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砼作业指导书
广州东沙至新联高速公路S11合同段
混
凝
土
施
工
作
业
指
导
书
编号:
DXGS-ZYZDS-001
编制:
审核:
中铁十五局二公司广州东沙至新联高速公路S11合同段项目部
二00七年十一月二十六
砼作业指导书
一、基本知识
(一)、砼的材料组成
砼由水泥与粗细集料加水配制而成,有时根据需要还需掺加一定量的掺合料和外加剂,因而砼的性能在很大程度上取决于配制它的原材料的特性。
1、水泥
土建工程常用水泥技术性质:
1容重:
硅酸盐水泥的松散容重为900~1300kg/m3,紧密时可达1600kg/m3,常用容重为1300kg/m3。
2细度:
即颗粒粗细的程度,水泥细度用筛析法测定。
在0.08mm方孔筛上的筛余量,不超过15%,水泥细度越细,其水化越充分,凝结硬化越迅速,早期强度越高。
3标准稠度用水量:
为测定水泥各种性质而定的加水标准。
4凝结时间:
从加水拌合到水泥净浆开始失去塑性的时间称为初凝时间,由加水拌合到水泥浆完全失去塑性并开始产生强度的时间称为终凝时间,一般规定水泥初凝不早于45min,终凝不迟于12h。
5安定性:
是指标准稠度的水泥净浆在凝结过程中,体积变化是否均匀的性质。
安定性不合格的水泥不能用于工程中。
6强度:
是以标准条件下养护一定龄期后的水泥胶砂试件抵抗外力破坏能力的大小来表示的,采用“软练法”测定。
将水与标准砂按灰砂比为1:
2.5的比例混合,加入规定数量的水,按规定方法制成4×4×16cm的试件,在标准条件下进行养护,测其3d、7d、28d、龄期的强度。
7水化热:
水泥与水接触发生水化反应所放出的热量。
水泥的水化热大部分在水化初期(7d内)放出,以后逐渐减少。
土建工程常用五种水泥的强度指标、主要特性及适用范围见下表:
常用五种水泥的强度指标
水泥名称
标号
抗压强度Mpa
抗折强度MPa
3d
7d
28d
3d
7d
28d
硅
酸
盐
水
泥
425
425R
525
525R
625
625R
725R
17.7
22.0
22.6
27
28.4
32
37
26.5
---
33.3
---
42.2
---
---
41.7
41.7
51.5
51.5
61.3
61.3
71.1
3.3
4.1
4.1
4.9
4.9
5.6
6.2
4.5
---
5.3
---
6.1
---
---
6.3
6.3
7.1
7.1
7.8
7.8
8.6
普
通
硅
酸
盐
水
泥
275
325
425
425R
525
525R
625
625R
725R
---
11.8
15.7
21.0
20.6
26
26.5
31
36
15.7
18.6
24.5
---
31.4
---
40.2
---
---
27
31.9
41.7
41.7
51.5
51.5
61.3
61.3
71.1
---
2.5
3.3
4.1
4.1
4.9
4.9
5.6
6.2
3.2
3.6
4.5
---
5.3
---
6.1
---
---
4.9
5.4
6.3
6.3
7.1
7.1
7.8
7.8
8.6
矿渣、火山灰、粉煤灰硅酸盐水泥
275
325
425
---
---
---
12.3
14.7
20.6
27
31.9
41.7
---
---
---
2.7
3.2
4.1
4.9
5.4
6.3
粉煤灰硅酸盐水泥
425R
525
525R
625R
19.0
---
23.0
28
---
28.4
---
---
41.7
51.5
51.5
61.3
4.0
---
4.6
5.2
---
4.9
---
---
6.3
7.1
7.1
7.8
常用五种水泥的主要特性及使用范围
品种
硅酸盐水泥
普通硅酸盐水泥
矿渣水泥
火山灰水泥
粉煤灰水泥
组成
不掺混合料
以硅酸盐水泥熟料为主,允许加15%以下的混合材料
在硅酸盐水泥熟料中,掺20%~70%的矿渣
在硅酸盐水泥熟料中加20%~50%的火山灰质混合材料
在硅酸盐水泥熟料中,加20%~40%粉煤灰
容重
(kg/m3)
1000~1600
1000~1600
1000~1200
1000~1200
1000~1200
标号
425525625
225275325
425525625
225275325
425525
225275325
425525
225275325
425525
主
要
特
性
1.快硬早强
2.水化热高
3.耐冻性好
4.耐腐蚀性较差
5.耐热性较差
1.早强
2.水化热较高
3.耐冻性较好
4.耐热性较差
5.耐腐蚀性较差
1.早强低,后期强度增长较快
2.水化热较低
3.耐热性较好
4.抗硫酸盐类侵蚀和抗水性较好
5.抗冻性较差
6.干缩性较大
1.抗渗性较好
2.耐热性较好
3.其它和矿渣水泥相同
1.干缩性较小
2.抗碳化能力较差
3.其它和矿渣水泥相同
适用范围
适用快硬早强工程,配制高标号混凝土
适用于地上、地下及水中的混凝土,包括受冻融循环的结构及早期强度要求较高的工程,配制建筑砂浆
1.适用于大体积工程
2.配制耐热砼
3.适用于蒸汽养护的构件
4.适用于一般地上地下及水中混凝土
5.配制建筑砂浆
1.适用于有抗渗要求的砼
2.适用于大体积及蒸汽养护砼
3.适用于一般钢筋砼
4.配制建筑砂浆
1.适用于地上地下及大体积砼
2.适用于蒸汽养护的构件
3.适用于一般砼工程
4.配制建筑砂浆
不适用范围
1.不宜用于大体积砼工程
2.不宜用于受化学侵入及压力水作用的结构
和硅酸盐水泥相同
1.不适宜用于早期强度要求较高的混凝土工程
2.不宜用于严寒地区和水位升降范围内的砼工程
1.不适用于干燥环境的砼工程
2.不宜用于耐磨性要求的工程
3.其它同矿渣水泥
1.不宜用于抗碳化要求的工程
2.其它同矿渣水泥
水泥储运及使用注意问题:
1、运输时应注意防火、防潮,包装水泥应轻拿轻放,以防破损。
2、进库时应有质量证明文件,水泥库应保持干燥屋面,外墙不准漏水。
水泥按品种、批号、出厂日期、生产厂家等分别堆放并做好标识。
3、堆放包装水泥,地面应垫以木板,离地30cm,离墙30cm,堆放高度不超过10袋,堆宽5~10袋。
如露天堆放,应下有防潮垫板,上有防雨蓬布。
4、水泥贮存期不超过三个月。
施工中不得将不同品种的水泥或同品种标号高低不同、出厂期差距较大的水泥制成的砼混合使用。
2、粗骨料
凡粒径大于5mm的骨料称粗骨料(即石子)
①、石子的种类
分类法
类别
说明
按粒型分
卵石
天然水流冲刷而成
碎石
人力破碎,针片状少;机械破碎,颚式破碎机破碎的,针片状多
按石质分
火成岩
深火成岩(花岗岩、正长岩)喷出火成岩(玄武岩、辉绿岩)
水成岩
石灰岩、砂岩
变质岩
片麻岩、石英岩
按级配分
连续级配
单粒级配
应根据混凝土工程、资源情况进行技术经济分析后采用,用时应注意避免混凝土离析
②石子的技术要求
a、石子的强度
一般情况下,火成岩强度不宜低于80mpa,变质岩不宜低于60mpa,水成岩不宜低于30mpa。
其压碎值指标如下表规定
岩石品种
混凝土强度等级
压碎值指标(%)
碎石
卵石
水成岩
C60~C40
C30~C10
10~12
13~20
≤9
10~18
变质岩或深层火成岩
C60~C40
C30~C10
12~19
20~31
12~18
19~30
喷出的火成岩
C60~C40
C30~C10
≤13
不限
不限
不限
b、颗粒级配
一般应符合下表的要求
级配
公称粒级(mm)
累计筛余,按重量计(%)
筛孔尺寸(圆孔筛)(mm)
2.5
5
10
15
20
25
30
40
50
60
80
100
连
续
级
配
5~10
5~15
5~20
5~30
5~40
95~100
95~100
95~100
95~100
80~100
90~100
90~100
90~100
95~100
0~15
30~60
40~70
70~90
75~90
0
0~10
0
0~10
15~45
30~65
0
0~5
0
0~5
0
单
粒
级
10~20
15~30
20~40
30~60
40~80
95~100
95~100
85~100
95~100
85~100
95~100
0~15
80~100
95~100
0
0~10
75~100
0
0~10
45~75
70~100
0
0~!
0
30~60
0
0~10
0
c、石子容重、密度和空隙率
名称
容重(kg/m3)
密度(g/cm3)
空隙率(%)
碎石
卵石
1400~1600
1550~1700
2.65~2.75
2.65~2.75
40~48
36~44
d、石子的质量要求
项目
混凝土强度等级(Mpa)
≥C30及有抗冻抗渗或其他特殊要求
C30~C10
≤C10
含泥量
颗粒小于0.08mm的尘屑、淤泥、粘土
基本上是非粘土质的石粉
1
1.5
2
3.0
酌情放宽
酌情放宽
硫化物及硫酸盐含量,折成SO2
云母含量
轻物质(密度<2g/cm3的物质)含量
针、片状颗粒
有机物含量(用比色法试验)
1
--
1
15
1
--
1
25
1
--
--
40
颜色不深于标准色
3、细骨料
粒径介于0.15~5mm的细骨料称为砂子
1砂的分类
分类法
名称
说明
按来源分
人造砂
天然砂
如陶砂
海砂、河砂、山砂
按细度模数分
粗砂
中砂
细砂
特细砂
细度模数为3.7~3.1;平均粒径大于0.5mm
细度模数为3.0~2.3;平均粒径为0.5~0.35mm
细度模数为2.2~1.6;平均粒径为0.35~0.25mm
细度模数为1.5~0.7;平均粒径小于0.25mm
2砂的质量要求
砂的容重1400~1600kg/m3,密度2.6~2.7g/cm3,空隙率38%~48%。
砂子含泥量对于强度等级大于等于C30的砼不大于3%,低于C30的砼不大于5%。
云母含量不大于1%,轻物质含量不大于1%,硫化物及硫酸盐含量不大于1%,有机物含量用比色法试验,其颜色不应深于标准色。
粗、中、细砂分成三个级配区,砂的颗粒级配应处于三个区中的任何一个区内。
砂子颗粒级配区
筛孔尺寸
(mm)
孔型
累计筛余(%)
级配1区
级配2区
级配3区
10.00
5.00
2.50
1.25
0.63
0.315
0.16
圆
圆
圆
方
方
方
方
0
10~0
35~5
65~35
85~71
95~80
100~90
0
10~0
25~0
51~10
70~41
92~70
100~90
0
10~0
15~0
25~0
40~16
85~55
100~90
4、水
拌制和养护砼所用水中不得含有影响水泥正常凝结、硬化的有害物质。
生活污水、工业废水、海水等,PH值小于4,硫酸盐含量(按SO4计)超过1%,含有油脂或糖分的水都不准用来拌制砼。
最好使用可饮用水。
5、掺合料:
掺用量一般不少于水泥重量的5%,可以改善砼的性能,提高砼的塑性,调节砼的强度。
掺合料主要有粉煤灰、沸石粉,硅粉等,可根据具体情况、实际需要选择掺用。
6、外加剂:
指掺量在水泥重量的5%以下,并对改善砼拌合物的和易性,调节砼凝结硬化时间,控制砼强度,提高砼耐久性等方面起着显著作用。
常用的砼外加剂有早强剂、减水剂、引气剂、速凝剂、缓凝剂和阻锈剂等。
(二)、砼的几个性能指标。
1、和易性:
表现为拌合料在拌合及浇注中便于工作的程度,即流动性能、可塑性能、稳定性能及易密性能的综合体现。
通常采取测定砼拌合物的流动性再根据经验观察、评定粘聚性和保水性来确定其和易性好坏。
砼流动性大小用“坍落度”或“维勃稠度”表示。
坍落度10~30mm为低流动性的,坍落度30~80mm为塑性砼,坍落度>80mm为流动性砼。
坍落度接近或等于0的干硬性砼采用维勃稠度表示。
砼浇筑入模时的坍落度
序号
结构类别
坍落度(cm)
(机械振动)
1
小型预制块及便于浇筑振动的结构
0-2
2
桥涵基础墩台等无筋或少筋的结构
1-3
3
普通配筋率的钢筋砼结构
3-5
4
配筋较密、断面较小的钢筋砼结构
6-7
5
配筋极密、断面高而狭的钢筋砼结构
7-9
注:
水下砼、泵送砼的坍落度不在本表范围内,泵送砼的坍落度宜为8-18cm。
用人工捣实时,坍落度宜增加2-3cm。
2、密实性:
指砼拌合料凝固硬化过程中及内部结构形成后的密度程度,影响砼密实性的因素很多,也很复杂,这只有严格规范砼施工,以提高砼的密实性。
3、强度:
抗压强度是砼最重要的性能指标。
砼强度等级按立方体抗压强度标准值确定。
在我国系指按照标准方法制作养护的边长为150mm的立方体试件在28d龄期,用标准试验方法测得的具有95%保证率的抗压强度,砼强度等级分为C7.5,C10,C15,C20,C30,C35,C40,C45,C50,C55,C60。
如C20表示立方体强度标准值为20N/mm2(20MPa)。
砼的抗拉强度较低,一般粗略来说仅及抗压强度的1/10。
4、砼的应力—应变关系
分为五个阶段
1、收缩裂纹产生及闭合;
2、受力裂纹引发;
3、稳定裂纹扩展;
4、不稳定裂纹扩展;
5、碎裂破坏。
5、稳定性:
指砼的耐久性及对温度、湿度变化与腐蚀因子的经受能力。
衡量稳定性的常用指标为砼在冻融试验中的标号,用M25至M200来表达,右下脚标表示耐受的反复冻融次数。
最大粒径为20mm时,配制边长100mm立方体试件;最大粒径为40mm时,配制150mm立方体试件,经正常养护达到28d龄期后,试件先在水中浸泡4昼夜,然后在-15℃~-20℃温度冰库中冰冻4h,在15~20℃温度水池中融化4h,经预定的反复冻融次数后,进行抗压试验,以强度不低于正常试件的75%为合格。
6、砼的收缩及徐变
在荷载的持续作用下,砼的变形随时间不断增长的现象称为徐变。
早期徐变增加很快,一年内完成大部,到20年后,才基本停止。
两周的徐变值约为20年的20~35%。
通常假定极限徐变为1年徐变值的4/3。
砼在空气中硬化时其体积会缩小,这种现象称为砼的收缩,整个收缩过程可延续两年以上。
二、砼施工工艺
(一)、施工准备
1、材料准备:
确保使用的水泥、粗细骨料、掺合料、外加剂及水符合施工要求。
材料进场前要依据标准进行检验和试验,不合格品拒绝进场使用,已进场的要加以隔离,禁止使用。
进场材料要按要求布置场地,并加以标示堆放。
2、机具准备:
按施工组织设计要求准备好砼施工机具并检查其完好性,重要施工机械应有备用品。
3、技术准备:
试验室要根据设计及施工要求选配适当的理论配合比,施工前应根据现场情况进行配合比调整。
施工过程中,条件发生改变时也应及时进行调整,使之始终处于最佳状态。
调整工作应由试验人员进行,严禁其他人员随意调整。
(二)、砼的搅拌
砼搅拌机主要有自落式和强制式两类,前者适用于搅拌重骨料、塑性砼,后者适用于搅拌干硬性砼和轻骨料砼。
砼的拌制,根据砼量的大小及现场情况可采取以下形式:
1、现场搅拌机拌制砼:
一般采用人工上料,生产规模小,砼质量较差,不稳定。
必须人为地严格控制配合比调整、计量、搅拌时间等各个工序才能保证砼的质量。
2、工地拌合站:
其中心设备为一台或数台鼓式或强力式搅拌机,容量从400L至3000L,一般较常用的为800-1200L。
拌合站是以搅拌机为中心的紧凑成套设备。
其基本布置及工作程序为:
从后方接纳运送来的原料---砂、石、水泥等,用提升设备,例如砂、石用提升翻斗转运(或装载机直接送料入配料斗),水泥用压缩空气管道吸送,分别提升到各自的储料斗、漏斗中暂存。
搅拌前通过漏斗底部的活门,由计量器控制将一定比例的砂、石、水泥先后卸落到搅拌机内,额定重量的清水和附加剂也随后注入,开始搅拌,经一定的搅拌时间后,新鲜湿砼在搅拌机前方倾入等候在出口下的车辆或车上吊斗,装满一车,前车移动开走,后车进入装载位置。
此法受人为因素影响较小,砼质量可靠。
3、直接使用商品砼,采用砼输送车运至施工现场。
一般说来,商品砼质量好,性能稳定,但受条件所限,在工地现场不易实现。
在施工现场倾向于使用工地搅拌站,并宜尽量提高自动化程度。
砼配料应严格按照施工配合比进行,尽可能提高称量精度,投料时的允许误差如下表所示。
材料名称
允许误差(不大于%)
水泥、掺合料、水、外加剂
±2
砂、石子、轻骨料
±3
投料宜采用二次投料法,主要有以下两种方法:
a、先将全部砂石水泥及1/3的水投入搅拌机搅拌20~30s后再投入石子和剩余的2/3的水进行搅拌。
b、水泥和部分水进行净浆搅拌,然后再投入全部砂石和剩余的水进行搅拌。
采用二次投料的优点是:
可提高砼抗压强度10~15%,或节约水泥5~10%,减轻搅拌机的摩擦损耗及电耗。
为使砼各种材料混合成均匀质体,要有充分的搅拌时间,砼搅拌的最短时间(s)如下表所示。
砼的坍落度
(cm)
搅拌机机型
容积(L)
<400
400~1000
>1000
≤3
自落式
90
120
150
强制式
60
90
120
>3
自落式
90
90
120
强制式
60
60
90
掺有外加剂,搅拌时间应适当延长。
搅拌轻骨料砼时,搅拌时间应适当延长。
外加剂的掺加方法:
a、外加剂是一种用量小,作用大的物质。
使用外加剂的计量必须准确,计量允许误差为±2%。
b、使用粉剂时,应事先按每拌标准用量称好,用小包装好备用,不应临时用小勺或量杯体积代替重量。
c、使用胶状、液体、固体剂型时,可事先按比例稀释备用,用前必须拌匀,才能开启计量器或由定量工具取用。
d、外加剂的掺加程序
序号
掺加方法
搅拌时间
示意图
1
干粉先掺法
比常规多30~60s
搅拌
骨料→水泥+外加剂粉→新拌混凝土
水
2
溶液同掺法
比常规多
30~60s
搅拌
骨料+水泥→新拌混凝土
水+外加剂液
3
滞水法
第一次
常规
第二次
60~120s
第一次搅拌第二次搅拌
骨料+水泥→外加剂→新拌混凝土
水
4
后掺法
(商品混凝土)
第一次
常规
第二次
60~120s
第一次搅拌第二次搅拌
骨料+水泥→外加剂→新拌混凝土
水
注:
缓凝剂、缓凝减水剂、引气剂、引气减水剂宜用同掺法,不得采用干掺法及后掺法,膨胀剂只能采用干掺法。
搅拌机的操作要点:
(1)、搅拌砼前,应对机械进行空运转检查,检查时间2~3min。
(2)、搅拌第一缶时,应用减少石子的30%或多加水泥、砂各15%。
(3)、进料时应防止砂落入运转机构,进料容量不能超载,进料时应避免水泥先进粘结机体。
(4)、运行时有异常声响,应立即停机检查。
经常检查紧固件及搅拌时注意防止松动或变形。
(5)、机内料未出净,不应停机。
停机时,应将清水及少许石子放进机内搅拌5~10min。
洗机后将机内物料全部清出,机内不得积水。
(三)、砼的运输
1、基本要求
1运输工具不吸水、不漏浆,防止水泥浆流失。
2运输容器内壁平滑光洁,弯折处做成弧状,减少死角,防止粘结。
3敞口车或料斗宜覆盖,夏季防曝晒,冬期保暖,雨期防水。
4运输道路平坦,避免砼产生震动、分离、泌水、分层等现象。
5砼从搅拌机中卸出到砼浇筑完毕时间不应超过下表所示时间(min)。
砼强度等级
气温
低于25
高于25
C30及C30以下
C30以上
120
90
90
60
6用快硬水泥或掺用早强剂时,其运输浇注的延续时间应通过实验确定。
2、混凝土运输方法
1砼水平运输可采用手推车、机动翻斗车、自卸汽车、混凝土搅拌运输车、皮带运输机(也可作角度<15的斜向运输)等进行运输。
2砼垂直运输可采用塔式起重机(也可采用汽车吊)、井架、龙门架配合料斗进行运输。
3泵送砼:
泵送砼是将水平运输、垂直运输和布料结合为一体的输送方法。
其设备由三部分组成:
一为砼泵,二为输送管和配件,三是布料杆(根据现场情况选用)。
泵送砼的成分和配合比应由试验室专门设计,坍落度一般在6~9cm之间,骨料的最大粒径与输送管内径之比不易大于1/3,砂率控制在40~50%,通过0.315MM筛孔的砂不小于15%,水泥用量不小于300kg/m3,若小于300kg/m3,可掺粉煤灰。
泵机工作压力在2.1MPa左右,管道须有承受双倍于此数的强度,管道直径不小于15cm,宜不易大于20cm,弯角≤45。
,宜走近路,少转弯,并应牢固地固定在支承体上。
管道使用前后应先用空气及水洗净,水压不小于2.8MPa,水量每分钟至少300L,然后用通管器通过。
砼输送前应先用水泥浆(水灰比0.7)湿润导管。
砼输送工作应连续进行,如因故间歇,宜每隔5min将砼泵转动2~3圈,以防管道堵塞。
常温下间隔时间不宜大于30~40min。
泵送过程中严禁加水,严禁泵空,料斗中应保持有足够的砼。
泵送将结束时,要掌握泵送量,避免管内留浆过多。
(四)、砼的浇筑
1、做好施工准备:
了解工程施工方案,检查水电和材料供应情况,各种机械、机具安装就位,检查完好,材料准备充足,检查砼运输道路通行情况,砼浇筑前应检查模板的标高、位置、尺寸、强度和刚度是否符合要求,接缝是否严密,还应检查钢筋和预埋件的位置、数量及保护层的厚度是否符合设计要求,检查脱模剂是否刷好刷齐。
同时清除工作面上的淤泥及杂物,工作面上不能积水,也不准过干,清除模板上的垃圾和钢筋上的油污。
2、砼浇筑的基本要求及程序
1、砼应采用分层浇筑,一次连续浇筑完成。
使用内部插入式振动棒捣固时,砼灌注层厚应不超过振动棒作用部分长度的1.25倍,一般为30~40cm,并不得小于20cm;使用表面振动器时砼灌注厚度应在150mm(密配筋)至250mm(无配筋)之间。
2、上层砼应在下层砼初凝前浇筑振捣完毕,否则须待砼强度达到1.2MP
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