混凝土工程-1制備

1、 第三節(jié) 混凝土工程 概 述 混凝土工程在混凝土結(jié)構(gòu)工程中占有重要 地位，混凝土工程質(zhì)量的好壞直接影響到 砼結(jié)構(gòu)的承載力、耐久性與整體性。 混凝土工程包括混凝土制備、運(yùn)輸、澆筑搗實(shí)和養(yǎng)護(hù)等施工過(guò)程，各個(gè)施工過(guò)程相互聯(lián)系和影響，任一施工過(guò)程處理不當(dāng)都會(huì)影響混凝土工程的最終質(zhì)量。一、混凝土制備 混凝土的制備指混凝土的配料和攪拌。 混凝土的配料，首先應(yīng)嚴(yán)格控制水泥、粗細(xì)骨料、拌和水和外加劑的質(zhì)量，并要按照設(shè)計(jì)規(guī)定的混凝土強(qiáng)度等級(jí)和混凝土施工配合比，控制投料的數(shù)量。 混凝土的攪拌按規(guī)定的攪拌制度在攪拌機(jī)中實(shí)現(xiàn)。（一）混凝土配料 混凝土的施工配合比，應(yīng)保證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì) 混凝土強(qiáng)度等級(jí)及施工對(duì)混凝土和易性的

2、要求； 并應(yīng)符合合理使用材料，節(jié)約水泥的原則；必要時(shí)還應(yīng)符合與使用環(huán)境相適應(yīng) 的耐久性如抗凍性、抗?jié)B性等方面的要 求。1、混凝土施工配制強(qiáng)度（ ）為保證混凝土實(shí)際施工強(qiáng)度不低于設(shè)計(jì)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，混凝土的施工試配強(qiáng)度應(yīng)比設(shè)計(jì)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)提高一個(gè)數(shù)值，并有95%的強(qiáng)度保證率。式中 砼配制強(qiáng)度（MPa）； 砼立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（MPa）； 砼強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差（MPa）； 對(duì)預(yù)拌砼廠和預(yù)制砼構(gòu)件廠，其統(tǒng)計(jì)周期可取為一個(gè)月； 對(duì)現(xiàn)場(chǎng)拌制砼的施工單位,其統(tǒng)計(jì)周期可要扎實(shí)際情況確定,但不宜超過(guò)三個(gè)月； 施工單位如無(wú)近期砼強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)資料時(shí), 可根據(jù)砼設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)取值：當(dāng)砼設(shè)計(jì)強(qiáng)度C20時(shí)，取4 MPa；當(dāng)砼設(shè)計(jì)強(qiáng)度在C2

3、5C40時(shí)，取5 MPa；當(dāng)C45時(shí)，取6 MPa；關(guān)于 統(tǒng)計(jì)規(guī)定：2、原材料的計(jì)量重要性：原材料的計(jì)量是混凝土拌制過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)，因其精確度的高低將直接影響到混凝土的性能。 水計(jì)量波動(dòng)1，混凝土強(qiáng)度將相應(yīng)波動(dòng) 3。 水泥計(jì)量波動(dòng)1，混凝土強(qiáng)度將相應(yīng)波動(dòng)1.7。 水灰比水和水泥誤差各為2和2，混凝土強(qiáng)度降低8.9；水和水泥誤差各為5和10，混凝土強(qiáng)度降低31.4。根據(jù)有關(guān)試驗(yàn)資料：措施： 骨料中的含水率應(yīng)經(jīng)常測(cè)定，以調(diào)整其加水量； 各種衡量器應(yīng)定期校驗(yàn)，保持準(zhǔn)確。3、混凝土施工配合比 一定強(qiáng)度的混凝土的配合比是在實(shí)驗(yàn)室根據(jù)砼的配制強(qiáng)度經(jīng)過(guò)試配和調(diào)整而確定的，實(shí)驗(yàn)室配合比所有用砂、石都是不含水

4、分的。 施工中應(yīng)按砂、石實(shí)際含水率對(duì)原配合比進(jìn)行調(diào)整為的施工配合比。 施工現(xiàn)場(chǎng)砂、石都有一定的含水率，且含水率大小隨氣溫等條件不斷變化；現(xiàn)場(chǎng)配比計(jì)算施工配合比為：水泥：砂：石子=1：X（1+ Wx）：Y（1+ Wy）；水灰比保持不變，則扣除砂、石子含水量，即實(shí)際用水量 W/C- X Wx- Y Wy設(shè)計(jì)配比：水泥：砂：石子=1：X：Y，水灰比W/C；現(xiàn)場(chǎng)測(cè)得砂、石子含水率分別為：Wx，Wy；（二）混凝土攪拌 混凝土的攪拌就是將水、水泥和粗細(xì)骨料進(jìn)行均勻拌合及混合的過(guò)程。 混凝土攪拌的目的是使混凝土中的各組分混合成一種各物料顆粒相互分散、均勻分布的混合物。 設(shè)法使各組分都產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，并使他們的運(yùn)動(dòng)

5、軌跡相交，相交次數(shù)越多，混凝土越易混合均勻。 1、混凝土攪拌機(jī)理根據(jù)迫使各組分產(chǎn)生相交運(yùn)動(dòng)軌跡的方法不同，普通混凝土攪拌機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)所依據(jù)的攪拌機(jī)理基本上有兩種： 1）自落式擴(kuò)散機(jī)理2）強(qiáng)制式擴(kuò)散機(jī)理將物料提升到一定高度后，利用重力的作用，自由落下，由于各物料顆粒下落的高度、時(shí)間、速度、落點(diǎn)和滾動(dòng)距離不同。從而使物料顆粒相互穿插、滲透、擴(kuò)散，最后達(dá)到分散均勻的目的，由于物料的分散過(guò)程主要是利用重力作用，故又稱重力擴(kuò)散機(jī)理，自落式混凝土攪拌機(jī)就是根據(jù)這種機(jī)理設(shè)計(jì)的。1）自落式重力擴(kuò)散機(jī)理2）強(qiáng)制式擴(kuò)散機(jī)理 利用運(yùn)動(dòng)著的葉片強(qiáng)迫物料顆粒分別從各個(gè)方向（環(huán)向、徑向和豎向）產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，使各物料顆粒運(yùn)動(dòng)的方向

6、、速度不同，相互之間產(chǎn)生剪切滑移以致相互穿插、擴(kuò)散，從而使各物料均勻混合。 由于物料的擴(kuò)散過(guò)程主要是利用物料顆粒相互間的剪切滑移作用，故又稱剪切擴(kuò)散機(jī)理。2、攪拌機(jī)類型普通混凝土攪拌機(jī)一般由攪拌筒、上料裝置、卸料裝置、傳動(dòng)裝置和供水系統(tǒng)等主要組成部分所組成。根據(jù)其攪拌機(jī)理，可分為自落式攪拌機(jī)和強(qiáng)制式攪拌機(jī)兩大類。其主要區(qū)別是：攪拌葉片和攪拌筒之間沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的為自落式攪拌機(jī)，有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的便為強(qiáng)制式攪拌機(jī)。 1）自落式攪拌機(jī) 自落式攪拌機(jī)按攪拌筒的形狀和卸料方式的不同，可分為三種類型：a 鼓筒式（已停產(chǎn)）b 雙錐形翻轉(zhuǎn)出料式c 雙錐形傾翻出料式。 b 錐形反轉(zhuǎn)出料式攪拌筒呈雙錐形，筒身軸線始終保

7、持水平，攪拌筒內(nèi)的圓柱部分焊有兩塊高葉片和兩塊低葉片。由于高低葉片均與拌筒圓柱體母線成4045夾角，故在攪拌時(shí)物料在被葉片提升后作下落運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，還被迫沿軸向作往復(fù)竄動(dòng)。因此攪拌作用較強(qiáng)烈，能在較短時(shí)間內(nèi)將物料拌和均勻。它不但能攪拌流動(dòng)性較大的砼，也能攪拌低流動(dòng)性砼。反轉(zhuǎn)出料機(jī)理在攪拌筒的出料端有一對(duì)螺旋形出料葉片，正轉(zhuǎn)時(shí)，螺旋葉片把物料推向筒中央?yún)f(xié)助攪拌。反轉(zhuǎn)時(shí)，螺旋葉片則將砼提升和卸出，故稱反轉(zhuǎn)出料式攪拌機(jī)。它構(gòu)造簡(jiǎn)單、重量輕、出料干凈、攪拌效率高，但攪拌筒利用系數(shù)低，反轉(zhuǎn)出料時(shí)是在負(fù)載的情況下啟動(dòng)，功率消耗大，因此一般只適用于中、小容量的攪拌機(jī)。雙錐形拌筒正轉(zhuǎn)攪拌、反轉(zhuǎn)出料的自落式混凝土

8、攪拌機(jī)可攪拌塑性和半干硬性混凝土。本機(jī)的拌筒由齒圈轉(zhuǎn)動(dòng)，具有傳動(dòng)可靠、重量輕、能耗少、結(jié)構(gòu)緊湊、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、操作簡(jiǎn)便、攪拌質(zhì)量好、生產(chǎn)率高等優(yōu)點(diǎn)。適用于一般建筑工地、道路橋梁、水電等工程和中小型混凝土構(gòu)件廠。 c 錐形傾翻出料式攪拌筒由兩個(gè)截頭圓錐組成。兩圓錐筒內(nèi)裝有向內(nèi)傾斜的葉片。攪拌筒轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于葉片內(nèi)向傾斜，故物料被左右兩圓錐筒上的葉片提升不甚高時(shí)便被葉片滑下，從左右兩葉片上滑下的物料相向運(yùn)動(dòng)，在攪拌筒中部形成交叉料流。攪拌筒每轉(zhuǎn)一周，物料的攪拌可循環(huán)多次。2）強(qiáng)制式攪拌機(jī)利用旋轉(zhuǎn)的葉片迫使物料產(chǎn)生剪切、推壓、翻滾和拋出等多種動(dòng)作，從而達(dá)到拌和均勻的目的。與自落式攪拌機(jī)相比，其攪拌作用強(qiáng)烈

9、，拌和時(shí)間短，拌和效率高。特別適合拌和干硬性混凝土、高強(qiáng)混凝土和輕骨料混凝土。按其構(gòu)造特征可分為立軸式和臥軸式兩種類型。 （1）立軸式強(qiáng)制式攪拌機(jī)其攪拌筒是一個(gè)水平放置的圓盤，攪拌葉片繞立軸旋轉(zhuǎn)，強(qiáng)迫攪拌盤內(nèi)的物料顆粒作多方向運(yùn)動(dòng)，形成復(fù)雜的交叉料流，將物料攪拌均勻。與攪拌盤的旋轉(zhuǎn)方向或者同相，或者相反。 分類按旋轉(zhuǎn)盤和葉片的旋轉(zhuǎn)方式不同可分為渦漿式和行星式，渦漿式的攪拌盤固定，葉片繞盤中心的立軸旋轉(zhuǎn)。行星式又分為定盤式和轉(zhuǎn)盤式， 定盤式是攪拌盤固定，攪拌葉片除繞位于盤中心的主立軸旋轉(zhuǎn)外，還繞它本身的立軸旋轉(zhuǎn)。 轉(zhuǎn)盤式則是攪拌盤繞盤中心旋轉(zhuǎn)，而攪拌葉片立軸的位置固定。（2）臥軸式強(qiáng)制式攪拌機(jī)攪

10、拌機(jī)理與立軸式相似。但其攪拌筒容積利用系數(shù)高，因而在同等容積下，其攪拌筒直徑與立軸式相比可設(shè)計(jì)的較小，因此，攪拌葉片的回轉(zhuǎn)線速度可降低，葉片的使用壽命可延長(zhǎng)，能耗可減少，故其經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)優(yōu)于立軸式強(qiáng)制式攪拌機(jī)。 臥軸式強(qiáng)制式攪拌機(jī)可分為單臥軸式和雙臥軸式。單臥軸強(qiáng)制式混凝土攪拌機(jī)單臥軸式的水平攪拌軸通過(guò)攪拌筒中心，軸上裝有螺旋攪拌葉片。工作時(shí)，葉片迫使物料作強(qiáng)烈的對(duì)流運(yùn)動(dòng)，使物料在短時(shí)間內(nèi)攪拌均勻。雙臥軸強(qiáng)制式混凝土攪拌機(jī)雙臥軸式攪拌機(jī)有兩個(gè)相連的圓槽形攪拌筒，兩根水平攪拌軸相互作反向旋轉(zhuǎn)。兩軸上的葉片攪拌作用半徑是相互交叉的，葉片與軸中心線形成一定的角度。故當(dāng)葉片轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，它不僅使物料在兩個(gè)攪

11、拌筒內(nèi)輪番地作圓周運(yùn)動(dòng)，上下翻滾，而且使他們沿軸向作往返竄動(dòng)，前后推壓，因而能使物料快速攪拌均勻。 混凝土攪拌機(jī)類型雙 錐 自 落 式 強(qiáng) 制 式 立 軸 式 臥軸式 （單軸、雙軸） 反轉(zhuǎn)出料 傾翻出料 渦漿式 行星式 定盤式 盤轉(zhuǎn)式 3、攪拌機(jī)選用不同類型的攪拌機(jī)都有其最適用的范圍，在選用攪拌機(jī)時(shí)應(yīng)綜合考慮所拌制的砼的品種、數(shù)量、坍落度、骨料最大粒徑、砼運(yùn)輸方法等各種因素認(rèn)真做出評(píng)估和選擇，否則砼質(zhì)量不易保證，攪拌機(jī)的使用壽命也會(huì)受到影響。 4、攪拌制度為拌制出均勻優(yōu)質(zhì)的砼，除合理的選擇攪拌機(jī)的類型外，還必須正確的確定攪拌制度，其內(nèi)容包括：進(jìn)料容量投料順序攪拌時(shí)間1）進(jìn)料容量攪拌機(jī)的容量有三

12、種表示方式，即出料容量、進(jìn)料容量和幾何容量。出料容量也即公稱容量，是攪拌機(jī)每次從攪拌筒內(nèi)可卸出的最大混凝土體積，幾何容量則是指攪拌筒內(nèi)的幾何容積，而進(jìn)料容量是指攪拌前攪拌筒可容納的各種原材料的累計(jì)體積，又稱干料容量。出料容量與進(jìn)料容量間的比值稱為出料系數(shù)，其值一般為0.600.70，通常取0.67。進(jìn)料容量與幾何容量的比值稱為攪拌筒的利用系數(shù)，其值一般為0.220.40。我國(guó)規(guī)定以攪拌機(jī)的出料容量來(lái)標(biāo)定其規(guī)格。一次投料量應(yīng)控制在攪拌機(jī)的額定進(jìn)料容量以內(nèi)。（不超過(guò)10）2）投料順序 確定原材料投入攪拌筒內(nèi)的先后順序應(yīng)綜合考慮到能否保證混凝土的攪拌質(zhì)量、提高混凝土的強(qiáng)度、減少機(jī)械的磨損與混凝土的粘

13、罐現(xiàn)象，減少水泥飛揚(yáng)，降低電耗以及提高生產(chǎn)率等多種因素。按原材料加入攪拌筒內(nèi)的投料順序分類（1）一次投料法（2）二次投料法（3）水泥裹砂法等。（1）一次投料法：這是目前最普遍采用的方法。它是將砂、石、水泥和水一起同時(shí)加入攪拌筒中進(jìn)行攪拌。為了減少水泥的飛揚(yáng)和水泥的粘罐現(xiàn)象，向攪拌機(jī)上料斗中投料的。投料順序宜先倒砂子（或石子）再倒水泥，然后倒入石子（或砂子），將水泥加在砂、石之間，最后由上料斗將干物料送入攪拌筒內(nèi)，加水?dāng)嚢琛?（2）二次投料法： 預(yù)拌水泥砂漿法 預(yù)拌水泥凈漿法預(yù)拌水泥砂漿法預(yù)拌水泥砂漿法是先將水泥、砂、和水加入攪拌筒內(nèi)進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，成為均勻的水泥砂漿后，再加入石子攪拌成均勻的混凝

14、土。 國(guó)內(nèi)一般是用強(qiáng)制式攪拌機(jī)拌制水泥砂漿約1min1.5min。然后再加入石子攪拌約1min1.5min。 國(guó)外對(duì)這種工藝還設(shè)計(jì)了一種雙層攪拌機(jī)（稱為復(fù)式攪拌機(jī)），其上層攪拌機(jī)攪拌水泥砂漿，攪拌均勻后，再送入下層攪拌機(jī)與石子一起攪拌成混凝土。 預(yù)拌水泥凈漿法 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。 國(guó)內(nèi)外的試驗(yàn)表明，二次投料法攪拌的混凝土與一次投料法相比較，混凝土的強(qiáng)度可提高15%，在強(qiáng)度相同的情況下，可節(jié)約水泥15%20%。 （3）水泥裹砂法 又稱SEC法，采用這種方法拌制的砼稱為SEC砼或造殼砼。該法的攪拌程序是先加一定量的水使砂表面的含水量調(diào)

15、到某一規(guī)定的數(shù)值后（一般為15%-25%），再加入石子并與濕砂拌勻，然后將全部水泥投入與砂石共同拌和使水泥在砂石表面形成一層低水灰比的水泥漿殼，最后將剩余的水和外加劑加入攪拌成砼。采用SEC法制備的砼與一次投料法相比較，強(qiáng)度可提高20%-30%，砼不易產(chǎn)生離析和泌水現(xiàn)象，工作性好。3）攪拌時(shí)間從原材料全部投入攪拌筒中時(shí)起到開(kāi)始卸料時(shí)止所經(jīng)歷的時(shí)間稱為攪拌時(shí)間；為獲得混合均勻、強(qiáng)度和工作性都能滿足要求的混凝土所需的最低限度的攪拌時(shí)間稱為最短攪拌時(shí)間；最短攪拌時(shí)間隨攪拌機(jī)的類型與容量、骨料的品種、粒徑及對(duì)混凝土的工作性要求等因素的不同而異。一般情況下，混凝土的勻質(zhì)性是隨著攪拌時(shí)間的延長(zhǎng)而提高，但攪

16、拌時(shí)間超過(guò)某一限度后，混凝土的勻質(zhì)性便無(wú)明顯改善了。攪拌時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，不但會(huì)影響攪拌機(jī)的生產(chǎn)率，而且對(duì)混凝土的強(qiáng)度提高也無(wú)益處，甚至由于水分的蒸發(fā)和較軟骨料顆粒被長(zhǎng)時(shí)間的研磨而破碎變細(xì)，還會(huì)引起混凝土工作性的降低，影響混凝土的質(zhì)量。不同類型的攪拌機(jī)對(duì)不同混凝土的最短攪拌時(shí)間。普通砼的最短攪拌時(shí)間（s） 砼坍落度（）攪拌機(jī)類型攪拌機(jī)的出料容量（L）小于250250-500大于500小于及等于30自落式 強(qiáng)制式90 60120 90150 120 大于30自落式 強(qiáng)制式90 60 90 60 120 90 注：1.當(dāng)摻有外加劑時(shí)攪拌時(shí)間應(yīng)適當(dāng)延長(zhǎng)；2.全輕砼宜采用強(qiáng)制式攪拌機(jī)，砂輕砼可采用自落式攪拌機(jī)

17、，攪拌時(shí)間均應(yīng)延長(zhǎng)60-90s； 3.高強(qiáng)砼應(yīng)采用強(qiáng)制式攪拌機(jī)攪拌，攪拌時(shí)間應(yīng)適當(dāng)延長(zhǎng)。 輕骨料混凝土技術(shù)規(guī)程（JCJ5190）規(guī)定，由輕質(zhì)粗骨料、細(xì)骨料配制而成的干表觀密度不大于1950kg/m3的混凝土，稱為輕骨料混凝土。其具有密度小、保溫性好、抗震性好，適用于高層及大跨度建筑。輕骨料混凝土按細(xì)骨料不同，又分為全輕混凝土和砂輕混凝土。輕骨料的種類天然輕骨料：浮石、火山渣。工業(yè)廢料：粉煤灰陶粒，膨脹礦渣珠。人造輕骨料：頁(yè)巖陶粒、粘土陶粒、膨脹珍珠巖。5、混凝土攪拌站混凝土拌和物在攪拌站中制備成預(yù)拌（商品）混凝土能提高混凝土的質(zhì)量和取得較好的經(jīng)濟(jì)效益。攪拌站根據(jù)其組成部分在豎向布置方式的不同分為單階式和雙階式。單階式混凝土攪拌站原材料一次提升后經(jīng)過(guò)貯料斗，然后靠自重