混凝土施工工艺的流程为:准备工作寅搅拌寅运输寅浇筑寅养护寅拆模。由于混凝土工程一般都是建筑物的承重部分,混凝土施工不但要具有正确的外形,而且还要有足够的强度、密实性、整体性,因此在混凝土原材料及配合比确定后,合理选择工艺、组织施工是保证混凝土工程质量的关键。
(一)混凝土工程浇捣前的施工准备
混凝土的灌筑工作由于它的硬结具有时间性,即无论是结或硬化,都在一定时间内完成,这就使准备工作具有特殊性。如果浇捣前没有做好充分的准备工作,在初时间内不能很好地完成运输、浇筑、振捣等工作,就将直接影响混凝土的灌筑质量。为了保证混凝土工程质量,在浇捣前一定要充分做好准备工作。
1.基底清理
在地基上浇灌混凝土前,应校正地基的设计标高及轴线,复核各部分尺寸,并清除地基上的泥和杂物,如有不平,应加以修整。对干燥的非粘性土地基,应洒水润湿,对于岩石地基,要用水清洗,但表面不得积水。
如在开挖地基时有地下水涌出或地表水流到地基开挖处时,应设法排除,以防止冲刷新浇灌的混凝土。
对于较深的基坑或基槽,要检查坑槽边是否有坍方的可能,以免混凝土运输车辆经过时发生坍方事故。
2.材料、机具和劳动力准备
检查原材料的规格、品种与质量是否符合配合比设计要求,其数量是否满足需要。
所需机具设备,如称量器、振动器、运输车辆、料斗等机具应备足,运转情况应正常。
在劳动力方面,除本工种外,应注意少数工种,如翻斗车司机、值班电工、机修工的配备。
3.模板检查
模板检查主要包括检查模板的位置、标高、截面尺寸以及预留孔、拱度是否与设计相符;模板的支撑结构物是否牢固,以免在浇捣过程中发生变形、走动等现象。对于土模和砖胎模,还要检查场地是否夯实,制作的尺寸是否与构件形状相符,表面是否平整,隔离剂是否已干。模内的垃圾、泥土等杂物应清除干净。木模板应提前浇水润湿,但不得在模板内留有积水。润湿后,如还有未胀严合的缝隙,应加以嵌塞。
4.钢筋检查
钢筋检查主要包括检查钢筋的位置、规格、数量和保护层厚度是否与设计要求相符。如果构件中有预埋铁件,应检查预埋铁件的规格、数量是否正确。对预应力混凝土构件中预留孔道的芯管,要检查其位置、直径等是否正确,固定是否牢靠,以免在浇灌时移位,发生偏差。对于钢筋上的油污等亦应清除干净。
5.安全与技术交底
对于各项安全设施,要认真检查其是否安全可靠及有无隐患,尤其是模板支撑、操作脚手、架设的运输干道以及指挥、联络信号等。对于重要的施工部位其安全要求须详细交底。
技术交底应包括作业班的计划进度、劳动力的组织与分工,施工顺序、方法及施工缝留设位置,混凝土强度等级、配合比,外加剂掺量、操作要点及质量要求等。
6.其他准备工作
施工前及时与水、电供应部门联系,防止水电供应中断;了解天气预报,准备好防雨、防冻及防曝晒等设施;对机械故障及零件损坏等,应预先做好全面考虑,做好修理与更换的准备;夜间施工时,应准备好照明设备等。
(二)搅摇摇拌
混凝土的搅拌,就是将水、水泥和粗细骨料进行均匀拌和及混合的过程,同时通过搅拌还要使材料达到强化、塑化的作用。
1.搅拌前的准备
混凝土搅拌前,应对材料质量和使用的设备进行检查。
2.混凝土的搅拌机械
混凝土搅拌方法分为人工拌制和机械搅拌。目前,混凝土搅拌一般采用混凝土搅拌机。机械搅拌可以保证混凝土工程质量,减轻劳动强度,加快施工进度,降低成本。混凝土搅拌机按其工作原理,可分为自落式和强制式两大类,选择哪类机型取决于混凝土的特性。
(1)自落式搅拌机
塑性混凝土和低流性混凝土常选用自落式搅拌机进行搅拌。这种搅拌机由内壁装有叶片的旋转鼓筒组成,叶片不断地把混合物向上提升和抛下,因重骨料自由下落时具有较大的动能,故能与其他成分均匀混合。自落式搅拌机筒体和叶片磨损较小,易于清理,但动力消耗大,效率低,对混凝土骨料有较大的磨损,从而影响混凝土的质量,现日益被强制式搅拌机取代。
(2)强制式搅拌机
强制式搅拌机的鼓筒是水平放置的,其本身不转动。筒内有两组叶片,搅拌时叶片绕竖轴旋转,将材料强行搅拌,直至搅拌均匀。这种搅拌机作用强烈,适宜于搅拌干硬性混凝土,也可搅拌低流动性混凝土,具有搅拌质量好、搅拌速度快、生产效率高、操作简便及安全等优点。但机件磨损严重,一般需用高强度合金钢或其他耐磨材料做内衬。这种搅拌机多用于集中搅拌站或预制厂。
混凝土搅拌机的规格常以“装料容积冶(即能装松散拌和物的总体积)来表示。一般工地使用的有250升、375升、400升、500升等型号。大型中心搅拌站式预制厂使用的还有800—3000升等规格。装料容积通常只为搅拌机几何容积的1/2—1/3。一次搅拌好的混凝土体积称为“出料体积冶,约为装料容积的55%—75%。
(3)使用搅拌机应注意的事项
使用搅拌机的一般规定:
混凝土搅拌机的作业场地应有良好的排水条件,机械近旁应有水源,机棚内应有良好的通风、采光及防雨、防冻条件,不得有积水。
于固定式搅拌机要有可靠的基础。
气温降到5益以下时,管道、泵、机内均应采取防冻保温措施。
作业后,应及时将机内、水箱内、管道内的存料、积水放尽,并要清洁保养机械,清理工作场地,切断电源,锁好电闸箱。
搅拌机内外应经常清洗,以防混凝土在机内结块。
强制式搅拌机的骨料应严格筛选,最大粒径不得超过允许值,以防卡料。搅拌机的作业条件:
当电源接通后,必须仔细检查,经2—3分钟空车试转认为合格后,方可使用。
于向搅拌筒内加料应在运转中进行,添加新料时须先将搅拌机内原有的混凝土全部卸出后才能进行,不得中途停机或在满载荷时启动搅拌机,反转出料者除外。
进料时斗下不得站人,严禁将头或手伸入料斗与机架之间察看或探摸进料情况,搅拌机动转中不得用手或工具等物伸入搅拌筒内扒料、出料。在料斗检修时应挂上保险链条,检修时应停电,以防伤人。
当混凝土搅拌完毕或预计停歇在1小时以上时,除将余料除净外,应用石子和清水倒入料筒内,开机转动5—10分钟,把粘在料筒上的砂浆冲洗干净后全部卸出。料筒内不得有积水,以免料筒和叶片生锈。同时还应清理搅拌筒外的积灰,使机械保持清洁完好。
操作者应为经过专业培训,并经考核合格持有上岗证的人员。严禁无证人员上岗操作。3.搅拌制度的确定为了获得均匀优质的混凝土拌和物,除合理选择搅拌机的型号外,还必须科学地确定搅拌制度,诸如搅拌鼓筒的转速、搅拌时间、装料体积以及投料顺序等。自落式搅拌机鼓筒的最佳圆周速度以60米/分左右为宜,强制式搅拌机鼓筒的转速为6—7转/分,叶片转轴的转速一般为30转/分。转速过小,不能充分拌和;转速过大,由于离心力的作用,亦将影响混凝土拌和物的均匀性。因此,决不能用增大转速来缩短搅拌时间。搅拌时间是影响混凝土质量及搅拌机生产率的重要因素之一。时间过短,拌和不均匀,会降低混凝土的强度及和易性;时间过长,不仅会影响搅拌机的生产率,而且会使混凝土的和易性重新降低或产生分层离析现象。搅拌时间与搅拌机的类型、鼓筒尺寸、骨料的品种和粒经以及混凝土的坍落度等有关,即为自落式搅拌机和强制式搅拌机最短的搅拌延续时间(指全部材料装入搅拌筒中起,到开始卸料。
此外,轻骨料混凝土搅拌时间较普通混凝土长;坍落度大的混凝土搅拌时间较坍落度小的短。当用自落式搅拌机搅拌干硬性混凝土时,其搅拌时间还需酌予延长。
搅拌机不宜超载,如装料超过装料容积的10%,就会使材料在搅拌筒内无充分的空间进行掺和,影响混凝土拌和物的均匀性;反之,装料过少又不能充分发挥搅拌机的效能。
投料顺序应从提高搅拌质量,减少叶片、衬板的磨损,减少拌和物与搅拌筒的粘结,减少水泥飞扬,改善工作环境,提高混凝土强度,节约水泥等方面综合考虑确定。目前常用一次投料法、二次投料法和水泥裹砂法等。
一次投料法是目前最普遍采用的方法。它是将砂、石、水泥和水一起同时加入搅拌筒中进行搅拌。为了减少水泥的飞扬和粘罐现象,对自落式搅拌机常采用的投料顺序是,先倒砂子(或石子),再倒水泥,然后倒入石子(或砂子),将水泥夹在砂、石之间,最后加水搅拌。
二次投料法又分为预拌水泥砂浆法和预拌水泥净浆法。
预拌水泥砂浆法是先将水泥、砂和水加入搅拌筒内进行充分搅拌,成为均匀的水泥砂浆后,再加入石子搅拌成均匀的混凝土。一般是用强制式搅拌机拌制水泥砂浆1—1.5分钟。然后再加入石子搅拌1—1.5分钟。也可设计一种双层搅拌机(称为复式搅拌机),其上层搅拌机搅拌水泥砂浆,搅拌均匀后,再送入下层搅拌机与石子一起搅拌成混凝土。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,再加入砂和石子搅拌成混凝土。
试验表明,二次投料法搅拌的混凝土与一次投料法相比较,混凝土强度可提高约15%。在强度等级相同的情况下,可节约水泥15%—20%。
水泥裹砂法是在砂子表面造成一层水泥浆壳。主要采取两项工艺措施:一是对砂子的表面湿度进行处理,控制在一定范围内;二是进行两次加水搅拌。第一次加水搅拌称为造壳搅拌,就是先将处理过的砂子、水泥和部分水搅拌,使砂子周围形成粘着性很高的水泥糊包裹层。然后加入第二次水及石子,经搅拌,部分水泥浆便均匀地分散在已经被造壳的砂子及石子周围。
水泥裹砂法的混凝土与一次投料法的混凝土相比较,强度可提高20%—30%,混凝土不易产生离析现象,泌水少,工作性好。
4.现场混凝土搅拌站的布置
现场混凝土搅拌站的布置,应因地制宜,尽可能布置在施工项目的附近,最好能靠近垂直运输机械服务半径的范围内,以便将混凝土直接卸于吊装料斗中。各种材料装料仓库与运输线路,应做到装料、卸料方便,既不互相交叉,又尽可能缩短运距。
由于现场搅拌站使用期限不长,所以一般多采用简易的双阶式。图3.3为简易双阶式搅拌站布置示意图。砂石由汽车运进现场,卸于砂石堆场装拆式的临时坡道上,用卷扬机牵引提升到坡道上口的砂石贮料斗内,在贮料斗下口分别设有砂石皮带运输机,将砂石送入各称量斗内,再经称量斗送入提升斗,提升斗再次提升卸入搅拌机鼓筒中。
砂石称量斗进料时,按动电钮,皮带运输机开始转动,将砂石送进称量斗内。当达到所需重量时,磅秤秤杆向上抬起,触动电钮,皮带运输机立即停止送料。然后卸料斗门打开,使砂石卸入提升斗内。袋装水泥由水泥仓库经皮带运输机送至操作平台后,由人工拆包;散装水泥则通过螺旋输送机输送。
现场搅拌站布置是否合理,直接关系到生产效率和成本以及工人劳动强度,因此,应根据现场的具体条件和现有的机械设备,尽可能采用机械化和自动化方式进行生产。
5.人工拌制
混凝土用量不大,而又缺乏机械设备时,可用人工拌制。
一般应用铁板或包有白铁皮的木拌板,如用木制拌板时宜将表面刨光,镶拼严密,不得漏浆。人工拌和一般采用“三干三湿冶法,即先将水泥加入砂中干拌两遍,再加入石子翻拌一遍,此后边缓慢地加水,边反复湿拌三遍。
人工拌制混凝土的劳动强度大,而且要求的坍落度较大,否则很难均匀。当水灰比不变时,人工拌制比机械搅拌多耗10%—15%的水泥。
(三)运摇摇输
1.运输工作的基本要求
(1)质量要求
在混凝土运输过程中,要保持混凝土的均匀性,防止混凝土产生离析、水泥浆流失、坍落度变化以及产生初等现象。
如果发生分层离析现象,在浇捣前必须重新搅拌,重新调整配合比后方能入模。当运输时间较长或气温较高时,为防止混凝土中水分蒸发过快,致使坍落度发生变化,运输工具要加以遮盖。运输容器必须严密,不漏浆和不吸水,并在使用中经常清除容器中粘附的和硬化的混凝土残渣。
(2)时间要求
搅拌好的混凝土,应尽可能快地运到施工地点进行浇捣,以防混凝土结、失水而影响工程质量。
混凝土从搅拌机中卸出后到浇筑完毕的延续时间,不宜超过表3.4的规定。
冬季施工的混凝土,运输时间应更短些,从而保证混凝土不受冻并保持入模时所要求的温度。
如运距较远可掺加缓剂,其延续结时间长短由试验确定。使用快硬水泥或掺有促剂的混凝土,其运输时间应根据水泥性能及结条件确定。
(3)运输器具和道路要求
运输器具要清洁,不漏浆,不吸水,使用前用水湿润。装料要适当,防止过满,以免溢出。经常清除运输器具中的硬结块,班后用水冲刷干净,并涂以少量的废机油。
运输混凝土的道路要求平坦,以减少运输时的颠簸振动,避免混凝土分层离析。同时还应考虑布置环形回路,施工高峰时应有专人管理,以免车辆互相拥挤阻塞。临时架设的便道、脚手板接头要平顺。
浇灌基础时,可采用单向运输主道和单向运输支道的布置方式;浇柱子时,可采用来回运输主道与盲肠支道的布置方式;浇灌楼板时,可采用来回运输主道和单向运输支道结合的布置方式。
运输道的宽度要根据单行或双行及车辆宽度而定。一般单轮手推车单行道宽度为0.3—0.6米,双行道宽度为1.2—1.5米;双轮手推车单行道宽度为0.6—1.0米,双行道宽度为1.5—2.5米。
2.水平运输
(1)手推车
手推车是施工工地上普遍使用的水平运输工具,其种类有独轮、双轮和三轮等多种。手推车具有小巧、轻便的特点,不但适用于一般的地面水平运输,还能在脚手架、施工栈道上使用,也可与塔吊、井架等配合使用,解决垂直运输混凝土、砂浆等材料的需要。
(2)机动翻斗车
系用柴油机装配而成的翻斗车,功率为7355瓦,最大行驶速度达35千米/时。车前装有容量为400升、载量为1000千克的翻斗。这种车具有轻便灵活、结构简单、转弯半径小、速度快、能自动卸料、操作维护简便等特点,适用于短距离水平运输混凝土以及砂、石等散装材料,见图3.4。
(3)混凝土搅拌运输车