混凝土現澆施工技術
混凝土現澆施工技術（ cast-in-site concrete technique ）是一種按工程部位就地灌築的混凝土施工工藝。由於現場灌築混凝土常受風雨、溫度及濕度等氣候因素、場地條件、運輸距離、結構形狀和結構位置的影響，因此，在原材料的配製（見混凝土）、攪拌工藝、運輸方法、灌築方式、養護方法等方面，都要根據實際情況和可能條件，分別採取相應的措施，使混凝土從製備、成型到硬化的過程中避免或減少各種不利條件的干擾和破壞。
基本介紹
中文名：混凝土現澆施工技術外文名：cast-in-site concrete technique 基本工藝：製備，檢查，運輸等釋義：按工程部位就地灌築的混凝土工藝
基本工藝,製備,工序檢查,垂直運輸,泵送混凝土,灌築,養護,拆模,特殊情況,未來展望,
基本工藝製備現場所需混凝土宜由地區混凝土攪拌廠集中供應。因運距過遠或用量很大必須在現場設定攪拌站時，通常宜採用裝配組合式的生產設備，以利於拆遷轉移。混凝土材料的裝卸、秤量、拌合、出料等要求聯動自控，趨向於工業化生產。製備混凝土有兩種方式：①採用固定式的攪拌機，混凝土出料後裝入運輸車運往灌築部位；②將混凝土材料按要求的配合比例（包括外加劑）裝在設有攪拌機的車上，其攪拌過程全部在攪拌車上進行，根據路程的遠近確定攪拌的起止時間。少量混凝土的近距離水平運輸，通常可用輕型機動翻斗車或小容量的手推車運送；大量混凝土則須用混凝土攪拌輸送車裝運，在運送過程中要不停的攪拌，不能隨意加水。工序檢查混凝土灌築入模前須對鋼筋和模板作全面檢查。鋼筋的鋼號、直徑、根數、形狀、位置以及綁紮牢固程度、保護層處理、連同預埋件均須逐一檢視，作出隱蔽工程檢查記錄，保證在混凝土灌築振搗時不移位、不鬆弛。模板是保證混凝土結構各部位的形狀、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，能夠承受混凝土的重量和灌築時所施加的衝擊，既要拼縫嚴密以防漏漿，又要裝拆方便以利周轉。現澆混凝土的模板應當經過設計和驗算，務必支撐牢固，防止變形移位。垂直運輸混凝土運達工地後，其垂直運輸可按照現場條件採用各式升降井架、卷揚機或將混凝土裝入吊斗，用起重機吊運至灌築部位。對於大量的、需連續灌築的混凝土工程宜採用泵送；個別情況下，也可採用帶式輸送機輸送混凝土。不論採取何種方式，運輸中必須保證混凝土不分層、不離析、保持要求的水灰比，並須控制運輸時間，使混凝土在初凝前到達灌築地點並具有要求的坍落度。採用帶式輸送機輸送混凝土時，更應採取措施，防止分層或離析。泵送混凝土利用泵的壓力將混凝土通過管道輸送到灌注地點的施工方法（見彩圖），常用於工程量較大、需連續灌注或用其他方法輸送困難的項目。如設備條件優越，每小時的泵送量可達70米3，水平運距可達300米，垂直運距可達90米。常用的泵有柱塞泵 （圖1）、空氣泵和擠壓泵三種。泵送管道應儘可能減少彎頭並保持管徑不變。管子接頭必須嚴密，且裝拆方便，以利清掃。泵送的混凝土必須具有適當的流動度，以免管子堵塞。坍落度以11～13厘米為宜。配料時，可適當摻入減水劑、加氣劑或礦物粉料，以防分離析水。施工時，應先用水泥砂漿潤滑管道，再投入混凝土。壓送速度要保持平穩。灌注完畢後須用水壓（通過清掃器）將管內剩餘混凝土排出洗淨。灌築為使混凝土在成型中滿足勻質密實和不變形的基本要求，並保持混凝土結構有良好的整體性，灌築時應將混凝土均勻地順序布滿結構物的灌築部位，特別是邊角和鋼筋密集處，隨填隨振搗密實，儘可能連續作業。如施工中必須停歇，在前一批已灌築的混凝土初凝之前不能繼續灌築時，可在結構受力最小或免受剪下的部位，且與構件的軸線（如梁、柱）或表面（如牆、板）相垂直處留設施工縫，待先前灌築混凝土的抗壓強度達到1.2兆帕以上時才能繼續灌築，以免已灌築部分因振搗而受損。灌築混凝土時應根據結構的性質和特點以及現場條件分段分層循序進行。每層的灌築厚度不得超過振搗器的工作能力和作用範圍，使新舊兩層能互相粘結成為一體。灌築柱、牆、梁、板、整體結構時，前一層混凝土灌入後允許有一個沉實的過程，但不得形成施工縫。為防止新灌的混凝土發生分層、離析，致使結硬後出現蜂窩、麻面等現象，混凝土自由傾落的高度應加限制，過高時須用串桶、溜槽、軟管等緩緩導入。為使混凝土拌和物能均勻地填滿結構的各個部位並排除混凝土裡的空氣泡使其密實，需用振搗器對混凝土加以搗實。但過分振搗也不可取，因振搗過甚會使石子下沉，水泥漿液上浮，形成分離。混凝土的灌築順序通常是：灌築基礎時，宜從低處向高處分段分層推進；灌築框架時，宜從兩端向中央，或從中央向兩端同時推進；灌築拱、殼時，宜從周邊向頂部對稱地推進，以保證結構的外形和整體性。養護養護的目的是使混凝土在結硬過程中得到適當的保護，按規定期間達到要求的強度，減少收縮，防止出現開裂或受凍等現象。現場施工由於條件限制，在常溫季節可採用自然養護的辦法。為避免混凝土成型後水分蒸發過快，保證水泥水化過程正常進行，防止混凝土乾裂，應於灌築後一定時期內加以覆蓋，及時澆水，使之經常處於濕潤狀態。對於大面積的外露結構，如道路、廣場、飛機跑道、地坪、樓板、屋面等以及拆模後仍需澆水養護的結構，也可採用乳膠、樹脂溶劑等化學品調製的溶液進行噴灑，在混凝土的表面形成一層塑膠薄膜，阻止水分蒸發，以達到養護的目的。在炎熱和寒冷的氣候條件下，則須另設保護措施。拆模混凝土模板的拆除時間應按結構種類和混凝土已到達的強度情況確定。一些不承重的模板，在混凝土的表面和稜角不因拆模而受到損壞時，可先行拆去；承重的模板應根據結構類別和跨度的大小分別處理。通常須待混凝土達到設計強度的50～70%時方可拆除。對於跨度較大（≥8米）的受彎構件，如梁、板等結構，其底部模板須待混凝土達到設計強度後方能拆除，特別是多層建築現澆梁板的支撐立柱，必須待混凝土的強度足能支承上層立柱的全部荷載後才允許拆去。特殊情況灌築大體積混凝土由於混凝土在凝固過程中會產生大量的水化熱，形成內外溫差，導致混凝土開裂，配料時須用水化熱較低的水泥，改善砂石級配，減少水泥和水的用量；養護期間還應採取加快散熱的措施，例如在混凝土內埋設冷卻水管，使用循環水來降低混凝土的溫度，或根據現場條件在基礎外部充水。此外，在混凝土中投入適量的大石塊，用流動度較大的混凝土填灌石縫，也可降低混凝土的水化熱，控制開裂，但石塊必須堅實清潔，堆放均勻，混凝土要灌滿縫隙，振搗密實並排除泌水，才能保證質量。高氣溫灌築混凝土由於大氣溫度高，混凝土的水化熱發展迅速，初期溫度偏高，易產生溫度裂紋；又由於混凝土中水分蒸發過快，易出現塑性收縮裂紋，嚴重影響混凝土的後期強度，同鋼筋的粘著力也有所損失。因此炎熱季節灌築混凝土，必須採取降溫措施，主要是濕潤地基和模板，降低混凝土的溫度及加強澆水養護等。降低混凝土溫度的有效措施之一是降低拌合水的溫度，必要時可採取在拌合水中摻入碎冰塊的辦法降低水溫。此外，摻入緩凝劑可推遲混凝土的結硬時間；摻入減水劑可使水泥顆粒分散均勻。這兩種外加劑都有助於促使水泥充分水化，在一定程度上可抵消環境溫度對混凝土的不利影響。
低氣溫灌築混凝土 見冬季施工。填石混凝土也稱預填骨料混凝土，是預先將洗淨的粗骨料鋪放在模板內，然後用壓力將水泥砂漿填灌於粗骨料隙縫而形成的混凝土。適用於水下或用其他方法灌注較困難以及要求體積變化很小的工程。粗骨料須用尺寸不小於 3.8厘米的堅硬的碎石或卵石，空隙率在38～48%之間。砂漿可用普通水泥砂漿摻入適量的塑化劑，以增加其流動度。由於砂漿用泵壓送，模板的強度和剛度應較高。鋪放石子要限制其自由墜落高度。在或鋪石同時，應安置上預先計算好間距的砂漿壓送管和觀察管。壓漿管下端離底面約15厘米，壓漿時可隨漿液的上升逐步提升。觀察管用來檢視各部位的漿液高程，管上按不同高程鑽小孔使漿液流入，管內放一浮球，藉以檢視漿面的位置。施工時要儘可能由下而上連續作業，避免產生空隙或漏灌。壓漿速度應保持平穩。水下灌注混凝土也稱導管混凝土，是將混凝土通過豎立的管子，依靠混凝土的自重進行灌注的方法。適用於灌注圍堰、沉箱基礎、沉井基礎、地下連續牆、樁基礎等水下或地下工程。混凝土從管子底端緩慢流出，向四周擴大分布，不致被周圍的水流所擾動，從而保證質量。採用此法時，混凝土必須具有良好的和易性，含砂率在40～50%之間，粗骨料宜用不大於3.8厘米的卵石，水灰比控制在0.44左右，混凝土中可摻入緩凝、塑化等外加劑。導管直徑一般為最大石子粒徑的8倍，管子間距一般為4.5米。施工時，為防止水流、雜物進入導管，下管前可將管子底端塞住，借第一罐混凝土的重量把塞子沖開，使混凝土灌注就位，深水作業時要防止管子浮起，下管時可將管子充水，在管頂裝一緊貼管壁的橡膠球，然後灌入混凝土，將球順管子壓出，即可進行灌注。隨灌注隨將管子緩慢提起，每次提升幅度約為15～60厘米。灌注時應防止導管擺動，以免混凝土產生空洞。導管法適於灌注水下混凝土。養護條件良好時，28天強度一般可達28～56兆帕。噴射混凝土用壓力噴槍噴塗灌築細石混凝土的施工法。常用於灌築隧道內襯、牆壁、天棚等薄壁結構或其他結構的襯裡以及鋼結構的保護層。噴射混凝土有乾拌法和濕拌法兩種。乾拌法是將水泥、砂、石在乾燥狀態下拌合均勻，用壓縮空氣送至噴嘴並與壓力水混合後進行噴灌的方法 （圖2）。此法須由熟練人員操作，水灰比宜小，石子須用連續級配，粒徑不得過大，水泥用量不宜太小，一般可獲得28～34兆帕的混凝土強度和良好的粘著力。但因噴射速度大，粉塵污染及回彈情況較嚴重，使用上受一定限制。濕拌法是將拌好的混凝土通過壓漿泵送至噴嘴，再用壓縮空氣進行噴灌的方法。施工時宜用隨拌隨噴的辦法，以減少稠度變化。此法的噴射速度較低,由於水灰比增大，混凝土的初期強度亦較低，但回彈情況有所改善，材料配合易於控制，工作效率較乾拌法為高。飾面混凝土利用鑲有線條花紋或圖案的模板及襯模，使混凝土的外飾面在灌築結構混凝土時一次完成的施工方法。採用此法可免除混凝土結構完成後再進行抹灰、鑲面、沖刷、鑿毛等加工工序，因而有利於控制工期、節約人力物力、降低造價。保證飾面混凝土質量的關鍵在於外模板的製作與使用，要求尺寸精確，板面平直。花飾線條可用木製，也可用其他材料，但必須鑲嵌牢固並用膩子披平磨光，再塗以環氧樹脂與水泥的拌合物以防漏漿；也可用具有花飾的塑膠板或橡膠板襯貼在模板上，脫模劑須選用薄質塗料，水泥和砂石的色澤要保持一致，以免有損外觀。施工時，上下兩層混凝土接縫處要防止漏漿掛鱗。飾面混凝土用於高層建築物的外牆時，可採用逐層爬升的大模板，但其支承與頂升系統要經過設計計算。
未來展望混凝土現場灌築，雖然條件限制較多，施工工藝較複雜，設施費用較大，但結構的剛度、整體性和抗震性能都比預製裝配式的為好，且可適應構件斷面形狀複雜、管道埋設及留洞較多等情況，並可節約鋼材、水泥以及構件預製及運輸、吊裝費用。因此在建築施工中有明顯的優越性。當前的關鍵在於採取有效措施使各工序逐步走向定型化和工業化，以提高其經濟技術效果。
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