2.外部振動器
外部振動器又稱附著式振動器。是將一個帶偏心塊的電動振動器利用螺栓或夾具固定在構件模板外側,振動動力通過模板傳給混凝土。適用於振搗鋼筋密集,斷麵尺寸小於250mm的構件及不宜使用插入式振動器的構件,如牆體、薄腹梁等。
3.表麵振動器
表麵振動器又稱平板振動器,是將附著式振動器固定在一塊底板上而成。它適用於搗實樓板、地麵、板形構件和薄殼等構件。
4.振動台
振動台是將模板和混凝土構件放於平台上一起振動,主要用於預製構件的生產。適用於預製構件廠生產預製構件。
(四)後澆帶的施工
後澆帶是在現澆混凝土結構施工過程中,克服由於溫度、收縮而可能產生有害裂縫而設置的臨時施工縫。該縫需根據設計要求保留一段時間後再澆築混凝土,將整個結構連成整體。
後澆帶的留置位置應按設計要求和施工技術方案確定。後澆帶的設置距離,應考慮有效降低溫度和收縮應力的條件下,通過計算來獲得。在正常的施工條件下,有關規範對此的規定是:如混凝土置於室內和土中,後澆帶的設置距離為30m,露天為20m。
後澆帶的保留時間應根據設計確定,若設計無要求時,一般至少保留28天以上。
後澆帶的寬度應考慮施工簡便,避免應力集中。一般其寬度為700~1000mm。後澆帶內的鋼筋應完好保存。後澆帶的構造。
後澆帶混凝土澆築應嚴格按照施工技術方案進行。在澆築混凝土前,必須將整個混凝土表麵按照施工縫的要求進行處理。填充後澆帶混凝土可采用微膨脹或無收縮水泥,也可采用普通水泥加入相應的外加劑拌製,但必須要求填築混凝土的強度等級比原來結構強度提高一級,並保持至少15d的濕潤養護。
(五)整體結構澆築方法
1.框架結構澆築
(1)多層框架按分層分段施工,水平方向以結構平麵的伸縮縫分段,垂直方向按結構層次分層。在每層中先澆築柱,再澆築梁、板。
澆築一排柱的順序應從兩端同時開始,向中間推進,以免因澆築混凝土後由於模板吸水膨脹,端麵增大而產生橫向推力,最後使柱發生彎曲變形。柱子澆築宜在梁模板安裝後,鋼筋未綁紮前進行,以便利用梁板模板穩定柱模和作為澆築柱混凝土操作平台用。
(2)混凝土澆築過程中,要保證混凝土保護層厚度及鋼筋位置的正確性。不得踩踏鋼筋、移動預埋件和預留孔洞的原來位置,如發現偏差和位移,應及時校正。特別要重視豎向結構的保護層和板、雨蓬結構負彎矩部分鋼筋的位置。
(3)在豎向結構中澆築混凝土時,應遵守下列規定:
柱子應分段澆築,邊長大於40mm且無交叉箍筋時,每段的高度不大於3.5m;牆與隔牆分段澆築,每段的高度不應大於3m;采用豎向串筒導送混凝土時,豎向結構的澆築高度不加限製。凡柱端麵在400mm×400mm以內,並有交叉箍筋時,應在柱模板側麵開不小於300mm高的澆注孔,裝上斜溜槽分段澆築,每段高度不得超過2m;分層施工開始澆築上一層柱時,底部應先填以50~100mm厚水泥砂漿一層,其成分與澆築混凝土內砂漿成分相同,以免底部產生蜂窩現象。
(4)肋形樓板的梁板應及時澆築,澆築方法應根據高度分層澆搗成階梯形,當達到板底位置時即與板的混凝土一起澆搗,隨著階梯形的不斷延長,則可以連續向前推進。傾倒混凝土的方向與澆築方向相反。
2.大體積混凝土澆築
大體積混凝土指的是最小斷麵尺寸大於1m的混凝土結構,其尺寸已經大到必須采用相應的技術措施妥善處理溫度差值,合理解決溫度應力並控製裂縫開展的混凝土結構。
大體積混凝土結構在工業建築中多為設備基礎,在高層建築中多為樁基承台或厚大基礎底板等。其施工特點有:結構整體性要求高,一般不留施工縫,要求整體澆築;結構體積大,水泥水化熱溫度應力大,要預防混凝土早期開裂;混凝土體積大,泌水多,施工中對泌水應采取有效措施。
(1)整體澆築方案。為保證結構的整體性,混凝土應連續澆築,要求每一處的混凝土在初凝前就被後一部分混凝土覆蓋並搗實成整體。根據結構特點不同,有全麵分層、分段分層、斜麵分層等澆築方案。
1)全麵分層。在第一層全麵澆築完畢回來澆築第二層時,第一層澆築的混凝土還未初凝,如此逐層進行,直至澆築好。這種方案適用於結構和平麵尺寸不太大,施工時從短邊開始、沿長邊進行較適宜。必要時亦可分為兩段,從中間向兩端或從兩端向中間同時進行。
2)分段分層。適用於厚度不太大而麵積或者長度較大的結構。混凝土從底層開始澆築,進行一定距離後回來澆築第二層,如此依次向前澆築以上各分層。
3)斜麵分層。適用於結構的長度超過厚度的3倍。振搗工作應從澆築層的下端開始,逐漸上移,以保證混凝土施工質量。
分層的厚度決定於振動器的棒長和振動力的大小,也要考慮混凝土的供應量大小和可能澆築量的多少,一般為200~300mm。
(2)早期溫度裂縫的預防。厚大鋼筋混凝土結構由於體積大,水泥水化熱聚積在內部不易散發,內部溫度顯著升高,外表散熱快,形成較大的內外溫差,內部產生壓應力,外表產生拉應力,如內外溫差過大(25℃以上),則混凝土表麵將產生裂紋。當混凝土內部逐漸散熱冷卻,產生收縮,由於受到基底或已硬化混凝土的約束,不能自由收縮,而產生拉應力。溫差越大,約束程度越高,結構長度越長,則拉應力越大。當拉應力超過混凝土的抗拉強度時即產生裂紋,裂縫從基底開始向上發展,甚至貫穿整個基礎。這種裂縫比表麵裂縫危害更大。要防止混凝土早期產生溫度裂縫,就要降低混凝土的溫度應力。控製混凝土的內外溫差,使之不超過25℃,以防表麵開裂;控製混凝土冷卻過程中的總溫度差和降溫速度,以防止基底開裂。要優先采用水化熱低的水泥(如礦渣矽酸鹽水泥),降低水泥用量,摻入適量的粉煤灰或在澆築時投入適量的毛石,降低澆築速度和澆築厚度或采用人工降溫措施(拌製時,用低溫水,養護時用循環水冷卻)。澆築後應及時覆蓋,以控製內外溫差,減緩降溫速度,尤其應注意寒潮的不利影響。必要時,取得設計單位同意後,可分塊澆築,塊和塊間留一米寬後澆區,待各分塊混凝土幹縮後,再澆築後澆區。當結構厚度在1m以內時,分塊長度一般為20~30m。
(3)泌水的處理。大體積混凝土另一特點是上下灌築層施工間隔時間較長,各分層之間易產生泌水層,它將使混凝土強度降低,產生酥軟、脫皮起砂等不良後果。采用自流方式和抽汲方法排除泌水,會帶走一部分水泥漿,影響混凝土的質量。如在同一結構中使用兩種不同坍落度的混凝土,可收到較好的效果。若摻用一定數量的減水劑,則可大大減少泌水現象。
3.水下澆築混凝土
深基礎、深井與沉箱的封底等,常需要進行水下澆築混凝土,地下連續牆及鑽孔灌注樁則是在泥漿中澆築混凝土。水下或泥漿中澆築混凝土,目前多用導管法。
導管直徑約250~300mm(不小於最大骨料粒徑的8倍),每節長3m,用快速接頭連接,頂部裝有漏鬥。導管用起重設備吊住,可以升降。澆築前,導管下口先用隔水塞(混凝土、木等製成)堵塞,隔水塞用鐵絲吊住。然後在導管內澆築一定量的混凝土,保證開管前漏鬥及管內的混凝土量要使混凝土衝出後足以封住並高出管口。將導管插入水下,使其下口距底麵的距離h1約300mm時進行澆築,距離太小易堵管,太大則要求漏鬥及管內混凝土量較多。當導管內混凝土的體積及高度滿足上述要求後,剪斷吊住隔水塞的鐵絲進行開管,使混凝土在自重作用下迅速推出隔水塞進入水中。以後一邊均衡地澆築混凝土,一邊慢慢提起導管,導管下口必須始終保持在混凝土表麵之下不小於1~1.5m。下口埋得越深則混凝土頂麵越平、質量越好,但混凝土澆築也越難。
在整個澆築過程中,一般應避免在水平方向移動導管,直到混凝土頂麵接近設計標高時,才可將導管提起,換插到另一澆築點。一旦發生堵管,如半小時內不能排除,應立即換插備用導管。待混凝土澆築完畢,應清除頂麵與水或泥漿接觸的一層鬆軟部分。
4.噴射混凝土
噴射混凝土是利用壓縮空氣把混凝土由噴射機的噴嘴以較高的速度(50~70m/s)噴射到岩石、工程結構或模板的表麵。在隧道、涵洞、豎井等地下建築物的混凝土支護、薄殼結構和噴錨支護等都有廣泛的應用,具有不用模板、施工簡單、勞動強度低、施工進度快等優點。
噴射混凝土施工工藝分為幹式和濕式兩種。混凝土在“微潮”(水灰比0.1~0.2)狀態下輸送至噴嘴處加壓噴出者,為幹式噴射混凝土;將水灰比為0.45~0.50的混凝土拌和物輸送至噴嘴處加壓噴出者,為濕式噴射混凝土。濕式與幹式噴射混凝土相比,濕式混凝土噴射施工具有施工條件好,混凝土的回彈量小等優點,應用較為廣泛。
(1)材料要求。
1)水泥。優先選用矽酸鹽水泥和普通矽酸鹽水泥,標號不得低於325號。
2)細集料。細集料宜采用質地堅硬、圓滑、潔淨及顆粒級配良好的中粗砂,細度模數Mx=2.5~3.0為宜,含水量控製在6%左右。
3)粗集料。粗集料宜采用堅硬密實,具有足夠強度的卵石、碎石均可,最大粒徑小於20mm,其中5~10mm的量占55%,10~20mm的量占45%。
4)外加劑。噴射混凝土多摻加速凝劑,以縮短混凝土的初凝和終凝時間,同時為增加流動性,還摻加減水劑。外加劑應根據水泥品種和集料質地經試驗選定。
5)噴射混凝土拌和用水使用人畜飲用的水質,不得使用汙水,酸性水及海水。
(2)施工操作要點。
1)濕噴機泵送混凝土前,先用稠度100mm的白灰膏40~80L泵入管內,以便潤滑管路,減少管路磨損,提高工作效率。
2)管路盡量縮短,避免彎曲。
3)當混凝土注滿輸料管並從噴槍口噴出時,再加速凝劑,不得提前啟動速凝裝置,避免汙染作業環境。
4)濕噴機在工作過程中,泵壓力表的讀數不應大於2MPa,如發現壓力過大或擠壓轆輪不轉動,說明發生管堵現象,應立即停機疏通管道。
5)無論何種原因造成濕噴機不能正常工作,並不能及時排堵時,應采取壓縮空氣或其他搭配,將管道內的混凝土疏通清洗幹淨,嚴防混凝土在泵口和管道內初凝。
5.鋼管混凝土結構
鋼管混凝土是將普通混凝土填入薄壁圓形鋼管內而形成的組合結構。鋼管混凝土可借助內填混凝土增加鋼管壁的穩定性,又可借助鋼管對核心混凝土的約束作用,使核心混凝土處於三向受壓狀態,從而使核心混凝土具有更高的抗壓強度和抗變形能力。
鋼管混凝土是由鋼管對混凝土實行套箍強化的一種套箍混凝土,其他形式的套箍混凝土。它們是借助密排的螺旋形箍筋、方格鋼筋網和複合方形箍筋來實現混凝土的套箍強化。鋼管混凝土具有強度高、重量輕、塑性好、耐疲勞、耐衝擊等優點。在施工方麵也具有一定的優點:鋼管本身可兼作模板,可省去支模和拆模的工作;鋼管兼有鋼筋和箍筋的作用,製作鋼管比製作鋼筋骨架省工省時;鋼管即勁性承重骨架,可省去支撐,能縮短工期,施工不受季節限製。
鋼管混凝土最適合大跨、高層、重載和抗震抗暴結構的受壓杆件。鋼管可用直縫焊接的鋼管、螺旋形縫焊接鋼管和無縫鋼管。鋼管直徑不得小於100mm,壁厚不宜小於4mm。為減小變形和經濟考慮,鋼管混凝土結構的混凝土強度等級不宜低於C30。
鋼管混凝土的特點是它的鋼管即模板,有很好的強度和密封性。在一般情況下,鋼管內部無鋼管骨架,混凝土澆築十分方便。混凝土自鋼管上口澆築,用振搗器振搗。管徑大於350mm都可用附著式搗動器搗實。對大直徑鋼管還可高空拋落振實混凝土,而勿需振搗,拋落高度不應小於4m。混凝土澆築宜連續進行,需留施工縫時,應將管口封閉,以免雜物落入。
當澆築至鋼管頂端時,可使混凝土稍為溢出,再將留有排氣水的層間橫隔板或封頂板緊壓在管端,隨即進行點焊。待混凝土達到50%設計強度時,再將層間橫隔板或封頂板按設計要求進行補焊。有時也將混凝土澆至稍低於鋼管端部,待混凝土達到50%設計強度後。再用同強度等級的水泥砂漿補填注管口,再將層間橫隔板或封頂板一次封焊到位。
管內混凝土的澆築質量,可用敲擊鋼管的方法進行初步檢查,如有異常,可用超聲脈衝技術檢測。對不密實的部位,可用鑽孔壓漿法進行補強,然後將鑽孔補焊封牢。
四、混凝土的養護
混凝土成型後,為保證水泥能充分進行水化反應,應及時進行養護。養護的目的就是為混凝土硬化創造必要濕度和溫度條件,防止由於水分蒸發或凍結造成混凝土強度降低和出現收縮裂縫、剝皮、起砂和內部酥鬆等現象,確保混凝土質量。
混凝土養護的方法一般有自然養護、噴塗薄膜養護和蒸汽養護三種。
1.自然養護
自然養護是指在室外平均氣溫高於5℃的條件下,選擇適當的覆蓋材料並適當澆水,使混凝土在規定的時間內保持濕潤環境,自然養護應符合下列規定:
(1)混凝土澆築完畢後12h以內應進行覆蓋並澆水養護。
(2)澆水養護日期與水泥品種有關。對於矽酸鹽水泥和礦渣矽酸鹽水泥拌製的混凝土,不得少於7晝夜;對於摻用緩凝型外加劑或有抗滲性要求的混凝土及火山灰質矽酸鹽水泥和粉煤灰矽酸鹽水泥拌製的混凝土,不得少於14晝夜。
(3)澆水的次數以能保持混凝土濕潤狀態為準。水化初期水泥水化作用反應較快,水分應充足,故澆水次數多些,氣溫較高時也需多澆水。應避免因缺水造成混凝土表麵硬化不良而鬆散粉化。
(4)養護用水與拌製水相同。
(5)如平均氣溫低於+5℃時,不得澆水,應按冬季施工要求保溫養護。
2.噴塗薄膜養護
它是將過氯乙烯樹脂養護劑用噴槍噴塗在混凝土表麵上,溶劑揮發後在混凝土表麵形成一層塑料薄膜,將混凝土與空氣隔絕,阻止其中水分的蒸發以保證水泥水化作用的正常進行。有的薄膜在養護完成後能夠自行老化脫落,否則,不能用於混凝土表麵欲進行粉刷的牆麵上。噴塗薄膜適用於不宜灑水養護的高聳構築物和大麵積混凝土結構。在夏季,薄膜成型後要防曬,否則易產生裂紋。