4．4混 凝 土 工 程
混凝土施工应保证结构具有设计的外形和尺寸，施工后混凝土符合设计要求的强度等级，有良好的整体性，并满足设计和施工的特殊要求。混凝土工程包括混凝土的拌制、运输、浇筑捣实和养护等施工过程。各个施工过程既相互联系又相互影响，在混凝土施工过程中除按有关规定控制混凝土原材料质量外，任一施工过程处理不当都会影响混凝土的最终质量，因此，如何在施工过程中控制每一施工环节，是混凝土工程需要研究的课题。
4.4.1混凝土制备
混凝土制备应采用符合质量要求的原材料，按规定的配合比配料，混合料应拌和均匀，以保证结构设计所规定的混凝土强度等级，满足设计提出的特殊要求（如抗冻、抗渗等）和施工和易性的要求，并应符合节约水泥，减轻劳动强度等原则。
1. 混凝土强度
1)混凝土配制强度（fcu,o）
混凝土配制强度应按下式计算：
fcu,o≥fcu,k+1.645σ
式中fcu,o——混凝土配制强度（MPa）；
fcu,k——混凝土立方体抗压强度标准值（MPa）； σ——混凝土强度标准差（MPa）。
混凝土强度标准差宜根据同类混凝土统计资料按下式计算确定：
式中fcui——统计周期内同一品种混凝土第i组试件的强度值（MPa）；
fcu,m——统计周期内同一品种混凝土N组强度的平均值（MPa）； n——统计周期内同一品种混凝土试件的总组数，n≥25。
当混凝土强度等级为C20和C25级，若强度标准差计算值小于2.5MPa时，计算配制强度用的标准差应取不小于2.5MPa；当混凝土强度等级等于或大于C30级，若强度标准差计算值小于3.0MPa时，计算配制强度用的标准差应取不小于3.0MPa。
对预拌混凝土厂和预制混凝土构件厂，其统计周期可取为一个月；对现场拌制混凝土的施工单位,其统计周期可要扎实际情况确定,但不宜超过三个月.
施工单位如无近期混凝土强度统计资料时, σ可根据混凝土设计强度等级取值：当混凝土设计强度≤C20时，取4 MPa；当混凝土设计强度在C25～C40时，取5 MPa；当≥C45时，取6 MPa。
2)混凝土施工配合比及施工配料
混凝土的配合比是在实验室根据混凝土的配制强度经过试配和调整而确定的，称为实验室配合比。实验室配合比所有用砂、石都是不含水分的。而施工现场砂、石都有一定的含水率，且含水率大小随气温等条件不断变化。为保证混凝土的质量，施工中应按砂、石实际含水率对原配合比进行调整。根据现场砂、石含水率调整后的配合比称为施工配合比。
设实验室配合比为：水泥：砂：石=1：x：y，水灰比W/C，现场砂、石含水率分别为WX、WY，则施工配合比为：
水泥：砂：石=1：x（1+Wx）：y（1+ Wy），水灰比W/C不变，但加水量应扣除砂、石中的含水量。
施工配料是确定每拌一次需要用的各种原材料量，它根据施工配合比和搅拌机的出料容量计算。
【例4.5】某混凝土实验室配合比为1：2：4.45，水灰比W/C=0.6，每立方米混凝土水泥用量mc=290kg，现场测得砂、石含水率分别为3%、1%，求施工配合比及每立方米混凝土各种材料用量。
【解】施工配合比
1：x（1+ Wx）：y（1+ Wy）=1：2.25(1+0.03 ) ：4.45 (1+0.01)=1：2.32：4.40 按施工配合比及每立方米混凝土各种材料用量： 水泥 mc=290kg
砂 ms=29032.32＝672kg 石 mG =29034.49＝1303kg
用水量 mＷ=29030.6－2.25329030.03－4.45329030.01
＝174－19.6－12.9＝141kg
2.混凝土搅拌机选择
1)混凝土搅拌是将各种组成材料拌制成质地均匀、颜色一致、具备一定流动性的混凝土拌合物。如混凝土搅拌得不均匀就不能获得密实的混凝土，影响混凝土的质量，所以搅拌是混凝土施工工艺中很重要的一道工序。由于人工搅拌混凝土质量差，使用水泥多，而且劳动
强度大，所以只有在工程量很小时才用人工搅拌。一般均采用机械搅拌。
混凝土搅拌机按其搅拌原理分为自落式和强制式两类（图4.27）。
图4.27混凝土搅搅拌机工作原理图 （a）自落式搅拌 （b）强制式搅拌
1—混凝土拌合物；2—搅拌筒；3—叶片；4—转轴
自落式搅拌机的搅拌筒内壁焊有弧形叶片，当搅拌
筒绕水平轴旋转时，叶片不断将物料提升到一定高度，利用重力的作用，自由落下。由于各物料颗粒下落的时间、速度、落点和滚动距离不同，从而使物料颗粒达到混合的目的。自落式搅拌机宜于搅拌塑性混凝土和低流动性混凝土。
锥形反转出料搅拌机是自落式搅拌机中较好的一种，由于它的主副叶片分别与拌筒轴线00
成45和40夹角，故搅拌时叶片使物料作轴向窜动，所以搅拌运动比较强烈，它正转搅拌，反转出料，功率消耗大。这种搅拌机构造简单重量轻，搅拌效率高，出料干净，维修保养方便。
3
我国规定混凝土搅拌机以其出料容量（m）31000标定规格，现行混凝土搅拌机的系列为：50、150、250、350、500、750、1000、1500和3000。
选择搅拌机时，要根据工程量大小、混凝土的坍落度、既要满足技术上的要求，亦要考虑经济效果和节约能源。
2)搅拌制度的确定
为了获得质量优良的混凝土拌合物，除正确搅拌机外，还必须正确确定搅拌制度，即投料顺序、搅拌时间和进料容量等。
（１）投料顺序：投料顺序应从提高搅拌质量，减少叶片、衬板的磨损，减少拌合物与搅拌筒的粘结，减少水泥飞扬改善工作条件等方面综合考虑确定。常用方法有：
一次投料法。即在上料斗中先装石子，再加水泥和砂，然后一次投入搅拌机。在鼓筒内先加水或在料斗提升进料的同时加水。这种上料顺序使水泥夹在石子和砂中间，上料时不致飞扬，又不致粘住斗底，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。
二次投料法。它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，再投入石子搅拌成均匀的混凝土。预拌水泥净浆法搅拌的混凝土与一次投料法相比较，混凝土强度提高约15%，在强度相同的情况下，可节约水泥约为15%～20%。
（２）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，拌合不均匀，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，而且会使混凝土和易性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、骨料的品种和粒径以及混凝土的坍落度等有关，混凝土搅拌的最短时间（即自全部材料装入搅拌筒中起到卸料止）。可按表4.18采用。
混凝土坍落度 （mm） ≤30 ＞30
表4.18 混凝土搅拌的最短时间（s） 搅拌机出料容量（L） 搅拌机机型 ＜250 250--500 自落式 90 120 强制式 60 90 自落式 90 90 强制式 60 60 ＞500 150 120 120 90 注：掺有外加剂时，搅拌时间应适当延长。 （3）进料容量（干料容量）：为搅拌前各种材料体积之和。进料容量Vj，与搅拌机搅拌筒的几何容量Vg有一定的的比例关系，一般情况下两者比值为Vj/Vg=0.22～0.4，鼓筒式搅拌机可用较小值。如进料容量超过10%以上，就会使材料在搅拌筒内无充分的空间进行拌合，影响混凝土拌合物的均匀性；如装料过少，则又不能充分发挥搅拌机的效率。进料容量可根据搅拌机的出料容量按混凝土的施工配合比计算。
使用搅拌机时，应注意安全。在鼓筒正常转动之后，才能装料入筒子。在运转时，不得将头、手或工具伸入筒内。因故（如停电）停机时，要立即设法将筒子内的混凝土取出，以免凝结。在搅拌工作结束时，也应立即清洗豉筒内外。叶片磨损面积如超过10%左右，就应按原样修补或更换。
3．混凝土搅拌站
混凝土拌合物在搅拌站集中拌制，可以做到自动上料、自动称量、自动出料和集中操作控制、机械化、自动化程度较高，劳动强度大大降低，同时混凝土的质量得到改善，可以取得较好的技术经济效果。施工现场可根据工程任务的大小、现场的具体条件、机具设备的情况，因地制宜的选用，如采用移动式混凝土搅拌站等。
一些城市已建立了混凝土集中搅拌站，搅拌站的机械化及自动化水平一般较高，用自卸汽车直接供应搅拌好的混凝土，然后直接浇筑入模。这种供应“商品混凝土”的生产方式，在改进混凝土的供应，提高混凝土的质量以及节约水泥、骨料等方面，有很多优点。
4.4.2混凝土的运输
1．对混凝土拌合物运输的要求：
１）应保持混凝土的均匀性，避免产生分层离析现象，混凝土运至浇筑地点，应符合浇筑时所规定的坍落度（见表4.19）；
２）混凝土应以最少的中转次数，最短的时间，从搅拌地点运至浇筑地点，保征混凝土从搅拌机卸出后到浇筑完毕的延续时间不超过表4.20的规定；
３）运输工作应保证混凝土的浇筑工作连续进行；
４）运送混凝土的容器应严密，其内壁应平整光洁，不吸水，不漏浆，粘附的混凝土残渣应经常清除，并应防止曝晒、雨淋和冻结。
表4.19混凝土浇筑时的坍落度 项次 1 2 3 4 结构种类 基础或地面等垫层、无配筋的厚大结构（挡土墙、基础或厚大的块体等）或配筋稀疏的结构 板、梁和大型及中型截面的柱子等 配筋密列的结构（薄壁、斗仓、筒仓、细柱等） 配筋特密的结构 坍落度（mm） 10—30 30—50 50—70 70--90 注：1、本表系指采用机械振捣的坍落度，采用人工捣实时可适当增大。 2、需要配制大坍落度混凝土时，应掺用外加剂。
3、曲面或斜面结构的混凝土，其坍落度值，应根据实际需要另行选定。 4、轻骨料混凝土的坍落度，宜比表中数值减少10—20mm。 5、自密实混凝土的坍落度另行规定。
混凝土强度等级 C30及C30以下 气温（C） 不高于25２ 0 0表4.20 混凝土从搅拌机中卸出后到浇筑完毕的延续时间（h） 高于251.5 0 C30以上 1.5 1 注：1、掺用外加剂或采用快硬水泥拌制混凝土时，应按试验确定。 2、轻骨料混凝土的运输、浇筑延续时间应适当缩短。
2．混凝土运输工具选择
混凝土运输工作分为地面运输、垂直运输和楼面运输三种情况。 地面运输 如运距较远时，可采用自卸汽车或混凝土搅拌运输车；工地范围内的运输多用载重1t的小型机动力翻斗车，近距离亦可采用双轮手推车。
混凝土的垂直运输 目前多用塔式起重机、井架，也可采用混凝土泵。塔式起重机运输的优点是地面运输、垂直运输和楼面运输都可以采用。混凝土在地面由水平运输工具或搅拌机直接卸入吊斗吊起运至浇筑部位进行浇筑。
混凝土的垂直运送，除采用塔式起重机外，还可使用井架。混凝土在地面用双轮手推车运至井架的升降平台上，然后井架将双轮手推车提升到数层上，再将手推车沿铺在楼面上的跳板推到浇筑地点。另外，井架可以兼运其他材料，利用率较高。由于在浇筑混凝土时已立好模板，扎好钢筋，因此，需铺设手推车行走用的跳板。
4.4.3混凝土的浇筑与捣实
混凝土浇筑要保证混凝土的均匀性和密实性，要保证结构的整体性、尺寸准确和钢筋 预埋件的位置正确，拆模后混凝土表面要平整、光洁。
浇筑前应检查模板、支架、钢筋和预埋件的正确位置，并进行验收。由于混凝土工程属于隐蔽工程，因而对混凝土量大的工程、重要工程或重点部位的浇筑，以及其他施工中的重大问题，均应随时填写施工记录。
1．浇筑要求 1）防止离析
浇筑混凝土时，混凝土拌合物由料斗、漏斗、混凝土输送管、运输车内卸出时，如自由倾落高度过大，粗骨料在重力作用下，克服粘着力后的下落动能大，下落速度较砂浆快，因而可能形成混凝土离析。为此，混凝土自高处倾落的自由高度不应超过2m，在竖向结构（如柱、墙等）中限制自由倾落高度不宜超过3m，否则应沿串筒、斜槽、溜管等下料。
2）分层灌注，分层捣实，并应在前层混凝土凝结前，将次层混凝土浇筑完毕，以保证混凝土的密实性和整体性。分层厚度，应使混凝土能捣固密实，当采用插入式振动器时，为振动棒长的1.25倍；当采用表面振动器时，为２００mm，当用人工捣固时，根据钢筋疏密程 不同，一般为２５０～１５０mm。 ３）正确留置施工缝
混凝土结构大多要求整体浇筑，如因技术或组织上的原因，混凝土不能连续浇筑完毕，且停顿时间有可能超过混凝土的初凝时间，则应预先确定在适当位置留置施工缝。 （１）施工缝的位置
宜留在结构剪力较小的部位，同时要方便施工，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
图4.28 柱子的施工缝位置 （a）梁板式结构 （b）无梁楼盖结构 （Ⅰ-Ⅰ、Ⅱ-Ⅱ为施工缝的位置）
4.29图有主次梁楼盖的施工缝位置
梁楼盖柱帽的下面（图4.28），和板连成整体的大截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。单向板应留在平板短边的任何位置，有主交梁的楼盖宜顺着次梁方向浇筑，施工缝应留在次梁跨度的中间1/3长度范围内（图4.29）。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、多层框架等及其他复杂结构，应按设计要求留置施工缝 （２）施工缝的处理。
在施工缝处继续浇筑混凝土时，应除掉水泥浮浆和松动石子，并用水冲洗干净，待已浇筑的混凝土的强度不低于1.2Mpa时才允许继续浇筑，在结合面应先铺抹一层水泥浆或与混凝土砂浆成分相同的砂浆；在重新浇筑混凝土的过程中，施工缝处应仔细捣实，使新旧混凝土结合牢固。
2．浇筑方法
1）多层钢筋混凝土框架结构的浇筑
浇筑这种结构首先要划分施工层和施工段，施工层一般按结构层划分，而每一施工层如何划分施工段，则要考虑工序数量、技术要求、结构特点等。要做到木工在第一施工层安装完模板，准备转移到第二施工层的第一施工段上时，该施工段所浇筑的混凝土强度应达到允许工人在其上操作的强度（1.2MPa）。
混凝土浇筑前应做好必要的准备工作，如模板、钢筋和预埋管线的检查和清理以及隐蔽工程的验收；浇筑用脚手架、走道的搭设和安全检查；根据试验室下达的混凝土配合比通知单准备和检查等材料；并做好施工用具的准备等。 浇筑柱子时，施工段内的每排柱子应由外向内对称地依次浇筑，不要由一端向一端推进，预防柱子模板因湿胀造成受推倾斜而误差积累难以纠正。截面在400mm3400mm以内，或有交叉箍筋的柱子，应在柱子模板侧面开孔用斜溜槽分段浇筑，每段高度不超过2m。截面在400mm3400mm以上、无交叉箍筋的柱子，如柱高不超过4.0m，可从柱顶浇筑；如用轻骨料混凝土从柱顶浇筑，则柱高不得超过3.5m。柱子开始浇筑时，底部应先浇筑一层厚50～100mm与所浇筑混凝土成分相同的水泥砂浆。浇筑完毕，如柱顶处有较大厚度的砂浆层，则应加以处理。柱子浇筑后，应间隔1～1.5h，待所浇混凝土拌合物初步沉实后，再筑浇上面的梁板结构。
梁和板一般应同时浇筑，顺次梁方向从一端开始向前推进。只有当梁高大于1m时才允许将梁单独浇筑，此时的施工缝留在楼板板面下20～30mm处。梁底侧面注意振实，振动器不要直接触及钢筋和预埋件。楼板混凝土的虚铺厚度应略大于板厚，用表面振动器或内部振动器振实，用铁插尺检查混凝土厚度，振捣完后用长的木抹子抹平。
为保证捣实质量，混凝土应分层浇筑，每层厚度见表4.21。
表4.21混凝土浇筑层的厚度