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混凝土的制备

1.混凝土的配合比

 

  混凝土的施工配合比,应保证结构设计对混凝土强度等级及施工对混凝土和易性的要求,并应符合合理使用材料、节约水泥的原则。必要时,还应符合抗冻性、抗渗性等要求。

  混凝土制备之前按下式确定混凝土的施工配制强度,以达到95%的保证率:

fcu,0 = fcu,k + 1.645σ 

 

式中   fcu,0—— 混凝土的施工配制强度(N/mm2);

         fcu,k—— 设计的混凝土强度标准值(N/mm2);

          σ—— 施工单位的混凝土强度标准差(N/mm2)。

    当施工单位具有近期的同一品种混凝土强度的统计资料时, σ可按下式计算

式中   fcu,i—— 统计周期内同一品种混凝土第i组试件强度(N/mm2);

                N—— 统计周期内相同混凝土强度等级的试件组数,N≥25。

  当混凝土强度等级为C20或C25时,如计算得到的σ<2.5 N/mm2;当混凝土强度等级高于C25时,如计算得到的σ<3.0N/mm2,取σ=3.0N/mm2。

  对预拌混凝土厂和预制混凝土的构件厂,其统计周期可取为1个月;对现场拌制混凝土的施工单位,其统计周期可根据实际情况确定,但不宜超过3个月。

  施工单位如无近期同一品种混凝土强度统计资料时,σ可按下表取值。

混凝土强度标准值σ   

混凝土强度等级

N/mm2

低于C20

C25~C35

高于C35

σ

4.0

5.0

6.0

注:表中σ值,反映我国施工单位的混凝土施工技术和管理的平均水平,采用时可根据本单位情况作适当调整。

2.搅拌机的选择

  混凝土搅拌机按其搅拌原理分为自落式和强制式两类

混凝土搅拌原理

  a) 自落式搅拌;  b) 强制式搅拌1—混凝土拌合物;2—搅拌筒;3—叶片;4—转轴

 

3.搅拌制度

 

  为了获得质量优良的混凝土拌合物,除正确选择搅拌机外,还必须正确确定搅拌制度,即搅拌时间、投料顺序和进料容量等。

     1.混凝土搅拌时间

  搅拌时间是指从原材料全部投入搅拌筒时起,到开始卸料时为止所经历的时间。它与搅拌质量密切有关。它随搅拌机类型和混凝土的和易性的不同而变化。在一定范围内随搅拌时间的延长而强度有所提高,但过长时间的搅拌既不经济也不合理。因为搅拌时间过长,不坚硬的粗骨料在大容量搅拌机中会因脱角、破碎等而影响混凝土的质量。加气混凝土也会因搅拌时间过长而使含气量下降。为了保证混凝土的质量,应控制混凝土搅拌的最短时间(表3-10)。该最短时间是按一般常用搅拌机的回转速度确定的,不允许用超过混凝土搅拌机规定的回转速度进行搅拌以缩短搅拌延续时间。

 

                          表3-10   混凝土搅拌的最短时间                       s

混凝土坍落度

mm

搅拌机机型

搅拌机出料量

L

<250

250~500

>500

≤30

强制式

60

90

120

自落式

90

120

150

>30

强制式

60

60

90

自落式

90

90

120

注:1. 当掺有外加剂时,搅拌时间应适当延长;

       2.  全轻混凝土、砂轻混凝土搅拌时间应延长60~90s。

 

    2.投料顺序

  投料顺序应从提高搅拌质量、减少叶片和衬板的磨损、减少拌合物与搅拌筒的粘结、减少水泥飞扬、改善工作环境等方面综合考虑确定。常用的有一次投料法和两次投料法。一次投料法是在上料斗中先装石子、再加水泥和砂,然后一次投入搅拌机。对自落式搅拌机要在搅拌筒内先加部分水,投料时石子盖住水泥,水泥不致飞扬,且水泥和砂先进入搅拌筒形成水泥砂浆,可缩短包裹石子的时间。对立轴强制式搅拌机,因出料口在下部,不能先加水,应在投入原料的同时,缓慢均匀分散地加水。

  两次投料法经过我国的研究和实践形成了“裹砂石法混凝土搅拌工艺”,它是在日本研究的造壳混凝土(简称SEC混凝土)的基础上结合我国的国情研究成功的,它分两次加水,两次搅拌。用这种工艺搅拌时,先将全部的石子、砂和70%的拌合水倒入搅拌机,拌合15s使骨料湿润,再倒入全部水泥进行造壳搅拌30s左右,然后加入30%的拌合水再进行糊化搅拌60s左右即完成。与普通搅拌工艺相比,用裹砂石法搅拌工艺可使混凝土强度提高10%~20%,或节约水泥5%~10%。在我国推广这种新工艺,有巨大的经济效益。此外,我国还对净浆法、净浆裹石法、裹砂法、先拌砂浆法等各种两次投料法进行了试验和研究。

    3.进料容量

  进料容量是将搅拌前各种材料的体积累积起来的容量,又称干料容量。进料容量Vj与搅拌机搅拌筒的几何容量Vg有一定的比例关系,一般情况下Vj/Vg=0.22~0.40。如任意超载(进料容量超过10%以上),就会使材料在搅拌筒内无充分的空间进行掺合,影响混凝土拌合物的均匀性。反之,如装料过少,则又不能充分发挥搅拌机的效能。

  对拌制好的混凝土,应经常检查其均匀性与和易性,如有异常情况,应检查其配合比和搅拌情况,及时加以纠正。

预拌(商品)混凝土能保证混凝土的质量,节约材料,减少施工临时用地,实现文明施工,是今后的发展方向,国内一些大中城市已推广应用,不少城市已有相当的规模,有的城市已规定在一定范围内必须采用商品混凝土,不得现场拌制。