一级造价工程师

3.混凝土工程

混凝土工程是钢筋混凝土工程中的重要组成部分，混凝土工程的施工过程有混凝土的制备、运输、浇筑和养护等。

(1)原材料的质量要求。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《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》GB175等的规定。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。钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构中，严禁使用含氯化物的水泥;②混凝土外加剂种类较多，且均有相应的质量标准，使用时其质量及应用技术应符合国家现行标准和有关环境保护的规定。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《混凝土质量控制标准》GB50164的规定;③普通混凝土所用的粗细骨料的质量，应符合国家现行标准《普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法》JGJ53、《普通混凝土用砂质量标准及检验方法》JGJ52的规定;④拌制混凝土宜采用饮用水。当采用其他水源时，水质应符合国家现行标准《混凝土拌和用水标准》JGJ63的规定;⑤混凝土中氯化物和碱的总含量应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010和设计的要求。

(2)混凝土搅拌。混凝土的搅拌就是根据混凝土的配合比，把水泥、砂、石、外加剂、矿物掺和料和水通过搅拌使其成为均质的混凝土，混凝土拌和物的入模温度不应低于5℃，且不高于35℃。

1)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，宜于搅拌干硬性混凝土和轻骨料混凝土。、

2)混凝土搅拌制度确定。为了拌制出均匀优质的混凝土，除合理地选择搅拌机外，还必须正确地确定搅拌制度，即进料容量、混凝土搅拌时间和投料顺序。

①进料容量。进料容量是指将搅拌前各种材料的体积累积起来的容量。不同类型的搅拌机都有一定的进料容量，搅拌机不宜超载过多，以免影响混凝土拌和物的均匀性，进料容量宜控制在搅拌机的额定容量以下。施工配料就是根据施工配合比以及施工现场搅拌机的型号，确定现场搅拌时原材料的进料容量。

②混凝土搅拌时间。混凝土搅拌时间是指从原材料全部投入搅拌筒时起，到开始卸料时止所经历的时间。当掺有外加剂与矿物掺和料时，搅拌时间应适当延长;采用自落式搅拌机时，搅拌时间宜延长30s。搅拌时间与搅拌质量密切相关。为获得混合均匀、强度和工作性能都能满足要求的混凝土，所需的最短搅拌时间称为最短搅拌时间，混凝土搅拌的最短时间应满足表4.1.5的规定。

③投料顺序。投料顺序是影响混凝土质量及搅拌机生产率的重要因素。按照原材料加入搅拌筒内的投料顺序的不同，常用的投料顺序有一次投料法和分次投料法：a.—次投料法是指在上料斗中先装石子，再加水泥和砂，然后一次投入搅拌机内。对于自落式搅拌机要在搅拌筒内先加部分水，投料时砂压住水泥，然后陆续加水，这样水泥不致飞扬，并且水泥和砂先进入搅拌筒形成水泥砂浆，可缩短包裹石子的时间。对于强制式搅拌机，因下料口在下部，不能先加水，应在投放干料的同时，缓慢均匀分散地加水。b.采用分次投料搅拌方法时，应通过试验确定投料顺序、数量及分段搅拌的时间等工艺参数。掺和料宜与水泥同步投料，液体外加剂宜滞后于水和水泥投料;粉状外加剂宜溶解后再投料。试验表明，二次投料法的混凝土与一次投料法相比，可提高混凝土强度。在强度相同的情况下，可节约水泥。

(3)混凝土的运输。混凝土运输分为地面运输、垂直运输和楼地面运输三种情况，不论用何种运输方法，混凝土在运输过程中，都应满足下列要求：①在运输过程中应保持混凝土的均质性，不发生离析现象;②混凝土运至浇筑点开始浇筑时，应满足设计配合比所规定的坍落度;③应保证在混凝土初凝之前能有充分时间进行浇筑和振捣。

(4)混凝土的浇筑。

1)混凝土浇筑的一般规定。

①混凝土运输、输送、浇筑过程中严禁加水;混凝土运输、输送、浇筑过程中散落的混凝土严禁用于结构浇筑;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。

②浇筑混凝土前，应清除模板内或垫层上的杂物。表面干燥的地基、垫层、模板上还应洒水湿润;现场环境温度高于35℃时宜对金属模板进行洒水降温;洒水后不得留有积水。

③混凝土输送宜采用泵送方式。混凝土粗骨料最大粒径不大于25mm时，可采用内径不小于125mm的输送泵管;混凝土粗骨料最大粒径不大于40mm时，可采用内径不小于150mm的输送泵管。输送泵管安装接头应严密，输送泵管道转向宜平缓。输送泵管应采用支架固定，支架应与结构牢固连接，输送泵管转向处支架应加密。

④在浇筑竖向结构混凝土前，应先在底部填以不大于30mm厚与混凝土内砂浆成分相同的水泥砂浆;浇筑过程中混凝土不得发生离析现象。

⑤柱、墙模板内的混凝土浇筑时，当无可靠措施保证混凝土不产生离析，其自由倾落高度应符合如下规定,当不能满足时，应加设串筒、溜管、溜槽等装置。

a.粗骨料料径大于25mm时，不宜超过3m;

b.粗骨料料径不大于25mm时，不宜超过6m。

⑥在浇筑与柱和墙连成整体的梁和板时，应在柱和墙浇筑完毕后停歇1?1.5h，再继续浇筑。

⑦梁和板宜同时浇筑混凝土，有主、次梁的楼板宜顺着次梁方向浇筑，单向板宜沿着板的长边方向浇筑;拱和高度大于1m时的梁等结构，可单独浇筑混凝土。

2)大体积混凝土结构浇筑。大体积混凝土结构是指混凝土结构物实体最小几何尺寸不小于1m的大体量混凝土，或预计姜因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土。大体积混凝土结构由于承受的荷载大，整体性要求高，往往不允许留设施工缝，要求一次连续浇筑完毕。另外，大体积混凝土结构在浇筑后，水泥水化热量大而且聚积在内部不易散发，浇筑初期混凝土内部温度显著升高，而表面散热较快，这样形成较大的内外温差，混凝土内部产生压应力，而表面产生拉应力，则混凝土表面会产生裂缝。在浇筑后期，当混凝土内部逐渐散热冷却产生收缩时，由于受到基底或已浇筑的混凝土的约束，接触处将产生很大的拉应力，当拉应力超过混凝土当时龄期的极限抗拉强度时，便会产生裂缝。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，大体积混凝土施工温度控制应符合下列规定：

①混凝土入模温度不宜大于30℃;混凝土浇筑体最大温升不宜大于50℃;

②在覆盖养护或带模养护阶段，混凝土浇筑体表面以内40?100mm位置处的温度与混凝土浇筑体表面温度差值不宜大于25℃;结束覆盖养护或拆模后，混凝土浇筑体表面以内40?100mm位置处的温度与环境温度差值不应大于25℃;

③混凝土降温速率不宜大于2.0℃/d。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分层分段浇筑。

大面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(图4.1.21)。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(图4.1.22)。

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。

振动棒振捣混凝土应按分层浇筑厚度分别进行振捣，振动棒的前端应插入前一层混凝 土中，插入深度不应小于50mm;振动棒应垂直于混凝土表面并快插慢拔均匀振捣;当混凝土表面无明显塌陷、有水泥浆出现、不再冒气泡时，可结束该部位振捣;振动棒与模板的距离不应大于振动棒作用半径的0.5倍;振捣插点间距不应大于振动棒的作用半径的 1.4倍。振捣棒移动方式有行列式和交错式两种(图4. 1.23)。

表面振动器又称平板振动器，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，达到振实的目的。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。

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，同时使混凝土拌和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。混凝土结构多要求整体浇筑，但由于技术上或组织上的原因，浇筑不能连续进行时，且中间的间歇时间有可能超过混凝土的初凝时间，则应事先确定在适当位置留置施工缝。施工缝的位置应在混凝土浇筑前按设计要求和施工技术方案确定。由于施工缝是结构中的薄弱环节，因此，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(图4.1.24)，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、次粱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(图4.1.25)。楼梯应留在楼梯段跨度端部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。

在施工缝处继续浇筑混凝土时，应符合下列规定：

①已浇筑的混凝土，其抗压强度不应小于1.2N/mm2;

②在已硬化的混凝土表面上，应清除水泥薄膜和松动石子以及软弱混凝土层，并加以充分湿润和冲洗干净，且不得积水;

③在浇筑混凝土前，宜先在施工缝处刷一层水泥浆(可掺适量界面剂)或铺一层与混凝土内成分相同的水泥砂浆;

④混凝土应细致捣实，使新旧混凝土紧密结合。

后浇带通常根据设计要求留设，并在主体结构保留一段时间(若设计无要求，则至少保留28d)后再浇筑，将结构连成整体。填充后浇带，可采用微膨胀混凝土、强度等级比原结构强度提高一级，并保持至少14d湿润养护。后浇带接缝处按施工缝的要求处理。

(5)混凝土的养护。混凝土养护一般可分为标准养护、加热养护和自然养护。选择养护方式应考虑现场条件、环境温湿度、构件特点、技术要求、施工操作等因素

1)标准养护。混凝土在温度为20℃±2℃，相对湿度为90%以上的潮湿环境或水中进行的养护，称为标准养护。用于对混凝土立方体试件进行养护。

2)加热养护。为了加速混凝土的硬化过程，对混凝土拌和物进行加热处理，使其在较高的温度和湿度环境下迅速凝结、硬化的养护，称为加热养护。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℃)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。自然养护分洒水养护和喷涂薄膜养生液养护两种。洒水养护就是用草帘将混凝土覆盖，经常浇水使其保持湿润。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是指混凝土表面覆盖薄膜后，能阻止混凝土内部水分的过早过多蒸发，保证水泥充分水化。

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;干硬性混凝土应于浇筑完毕后立即进行养护。当日最低温度低于5℃时，不应采用洒水养护;

②混凝土浇筑后应及时进行保湿养护，保湿养护可采用洒水、覆盖、喷涂养护剂等方式，混凝土洒水养护的时间：采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥配制的混凝土，不应少于7d;采用其他品种水泥时，养护时间应根据水泥性能确定;采用缓凝型外加剂、大掺量矿物摻和料配制的混凝土，不应少于14d;抗渗混凝土、强度等级C60及以上的混凝土，不应少于14d;后浇带混凝土的养护时间不应少于14d;地下室底层和上部结构首层柱、墙混凝土带模养护时间，不宜少于3d。

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;

⑤混凝土强度达到1.2N/mm2前，不得在其上踩踏、堆放荷载、安装模板及支架。

4.混凝土冬期与高温施工

(1)混凝土冬期施工。当室外日平均气温连续5日稳定低于5℃时，应采取冬期施工措施;当混凝土未达到受冻临界强度而气温骤降至0℃以下时，应按冬期施工的要求采取应急防护措施。

冬期施工配制混凝土宜选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。采用蒸汽养护时，宜选用矿渣硅酸盐水泥。采用非加热养护法时，混凝土中宜掺人引气剂、引气型减水剂或含有引气组分的外加剂，混凝土含气量宜控制在3.0%?5.0%。

1)混凝土受冻临界强度。混凝土受冻临界强度是指混凝土在遭受冻结前具备抵抗冰胀应力的能力，使混凝土受冻后的强度损失不超过5%而必需的临界强度。

受冻的混凝土在解冻后，其强度虽能继续增长，但已不能达到原设计的强度等级。混凝土遭受冻结后强度损失，与受冻时间的早晚、冻结前混凝土的强度、水灰比等有关。遭冻结时间越早、受冻前强度越低、水灰比越大，则强度损失越多，反之则损失越少。为了减少混凝土受冻后的强度损失，保证解冻后混凝土的强度能达到设计要求的强度等级，必须使混凝土在受冻前具备抵抗冰胀应力的能力。经过试验得知，混凝土经过预先养护达到某一强度后再遭冻结，混凝土解冻后强度还能继续增长，能达到设计强度的95%以上，对结构强度影响不大。

2)混凝土冬期施工措施。在混凝土冬期施工时，为确保混凝土在遭冻结前达到受冻临界强度，可采用下列措施：

①宜采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥;采用蒸汽养护时，宜采用矿渣硅酸盐水泥。

②降低水灰比，减少用水量，使用低流动性或干硬性混凝土。

③浇筑前将混凝土或其组成材料加温，提高混凝土的入模温度，使混凝土既早强又不易冻结。

④对已经浇筑的混凝土采取保温或加温措施，人工制造一个适宜的温湿条件，对混凝土进行养护;

⑤搅拌时，加入一定的外加剂，加速混凝土硬化、尽快达到临界强度，或降低水的冰点，使混凝土在负温下不致冻结。

3)混凝土冬期养护方法。养护法的三个基本要素是混凝土的入模温度、维护层的总传热系数和水泥水化热值。应通过热工计算调整以上三个要素，目的是使混凝土冷却到0℃时，混凝土强度能达到临界强度的要求。混凝土冬期养护方法主要有三类：混凝土养护期间不加热的方法，如：蓄热法、掺外加剂法等;混凝土养护期间加热的方法，如电热法、蒸汽加热法和暖棚法等;综合方法，即把上述两类方法综合应用，如目前常用的综合蓄热法，即在蓄热法基础上掺外加剂(早强剂或防冻剂)或进行短时加热等综合措施。

①蓄热法。蓄热法是利用混凝土原材料预热的热量及水泥水化热，通过适当的保温覆盖，延缓混凝土的冷却速度，使混凝土在冻结前达到受冻临界强度的一种冬期施工方法。适用于室外最低温度不低于-15°C的地面以下工程和表面系数(指结构冷却的表面与全部体积的比值)不大于15的结构。

采用蓄热法时，宜用强度等级高、水化热大的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，掺用早强型外加剂，适当提高人模温度，外部早期短时加热;同时选用传热系数较小、价廉耐用的保温材料。

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