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'大体积混凝土结构浇筑 5.3.1混凝土的配料1.混凝土原材料的选用（1）水泥水泥进场后，应按品种、标号、出厂日期不同分别堆放，并做好标记，做到先进先用完，不得将不同品种、标号或不同出厂日期的水泥混用。水泥存放时间不宜过长，其存放期自出厂之日算起不得超过3个月。（2）粗细骨料骨料要质地坚固、颗粒级配良好、含泥量要小，有害杂质含量要满足国家有关标准要求。活性硅、云石等含量必须严格控制。 （3）水拌和用水一般可以直接使用饮用水，当使用其他来源水时，水质必须符合国家有关标准的规定。（4）外加剂可改善混凝土的相关性能。使用前须详细了解其性能，准确掌握其使用方法。（5）掺和料通过掺加适量的掺和料，可以节约水泥，降低混凝土的水泥水化总热量，也可以改善混凝土的性能。尤其是高性能混凝土中，掺入一定的外加剂和掺和料，是实现其有关性能指标的主要途径。 5.3.2混凝土的搅拌1.混凝土搅拌机选择混凝土搅拌机按其搅拌原理分为自落式和强制式两类；前者主要以重力搅拌机理设计，适于搅拌塑性混凝土；后者主要根据剪切机理设计，适于搅拌干硬性混凝土和轻骨料混凝土。 2.搅拌制度的确定（1）混凝土搅拌时间搅拌时间是指从原材料全部投入搅拌筒开始搅拌时起到开始卸料时为止所经历的时间。它与混凝土搅拌质量密切相关，随搅拌机类型和混凝土的和易性的不同而变化。（2）投料顺序一次投料法——在上料斗中先装石子、再加水泥和砂，然后一次投入搅拌机。二次投料法——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。或先预拌水泥净浆，然后再加砂、石搅拌成混凝土。 注：①当掺有外加剂时，搅拌时间应适当延长;②全轻混凝土、砂轻混凝土搅拌时间应延长60～90s。 （3）进料容量进料容量是将搅拌前各种材料的体积累积起来的数量，又称干料容量。进料容量与搅拌机搅拌筒的几何容量有一定的比例关系，一般为0.22～0.40。（4）搅拌要求严格控制混凝土施工配合比。砂、石子必须严格过磅，不得随意加减用水量。混凝土搅拌完毕或预计停歇1h以上时，应将混凝土全部卸出，倒入石子和清水，搅拌5～10min，把粘在料筒上的砂浆冲洗干净后全部卸出不留积水，以免机械生锈，保持机械清洁完好。 5.3.3混凝土的运输1.混凝土运输的基本要求（1）运输过程中混凝土应保持良好的均匀性，不分层，不离析，保证浇筑时规定的坍落度。（2）混凝土拌合物应以最少的转运次数和最短的时间运到浇筑现场，混凝土从搅拌机卸出到浇筑完毕的时间不宜超过下表的规定： （3）应保证混凝土的浇筑工作连续进行。（4）运输混凝土的容器应严密、不漏浆，容器内壁应平整光洁、不吸水。黏附的混凝土应及时清除。2.混凝土运输工具地面运输工具——双轮手推车、机动翻斗车、混凝土搅拌运输车和自卸汽车等。楼面运输工具——双轮手推车、塔吊、混凝土泵送等。垂直运输——多采用塔式起重机加料斗、井架或混凝土泵送等。 5.3.4混凝土的浇筑1.浇筑前的准备工作（1）制定施工方案，进行安全与技术交底（2）材料、机具劳动力准备（3）基底准备（4）模板和钢筋的检查钢筋的隐蔽验收包括：钢筋的位置、规格、数量是否满足设计要求；钢筋的搭接长度、接头位置是否符合规定；控制保护层厚度的垫块或支架是否按规定设好；钢筋上的油污、铁锈是否已清除等。 2.混凝土浇筑应注意的问题（1）混凝土浇筑前不应发生初凝和离析现象。（2）防止离析。混凝土自由倾落高度不应超过2m。（3）分层浇筑，分层捣实。（4）浇筑竖向结构混凝土前，底部应先浇入50～100mm厚与混凝土成分相同的水泥砂浆，以免产生蜂窝及麻面现象。为保证混凝土的整体性，浇筑工作应连续进行。 （5）正确留置施工缝混凝土如因技术或组织上的原因不能连续浇筑，且停顿时间有可能超过混凝土的初凝时间时，应事先确定在适当位置留置施工缝。施工缝是结构中的薄弱环节，宜留在结构剪力较小、施工方便的部位。在施工缝处继续浇筑混凝土前应保证先浇筑的混凝土的强度不低于1.2MPa，要求先凿掉已凝固的混凝土表面的松弱层并凿毛，用水湿润并冲洗干净，并先铺抹10～15mm厚的水泥浆或与混凝土砂浆成分相同的砂浆一层。在浇筑过程中，施工缝应细致捣实，使新旧混凝土结合紧密。 3.混凝土的浇筑方法（1）多层、高层钢筋混凝土框架结构的浇筑浇筑框架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，而每一施工层的施工段划分，则要考虑工序数量、技术要求、结构特点等。混凝土的浇筑顺序：先浇捣柱子，在柱子浇捣完毕后，停歇1～1.5h，使混凝土达到一定强度后，再浇捣梁和板。浇筑柱子时，一个施工段内的每排柱子应由外向内对称地逐根浇筑。梁和板一般同时浇筑，从一端开始向前推进。 （2）剪力墙的浇筑门窗洞口部分应两侧同时下料，先浇筑窗台下部，后浇筑窗间墙，以防窗台下部出现蜂窝孔洞；开始浇筑时，应先浇筑50～100mm厚与混凝土砂浆成分相同的水泥砂浆；混凝土浇筑过程中，不可随意挪动钢筋，要经常检查钢筋保护层厚度及所有预理件的牢固程度和位置的准确性。减少或防止剪力墙结构的收缩裂缝可采取的技术措施：优化混凝土配合比设计，减少水泥用量，适当掺入磨细粉煤灰或降低混凝土强度等级；降低混凝土浆量体积，增加粗集料用量；采用减水剂，降低混凝土的单位用水量；强化浇水养护或喷养护剂，保证混凝土早期不失水等。 （3）大体积混凝土结构浇筑大体积钢筋混凝土结构多为工业建筑中的设备基础及高层建筑中厚大的桩基承台或基础底板等。其施工特点是混凝土浇筑面和浇筑量大，整体性要求高，不能留施工缝，以及浇筑后水泥的水化热量大且聚集在构件内部，形成较大的内外温差，易造成混凝土表面产生收缩裂缝等。施工中为保证混凝土浇筑工作连续进行，不留施工缝，应在下一层混凝土初凝之前，将上一层混凝土浇筑完毕。 大体积混凝土结构的浇筑方案，一般分为全面分层、斜面分层和分段分层三种。施工时根据结构物的具体尺寸、捣实方法和混凝土供应能力，通过计算选择浇筑方案。 全面分层方案，是在第一层全面浇筑完毕回来浇筑第二层时，第一层浇筑的混凝土还未初凝，如此逐层进行直至浇筑完毕。这种方案适用于结构的平面尺寸不太大，施工时从短边开始、沿长边进行较适宜。斜面分层方案，要求斜面的坡度不大于1/3，适用于结构的长度超过厚度的3倍的情况。振捣工作应从浇筑层斜面的下端开始，逐渐上移，以保证混凝土的浇筑质量。分段分层方案，适用于厚度不太大而面积或长度较大的结构。混凝土从底层开始浇筑，进行一定距离后回来浇筑第二层，如此依次向前浇筑以上各分层。 （4）水下混凝土浇筑导管法水下浇筑混凝土——利用导管输送混凝土并使之与环境水隔离，依靠管中混凝土的自重，压管口周围的混凝土在已浇筑的混凝土内部流动、扩散，以完成混凝土的浇筑工作。 4.后浇带的设置处理后浇带是为在现浇混凝土结构施工过程中，克服由于温度、收缩可能产生的有害裂缝而设置的临时施工缝。该缝需根据设计要求保留一段时间后再浇筑，将整个结构连成整体。后浇带的设置距离，应考虑有效降低温度和收缩应力的条件下，通过计算来获得。后浇带的保留时间应根据设计确定，若设计无要求时，一般至少保留28d以上。后浇带的宽度应考虑施工简便，避免应力集中。一般其宽度为700～1000mm，后浇带内的钢筋应完好保护。 5.3.5混凝土的振捣1.混凝土振动密实成型振动机械按其工作方式分为内部振动器、表面振动器、外部振动器和振动台。 内部振动器又称插入式振动器，多用于振实现浇基础、梁、柱、墙、厚板和大体积混凝土结构等。表面振动器又称平板振动器，适用于楼板、地面等薄型构件。外部振动器又称附着式振动器，适用于振捣断面小、钢筋密以及不宜使用内部振动器的结构构件，如薄腹梁、墙体等。振动台是支撑在弹性支座上的工作平台，在平台下装有振动机械。是混凝土预制厂中的固定生产设备，用于振实预制构件。 2.混凝土真空密实成型混凝土真空作业法是借助于真空负压，将水从刚浇筑成型的混凝土拌和物中吸出，同时使混凝土密实的一种成型方法。 5.3.6混凝土养护混凝土养护是为混凝土的水泥水化、凝固提供必要的条件，包括时间、温度、湿度三个方面，保证混凝土在规定的时间内获取预期的性能指标。1.自然养护混凝土的自然养护是在常温（平均气温高于5℃）的条件下，用浇水或保水的方法使混凝土在规定的时间内有适宜的温度和湿度条件凝结硬化，逐渐达到设计要求的强度。可分为覆盖浇水养护和表面密封养护。混凝土必须养护至其强度达到1.2MPa以上，方可上人进行其他施工。 混凝土常见的外观缺陷有麻面、露筋、蜂窝、孔洞、裂缝等。对于数量不多的小蜂窝或露石的结构，可先用钢丝刷或压力水清洗，然后用1︰2～1︰2.5的水泥砂浆抹平。对于蜂窝和露筋，应凿去全部深度内的薄弱混凝土层，用钢丝刷和压力水清洗后，用比原强度等级高一级的细骨料混凝土填塞，要仔细捣实，加强养护。2.人工养护通过人工控制混凝土的温度和湿度，使混凝土凝结硬化，达到设计要求的强度，如蒸汽养护、热水养护、电热养护、太阳能养护等。蒸汽养护是将构件放在充有饱和蒸汽或蒸汽空气混和物的养护室内，在较高的温度和相对湿度的环境中进行的养护，用以加快混凝土的硬化。 5.3.7混凝土的质量检查1.混凝土在拌制和浇筑过程中的检查（1）首次使用的混凝土配合比应进行开盘鉴定，其工作性能应满足设计要求。开始生产时应至少留置一组标准养护试件做强度检验，以验证配合比。（2）组成材料的称量抽查，每工作班至少两次。（3）拌制和浇筑地点坍落度的检查每一工作班至少两次。（4）在每一工作班内，如混凝土配合比由于外界影响而有变动时，应及时检查。（5）对混凝土搅拌时间应随时检查。 2.混凝土外观的检查 2.混凝土外观的检查 3.混凝土强度的检查根据检查的目的不同，强度检查分混凝土标准强度检查和施工强度检查。混凝土的标准强度是根据150mm边长的标准立方体试块在标准条件下（20±3℃的温度和相对湿度为90％以上）养护28d来判定标准强度。判定标准强度的试块留取应符合下列要求：①每拌制100盘且不超过l00m3的相同配合比的混凝土，取样不得少于1次；②每工作班拌制的相同配合比的混凝土不足100盘时，取样不得少于1次；③现浇楼层，每层同一配合比的混凝土，取样不得少于1次；④同一单位工程每一验收项目中同配合比的混凝土，取样不得少于一次。 施工强度检查，是为了检查结构或构件的拆模、出池、出厂、吊装、张拉、放张及施工期间临时负荷的需要等所需强度，试块要与结构或构件同条件养护，试块组数按实际需要确定。每组3个试块应在同盘混凝土中取样制作。其强度代表值取3个试块试验结果的平均值，作为该组试件强度代表值；当3个试块中的最大或最小的强度值与中间值相比超过中间值15％时，取中间值代表该组的混凝土试件强度；当3个试块中的最大和最小的强度值与中间值相比均超过中间值15％时，则其试验结果不应作为评判的依据。 碳钢的分类1。按碳的质量百分数分：低碳钢（C：≤0.25％）中碳钢（C：0.25％≤C≤0.6％）高碳钢（C：＞0.6％）2。按钢的质量分（主要是杂质硫、磷的含量）：普通碳素钢（S≤0.055％，P≤0.045％)优质碳素钢（S≤0.040％，P≤0.040％)高级优质碳素钢（S≤0.030％，P≤0.035％)3。按用途分：碳素结构钢：主要用于桥梁、船舶、建筑构件、机器零件等碳素工具钢：主要用于刀具、模具、量具等含碳量越高，硬度、强度越大，但塑性降低 碳钢的牌号与用途普通碳素结构钢：Q195、Q215、Q235、Q255、Q275等。数字表示最低屈服强度。Q195、Q215、Q235塑性好，可轧制成钢板、钢筋、钢管等。Q255、Q275可轧制成型钢、钢板等。用途优质碳素结构钢：钢号以碳的平均质量万分数表示。如20＃、45＃等。20＃表示含C：0.20%（万分之20）。用途主要用于制造各种机器零件 碳钢的牌号与用途碳素工具钢：钢号以碳的平均质量千分数表示，并在前冠以T。如T9、T12等。T9表示含C：0.9%（千分之9）。用途主要用于制造各种刀具、量具、模具等铸钢：铸钢牌号是在数字前冠以ZG，数字代表钢中平均质量分数（以万分数表示）。如ZG25，表示含C：0.25%。用途主要用于制造形状复杂并需要一定强度、塑性和韧性的零件，如齿轮、联轴器等。 碳钢的常规热处理退火将钢加热到适当温度，保温一定时间，然后缓慢冷却（随炉冷却），以获得接近于平衡状态组织的热处理工艺。正火完全退火、等温退火、球化退火、扩散退火、去应力退火将钢件加热到AC3和Acm以上30－50度，保持适当时间后，在空气中冷却，得到珠光体类组织的热处理工艺。 碳钢的常规热处理淬火将钢件加热到奥氏体化后，快速冷却，使组织转变为马氏体的热处理工艺。所得的马氏体的形态与钢的成分、原始奥氏体晶粒的大小以及形成条件有密切关系。奥氏体晶粒越小，马氏体越细。回火将钢件淬火后，为了消除内应力并获得所要求的性能，将其加热到AC1以下的某一温度，保温一定时间，然后冷却到室温的热处理工艺。 合金钢合金钢分类铁及铁基合金在碳钢中加入一种或多种合金元素，形成的钢称之为合金钢。按所含合金元素的多少分：低合金钢（总质量分数低于5％）、中合金钢（总质量分数5％－10％）、高合金钢（总质量分数高于10％）。按主要合金元素种类分：铬钢、铬镍钢、锰钢、硅锰钢等。按用途分：结构钢、工具钢、特殊性能钢。 合金元素的作用铁及铁基合金1。合金元素与铁的作用：合金元素加入钢中，首先溶于铁形成固溶体，超过溶解度极限时与碳形成化合物。合金元素溶与铁，形成合金铁素体或合金奥氏体。合金元素溶于铁素体会使钢的室温强度提高，这种作用称为固溶强化。2。合金元素与碳的作用：对于与碳的亲和力较弱的合金元素，不与碳发生作用，只溶于铁素体或奥氏体中；对于与碳的亲和力较强的合金元素，当质量分数较低时，与铁一起形成合金渗碳体，当质量分数较高时，形成合金碳化物。 不锈钢铁及铁基合金能在大气和一般腐蚀性介质中具有很高耐蚀性的钢种。用途主要用来制造在各种腐蚀性介质中工作并具有较高抗腐蚀能力的零件或结构件。广泛用于石油、化工、原子能、海洋开发、国防和一些先端科学技术领域。 铁及铁基合金合金元素的作用1。耐腐蚀性要求越高，碳的质量分数应越低；2。加入主要的合金元素Cr。Cr能提高基体的电极电位。在氧化性介质中极易钝化，形成致密的氧化膜，提高耐腐蚀性3。加入合金元素Ni。可获得单项的奥氏体组织，显著提高耐腐蚀性并改善钢的塑性，通过热处理还可以改善钢的强度。 铁及铁基合金合金元素的作用5。加入合金元素Ti、Nb等：能优先同C形成稳定的碳化物，使Cr保留在基体中，避免晶界贫Cr，提高钢的耐腐蚀性。6。加入合金元素Mn、N等：部分替代Ni以获得奥氏体组织，并能提高铬不锈钢在有机酸中的耐腐蚀性。4。加入合金元素Mo、Cu等：提高钢在非氧化性酸中的耐腐蚀能力。 铸铁铁及铁基合金碳的质量分数大于2.11%的铁碳合金称之为铸铁，通常还含有较多的Si、Mn、S、P等元素。用途铸铁时工程上最常用的金属材料，广泛应用在机械制造、冶金、矿上、石油化工。交通等领域。例如，铸铁在农业机械中占40－60％，在汽车拖拉机中占50－70％，在机床制造中占60－90％。铸铁的生产设备和工艺简单，价格便宜。 铁及铁基合金铁碳合金中碳的存在形式间隙固溶与铁化合态的渗碳体游离态的石墨亚稳态，在一定条件下分解为铁和石墨稳定态，可以从铸铁溶液中析出，也可以从奥氏体中析出 铁及铁基合金铸铁的种类根据石墨化程度的不同，铸铁的类型和组织也不同。灰口铸铁白口铸铁麻口铸铁各种铸铁的力学性能见表3－4，P43 铁及铁基合金铸铁性能特点石墨的形态对铸铁的力学性能影响较大。灰口铸铁的抗拉前强度和塑性较低，这是因为石墨对基体的严重割裂所造成的。石墨相当于钢基体中的裂纹和空洞，它减小基体的抗拉强度，并引起应力集中。石墨量越多，铸铁的抗拉强度越低。 铁及铁基合金石墨的存在对铸铁的特殊作用1。铸铁的切削加工性能优异；2。铸铁的铸造性能良好；3。铸铁具有耐磨性；4。铸铁具有良好的减振性；5。铸铁对缺口不敏感；对铸铁的作用。 非铁及其合金铝及铝合金铜及铜合金钛及钛合金镁及镁合金 铝及铝合金铝及铝合金的特点密度低、比强度高。纯铝的密度只有2700kg/m3，仅为铁的1/4。优良的物理、化学性能。导电性能好、磁化率低、耐腐蚀等。加工性能好。铸造性能好、易于塑性变形，经热处理后还具有很高的强度。 铝及铝合金纯铝名称纯度用途高纯铝99.93%-99.99%科学研究、制作电器工业高纯铝98.85%-99.9%铝箔、铝合金原料工业纯铝98.0%-99.0%电线、电缆、配置合金纯铝中含有Fe、Si、Zn等元素时，会使性能下降纯铝的强度很低，不能用作结构材料铝合金 铝及铝合金合金元素的作用铝中加入合金元素后，可提高合金的强度，并保持良好的加工性能。提高强度的方法固溶强化时效强化弥散强化细晶强化 铝及铝合金铝合金的种类变形铝合金铸造铝合金用途铝丝、铝箔、铝合金型材等复杂形状的铸件等 铜及铜合金铜及铜合金的特点优良的物理、化学性能。导电、导热性能好、耐腐蚀等，是抗磁材料。加工性能好。容易冷热成形，铸造铜合金铸造性能好。具有某些特殊力学性能。比如优良的减摩性和耐摩性高的弹性极限和疲劳强度。色泽美观。 铜及铜合金纯铜纯铜为紫色，又称紫铜。主要用于制作电导体及配制合金。工业纯铜分为4种：T1、T2、T3、T4。编号越大，纯度越低。纯铜的强度低，不宜用作结构材料 铜及铜合金铜合金种类铜中加入合金元素后，可提高合金的强度，并保持良好的加工性能。铜合金的种类黄铜青铜白铜以Zn为主要合金元素。良好的加工性能，优良的铸造性能，耐腐蚀性能也好。以Sn为主要合金元素。用于铸造形状复杂的零件。抗腐蚀性比黄铜还好。以Ni为主要合金元素。具有较好的强度和塑性，能进行冷加工变形，抗腐蚀性能也好。 钛及钛合金钛及钛合金的特点密度低、比强度高。耐高温、耐腐蚀性能、低温韧性好等。加工条件复杂，成本较高。 钛及钛合金纯钛钛的密度低，熔点高，线膨胀系数小。导热性差。纯钛塑性好，强度高，可以加工成细丝和薄片。钛在大气、海水及酸碱中的抗腐蚀性能好。纯钛的晶体结构882.5度以上：密排六方结构，称为α－Ti882.5度以下：体心立方结构，称为β－Ti 钛及钛合金钛合金的种类α－钛合金钛中加铝、硼等α稳定元素获得α－Ti合金。这种合金的室温强度较低，但高温（500－600度）强度很高。抗氧化性、抗蠕变性以及焊接性能良好。钛中加入钼、铬、钒等元素后可获得β－Ti合金。这种合金的强度高，冲压性能好，并可通过淬火和时效获得强化。这种合金的塑性好，容易锻造、压延和冲压，并可通过固溶和时效进行强化。热处理后的强度可提高50％－100％。α＋β－钛合金β－钛合金 镁及镁合金纯镁的特点密度低、比强度高。纯镁的密度只有1749kg/m3，仅为铁的1/4、铝的2/3。镁的电极电位较低，抗腐蚀性能差。镁属于密排六方结构，因此塑性变形能力差。 镁及镁合金镁合金的特点低比重：工业用材料中最轻量材料（铝的2/3重）高比强度：优于钢和铝震动吸收性好：可将震动能吸收并转化成热放出易机械加工耐冲击性好电磁屏蔽性好可再生利用：有利于环境优化 镁及镁合金镁合金的种类变形镁合金铸造镁合金用途镁合金各种型材复杂形状的铸件等'