水利水电混凝土工程施工工艺技术

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1 水利水电混凝土工程施工工艺技术

第一节 普通混凝土施工

一、 施工准备

混凝土施工准备工作的主要项目有:基础处理、施工缝处理、设置卸料入仓的辅助设备、模板、钢筋的架设、预埋件及观测设备的埋设、施工人员的组织、浇筑设备及其辅助设施的布置、浇筑前的检查验收等。

(一)基础处理

土基应先将开挖基础时预留下来的保护层挖除,并清除杂物,然后用碎石垫底,盖上湿砂,再进行压实,浇8~12cm厚素混凝土垫层。砂砾地基应清除杂物,整平基础面,并浇筑10~20cm厚素混凝土垫层。

对于岩基,一般要求清除到质地坚硬的新鲜岩面,然后进行整修.整修是用铁撬等工具去掉表面松软岩石、棱角和反坡,并用高压水冲洗,压缩空气吹扫.若岩面上有油污、灰浆及其粘结的杂物,还应采用钢丝刷反复刷洗,直至岩面清洁为止。清洗后的岩基在混凝土浇筑前应保持洁净和湿润.

当有地下水时,要认真处理,否则会影响混凝土的质量.处理方法是:做截水墙,拦截渗水,引入集水井排出;对基岩进行必要的固结灌浆,以封堵裂缝,阻止渗水;沿周边打排水孔,导出地下水,在浇筑混凝土时埋管,用水泵抽出孔内积水,直至混凝土初凝,7d后灌浆封孔;将底层砂浆和混凝土的水灰比适当降低。

(二)施工缝处理

施工缝是指浇筑块之间新老混凝土之间的结合面。为了保证建筑物的整体性,在新混凝土浇筑前,必须将老混凝土表面的水泥膜(又称乳皮)清 除干净,并使其表面新鲜整洁、有石子半露的麻面,以利于新老混凝土的紧密结合。但对于要进行接缝灌浆处理的纵缝面,可不凿毛,只需冲洗干净即可.

施工缝的处理方法有以下几种.

(1)风砂枪喷毛。将经过筛选的粗砂和水装入密封的砂箱,并通入压缩空气。高压空气混合水砂,经喷砂喷出,把混凝土表面喷毛。一般在混凝土浇后24~48h开始喷毛,视气温和混凝土强度增长情况而定.如能在混凝土表层喷洒缓凝剂,则可减少喷毛的难度。

(2)高压水冲毛.在混凝土凝结后但尚未完全硬化以前,用高压水(压力0.1~0。25MPa)冲刷混凝土表面,形成毛面,对龄期稍长的可用压力更高的水(压力0。4~0。6MPa),有时配以钢丝刷刷毛。高压水冲毛关键是掌握冲毛时机,过早会使混凝土表面松散和冲去表面混凝土;过迟则混凝土变硬,不仅增加工作困难,而且不能保证质量。一般春秋季节,在浇筑完毕后10~16h开始;夏季掌握在6~10h;冬季则在18~24h后进行。如在新浇混凝土表面洒刷缓凝剂,则延长冲毛时间。

(3)刷毛机刷毛。在大而平坦的仓面上,可用刷毛机刷毛,它装有旋转的粗钢丝刷和吸收浮渣的装置,利用粗钢丝刷的旋转刷毛并利用吸渣装置吸收浮渣.

喷毛、冲毛和刷毛适用于尚未完全凝固混凝土水平缝面的处理。全部处理完后,需用高压水清洗干净,要求缝面无尘无碴,然后再盖上麻袋或草袋进行养护。

(4)风镐凿毛或人工凿毛。已经凝固混凝土利用风镐凿毛或石工工具凿毛,凿深约1~2cm,然后用压力水冲净。凿毛多用于垂直缝.

仓面清扫应在即将浇筑前进行,以清除施工缝上的垃圾、浮渣和灰尘,并用压力水冲洗干净。

(三)仓面准备 2 浇筑仓面的准备工作,包括机具设备、劳动组合、照明、风水电供应、所需混凝土原材料的准备等,应事先安排就绪,仓面施工的脚手架、工作平台、安全网、安全标识等应检查是否牢固,电源开关、动力线路是否符合安全规定。

仓位的浇筑高程、上升速度、特殊部位的浇筑方法和质量要求等技术问题,须事先进行技术交底.

地基或施工缝处理完毕并养护一定时间,已浇好的混凝土强度达到2。5MPa后,即可在仓面进行放线,安装模板、钢筋和预埋件,架设脚手等作业。

(四)模板、钢筋及预埋件检查

开仓浇筑前,必须按照设计图纸和施工规范的要求,对仓面安设的模板、钢筋及预埋件进行全面检查验收,签发合格证。

(1)模板检查.主要检查模板的架立位置与尺寸是否准确,模板及其支架是否牢固稳定,固定模板用的拉条是否弯曲等。模板板面要求洁净、密缝并涂刷脱模剂。

(2)钢筋检查.主要检查钢筋的数量、规格、间距、保护层、接头位置与搭接长度是否符合设计要求。要求焊接或绑扎接头必须牢固,安装后的钢筋网应有足够的刚度和稳定性,钢筋表面应清洁。

(3)预埋件检查。对预埋管道、止水片、止浆片、预埋铁件、冷却水管和预埋观测仪器等,主要检查其数量、安装位置和牢固程度.

二、混凝土的拌制

混凝土拌制,是按照混凝土配合比设计要求,将其各组成材料(砂石、水泥、水、外加剂及掺合料等)拌和成均匀的混凝土料,以满足浇筑的需要。

混凝土制备的过程包括贮料、供料、配料和拌和。其中配料和拌和是主要生产环节,也是质量控制的关键,要求品种无误、配料准确、拌和充分。

(一)混凝土配料

配料是按设计要求,称量每次拌和混凝土的材料用量。配料的精度直接影响混凝土质量。混凝土配料要求采用重量配料法,即是将砂、石、水泥、掺和料按重量计量,水和外加剂溶液按重量折算成体积计量。施工规范对配料精度(按重量百分比计)的要求是:水泥、掺合料、水、外加剂溶液为±1%,砂石料为±2%。

设计配合比中的加水量根据水灰比计算确定,并以饱和面干状态的砂子为标准。由于水灰比对混凝土强度和耐久性影响极为重大,绝不能任意变更;施工采用的砂子,其含水量又往往较高,在配料时采用的加水量,应扣除砂子表面含水量及外加剂中的水量。

1、给料设备

给料是将混凝土各组份从料仓按要求供到称料料斗。给料设备的工作机构常与称量设备相连,当需要给料时,控制电路开通,进行给料.当计量达到要求时,即断电停止给料。常用的给料设备如表5—1。

表5-1 常用给料设备

序号 名称 特点 适宜给料对象

1 皮带给料机 运行稳定、无噪声、磨损小、使用寿命长、精度较高 砂

2 给料闸门 结构简单、操作方便、误差较大,可手控、气控、电磁控制 砂、石

3 电磁振动给料机 给料均匀,可调整给料量,误差较大、噪声较大 砂、石

4 叶轮给料机 运行稳定、无噪声、称料准确,可调给料量,满足粗、精称量要求 水泥、混合材料

5 螺旋给料机 运行稳定、给料距离灵活、工艺布置方便,但精度不高 水泥、混合材料

2、混凝土称量 3 混凝土配料称量的设备,有简易称量(地磅)、电动磅称、自动配料杠杆秤、电子秤、配水箱及定量水表。

(1)简易称量

当混凝土拌制量不大,可采用简易称量方式,如图5-1.地磅称量,是将地磅安装在地槽内,用手推车装运材料推到地磅上进行称量。这种方法最简便,但称量速度较慢。台秤称量需配置称料斗、贮料斗等辅助设备。称料斗安装在台秤上,骨料能由贮料斗迅速落入,故称量时间较快,但贮料斗承受骨料的重量大,结构较复杂。贮料斗的进料可采用皮带机、卷扬机等提升设备。

(2)电动磅秤

电动磅秤是简单的自控计量装置,每种材料用一台装置,如图5-2。给料设备下料至主称量料斗,达到要求重量后即断电停止供料,称量料斗内材料卸至皮带机送至集料斗。

(3)自动配料杠杆秤

自动配料杠杆秤带有配料装置和自动控制装置,如图5-3.自动化水平高,可作砂、石的称量,精度较高。

(4)电子秤

电子秤是通过传感器承受材料重力拉伸,输出电信号在标尺上指出荷重的大小,当指针与预先给定数据的电接触点接通时,即断电停止给料,同时继电器动作,称料斗斗门打开向集料斗供料,如图5-4、图5—5。

(5)配水箱及定量水表

水和外加剂溶液可用配水箱和定量水表计量。配水箱是搅拌机的附属设备,可利用配水箱的浮球刻度尺控制水或外加剂溶液的投放量。定量水表常用于大型搅拌楼,使用时将指针拨至每盘搅拌用水量刻度上,按电钮即可送水,指针也随进水量回移,至零位时电磁阀即断开停水.此后,指针能自动复位至设定的位置。

称量设备一般要求精度较高,而其所处的环境粉尘较大,因此应经常检查调整,及时清除粉尘。一般要求每班检查一次称量精度。

以上给料设备、称量设备、卸料装置一般通过继电器联锁动作,实行自动控制。

(二)混凝土拌和

混凝土拌和的方法,有人工拌和与机械拌和两种。

1、人工拌和

人工拌和是在一块钢板上进行,先倒入砂子,后倒入水泥,用铁锨反复干拌至少三遍,直到颜色均匀为止。然后在中间扒一个坑,倒入石子和2/3的定量水,翻拌1遍。再进行翻拌(至少2遍),其余1/3的定量水随拌随洒,拌至颜色一致,石子全部被砂浆包裹,石子与砂浆没有分离、泌水与不均匀现象为止。人工拌和劳动强度大、混凝土质量不容易保证,拌和时不得任意加水。人工拌和只适宜于施工条件困难、工作量小,强度不高的混凝土。

2、机械拌和

用拌和机拌和混凝土较广泛,能提高拌和质量和生产率.拌和机械有自落式和强制式两种。其类型如表5—2。

表5—2 混凝土搅拌机的型号

型式 代号

组 型

式 锥形反转出料 J Z

锥形倾翻出料 J F

强 涡桨 J W 4 制

式 行星 J X

单卧轴 J D

双卧轴 J S

(1)混凝土搅拌机

1)自落式混凝土搅拌机 自落式搅拌机是通过筒身旋转,带动搅拌叶片将物料提高,在重力作用下物料自由坠下,反复进行,互相穿插、翻拌、混合使混凝土各组分搅拌均匀的。

①锥形反转出料搅拌机

锥形反转出料搅拌机是中、小型建筑工程常用的一种搅拌机,正转搅拌,反转出料。由于搅拌叶片呈正、反向交叉布置,拌合料一方面被提升后靠自落进行搅拌,另一方面又被迫沿轴向作左右窜动,搅拌作用强烈.

图5—6为锥形反转出料搅拌机外形。它主要由上料装置、搅拌筒、传动机构、配水系统和电气控制系统等组成.图5-7为搅拌筒示意图,当混合料拌好以后,可通过按钮直接改变搅拌筒的旋转方向,拌合料即可经出料叶片排出.

②双锥形倾翻出料搅拌机

双锥形倾翻出料搅拌机进出料在同一口,出料时由气动倾翻装置使搅拌筒下旋50°~60°,即可将物料卸出,如图5-8。双锥形倾翻出料搅拌机卸料迅速,拌筒容积利用系数高,拌合物的提升速度低,物料在拌筒内靠滚动自落而搅拌均匀,能耗低,磨损小,能搅拌大粒径骨料混凝土。主要用于大体积混凝土工程。

2)强制式混凝土搅拌机

强制式混凝土搅拌机一般筒身固定,搅拌机片旋转,对物料施加剪切、挤压、翻滚、滑动、混合使混凝土各组分搅拌均匀。

①涡桨强制式搅拌机

涡桨强制式搅拌机是在圆盘搅拌筒中装一根回转轴,轴上装有拌和铲和刮板,随轴一同旋转,如图5-9。它用旋转着的叶片,将装在搅拌筒内的物料强行搅拌使之均匀。涡桨强制式搅拌机由动力传动系统、上料和卸料装置、搅拌系统、操纵机构和机架等组成。

图5-9

②单卧轴强制式混凝土搅拌机

单卧轴强制式混凝土搅拌机的搅拌轴上装有两组叶片,两组推料方向相反,使物料既有圆周方向运动,也有轴向运动,因而能形成强烈的物料对流,使混合料能在较短的时间内搅拌均匀.它由搅拌系统、进料系统、卸料系统和供水系统等组成,如图5—10。

③双卧轴强制式混凝土搅拌机

双卧轴强制式混凝土搅拌机,如图5-11。它有两根搅拌轴,轴上布置有不同角度的搅拌叶片,工作时两轴按相反的方向同步相对旋转.由于两根轴上的搅拌铲布置位置不同,螺旋线方向相反,于是被搅拌的物料在筒内既有上下翻滚的动作,也有沿轴向的来回运动,从而增强了混合料运动的剧烈程度,因此搅拌效果更好。双卧轴强制式混凝土搅拌机为固定式,其结构基本与单卧式相似。它由搅拌系统、进料系统、卸料系统和供水系统等组成.