第五章+第三节+混凝土工程

第三节混凝土工程一、技术参数（一）砼在建筑物上部位的划分（砼的各项技术要求与砼所处部位有关）①海水环境（海港）

②淡水环境（河港）（二）混凝土强度等级按立方体抗压强度标准值（MPa）C10～C80抗压强度标准值——

标准方法制作和养护边长150mm的立方体试件，在28天龄期，测得的抗压强度总体分布中的一个值，强度低于该值的百分率不超过5%。标准养护——20oc±3oc，相对湿度90%以上。标准试件：15×15×15cm（抗压）

混凝土强度设计值（Mpa）强度种类符号混凝土强度等级C10C15C20C25C30C35C40C45C50C55C60C65C70C75C80轴心抗压fc5.07.510.012.515.017.519.521.523.526.028.030.533.035.037.5轴心抗拉ft0.650.901.101.301.501.651.801.902.002.102.202.302.402.452.55钢筋混凝土结构的混凝土强度等级不宜低于C20；预应力混凝土结构的混凝土强度等级不宜低于C30；当采用碳素钢丝、钢绞线作预应力钢筋时，混凝土强度等级不宜低于C40。（三）抗冻性（抗冻等级）水中养护（20oc±3oc）28天试件所能经受的最大冻融循环次数确定。以抗冻等级F表示之。砼抗冻等级与建筑物地点（平均气温）、环境（有否潮汐）、砼种类有关（砼还是钢筋砼）。

F100～F350标准试件:10×10×40cm。最大冻融循环次数以相对弹性模量下降不大于25%或失重率不大于5%作为界限。对不同部位砼有不同要求：例：水位变动区对素砼，微冻地区（最冷月月平均气温在0～4oc之间）海水环境下F200，淡水环境下F100。（四）抗渗性（抗渗等级）标准试件：上口直径175mm，下口直径185mm，高165mm的圆台体.标准养护28天试件所能承受的最大水压确定，以s表示(JTJ268-96水运工程混凝土施工规范用w表示，以最大作用水头与砼壁厚之比衡量).例：＜5：W4，

5～10:W6，

10～15:W8，

15～20：W10，＞20:W12。（五）砼拌合物中氯离子最高限量（按水泥重量百分比计）（可引起钢筋锈蚀，影响砼硬结等）预应力砼钢筋砼素砼海水环境0.060.101.30淡水环境0.060.301.30（六）砼保护层最小厚度

主筋表面与砼表面的最小距离（与地区、海水、淡水环境、构件厚度是否预应力等有关）建筑物所处地区构件所在部位大气区浪溅区水位变动区水下区北方50505030南方50655030（箍筋直径6mm时）海水环境钢筋的砼保护层最小厚度（mm）箍筋直径超过6mm时，砼保护层最小厚度加5mm总体来说，海水中保护层厚度大，预应力钢筋砼保护层厚度大，浪溅区保护层厚度大建筑物所处地区构件所在部位水上区水位变动区水下区水汽积聚不受水汽积聚北方40304025南方40304025（箍筋直径6mm时）淡水环境钢筋的砼保护层最小厚度（mm）二、砼制备（一）原材料：①水泥：硅酸盐水泥（掺合料）普通硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥等水泥标号：例：425，表示抗压强度42.5MPa。②骨料：粗骨料：碎石，卵石：＜80mm

（抗压强度＞60MPa，与砼要求强度有关)不大于构件截面最小尺寸的1/4

不大于钢筋最小净距的3/4

不大于保护层厚度的2/3等等（与层厚度有关）细骨料：砂＜5mm③水：钢筋砼和预应力砼，不得用海水拌和，在缺乏淡水地区，素砼允许用海水拌合。水中氯离子含量≯200mg/L，一般用饮用水。④化学添加剂：早强剂、减水剂、引气剂、缓凝剂等。（二）配合比设计

任务：确定水灰比、最佳砂率、用水量、水泥用量，应符合砼的设计强度，耐久性和施工要求，并应经济合理。应采用试验—计算法。1、砼的施工配制强度：

(95%保证率)fcu,o——砼的施工配制强度（Mpa）fcu,K——设计要求的砼立方体抗压强度标准值（Mpa）σ—工地实际统计的砼立方体抗压强度标准值差（MPa）2、砼坍落度

结构种类坍落度（mm）无配筋的大体积结构或配筋稀疏的结构10～30板、梁和大中型截面的柱子30～50配筋密列的结构（薄壁、细柱等）50～70配筋特密的结构70～90砼浇筑时的坍落度3、试验—计算法

①选择水灰比：要同时满足砼强度和耐久性的要求。建立水灰比与砼强度的关系曲线（按指定坍落度，用实际施工的材料配制砼）得到水灰比，与耐久性要求规定的最大水灰比允许值(重量比0.45~0.65)相比，取小值。②选择用水量坍落度(mm)

碎石最大粒径(mm)20…8010～30185…15030～50195…16050～70210…175根据所用砂石情况和坍落度，按经验或查规范表。用水量选用值（Kg/m3）③确定最佳砂率砂率——细骨料在粗细骨料实体体积中所占百分率由水灰比和用水量确定近似水泥用量，再查表得到砂率（24％～44％，与水泥用量和粗骨料最大粒径有关）。试拌，测坍落度，取坍落度最大的砂率。④确定水泥用量（Kg/m3）按选定的水灰比和最佳砂率试拌不同水泥用量的拌合物，绘坍落度—水泥用量曲线，查出与施工要求坍落度相应水泥用量。⑤确定砂石用量（宜用绝对体积法）：——

砂率，按重量计w——

水比重，＝1Ww——每立方米混凝土用水量（Kg）下标fa——细骨料，下标ca——粗骨料，下标c——水泥A为空气含量，以占混凝土体积的百分数表示，普通混凝土A＝0（三）混凝土的拌合

混凝土的拌制就是将水泥、水、粗细骨料和外加剂等原材料混合在一起均匀拌合的过程。搅拌后的砼要求匀质、且达到设计要求的和易性和强度。一般采用搅拌机拌制（宜由专设的砼搅拌站点或搅拌船集中搅拌）。

一、搅拌机

两大类：自落式搅拌机：鼓筒式锥形反转出料式双锥式强制式搅拌机1、自落式

利用拌筒内材料的自重进行工作。缺点：搅拌力量小、效率低；料太多、搅拌不均匀；太少料、容易产生离析。正逐渐被强制式搅拌机所替代2、强制式搅拌机

叶片和鼓筒反向旋转。靠设置在搅拌筒内的搅拌铲对物料进行剪切、挤压和翻转等运动进行搅拌。优点：搅拌作用激烈，效率高，多为大型混凝土搅拌厂采用。缺点：叶片易磨损，设备维修费用大。松木岛－混凝土搅拌站、强制式搅拌机混凝土搅拌站混凝土搅拌船3、搅拌制度

为了获得均匀优质的混凝土拌合物，要确定合适的搅拌参数：搅拌机转速（按搅拌设备说明书或由经验确定）；搅拌时间（1分钟到2.5分钟）；装料容积；投料顺序。1)

搅拌机转速自落式：

R——搅拌筒半径（m）强制式：叶片转轴式，一般30r/min

鼓筒式，6～7r/min2）装料容积

装料容积指的是搅拌一罐砼所需各种原材料松软体积之和。一般为搅拌筒几何容积的1/2(强制式)～1/3（自落式）

出料容积：搅拌完毕砼的体积，一般为装料容积的0.55～0.75，

目前，搅拌机上标明的容积一般为出料容积。3）加料顺序和搅拌时间①加料顺序正确：石子→水泥→砂子一次加料法：先装石子，再装水泥，最后砂子，一次加入料斗。搅拌机内预加水或陆续加水。目前应用最广泛。二次加料法：又称裹砂石法或造壳混凝土搅拌工艺。先加石子、砂子、水（70%）（15秒）→水泥（30秒）→30%水60秒→预拌水泥砂浆法：

水泥、砂、水，拌1～1.5min（加石子）→拌1～1.5min→出料预拌水泥净浆法：水、水泥（拌1/2搅拌时间）→加砂、石（拌到规定时间）→出料

搅拌质量高于一次加料法，砼强度可提高15%（水泥量不变）或减少水泥用量15%～20%砼强度相同）4）搅拌机理论台数的确定

①浇筑砼高峰期月强度Qmax（m3/月）②计算浇筑强度P(m3/h)n—每天工作小时（根据现场确定）

m—每月工作天数

k—日不平衡系数1.2～1.3

③一台搅拌机生产率P(m3/h)V—搅拌机容量（装料容积）（L）

KB——搅拌时间利用系数0.85～0.95K——出料系数0.67～0.7t1～t4：进料、搅拌、出料、正常间歇时间（s）④搅拌机理论计算台数五、砼运输

包括水平运输和垂直运输

1、基本要求不产生离析、保证坍落度、不分层、不漏浆、运至浇筑地点后，如有分层、离析、要进行二次拌和。（减少转运≯2次自由下落高度≯1.5m）应根据结构或构件所处位置、特点和距拌和地点的远近，浇筑量的大小，以及现有条件，选择合理的运输工艺。运输工艺有以下几种：水平运输:①机动翻斗车（或手推车）②自卸卡车③铲车④砼搅拌车垂直运输:⑤砼泵（泵车＋布料杆）⑥吊罐⑦皮带机（高度较小的结构或构件）＋串筒六、砼浇筑1、浇前准备①检查模板、支架、钢筋、保护层厚度②清除模板内杂物：木屑、铁钉、泥土、油污等

③在地基上直接浇筑时，清除淤泥，但不能扰动原状土壤。对干燥的非粘性地基，应洒水润湿，但不能有积水。岩石地基应冲洗干净。④（分层浇筑时）旧砼、凿毛处理2、选择振动设备常用插入式振动设备和平板式振动设备—即表面振动器只有薄壁结构才使用附着式震动设备3、浇筑注意事项要点

砼浇筑包括平仓（卸入仓内的砼按一定顺序和厚度均匀铺开）和振捣（排除砼中含空气，使砼获得最大的密实性）两个环节。①砼入模自由降落高度≯2m，如可能离析，应采用串筒、斜槽、溜管或振动溜管。②分层浇筑，厚度≯20cm，若用插入式振动器，则不超过棒头长度（500mm左右）的0.8倍。砼搅拌车和泵车泵车＋布料杆水上砼浇筑船③连续浇筑高度较大的砼结构，宜自下而上分层减水，浇筑至顶层时，宜采用二次振捣和二次抹面，防止松顶和表面干缩裂缝，如有泌水现象，应用吸水材料吸去水分。④浇墩柱与梁板连成整体的砼结构，在墩柱浇筑完毕后，应待其初步沉实，方可继续浇梁板。⑤厚大砼结构，应分层（层厚＜20cm）分段平仓之后再振捣15s～30s，表面下沉停止，表面平坦，有少许水泥浆。在初凝以前覆盖或连接，防止产生“冷缝”。一般应加大浇筑能力或加缓凝剂。⑥在斜面上浇筑，要自下而上分层浇筑。平层铺筑梯形铺筑平仓铺筑工作按顺序进行，一般从浇筑块短边开始。大窑湾码头面层浇筑前旧砼凿毛处理⑦按分层均匀下灰，严禁边下灰边振捣（不允许用振捣器平仓，容易离析，应下灰抹平后再振捣）（插入式振捣棒应垂直插入到下层尚未初凝的砼中5～10cm），促使上下层相互结合。⑧浇筑应连续进行（歇人不歇班）允许间歇时间1.5小时～3.5小时，与水泥品种、入模温度有关。4、施工缝的留置和处理（例如浇筑面很长，不可能一次浇筑全长）施工缝的留置应根据结构特点确定。应留在切应力比较小的部位；在形式上，应符合下列要求：①应做成垂直缝或水平缝②对有抗渗要求的墙或薄壁结构，宜做成凹形、凸形、榫槽状或设置止水板。③砼中埋石块时（厚大无筋或配筋稀疏的结构砼），应使埋入的块石外露一半，以增强新老砼的结合。洋山港三期码头工程－承台后方挡土墙钢筋洋山港三期码头工程－承台后方挡土墙砼浇筑洋山港三期码头工程－承台后方挡土墙砼浇筑插入式振捣器——

砼振捣结构缝止水装置处理方法：

①浇新砼前应凿除老砼表层的水泥浆和软弱层，使粗骨料外露。机械凿毛时，不得使老砼层粗骨粒松动。②凿毛后表面应用水冲洗干净，充分润湿，低洼处不能积水。浇新砼前，垂直缝应刷一层净水泥浆，水平缝应铺一层1～2cm厚水泥砂浆。七、养护浇筑后在一定的时间内保持适当的温度和足够的湿度，形成良好的硬化环境（防止不正常的收缩干裂）一般浇筑后，先用湿草袋（或塑料布）覆盖，防日晒。待砼表面结硬后，开始洒水养护。①养护时间14～21天；头三天每两小时洒水一次，以后每昼夜洒水三次。②用淡水（自来水）养护，缺淡水地区，素混凝土可用海水掺淡水养护。日平均气温低于+3℃时，不宜洒水养护。新方法：薄膜养护（化学养护）混凝土养护洋山港三期码头工程－砼洒水养护洋山港三期码头工程－砼养护用水三峡——大体积砼养护保温八、其他注意事项：

①雨天：尽量避免下雨天拌和，浇筑。小雨时：适当减少用水量，缩短浇筑时间及时排出模板内积水。

②热天（＞30oc）充分利用早晚气温较低的时段施工，浇筑后及早覆盖，适当增加浇水养护次数。③冬季（日平均气温连续5天低于＋5℃时，应按冬季施工要求）：保证砼浇筑温度≮＋10℃，加热砂石料，用热水拌合，蒸汽加热法等，覆盖养护时温度不低于＋5℃

砼浇筑温度10～30℃左右。九、混凝土的特殊施工方法1、水下混凝土施工在水下基础、沉箱和沉井的封底、钻孔灌注桩和地下连续墙工程以及水下修复工程等施工中，常需要在不排水的情况下浇筑混凝土。①袋装法分为袋装混凝土和模袋装填两种。袋装混凝土将拌制好的砼装入稀孔的织物袋内，由潜水员在水下堆叠起来。袋中的砼在水下硬化，同时水泥浆通过袋孔溢出连成整体。堆筑时应交错叠置，相互靠紧（装料一般为袋容量的2/3），层间用短钢筋插入，以加强连接。常用于填平基岩坑穴及临时或次要工程。模袋装填

将高强度的土工布织成特殊的模袋，置于填筑处，向模袋中注入砂浆或混凝土，凝固后形成整体。

常用来填充缝隙，如建筑物和岸壁接头处，在基础要求较高的抛石基床或混凝土方块之间空隙等。可将土工织物做成布套套在受腐蚀的钢管桩及混凝土周围，注入砂浆进行修补。②振捣法先从