钢筋砼与预应力砼工程

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第四章钢筋砼与预应力砼工程4.1砼结构工程概述砼结构：素砼结构，钢筋砼结构、预应力砼结构等；钢筋砼结构是指按设计要求将钢筋和砼两种材料复合，利用模板浇制而成的建筑结构或构件；砼是由水泥、粗骨料、细骨料、水、外加剂等按一定比例拌和而成的混合物，经模板浇筑成型（可模性），再经养护硬化后所形成的一种人造石材；钢筋砼结构工程：钢筋工程、模板工程、砼工程；钢筋砼结构工程的施工工艺流程：钢筋砼结构的施工：整体现浇式（整体性和抗震性能好，不需要起重设备，但是消耗大连模板，劳动强度高，受天气影响大）、预制装配式、装配整体式；4.2模板工程模板：砼结构和构件按所要求的几何尺寸成型的模型板；模板系统：模板、支架系统、紧固连接件；模板的要求：形状尺寸满足、相互位置的正确、刚度和稳定性满足、装拆方便、接缝不得漏浆；4.2.1模板的常见种类按材料为：木模板、钢模板、塑料模板、玻璃钢模板、竹胶板模板、装饰砼模板、预应力砼薄板等；按施工工艺为：组合式模板（如木模板、组合钢模板）、工具模板（如大模板、滑模、爬模等）、永久性模板；按规格型式为：定型模板（即定型组合模板，如小钢模）和非定型模板（散装模板）；4.2.2组合钢模板组合钢模板组成：钢模板、配件；特点：拼装,非裁减； 要求：尺寸适中，轻便灵活，装拆方便、可预拼成大模板、台模（然后用起重机吊运安装）；1)钢模板组成：平模板——面板、纵横肋、边框，尺寸安模数制；角膜——阳角模、阴角模、联接角模；联接角膜：将平模拼成非直角的模板；平模的长度有1800、1500、1200、900、750、600、450mm七种规格，宽度有100～600mm（以50mm进级）十一种规格；（d）(e)(f)图4.2组合钢模板(a)平模板(b)阴角模板(c)阳角模板(d)联接角模板(e)U形卡(f)附墙柱模2)钢模配板采用组合钢模时，同一构件的模板展开可用不同规格的钢模作多种方式的组合排列，因而形成不同的配板方案。合理的配板方案：钢模块数少，木模嵌补量少，并能使支承件布置简单，受力合理；配板原则如下：(1)优先采用通用规格及大规格的模板（整体性好，减少拆装）；(2)合理排列模板：宜以其长边沿梁、板、墙的长度方向或柱的方向排列，以利使用长度规格大的钢模，并扩大钢模的支承跨度；(3)合理使用角模：对无特殊要求的阳角，可不用阳角模，而用联接角模代替；柱头、梁口及其他短边转角（阴角）处，可用方木嵌补；4.1.1木胶合板木胶合板：将一组单板(薄木片)胶合成的板材，相邻层木纹方向相互垂直；砼模板用木胶合板：高耐气候性、耐水性的I类胶合板；1)木胶合板模板特点：(1)板幅大，板面平整——减少工作量，减少磨去接缝的费用；(2)承载能力大，特别是经表面处理后耐磨性好，能多次重复使用；(3)材质轻，厚18mm的木胶板，单位面积重量为50kg，模板的运输、堆放、使用和管理等都较为方便； (1)保温性能好，能防止温度变化过快，冬季施工有助于砼的保温；(2)锯截方便，易加工成各种形状的模板；(3)便于按工程的需要弯曲成形，用作曲面模板。木胶合板纹理方向与使用2)木胶合板模板构造：一般相各层纹理方向相互，表板的纹理方向和胶合板板面的长向平行，一般为奇数层（有上面两条决定）；3)木胶合板模板尺寸：一般宽度为1200mm左右，长度为2400mm左右，厚约12～18mm（见教材表4.2）；4)胶合性能：胶粘剂主要是酚醛树脂,强度高，耐水、耐热、耐腐蚀等性能良好；5)承载能力木胶合板的承载能力与胶合板的厚度、静弯曲强度以及胶合性能，弹性模量有关；6)使用要点（耐碱性、耐水性、耐热性、耐磨性以及脱模性，重复使用，必须使用表面进行处理的胶合木模板）：Ø禁止见模板从高处扔下；Ø脱模后立即清洗板面浮浆，堆放整齐；Ø胶合板周边涂封边胶，及时清除水泥浆；Ø胶合板板面尽量不钻洞，遇有预留孔洞等用普通板材拼补；7)常规的支模方法为：用￠48×3.5脚手钢管搭设排架，排架上铺放间距为400mm左右的50mm×100mm或者60×80mm木方(俗称68方木)，作为面板下的楞木；木胶合板常用厚度为12mm、18mm，木方的间距随胶合板厚度作调整。这种支模方法简单易行，现已在施工现场大面积采用；4.1.1模板荷载及计算规定模板及其支架应具有足够的承载能力、刚度和稳定性，能可靠地承受浇筑砼的重量、侧压力以及施工荷载。在计算模板及支架时，主要考虑下列荷载模板及支架自重；浇筑砼的重量；钢筋重量；施工人员及施工设备重在水平投影面上的荷载；振捣砼时产生的荷载；新浇筑砼对模板的侧压力； 倾倒砼时对垂直面模板产生的水平荷载；风荷载；4.1.1模板的拆除砼结构模板的拆除日期取决于结构的性质、模板的用途和砼硬化速度，及时拆模，可提高模板的周转；过早拆模，过早承受荷载会产生变形甚至会造成重大的质量事故；1)模板拆除的规定Ø非承重模板（如侧板），应在砼强度能保证其表面及棱角不因拆除模板而受损坏时，方可拆除；Ø承重模板应在达到规定的强度时方可拆除（见教材P169）；Ø拆模时如发现砼质量问题时应暂停拆除，经过处理后方可继续；2)拆除模板应注意下列几点Ø拆模程序一般应是后支的先拆，先拆除非承重部分，后拆除承重部分；Ø拆除框架结构模板的顺序，首先是柱模板，然后是楼板底板，梁侧模板，最后梁底模板；拆除跨度较大的梁下支柱时，应先从跨中开始，分别拆向两端；Ø楼层板支柱的拆除规定（见教材P170）；4.1.2模板安装质量要求模板及其支架应具有足够的承载能力、刚度和稳定性，能可靠地承受浇筑砼的重量、侧压力以及施工荷载。1)主控项目Ø安装现浇结构的上层模板及其支架时，下层楼板应具有承受上层荷载的承载能力，或加设支架；上下层支架的立信应对准，并铺设垫板；Ø在涂刷模板隔离剂时，不得沾污钢筋和砼接槎处；2)一般项目Ø模板的接缝不应漏浆；Ø木模板应浇水湿润，但模板内不应有积水；Ø模板与砼的接触面应清理干净并涂刷隔离剂；Ø模板内的杂物应清理干净；Ø对跨度不小于4m的现浇钢筋砼梁、板，其模板应要求起拱；Ø固定在模板上的预埋件、预留孔洞均不得遗漏；Ø现浇结构模板安装的偏差应符合规定；3)模板垂直度控制Ø在模板安装就位前对每一块模板线进行复测；Ø模板拼装后确保垂直度不超过3mm，平整度不超过2mm；4)模板的变形控制Ø分层浇筑，层高控制在500以内，严防振捣不实或过振，使模板变形；Ø门窗洞口处对称下砼；Ø模板支立完毕后，禁止模板与脚手架拉结；Ø检查螺栓、顶撑及斜撑是否松动； 1)模板的拼缝和接头Ø模板拼缝、接头不密实时骼塑料密封条堵塞；Ø钢模板如发生变形时，及时修整；4.1钢筋工程钢筋砼中常用钢材：钢筋、钢丝和钢绞线；钢筋的分类1)钢筋按化学成分：碳素钢——低碳钢（含碳量<0.25%）、中碳钢（含碳量0.25%～0.6%）、高碳钢（含碳量0.6%～1.4%）；普通低合金钢——除含有碳为，还有硅、锰、钛、铬等元素；2)按加工方法：热扎钢筋：将低碳钢、普通低合金钢在高温状态下轧制而成；按强度分为Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅳ级；冷拉钢筋：将热轧钢筋在常温下用机械拉伸而成；按强度分为冷拉Ⅰ级、冷拉Ⅱ级、冷拉Ⅲ级、冷拉Ⅳ级；热处理钢筋：将Ⅳ级钢筋通过加热、淬火和回火等工艺处理，同时具有较高的强度和塑性；冷轧带肋钢筋：在常温下轧制而成；3)钢筋按外形：光圆钢筋、月牙形、螺纹形、人字形；钢丝（3～5mm）种类：碳素钢丝、刻痕钢丝、冷拔低碳钢丝、钢绞线；钢筋的验收与存放：1)验收Ø出厂质量证明书或试验报告单；Ø查对标牌，检查外观，并按有关规定抽取试样做力学性能试验；外观检查：表面不得有裂缝，结疤和折叠，表面的凸块不允许超过螺纹的高度，钢筋的外形应符合有关规范的规定；力学性能指标：屈服点、抗拉强度、伸长率及冷弯性能；存放严格按批分等级、牌号、直径、长度挂牌存放，并注明数量；钢筋成品要分工程名称和构件名称，按号码顺序存放，挂牌排列，牌上注明构件的名称、部位、钢筋型式、尺寸、钢号、直径、根数；4.1.1钢筋的冷加工1)钢筋冷拉概念：冷拉是指在常温下对钢筋进行强力拉伸，拉应力超过钢筋的屈服强度，使钢筋产生塑性变形，以达到调直钢筋，提高强度的目的；现象：变形硬化，时效硬化（见砼结构教材图）控制方法： Ø控制冷拉应力法：先将钢材拉伸到控制应力，再检查冷拉率是否满足要求，若不满足，进行机械性能试验（见教材P51表格）；Ø控制冷拉率法：先对钢筋试件在规定的冷拉应力下进行试验（同炉批，至少4个试件），而后确定平均冷拉率，最后才应用（见教材P52表格）；冷拉的设备：拉力装置（卷扬机）、承力结构（地锚）、钢筋夹具及测量装置（标尺）；冷拉计算（见教材P118）：冷拉力计算，计算拉长值；冷拉设备的计算：；1)钢筋的冷拔概念：用强力将直径6—8mm的I级光圆钢筋在常温下通过特制的钨合金拔丝模，多次拉拔成比原钢筋直径小的钢丝。工艺流程：轧头→剥壳→通过润滑剂→进入拔丝模；4.1.1钢筋的接头连接焊接：成本较低，质量可靠，应优先采用；绑扎连接：浪费钢筋且连接不可靠；机械连接：设备简单，操作方便；钢筋焊接钢筋的焊接质量的影响因素：Ø钢材的可焊性（含碳、锰约高，可焊型性越差）；Ø焊接工艺；焊接方法：1)闪光对焊：适用于钢筋接长及预应力于螺丝端杆的焊接；原理——利用对焊机使两端钢筋接触，通过低压的强电流，待钢筋加热到一定温度变软后，进行轴线加压顶锻后形成接头；2)电弧焊：利用弧焊机使焊条和焊件之间产生高温电弧，使焊条和电焊燃烧范围内的焊件熔化，待其凝固后，形成接头；3)电阻点焊：主要应用于钢筋网片、钢筋骨架等；4)电渣压力焊：应用于现浇砼结构中竖向钢筋的连接；4.1.2钢筋的配料和代换钢筋配料：根据施工图，分别确定钢筋的种类、下料长度、根数、重量，并填写配料单；下料计算；基本概念： 1)外包尺寸：钢筋的外轮廓尺寸（外包就是曲线切线的交点练成的直线段）；2)轴线长度：钢筋的截面圆心的集合；3)量度差值：钢筋弯曲段的外包尺寸与轴线长度的差值；4)下料长度：各段直线钢筋外包长度之和－量度差值＋弯钩增加长度＝轴线长度；(1)直钢筋下料长度：外包尺寸＋弯钩增长值(2)弯起钢筋下料长度：直段长度＋斜段长度＋弯钩增长值－量度差值(3)箍筋下料长度：外（内）皮尺寸＋箍筋调整值5)配料单：工程名称、构件名称、钢筋编号、钢筋简图及尺寸、钢筋直径、钢号、数量、下料长度及重量（具体见教材P128表格）；基本计算1)弯钩增加长度180°弯钩增加长度=半园周长（取钢筋轴线上的弯弧直径）+平直段长－弯钩的弯弧外半径。代入规范所规定的数据，可得：(3.5dπ/2+3d)-2.25d=8.5d-2.25d=6.25d。（180度弯钩计算公式，其它角度的计算公式见老教材）；(a)1800弯钩(b)900弯钩2)弯折的量度差值钢筋弯折处量度差值计算简图弯折的量度差值＝外包尺寸－轴线尺寸，即：3)箍筋的下料长度箍筋弯钩的弯弧内直径，除应满足与受力钢筋的弯钩和弯折相同的规定外，尚应不小于受力钢筋直径；箍筋弯钩的弯折角度：对一般结构，不应小于90°；对有抗震等要求的结构，应为135°；箍筋弯后平直部分长度：对一般结构，不宜小于箍筋直径的5倍；对有抗震等要求的结构，不应小于箍筋直径的10倍。箍筋的下料长度可按上述公式计算。 为了计算方便，一般将箍筋弯钩增加长度和弯折量度差值两项合并成一项箍筋调整值(教材上给出了若干调整值)(a)1350/1350(b)900/1800(c)900/900图4-23箍筋示意图（讲解教材上的例题）钢筋代换：施工时缺乏施工图上的钢筋类别，在征得设计单位同意后，可进行钢筋类别替换；等强度代换：；等面积代换：构件按最小配筋率配筋时，可按钢筋面积相等的原则进行代换；注：必要时，代换后还要进行裂缝宽度或抗裂性计算；代换后，还需满足构造方面的要求；（讲解教材上的例题）4.1.1钢筋的绑扎与安装钢筋的接长、钢筋骨架或钢筋网的成型应优先采用焊接或机械连接；钢筋绑扎一般采用20~22号铁丝（火烧丝）或镀锌铁丝；钢筋绑扎程序是：画线一>摆筋一>穿箍一>绑扎一>安装垫块等；钢筋绑扎应符合下列规定：1)钢筋的交点须用铁丝扎牢。2)板和墙的钢筋网片，外周两行钢筋的相交点全部扎牢，中间相交点可间隔交错扎牢，但必须保证钢筋不发生位移，双向受力的钢筋网片，须全部扎牢；3)梁和柱的钢筋，箍筋与受力筋宜垂直设置；箍筋弯钩叠合处，应沿受力钢筋方向错开设置；4)板、次梁与主梁交叉处，板的钢筋在上，次梁的钢筋居中，主梁的钢筋在下；钢筋搭接长度及绑扎点位置应符合下列规定：1)搭接长度的末端与钢筋弯曲处的距离不得小于钢筋直径的10倍，也不宜位于构件最大弯矩处；2)受拉区域内，HPB235级钢筋绑扎接头的末端应做弯钩，HRB335、HRB400级钢筋可不做弯钩；3)钢筋搭接处，应在中心和两端用铁丝扎牢；4)绑扎接头的搭接长度应符合现行规范的要求；钢筋保护层应按设计或规范的要求正确确定，工地常用预制水泥垫块垫在钢筋与模板之间，以控制保护层厚度； 4.1砼工程砼工程包括砼的拌制、运输、浇筑捣实和养护等施工过程；4.1.1砼制备4.1.1.1砼强度1)砼配制强度（）砼配制强度应按右式计算：式中——砼配制强度（MPa）；——砼立方体抗压强度标准值（MPa）；——砼强度标准差（MPa）；关于统计规定：对预拌砼厂和预制砼构件厂，其统计周期可取为一个月；对现场拌制砼的施工单位,其统计周期可要扎实际情况确定,但不宜超过三个月；施工单位如无近期砼强度统计资料时,σ可根据砼设计强度等级取值：当砼设计强度≤C20时，取4MPa；当砼设计强度在C25～C40时，取5MPa；当≥C45时，取6MPa；2)砼施工配合比及施工配料砼配合比是在实验室根据砼的配制强度经过试配和调整而确定的；实验室配合比所有用砂、石都是不含水分的；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；施工中应按砂、石实际含水率对原配合比进行调整为的施工配合比；4.1.1.2砼搅拌机选择1)砼搅拌机按其搅拌原理分为自落式和强制式两类（a）自落式搅拌（b）强制式搅拌1—砼拌合物；2—搅拌筒；3—叶片；4—转轴2)搅拌制度的确定Ø投料顺序：目的是 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，减少水泥飞扬等；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；二次投料法——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砼；Ø搅拌时间：时间过短，拌合不均匀，会降低砼的强度及和易性；时间过长，不仅会影响搅拌机的生产率，而且会使砼和易性降低或产生分层离析现象；Ø进料容量（干料容量）：进料容量与搅拌机搅拌筒的几何容量的比例关系。如进料过多，影响砼拌合物的均匀性，如装料过少，则又不能充分发挥搅拌机的效率；4.1.1砼的运输1)砼拌合物运输的要求Ø保持均匀性，避免分层离析，坍落度符合规定；Ø最少的中转次数，最短的时间，从搅拌地点运至浇筑地点；Ø保证砼的浇筑工作连续进行；Ø运送容器应严密，内壁平整、不吸水、不漏浆；2)砼运输工具选择地面运输、垂直运输和楼面运输三种情况。Ø地面运输——运距较远时砼搅拌运输车，工地范围内运输可采用小型机动翻斗车，近距离亦可采用双轮手推车；Ø垂直运输——塔式起重机，井架，也可采用砼泵；Ø楼面运输——塔式起重机，手推车；4.1.2砼的浇筑与捣实浇筑前应检查模板、支架、钢筋和预埋件的正确位置，并进行验收；1)浇筑要求(1)防止离析——砼拌合物自由倾落高度过大，粗骨料在重力作用下下落速度较砂浆快，形成砼离析；为此，砼倾落自由高度不应超过2m，在竖向结构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——前层砼凝结前，将次层砼浇筑完毕，以保证砼整体性；注：分层厚度应使砼能捣固密实，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)正确留置施工缝砼结构大多要求整体浇筑，如因技术或组织上的原因，砼不能连续浇筑，且停顿时间有可能超过砼的初凝时间，则应预先确定在适当位置留置施工缝。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；Ø柱子宜留在基础顶面，梁的下面；Ø和板连成整体的大截面梁应留在板底面以下20～30mm处；Ø单向板应留在平板短边的任何位置；Ø有主次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； 施工缝的处理Ø在施工缝处应除掉水泥浮浆和松动石子，并用水冲洗干净，待已浇筑砼强度不低于1.2Mpa时才允许继续浇筑Ø在结合面应先铺抹一层水泥浆或与砼砂浆成分相同的砂浆；Ø在重新浇筑砼过程中，施工缝处应仔细捣实，使新旧砼结合牢固；1)浇筑方法(1)多层钢筋砼框架结构的浇筑划分施工层和施工段：施工层一般按结构层划分；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；准备工作：模板、钢筋和预埋管线的检查；浇筑用脚手架、走道的搭设和安全检查；浇筑柱子：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；梁和板一般应同时浇筑，顺次梁方向从一端开始向前推进。为保证捣实质量，砼应分层浇筑，每层厚度见教材P192。(2)大体积砼结构浇筑大体积砼结构在工业建筑中多为设备基础，高层建筑基础（桩基承台、基础底板）等，整体性要求较高，往往不允许留施工缝，要求一次连续浇筑完毕，每一处的砼在初凝前就被后部分砼覆盖并捣实成整体Ø整体浇筑方案图4.30大体积砼浇筑方案图（a）全面分层；（b）分段分层；(c)斜面分层1—模板；2—新浇筑的砼全面分层——当结构平面面积不大时，可将整个结构分为若干层进行浇筑，逐层连续浇筑，直到结束。若结构平面面积为A（m2），浇筑分层厚为h（m），每小时浇筑量为Q（m3/小时)，砼从开始浇筑至初凝的延续时间为T小时，为保证结构的整体性，则应满足：A.h≤QT分段分层——当结构平面面积较大时，可结构划分为若干段，每段又分为若干层，先浇筑第一段各层，然后浇筑第二段各层，如此逐层连续浇筑，直至结束。若结构的厚度为H（m），宽度为b（m），分段长度为L（m），为保证结构的整体性，则应满足：斜面分层——当结构的长度超过厚度的3倍时，一般可采用斜面浇筑方案。Ø早期温度裂缝的预防厚大钢筋砼结构由于体积大，水泥水化热聚积在内部不易散发，内部温度显著升高，外表散热快，形成较大内外温差，内部产生压应力，外表产生拉应力，如内外温差过大（ 250C以上），则砼表面将产生裂缝。当砼内部逐渐散热冷却，产生收缩，由于受到基底中已硬砼的约束，不能自由收缩，而产生拉应力。温差越大，约束程度越高，结构长度越大，则拉应力越大。当拉应力超过砼的抗拉强度时即产生裂缝，裂缝从基底向上发展，甚至贯穿整个基础。这种裂缝比表面裂缝危害更大。要防止砼早期产生温度裂缝，就要控制砼的内外温差，以防止表面开裂；控制砼冷却过程中的总温差和降温速度，以防止基底开裂。早期温度裂缝的预防方法：优先采用水化热低的水泥（如矿渣硅酸盐水泥）；减少水泥用量；掺入适量的粉煤灰或在浇筑时投入适量毛石；放慢浇筑速度和减少浇筑厚度，采用人工降温措施；浇筑后应及时覆盖；必要时，取得设计单位同意后，可分块浇筑，块和块间留1m宽后浇带，待各分块砼干缩后，再浇后浇带。后浇带是在现浇砼结构施工过程中，克服由于温度、收缩而可能产生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砼，将整个结构连成整体。后浇带内的钢筋应完好保存。在后浇带浇筑砼前，必须将整个砼表面按照施工缝的要求进行处理。填充后浇带砼可采用微膨胀或无收缩水泥。Ø泌水处理上、下浇筑层施工间隔时间较长，各分层之间易产生泌水层，它将使砼强度降低。泌水处理措施主要有同一结构中使用两种坍落度的砼，或在砼拌合物中掺减水剂。(1)砼密实成型砼浇入模板以后是较疏松的，里面含有空洞与气泡不能达到要求的密度和强度，还需经振捣密实成形。人工捣实是用人力的冲击来使砼密实成型。机械捣实的方法：砼振动密实原理：在振动力作用下砼内部的粘着力和内摩擦力显著减少，骨料在其自重作用下紧密排列，水泥砂浆均匀分布填充空隙，气泡逸出，砼填满了模板并形成密实体积。振动机械（a）内部振动器；（b）外部振动器；（c）表面振动器；（d）振动台内部振动器——建筑工地常用的振动器，多用于振实梁、柱、墙、厚板和基础等。振动砼时应垂直插入，并插入下层砼50mm，以促使上下层砼结合成整体。振点振捣延续时间，应使砼捣实（即表面呈现浮浆和不再沉落为限）。捣实移动间距，不宜大于作用半径的1.5倍。表面振动器——适用于捣实楼板、地面、板形构件和薄壳等薄壁结构。在无筋或单层钢筋结构中，每次振实的厚度不大于250mm；在双层钢筋的结构中，每次振实厚度不大于120mm； 附着式振动器——通过螺栓或夹钳等固定在模板外侧的横档或竖档上，但模板应有足够的刚度。4.1.1砼养护与拆摸4.1.1.1砼养护砼浇筑捣实后，而水化作用必须在适当的温度和湿度条件下才能完成。砼的养护就是创造一个具有一定湿度和温度的环境，使砼凝结硬化，达到设计要求的强度。自然养护——利用平均气温高于5℃的自然条件，用保水材料或草帘等对砼加以覆盖后适当浇水，使砼在一定的时间内在湿润状态下硬化。当最高气温低于25℃时，砼浇筑完后应在12小时以内加以覆盖和浇水；最高气温高于25℃时，应在6小时以内开始养护。浇水养护时间的长短视水泥品种定，浇水次数应使砼保持具有足够的湿润状态。人工养护——用人工来控制砼的养护温度和湿度，使砼强度增长，如蒸汽养护、热水养护、太阳能养护等；现浇构件大多用自然养护，人工养护主要用来养护预制构件；4.1.1.2砼的拆模模板拆除日期取决于砼的强度、模板的用途、结构的性质及砼硬化时的气温；承重的侧模，在砼的强度能保证其表面棱角不因拆除模板而受损坏时，即可拆除；承重模板，如梁、板等底模，应待砼达到规定强度后，方可拆除；已拆除承重模板的结构，应在砼达到规定的强度等级后，才允许承受全部设计荷载；4.1.2砼工程施工质量检查砼工程的施工质量检验应按主控项目、一般项目规定的检验方法进行检验。检验批合格质量应符合下列规定：主控项目的质量经抽样检验合格；一般项目的质量经抽样检验合格。4.1.3砼质量缺陷的修整当砼结构构件拆模后发现缺陷，应查清原因，根据具体情况处理，严重影结构性能的，要会同设计和有关部门研究处理。1)砼质量缺陷的分类和产生原因(1)麻面构件表面上呈现若干小凹点，但无露筋；模板湿润不够，拼缝不严，振捣时间不足或漏振导致气泡末排出，砼过干等；(2)露筋露筋是钢筋暴露在砼外面；砼保护层不够，浇筑时垫块移位；(3)蜂窝 构件中有蜂窝状窟窿，骨料间有空隙存在；砼产生离析、钢筋过密、石子粒径卡在钢筋上使其产生间隙、振捣不足或漏振、模板拼缝不严等；(1)孔洞砼内部存在空隙，局部部位全部无砼；钢筋布置太密或一次下料过多，下部无法振捣而形成；(2)裂缝表面裂缝、深度裂缝；结构设计承载能力不够、施工荷载过重太集中、施工缝设置不当等；2)砼质量缺陷的修整方法(1)表面抹浆修补法——对小蜂窝、麻面、露筋、露石的砼表面缺陷，可用水泥砂浆抹面修整；(2)细石砼填补法(3)灌浆法——对于影响承载力、防水、防渗性能的裂缝，应根据裂缝的宽度、结构性质等采用砂浆输送泵灌浆的方法予以修补；4.1砼冬期施工冬期施工的条件：根据多年气温资料，室外日平均气温连续5天稳定低于5℃时，砼结构工程应按冬期施工要求组织施工。冬期施工的原因：气温低，水泥水化作用减弱，新浇砼强度增长明显地延缓（当温度降至0℃以下时，水泥水化作用基本停止，砼强度亦停止增长）。试验证明，砼的早期冻害是由于内部水结冰所致。砼在浇筑后立即受冻，抗压强度约损失50%，抗拉强度约损失40%。砼受冻临界强度：冬期浇筑的砼在受冻以前必须达到的最小强度；注：我国现行规范规定硅酸盐水泥或普通硅配盐水泥配制的砼不得低于其设计强度标准的30%；矿渣硅酸盐水泥配制的砼不得低于其设计强度标准值的40%；C10及以下的砼不得低于5.0N/mm2。4.1.1砼冬期施工的一般规定一般情况下，砼冬期施工要求在正温下浇筑，正温下养护，使砼强度在冰冻前达到受冻临界强度。1)对材料的要求及加热措施Ø应优先选用活性高、水化热大的硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥（化学上）；Ø水泥的强度等级不应低于32.5R级（强度上）；Ø最小水泥用量不宜少于300kg/m3，.水灰比不应大于0.6；Ø使用矿渣硅盐水泥时，宜采用蒸汽养护；Ø掺加防冻剂（注意队抗渗的影响）；Ø砼所用骨料必须清洁，不得含有冰雪等冰结物及易冻裂的矿物质；Ø对材料的加热应优先考虑水，因为水的热容量大，加热方便；Ø砂、石温度要符合热工计算需要温度；2)砼的搅拌、运输和浇筑Ø砼不宜露天搅拌，应尽量搭设暖棚； Ø优先选用大容量的搅拌机，以减少砼的热损失；Ø砼搅拌时间应根据各种材料的温度情况，考虑相互间的热平衡过程；Ø骨料中不得带有冰、雪及冻团；Ø在砼中掺加防冻剂时的注意事项见教材P204；Ø尽量减少运输时间和距离；Ø使用大容积的运输工具并采取必要的保温措施；1)砼的浇筑Ø浇筑前应清除模板和钢筋上的冰雪和污垢，加快砼的浇筑速度（防止热量散失过多）；Ø冬期不得在强冻胀性地基土上浇筑砼；Ø在弱冻胀性地基土上浇筑砼时，地基土应进行保温，以免遭冻；Ø冬期施工砼振捣应用机械振捣，振捣时间应比常温时有所增加；4.1.1砼冬期施工方法砼冬期施工的方法，主要有蓄热法、蒸汽加热法、电热法、暖棚法和掺外加剂法等；1)蓄热法做法及原理：用草帘、锯木、炉渣等保温材料加以覆盖浇筑后砼表面，避免水泥的水化热散失太快并以此来维持温度；应用条件：适用于地下工程、表面系数(指结构冷却的表面积与结构体积之比值)不大于5及室外最低温度不低于－15℃的情况下优点：最经济、简单、有效方法；2)蒸汽加热法做法与原理：利用蒸汽使砼保持一定的温度和湿度，以加速砼硬化，此法除预制厂用的蒸汽养护窑外,在现浇结构中则有汽套法、毛管法和构件内部通汽法等；应用条件：宜选用矿渣及火山灰水泥，严禁使用矾土水泥；为了避免温差过大，防止砼产生裂缝，应严格控制升温、降温速度；3)电热法做法与原理：利用电流通过不良导体砼或电阻丝所发出的热量来养护砼；特点：设备简单，方便有效，但耗电量大，费用高；4)暖棚法做法：在砼浇筑地点，用保温材料搭设暖棚，在棚内采暖；5)掺外加剂法4.2预应力砼工程4.2.1预应力砼的概念预应力砼结构（构件）：在结构（构件）使用前预先预先施加应力，推迟了裂缝的出现或限制裂缝的开展，提高了结构（构件）的刚度。预应力砼的分类按施工方法——先张法，后张法；按钢筋张拉方式——机械张拉，电热张拉与自应力张拉； 4.1.1先张法先张拉预应力钢筋，并固定在台座或钢模上—>砼达到一定强度，砼与预应力筋具有一定的粘结力—>放松预应力筋—>受拉区承受预压应力，受压区承受预拉应力。先张法（台座）生产示意图1)台座作用：预应力筋的支撑结构；要求：强度，刚度和稳定性；分类：墩式台座，槽式台座；墩式台座槽式台座2)夹具作用：张拉、临时固定；分类：张拉夹具（将预应力筋与张拉机械连接起来进行张拉的媒介）、锚固夹具；3)张拉设备要求：工作可靠，控制应力准确，速率稳定；常用设备：油压千斤顶、卷扬机等；4)先张法施工工艺 1)预应力筋的铺设、张拉2)砼浇筑与养护Ø减少砼的收缩和徐变（减少预应力损失）：低水灰比、控制水泥用量、良好的级配、振捣密实；Ø振动器不得碰撞预应力钢筋；Ø砼未达到一定强度前，不允许碰撞和踩动预应力筋；Ø预应力砼可采用自然养护、湿热养护（温度变化引起的预应力损失）；3)预应力筋的放张Ø放张预应力筋时，砼应达到设计要求的强度：Ø对轴心受预压构件（如压杆、桩等）所有预应力筋应同时放张；Ø对偏心受预压构件（如梁等）先同时放张预压力较小区域的预应力筋，再同时放张预压力较大区域的预应力筋；Ø对称、相互交错的放张，防止构件发生翘曲、裂纹及预应力筋断裂等现象；4.1.1后张法1)概述Ø步骤：制作构件并预留孔道—>砼强度达到设计规定—>孔道内穿入预应力筋并张拉—>孔道灌浆（见教材）；Ø原理：预应力筋的张拉力主要靠构件端部的锚具传递给砼；Ø特点：不需台座设备，灵活性大，广泛用于施工现场大型预制预应力砼构件；Ø分类：有粘结预应力施工，无粘结预应力施工；2)锚具及张拉设备Ø作用：张拉和永久固定；Ø分类；3)锚具的种类(1)单根粗钢筋锚具Ø螺栓端杆锚具：由螺栓端杆、垫板和螺母组成，螺栓端杆锚具与预应力筋对焊，用张拉设备张拉螺栓端杆，然后用螺母锚固；Ø帮条锚具：帮条锚具由一块方形衬板与三根帮条组成；帮条锚具一般用在单根粗钢筋作预应力筋的固定端； (1)钢筋束、钢绞线束锚具：钢筋束和钢绞线束目前使用的锚具有JM型、KT—Z型、XM型、QM型号和镦头锚具等（见教材P214）；(2)钢丝束锚具：日前国内常用的有钢质锥形锚具、锥形螺杆锚具、钢丝束镦头锚具、XM型锚具和QM型锚具；2)张拉设备（见教材P216）(1)拉杆式千斤顶（YL型）：主要用于张拉带有螺丝端杆锚具的粗钢筋，锥形螺杆，锚具钢丝束及镦头锚具钢丝束。张拉预应力筋时，首先使连接器与预应力筋的螺丝端杆连接，并使顶杆支承在构件端部的预埋钢板上，当高压油泵将油液从主缸油嘴进入主缸时，推动主缸活塞向左移动，带动拉杆和连接在拉杆末端的螺丝端杆，预应力筋即被拉伸，当达到张拉力后，拧紧预应力筋端部的螺母，使预应力筋锚固在构件端部，锚固完毕后，改用副油嘴使进油回到油泵中。(2)锥锚式千斤顶（YZ型）：主要用于张拉KT－Z型锚具锚固的钢筋束或钢绞线束和使用锥形锚具的预应力钢丝束。张拉预应力筋时，主缸进油，主缸被压移，使固定在其上的钢筋被张拉，钢筋张拉后，改由副缸进油，随即由副活塞将锚塞顶入锚圈中。主、副缸的回油则是借助设置在主缸和副缸中弹簧作用来进行的。(3)心式千斤顶（YC型）3)预应力钢筋的制作(1)单根预应力筋Ø一般用热处理钢筋，其制作包括配料、对焊、冷拉等工序。Ø配料时根据钢筋的品种测定冷拉率，应尽可能把冷拉率相近的钢筋对焊在一起进行冷拉；Ø钢筋对焊接长在钢筋冷前进行；Ø钢筋的下料长度由计算确定见（教材P218）；(2)钢筋束（钢绞线束）Ø由直径10mm的热处理钢筋编束而成，钢绞线束由直径为12mm或15mm的钢绞线束编束而成；Ø预应力筋的制作一般包括开盘冷拉、下料和编束等工序；Ø钢绞线下料前应在切割口两侧各50mm处用铁丝绑扎，切割后对切割口应立即焊牢，以免松散；Ø保证构件孔道穿入筋和张拉时不发生扭结，应对预应力筋进行编束；Ø钢丝束制作：一般需经高调直、下料、编束和安装锚具等工序；4)后张法施工工艺5) 后张法施工工艺流程图关键工艺：孔道留设、预应力筋张拉和孔道灌浆；(1)孔道留设方法：钢管抽芯法、胶管抽芯法、预埋管法；孔道形状：直线、光滑曲线和折线；要求：孔道的尺寸与位置应正确，孔道要平顺，端部的预埋钢板应垂直于孔中心线；Ø钢管抽芯法——在砼浇筑和养护过程中，每隔一定时间要转动钢管，防止砼与钢管粘结，在砼初凝后、终凝前抽出钢管；Ø胶管抽芯法——胶管一般有五层或七层夹布管和专用的钢丝网橡皮管两种，前者必须在管内充气或充水后才能使用，后者质硬，且有一定弹性，预留孔道时与钢管一样使用；Ø钢筋井字架固定胶管，与钢筋骨架绑扎牢－>充水（或充气）－>砼初凝－>放出压缩空气（压力水），胶管并与砼脱离－>抽出胶管形成孔道；Ø预埋管法——利用与孔道直径相同的金属波纹管埋在构件中，无需抽出；省去抽管工序，形状易保证金属波纹管重量轻、刚度好、弯折方便且与砼粘结好，在1kN径向力作用下不变形，使用前应作灌水试验，检查有无渗漏现象；(2)预应力筋张拉Ø张拉预应力筋时，砼强度应符合设计要求；Ø张拉控制应力张拉控制应力越高，构件抗裂性越好；如果构件出现裂缝荷载与破坏荷载很接近，往往构件破坏前没有明显预兆；控制应力过高，导致砼的徐变应力损失增加；Ø张拉顺序构件不产生扭转、侧弯、过大偏心力—>一般对称张拉;分批、分阶段对称张拉；Ø张拉端的设置减少因摩擦引起的预应力损失，曲线预应力筋和长度大于24m 的直线预应力筋，应在两端张拉；对长度等于或小于24m的直线预应力筋，可在一端张拉；当同一截面中有多根一端张拉的预应力筋时，张拉端宜分别设在构件的两端，以免构件受力不均匀；(1)孔道灌浆Ø目的：防止钢筋锈蚀，增加整体性、耐久性，提高结构抗裂性、承载力；Ø要求：水泥浆有足够强度，粘结力，好的流动性，较小的干缩性；Ø在灌浆过程中不断搅拌，防止沉淀析水；Ø灌浆前用压力水冲洗和温润孔道；4.1.1无粘结预应力砼施工定义：预应力筋与砼无粘结力，预应力筋张拉力完全靠构件两端的锚具传递给构件；做法：预应力筋表面刷涂料并包塑料布（管）后－>将其铺设在支好的构件模板内—>浇筑砼－>待砼达到规定强度后进行张拉锚固；1)无粘结预应力筋制作(1)无粘结预应力筋的组成及要求Ø无粘结预应力筋主要有预应力钢材、涂料层、外包层和锚具组成(见教材P225)；Ø钢丝和钢绞线不得有死弯，有死弯时必须切断；Ø每根钢丝必须通长，严禁有接点；Ø预应力筋下料时，宜采用砂轮锯或切断机切断，不得采用电弧切割；Ø涂料层的作用是使预应力筋与砼隔离，涂料层应不透水、不吸湿、润滑性好；Ø外包层应抗破性强、韧性好、防水性好、对周围材料无侵蚀作用；(2)锚具无粘结预应力构件中，预应力筋的张拉力主要是靠锚具传递给砼的，故无粘结预应力筋的锚具不仅受力比有粘结预应力的锚具大；(3)成型工艺（见教材226）2)无粘结预应力施工(1)预应力筋的铺设Ø铺设前应检查外包层完好程度，轻微破损者用塑料带包好，破损严重者应予以报废；Ø双向预应力筋铺设时，先铺设下面预应力筋，再铺设上面的预应力筋相互穿插；Ø无粘结预应力筋应严格按设计要求的曲线形状就位固定；(2)预应力筋的张拉Ø砼强度应符合设计要求；Ø适当超张拉以减少无粘结预庆力筋的松弛损失；Ø先铺设的先张拉，后铺设的后张拉；Ø长度小于25m时，宜采用一端张拉，长度大于25m时，宜采用两端张拉，长度超过50m时，宜采取分段张拉；Ø预应力筋张拉长值应按设计要求进行控制；Ø预应力筋端部处理（预应力筋端部处理取决于无粘结筋和锚具种类）Ø位置通常在砼的端面缩进一定的距离，前面做成一个凹槽，待张拉锚固后，将外伸在锚具外的钢绞线切割到规定的长度，即要求露出夹片锚具外长度不小于30mm，然后在槽内壁涂以环氧树脂类粘结剂，以加强新老材料间的粘结，再用后浇膨胀砼或低收缩防水砂浆或环氧砂浆密封。 (1)固定端处理(预应力筋端部处理取决于无粘结筋和锚具种类)Ø当采用无粘结钢丝束时；Ø当采用无粘结钢绞线时。