水利工程之混凝土工程

?    一、水工砼的组成材料有：水泥、水、粗骨料、细骨料、外加剂。
?    二、通常我们将大砼施工划分为三大系统：砂石料生产系统、混凝土拌和系统、混凝土运输浇筑系统（对有温控要求的还有制冷及冷却系统）。

?    砂石骨料是砼最基本组成材料，其质量与级配好坏对混凝土质量有很大影响，对于以混凝土坝为主体建筑物的大中型水利枢纽工程，大坝混凝土施工对整个工程的施工进度和工期也是起控制作用的。
?    骨料分类：
?    1、按料径大小分：d=0.15~5mm（细骨料）、d>5mm（粗骨料）
?    2、按来源不同分：天然骨料、人工骨料、组合骨料。
?    砂石料生产的过程 包括：开采，运输，加工和贮存。
一、骨料加工
?    骨料加工包括破碎、筛分、冲洗、堆放工程
?    1、破碎：将开采的石料破碎到规定的粒径。初碎（300～70mm）、中碎70～20mm）、细碎（20～1mm）
?    2、破碎机械：鄂式碎石机、锥碎石机、辊碎石机、锤碎石机。
鄂式碎石机
?    原理：利用钢板夹碎石料，属于粗碎设备。
?    特点：结构简单，价格便宜，鄂板磨损快，处理能力差。
?    颚式碎石机规格：以进料口尺寸（宽与长）表示。
?    生产影响因素：石料性质，碎石机出料口宽度，喂料的均匀程度等。
锥式碎石机
?    原理：利用锥筒内偏心轴压碎石料，属于二破、三破设备。
?    特点：碎石效果好，破碎的石料较方正，生产率高，单位产品能耗低，结构复杂，体形和重量都较大，安装维修不方便。
?    滚式碎石机：借助两个水平滚轴的相对回转轧碎石块。
?    锤式碎石机：利用带有锤子的圆盘在回转时锤碎石块。
?    3、筛分：筛分是将天然或人工的混合砂石料按粒径大小进行分级。
?    方法：人工筛分、水力筛分、机械筛分。
偏心振动筛
?    组成：包括筛箱、筛网、偏心平衡轮、消振平衡重、消振弹簧、筛架等。
?    基本工作原理：筛箱悬挂在主轴的偏心部位上，当主轴旋转时，筛箱便随之作环行运动，同时形成振动，骨料顺着倾斜的筛面跳动前进，通过筛孔实现筛分。
?    振动筛分特点：振幅不会随着进料量的变化而变化，因此不会出现因为进料多使振幅减小，造成筛孔堵塞。
?    适用条件：偏心振动筛一般有2—3层筛网，可以筛分粗粒骨料和中粒骨料，适用于骨料的第一道筛分。
惯性振动筛
?    组成：筛网、单轴偏心块，调整振幅用的配重盘、消振钣簧、电动机等。
?    基本工作原理：筛箱通过两侧的支承钣簧固定在筛架上，在筛箱的主轴上装有偏心块，旋转时就会产生振动。
?    特点：振幅受负荷变化影响，给料少，振幅大，筛孔不容易堵塞，给料多时，振幅小，筛孔便容易堵塞。但是，惯性振动筛的筛箱主轴外侧装有可以调节的配重盘，当给料多少发生变化时，能够调整振幅。
?    适用条件：惯性振动筛与偏心振动筛比，振频高，振幅小，因此适于筛分细骨料，故常用于骨料的第二道筛分。
?    4、冲洗：骨料的筛分和冲洗一般要结合进行。目的是在骨料洗净的同时，避免尘土飞扬，以改善生产条件。
?    有专门用来洗砂的沉砂箱、螺旋洗砂机等筛洗机械，一般工程使用较少，大型重要工程应用较多。
二、骨料加工厂
?    能对骨料进行破碎，筛分，冲洗，运输堆放等一系列生产过程与作业内容的骨料生产企业。
?    加工厂的规模要根据所用骨料总量的多少，施工工期的长短，要求加工强度的大小，设备的配置，工地现场的实际情况进行规划布置。

?    按照混凝土配合比设计要求，将各组成材料和拌和成均匀的混凝土料，以满足浇筑的需要。
?    过程包括：贮料，供料，配料，拌和。
?    要求：标号无误，配料准确，拌和充分，出机温度适当。
一、混凝土配料
?    1、方法：体积配料法，重量配料法。水利工程主要采用重量配料法。
?    2、重量配料法步骤：砂石、水泥、掺和料按重量称量；水、外加剂溶液按体积计量。配料精度要求：水泥，掺和料、水、外加剂溶液为±1% ；砂石料为±2%。
?    3、称量设备：台称、地磅、自动杠杆称、自动电子称。
二、混凝土拌和
?    1、方法：人工拌和，机械拌和
?    2、人工拌和：少量砼制备。
?    3、机械拌和：
?    1）按拌和机工作原理分：强制式，自落式
?    2）拌和工作循环：装料、拌和、卸料
?    3）拌和机的出料系数：出料体积（工作容量）与装料体积之比，0.65~0.7。
?    4）单台拌和机生产率--------取决于拌和机的工作容量和循环一次所需要的时间。
注意事项
?    1、拌和时间与拌和机工作容量、坍落度大小、气温等有关。
?    2、允许拌和的最大骨料粒径与拌和机容量大小有关。
三、混凝土拌和站
?    1、把骨料堆场、配料装置、拌和机及运输设备等集中布置而成拌和站。
?    2、拌和站布置：
?    1）根据地形情况确定拌和机和进出料运输线路的位置和高程。
?    2）因地制宜布置供配料设备和骨料堆场。

?    本节主要介绍混凝土的运输机械设备及布置（运输方案）、运输设备、运输方案（线路）。掌握混凝土运输机械的特点及适用条件。
?    一、选择混凝土运输设备及方案的基本原则：
?    1、保质：均匀性，和易性（不分离，不漏浆，不严重泌水），入仓温度。在运输两种以上标号混凝土时不发生标号混淆。
?    2、保量：混凝土运输设备和运输能力要与拌和浇筑能力、仓面具体情况及钢筋、模板吊运等相适应。
?    3、经济：使运输费用低。
?    4、及时：运输仓内的混凝土不初凝。
?    二、混凝土运输的过程与方式：
?    1、过程：水平运输（从拌和地到浇筑仓前）、垂直运输（从浇筑仓前到仓内）
?    2、方式：循环式运输、连续式运输。
?    三、混凝土水平运输：供料运输。
?    1、人工运输：手推车、架子车、斗车等。
?    2、机动翻斗车：轻便灵活、转弯半径小、速度快、能自卸、载重量小、运距短、爬坡能力差。
?    3、自卸汽车：机动灵活、卸料快、载重量较大、运输费用高、振动大。
?    四、混凝土垂直运输：入仓运输
?    1、履带式起重机：灵活、提升高度小、适应性强，适用于混凝土浇筑初期。
?    2、门式起重机和塔式起重机：配合栈桥（轨道）工作。
?    3、缆机：
?    五、混凝土连续运输机械：皮带机，混凝土泵
?    六、运输混凝土的辅助设备：吊罐（立罐、卧罐），集料斗，溜槽，溜管与其他机械配合使用。

?    混凝土的质量除了在组成混凝土的原材料质量进行控制，混凝土拌和和运输过程 进行控制外，在混凝土浇筑和养护过程中，也会严重影响到混凝土质量。
一、浇筑前的准备工作
?    1、基础处理：保证混凝土浇筑后与基础的结合质量。
?    2、施工缝处理：浇筑块之间的水平和垂直结合缝，保证新老混凝土之间的结合质量。处理方法：刷毛和冲毛、凿毛、模板、钢筋及预埋件的检查、浇筑仓面布置
二、混凝土浇筑
?    一）入仓辅料：先辅一层2～3cm厚的水泥砂浆。
?    1、入仓辅料方法：平层阶梯浇筑法，斜层阶梯浇筑法，阶梯浇筑法。
?    2、冷缝：在下层混凝土已经初凝产生乳皮的表面上覆盖上新混凝土所形成的振捣无法消除的薄弱结合面。
?    3、采用辅料方式原则：不产生冷缝；容易振捣密实；浇筑迅速。
?    二）平仓：将卸入浇筑仓内成堆的混凝土料按规定厚度铺平。
?    1、平仓不好，粗骨料集中、成堆，形成架空，混凝土会离析泌水、漏振、产生冷缝等事故。
?    2、平仓可用插入式振捣器插入料堆顶部振动，使混凝土液化后自行摊平。仓面较大的，又没有模板拉条影响的，可用小型履带式推土机平仓，一般还再机后安装上振捣器组，平仓、振捣两用，边平仓，边振捣，效率较高。
?    三）振捣：使混凝土密实；并与模板、钢筋及预埋件紧密结合
?    1、原理：振捣器产生高频率，小振幅的振动------克服混凝土内部棵粒之间的内磨擦力和粘结力-------混凝土液化呈流态------骨料下滑挤密；砂浆充填空隙；气体排出-----砼密实。
?    2、振捣器类型：插入式，外部式，表面式。
三、混凝土养护
?    1、保持其适当的温度和足够的湿度。
?    2、养护方法：加覆盖物，洒水，蒸气养护
?    3、养护时间；取决于当地气温，水泥品种，结构物重要性。

?    一、冬季施工
?    1、《水工混凝土施工规范》规定：寒冷地区3天平均气温稳定在5度以下，或者最低气温在零下3度以下时；温和地区的日平均气温稳定在3度以下时，既属于低温季节，混凝土和钢筋混凝土施工就应采取相应的冬季施工措施。
2、原因： 受冻后的混凝土，融解后重新结硬，混凝土的强度可继续增长；新浇混凝土受冻越早，对强度增长越不利；在常温情况下浇筑7～10天后再受冻，混凝土解冻后，强度增长的最终值影响极小；此外，混凝土的坍落度越大，水灰比越大，受冻影响就越大。
?    3、措施：人工加热，保温蓄热，加速凝固。
?    1）调整配合比和掺外加剂：使用快凝水泥，减少水灰比，掺用促凝剂。
?    2）原材料加热法：对骨料和水进行加热。
?    3）蓄热养护法：将浇筑后的混凝土表面在养护期间用保温材料加以覆盖，蓄积热量延缓混凝土冷却速度。
?    4）加热养护法：暧棚法，蒸汽加热法，电热法。
二、夏季施工
?    混凝土的：
?    夏季施工的不良影响：
?             夏季气温高，一般当气温超过30度以后，对混凝土的施工和质量都会产生不良影响，主要表现是：水泥水化快，和易性降低，初凝时间短，运输中容易早凝，有效浇筑时间短，容易产生冷缝，大体积结构内部温升高，内外温差与基础的稳定温差大，容易因表面拉应力和基础约束拉应力而导致 混凝土出现表面裂缝、深层裂缝、甚至贯穿裂缝，从而使结构的整体性受到破坏，严重影响`到结构的强度、稳定、抗渗、抗冻、耐久等性能。
?    2、措施：
?    1）材料措施：采用低热水泥；掺加塑化剂，减水剂，以减少水泥用量；采用水化速度慢的水泥，掺加缓凝剂，以延缓水化热的产生；预冷骨料、用井水、冰肖拌和混凝土，以降低入仓混凝土的温度。
?    2）施工措施：高堆骨料，廊道取料（减少日晒数量）；缩短运输时间，运输中加盖防晒；雨后或者夜间浇筑；仓面喷雾降温；浇筑后覆盖防晒保温材料；加强水养护，或者埋设通水管道，进行通水冷却。