合物獲得初步沉實(shí)后,再澆筑梁、板混凝土。
梁和板一般同時(shí)澆筑,從一端開始向前推進(jìn)。當(dāng)梁高大于lm時(shí),才允許將梁?jiǎn)为?dú)澆筑,此時(shí)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(yīng)力,這就必須減少澆筑后混凝土的內(nèi)外溫差,不宜超過(guò)25℃。為此應(yīng)采取相應(yīng)的措施有:應(yīng)優(yōu)先選用水化熱低的水泥;在滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)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(jìn)行人工降溫措施;必要時(shí)經(jīng)過(guò)計(jì)算和取得設(shè)計(jì)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(qiáng)度較大,斜面分層法混凝土澆筑強(qiáng)度較小,施工中可根據(jù)結(jié)構(gòu)物的具體尺寸、搗實(shí)方法和混凝土供應(yīng)能力,認(rèn)真選擇澆筑方案。目前應(yīng)用較多的是斜面分層法。
3.混凝土密實(shí)成型
(1)混凝土振動(dòng)密實(shí)成型。用于振動(dòng)搗實(shí)混凝土拌和物的振動(dòng)器按其工作方式可分為內(nèi)部振動(dòng)器、外部振動(dòng)器、表面振動(dòng)器和振動(dòng)臺(tái)四種。對(duì)它們的特點(diǎn)和適用部位要能夠正確界定。
內(nèi)部振動(dòng)器又稱插入式振動(dòng)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(dòng)機(jī)帶動(dòng)下產(chǎn)生高速轉(zhuǎn)動(dòng)而產(chǎn)生高頻微幅的振動(dòng)。內(nèi)部振動(dòng)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(shí)。
使用內(nèi)部振動(dòng)器時(shí),要使振動(dòng)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(dòng)棒插入下層尚未初凝的混凝土中50~lOOmm。振搗時(shí)要快插慢拔??觳迨菫榱朔乐瓜葘⒈砻婊炷琳駥?shí)而造成分層離析;慢拔是為了使混凝土來(lái)得及填滿振動(dòng)棒拔出時(shí)所形成的空洞。振搗棒各插點(diǎn)的間距應(yīng)該均勻,對(duì)普通混凝土插點(diǎn)間距不大于有效作用半徑的1.5倍,對(duì)輕骨料混凝土插點(diǎn)間距不大于1倍。振搗棒移動(dòng)方式有行列式和交錯(cuò)式兩種。每個(gè)插點(diǎn)的振搗時(shí)間一般為20~30s。振搗棒與模板的距離不應(yīng)大于其作用半徑的0.5倍,并應(yīng)避免碰撞鋼筋、模板、芯管、預(yù)埋件等。
表面振動(dòng)器又稱平板振動(dòng)器,是由帶偏心塊的電動(dòng)機(jī)和平板等組成。表面振動(dòng)器是放在混凝土表面進(jìn)行振搗,適用于振搗樓板、地面和薄殼等薄壁構(gòu)件。當(dāng)采用表面振動(dòng)器時(shí),要求振動(dòng)器的平板與混凝土保持接觸,其移動(dòng)間距應(yīng)保證振動(dòng)器的平板能覆蓋已振實(shí)部分的邊緣,應(yīng)相互搭接30~50mm,以保證銜接處混凝土的密實(shí)。振搗兩遍,兩遍方向互相垂直。第一遍主要使混凝土密實(shí),第二遍主要使混凝土表面平整。每一位置的延續(xù)時(shí)間一般為25~40s,以混凝土表面均勻出現(xiàn)浮漿為準(zhǔn)。
外部振動(dòng)器又稱附著式振動(dòng)器,它是直接固定在模板上,利用帶偏心塊的振動(dòng)器產(chǎn)生的振動(dòng)通過(guò)模板傳遞給混凝土拌和物,達(dá)到振實(shí)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(dòng)器時(shí),應(yīng)考慮其有效作用范圍約1~1.5m,作用深度約250mm。當(dāng)構(gòu)件尺寸較厚時(shí),需在構(gòu)件兩側(cè)安設(shè)振動(dòng)器同時(shí)進(jìn)行振動(dòng)。當(dāng)鋼筋配置較密和構(gòu)件斷面較深較窄時(shí),亦可采取邊澆筑邊振動(dòng)的方法。
振動(dòng)臺(tái)是混凝土預(yù)制構(gòu)件廠中的固定生產(chǎn)設(shè)備,用于振實(shí)預(yù)制構(gòu)件。
例題:用于振動(dòng)搗實(shí)混凝土拌和物的振動(dòng)器按其工作方式可分為[ ]等
A. 內(nèi)部振動(dòng)器
B. 附著振動(dòng)器
C. 表面振動(dòng)器
D. 高頻振動(dòng)器
E. 振動(dòng)臺(tái)
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(fù)壓,將水從剛澆筑成型 的混凝土拌和物中吸出,同時(shí)使混凝土拌合物密實(shí)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(jìn)行吸水。上表面真空作業(yè)適用于樓板、預(yù)制混凝土平板、道路、機(jī)場(chǎng)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(shí)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(wú)梁樓蓋柱帽的下面 ,同時(shí)又要照顧到施工的方便。與板連成整體的大斷面梁應(yīng)留在板底面以下20~30mm處,當(dāng)板下有梁托時(shí),留置在梁托下部。單向板應(yīng)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(yīng)留在次梁跨度的中間1/3跨度范圍內(nèi) 。樓梯應(yīng)留在樓梯長(zhǎng)度中間1/3長(zhǎng)度范圍內(nèi)。墻可留在門洞口過(guò)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(fù)雜的結(jié)構(gòu),應(yīng)按設(shè)計(jì)要求留置施工縫。
例題: 門洞口過(guò)梁跨度等于A,B軸 間距, 共6m,施工縫應(yīng)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?xí)r,應(yīng)除掉水泥薄膜和松動(dòng)石子,加以濕潤(rùn)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(qiáng)度不低于1.2N/mm2時(shí)才允許繼續(xù)澆筑。
如設(shè)計(jì)留有后澆帶,宜選用專用模板,何時(shí)澆筑混凝土由設(shè)計(jì)確定,混凝土應(yīng)澆搗密實(shí),防止?jié)B漏水。
(五)混凝土的養(yǎng)護(hù)
有標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)、熱養(yǎng)護(hù)和自然養(yǎng)護(hù)三種方法。
1.標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)
混凝土在溫度為20度(土3度),相對(duì)濕度為90%以上的潮濕環(huán)境或水中的條件下進(jìn)行的養(yǎng)護(hù),稱為標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)。
2.熱養(yǎng)護(hù)
為了加速混凝土的硬化過(guò)程,將其置于較高溫度條件下進(jìn)行硬化的養(yǎng)護(hù),稱為熱養(yǎng)護(hù)。常用的熱養(yǎng)護(hù)方法是蒸汽養(yǎng)護(hù)。
3.自然養(yǎng)護(hù)
在常溫下(平均氣溫不低于+5度)采用適當(dāng)?shù)牟牧细采w混凝土,并采取澆水潤(rùn)濕、防風(fēng)防干、保溫防凍等措施所進(jìn)行的養(yǎng)護(hù),稱為自然養(yǎng)護(hù)?;炷恋淖匀火B(yǎng)護(hù)應(yīng)符合下列規(guī)定:
(1)應(yīng)在澆筑完畢后的12h以內(nèi)對(duì)混凝土加以覆蓋并保濕養(yǎng)護(hù)。當(dāng)日平均氣溫低于50C時(shí),不得澆水;
(2)混凝土澆水養(yǎng)護(hù)的時(shí)間:對(duì)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(duì)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(dāng)采用其他品種水泥時(shí),混凝土的養(yǎng)護(hù)時(shí)間應(yīng)根據(jù)所采用水泥的技術(shù)性能確定;
(3)澆水次數(shù)應(yīng)能保持混凝土處于濕潤(rùn)狀態(tài),混凝土養(yǎng)護(hù)用水應(yīng)與拌制用水相同;
(4)采用塑料布覆蓋養(yǎng)護(hù)的混凝土,其敞露的全部表面應(yīng)覆蓋嚴(yán)密,并應(yīng)保持塑料布內(nèi)有凝結(jié)水;不便澆水和覆蓋的,可噴保護(hù)層養(yǎng)護(hù)。
(5)混凝土強(qiáng)度達(dá)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(hù)分灑水養(yǎng)護(hù)和噴涂薄膜養(yǎng)生液養(yǎng)護(hù)兩種。噴涂薄膜養(yǎng)生液養(yǎng)護(hù)適用于不宜澆水養(yǎng)護(hù)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(hù)的方法之一是將以過(guò)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(wú)機(jī)硅酸鹽為主和其他有機(jī)材料為輔配制成的養(yǎng)護(hù)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(xué)反應(yīng),既可提高混凝土表面強(qiáng)度,又可形成一層堅(jiān)實(shí)的薄膜,使混凝土與空氣隔絕。