現澆混凝土配制的基本流程現場所需混凝土由當地混凝土攪拌站集中供應。當因距離較遠或消耗量較大而需要在現場設置攪拌站時,通常宜采用裝配式生產設備,以方便拆除和轉運。混凝土材料的裝卸、稱量、攪拌和出料需要聯動自動控制,趨向於工業化生產。配制混凝土有兩種方式:①采用固定式攪拌機,混凝土裝入運輸車,卸料後運至澆築位置;(2)將所需比例的混凝土材料(包括外加劑)裝在裝有攪拌機的汽車上,攪拌過程全部在攪拌機上進行,攪拌的起止時間根據運距確定。少量混凝土可近距離水平運輸,壹般可采用輕型電機自卸車或小容量手推車運輸;大量的混凝土必須用混凝土攪拌車運輸。混凝土運至施工現場後,可根據現場情況采用各種起重吊桿和吊車進行垂直運輸,也可將混凝土裝入吊桶,用吊車吊至澆築位置。對於需要連續澆築的大量混凝土工程,宜采用泵送;在某些情況下,帶式輸送機也可以用來運輸混凝土。無論采用何種方法,都要保證混凝土不分層、不離析,保持要求的水灰比,控制運輸時間,使混凝土在初凝前到達澆築地點並具有要求的坍落度。用帶式輸送機輸送混凝土時,應采取措施防止分層或離析。
過程檢查:在向模板中灌註混凝土之前,應徹底檢查鋼筋和模板。鋼筋的鋼號、直徑、數量、形狀、位置、綁紮牢固程度、保護層處理、預埋件等應逐壹檢查,並做好隱蔽工程檢查記錄,確保在混凝土澆築和振搗過程中不移位、不松弛。模板是保證混凝土結構各部分形狀、尺寸和位置的主要工具。必須具有足夠的強度、剛度和穩定性,能承受混凝土的重量和澆築時施加的沖擊,並縫合嚴密,防止漏漿,且易於拆裝,便於周轉。現澆混凝土模板應進行設計和檢查,必須支撐牢固,防止變形和位移。
澆築為了使混凝土在成型時達到均勻、密實、不變形的基本要求,並保持混凝土結構的良好整體性,混凝土應均勻、順序地鋪滿結構的澆築部位,特別是在轉角處和鋼筋處,並應邊填邊振搗,操作應盡可能連續。如果必須停止施工,且在前壹批澆築的混凝土初凝前不能繼續澆築時,可將施工縫留在結構受力最小或不受剪切的部位,並垂直於構件的軸線(如梁、柱)或表面(如墻、板),直到前壹批澆築的混凝土的抗壓強度達到65438±0.2 MPa以上,才能繼續澆築,以免因振動而損壞已澆築的部位。
澆築混凝土時,應根據結構的性質、特點和現場條件,分階段、分層進行。每層厚度不得超過振動器的工作能力和作用範圍,以使新舊層相互粘結。澆築柱、墻、梁、板和整體結構時,在前壹層混凝土澆築完畢後,允許有下沈過程,但不得形成施工縫。為防止新澆混凝土分層離析,造成硬化後出現蜂窩和麻面,應限制混凝土自由下落的高度,過高時應采用吊桶、溜槽和軟管緩慢引入。為了使混凝土拌合物均勻地充滿結構的各個部分,並消除混凝土中的氣泡使其密實,需要用振動器將混凝土搗實。但過度振動是不可取的,因為過度振動會使石塊下沈,水泥漿上浮,形成分離。
混凝土的澆築順序通常如下:澆築基礎時,宜由低向高分期推進;澆註框架時,應從兩端向中心推進,或由中心同時向兩端推進;澆註拱殼時,應從外圍向頂部對稱推進,以保證結構的形狀和整體性。
養護的目的是使混凝土在硬化過程中得到適當的保護,在規定的時間內達到要求的強度,減少收縮,防止開裂或凍結。由於現場施工條件有限,常溫季節可采用自然養護。為避免混凝土成型後水分迅速蒸發,保證水泥正常水化過程,防止混凝土開裂,澆築後應覆蓋壹定時間並及時澆水,使其保持濕潤狀態。用於大面積暴露的結構,如道路、廣場、飛機跑道、地板、樓板、屋頂等。、以及拆模後仍需澆水養護的結構,也可噴灑乳膠、樹脂溶劑等化學物質配制的溶液,在混凝土表面形成壹層塑料薄膜,防止水分蒸發,從而達到養護的目的。在炎熱和寒冷的天氣條件下,必須設置其他防護措施。
混凝土模板的拆除時間應根據結構類型和混凝土強度確定。在混凝土表面和棱角不因拆模而受損的情況下,可先拆除部分非承重模板;承重模板應根據結構類別和跨度大小分別處理。通常混凝土達到設計強度的50 ~ 70%後才能拆除。對於跨度較大(≥ 8m)的梁、板等結構受彎構件,底模必須在混凝土達到設計強度後才能拆除,尤其是多層建築現澆梁板的支撐柱,必須在混凝土強度足以支撐上部柱的全部荷載後才能拆除。
在特殊情況下,現澆混凝土澆築大體積混凝土在混凝土凝固過程中會產生大量的水化熱,產生內外溫差,從而導致混凝土開裂。應采用低水化熱的水泥,改善砂石級配,減少水泥用量和用水量。養護期間還應采取措施加速散熱,如在混凝土中埋設冷卻水管,利用循環水降低混凝土溫度,或根據現場情況在基礎外補水。此外,在混凝土中放入適量的大石塊,用流動性大的混凝土填充縫隙,也能降低混凝土的水化熱,控制裂縫,但石塊必須堅實幹凈,堆放均勻,混凝土要填滿裂縫,振搗密實,消除泌水,保證質量。
由於大氣溫度高,混凝土水化熱發展快,初始溫度高,容易產生溫度裂縫。由於混凝土中水分的快速蒸發,容易出現塑性收縮裂縫,嚴重影響混凝土的後期強度,與鋼筋的粘結也喪失。因此,在炎熱季節澆築混凝土時,必須采取降溫措施,主要是潤濕基礎和模板,降低混凝土溫度,加強澆水養護。降低混凝土溫度的有效措施之壹是降低混合水的溫度,必要時可在混合水中加入碎冰塊來降低水溫。另外,添加緩凝劑可以延緩混凝土的硬化時間;加入減水劑可以使水泥顆粒分散均勻。這兩種添加劑有助於水泥充分水化,可以在壹定程度上抵消環境溫度對混凝土的不利影響。
低溫澆築混凝土見冬季施工。
現澆混凝土堆石混凝土的其他施工方法也稱預填骨料混凝土,是將清理幹凈的粗骨料預先鋪設在模板中,然後用壓力將水泥砂漿填充在粗骨料的縫隙中而形成的混凝土。適用於水下澆註或用其他方法澆註困難,體積變化要求不大的工程。粗骨料應為粒徑不小於3.8厘米的硬質礫石或卵石,空隙率應在38%至48%之間。砂漿可在普通水泥砂漿中摻入適量的塑化劑,以增加其流動性。因為砂漿是泵送的,所以模板的強度和剛度要高。鋪設石塊應限制其自由下落的高度。鋪砌石塊的同時,應放置預先計算好間距的砂漿壓力輸送管和觀察管。註漿管下端距底面約15cm,註漿時可隨漿液增加而逐漸增加。觀察管用於檢查各部分的泥漿高度。根據不同標高在管上鉆小孔使漿液流入,管內放置浮球檢查漿液面位置。施工時應盡可能自下而上連續作業,避免出現空隙或漏灌。灌漿速度應保持穩定。
水下澆築混凝土又稱導管混凝土,是通過垂直管道,依靠自身重量澆築混凝土的方法。適用於澆築圍堰、沈箱基礎、沈井基礎、地下連續墻、樁基等水下或地下工程。混凝土從管底慢慢流出,向四周擴散,不受周圍水流的幹擾,保證質量。采用這種方法時,混凝土必須具有良好的和易性,含砂量在40% ~ 50%之間,粗骨料應為不大於3.8 cm的卵石,水灰比控制在0.44左右,混凝土中可加入緩凝、塑化等添加劑。壹般導管直徑為最大石料粒徑的8倍,管間距壹般為4.5米。施工時,為防止水流和雜物進入導管,可在下導管前將導管底端封堵,利用第壹罐混凝土的重量將封堵沖走,使混凝土澆築到位。深水作業時,可防止導管上浮,運行時,可將導管灌滿水,在導管頂部安裝壹個緊貼管壁的膠球,然後灌註混凝土,將膠球沿導管壓出,即可進行灌註。隨澆築緩慢提升管道,每次提升幅度約為15 ~ 60 cm。澆築時,應防止導管擺動,以避免混凝土空洞。導管法適用於灌註水下混凝土。養護條件較好時,28天強度壹般可達28 ~ 56 MPa。
泵送混凝土(Pumping concrete)利用泵的壓力通過管道將混凝土輸送到澆築地點的施工方法(見彩圖),常用於工程量較大,需要連續澆築或用其他方法難以運輸的工程。如果設備條件優越,每小時泵送能力可達70 m3,水平輸送距離可達300米,垂直輸送距離可達90米。常用的泵有柱塞泵(圖1)、氣泵和擠壓泵。泵送管道應盡可能減少彎頭,保持管徑不變。管道接頭必須緊密,易於組裝和拆卸,便於清洗。
泵送混凝土必須具有適當的流動性,以避免管道堵塞。適宜的坍落度為11 ~ 13cm。配料混合時,可適當加入減水劑、引氣劑或礦粉,防止水分析出和沈澱。施工時,在混凝土投入使用前,應先用水泥砂漿對管道進行潤滑。進料速度應保持穩定。澆築完成後,必須將管內殘留的混凝土排出並用水壓沖洗幹凈(通過清掃車)。
壓力噴槍噴射澆築細石混凝土的施工方法。它通常用於澆註薄壁結構,如隧道襯砌、墻壁和天花板,或其他結構的襯裏和鋼結構的保護層。噴射混凝土有幹拌法和濕拌法兩種。幹拌法是將水泥、砂、石在幹燥狀態下均勻混合,將壓縮空氣送入噴嘴,與壓力水混合進行噴灌的方法(圖2)。這種方法必須由熟練人員操作,水灰比要小,石子要連續級配,粒徑不能太大,水泥用量不能太小。壹般可獲得28 ~ 34 MPa的混凝土強度和良好的粘結力。但由於註射速度高,粉塵汙染嚴重,反彈,使用受到限制。濕拌法是將攪拌好的混凝土通過灌漿泵送到噴嘴,然後用壓縮空氣噴射的方法。施工時應采用攪拌和噴射的方法,以減少稠度的變化。這種方法的噴射速度較低,由於水灰比的增加,混凝土的初強度也較低,但回彈情況有所改善,材料配比容易控制,工效比幹拌法高。
裝飾混凝土是在澆築結構混凝土時,利用嵌有線條圖案或花紋的模板和襯模,使混凝土的外裝飾面壹次完成的施工方法。采用這種方法,混凝土結構完成後,可以省去抹灰、飾面、洗刷、鑿毛等加工工序,有利於控制工期,節省人力物力,降低成本。保證飾面混凝土質量的關鍵在於外模的制作和使用,要求尺寸準確,板面平直。裝飾線可用木材或其他材料制作,但必須嵌牢,並用膩子打磨,再塗上環氧樹脂和水泥的混合物,以防滲漏;也可采用帶裝飾的塑料或橡膠襯裏的模板,脫模劑必須選用薄塗料,水泥和砂的顏色應壹致,以免損壞外觀。施工時,應防止上下兩層混凝土之間的接縫漏漿和結垢。高層建築外墻采用飾面混凝土時,可采用大模板逐層爬升,但應設計計算其支撐和頂升系統。
展望混凝土現場澆築,雖然條件更有限,施工工藝更復雜,設施造價更高,但結構的剛度、整體性和抗震性能都優於預制構件,能適應構件復雜的截面形狀、埋地管道和留下的眾多孔洞,節省了構件的鋼材、水泥、預制、運輸和吊裝等費用。因此,在建築施工中具有明顯的優勢。當前,關鍵是要采取有效措施,使各工藝逐步走向定型和產業化,以提高其經濟技術效果。