第8章 特殊混凝土技術(shù)

1、第八章 特殊(tsh)混凝土技術(shù)共一百三十七頁(yè) 特殊混凝土指的是使用某些特殊材料和特別工藝生產(chǎn)的、具有某些特殊性能、使用在特定場(chǎng)合和環(huán)境的混凝土。 主要有大體積混凝土、道路混凝土、纖維混凝土、噴射混凝土、水下(shu xi)澆注混凝土、碾壓混凝土等。 本章對(duì)其中的幾種特殊混凝土的選材、設(shè)計(jì)、施工和不同功能進(jìn)行 介紹。共一百三十七頁(yè)1.大體積(tj)混凝土的定義美國(guó)混凝土協(xié)會(huì)（ACI）規(guī)定：“任何就地澆筑的大體積(tj)混凝土，其尺寸之大，必須要求采取措施解決水化熱及隨之引起的體積(tj)變形問(wèn)題，以最大的限度減少開裂。”日本建筑協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)（JASS5）中規(guī)定 ：“結(jié)構(gòu)斷面最小尺寸在80cm以上，

2、同時(shí)水化熱引起混凝土內(nèi)的最高溫度與外界氣溫之差，預(yù)計(jì)超過(guò)25的混凝土，稱之為大體積混凝土。”8.1大體積混凝土共一百三十七頁(yè) 目前，較新的觀點(diǎn)指出：所謂大體積混凝土，是指其結(jié)構(gòu)尺寸已經(jīng)大到必須采用相應(yīng)技術(shù)措施、妥善處理內(nèi)外(niwi)溫度差值、合理解決溫度應(yīng)力、并按裂縫開展控制的混凝土。 水利工程的混凝土大壩、高層建筑的深基礎(chǔ)底板、反應(yīng)堆體、其他重力底座結(jié)構(gòu)物等，這些都是大體積混凝土。共一百三十七頁(yè)共一百三十七頁(yè)共一百三十七頁(yè)共一百三十七頁(yè)共一百三十七頁(yè)2.大體積(tj)混凝土的特點(diǎn)大體積混凝土的最主要特點(diǎn)是以大區(qū)段為單位進(jìn)行澆筑施工，每個(gè)施工區(qū)段的體積比較厚大，由此而帶來(lái)的問(wèn)題是，水泥水化熱

3、引起結(jié)構(gòu)物內(nèi)部溫度升高，冷卻時(shí)如果(rgu)不采取一定技術(shù)措施控制，則容易出現(xiàn)裂縫。共一百三十七頁(yè)3.大體積(tj)混凝土的裂縫裂縫產(chǎn)生原因：大體積混凝土施工階段產(chǎn)生的溫度裂縫，是其內(nèi)部矛盾發(fā)展的結(jié)果。一方面是混凝土由于內(nèi)外溫差產(chǎn)生應(yīng)力和應(yīng)變，另一方面是結(jié)構(gòu)的外約束和混凝土各質(zhì)點(diǎn)的約束阻止了這種應(yīng)變，一旦溫度應(yīng)力超過(guò)混凝土能承受(chngshu)的極限抗拉強(qiáng)度，就產(chǎn)生不同程度的裂縫。總結(jié)大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的工程實(shí)例，產(chǎn)生裂縫的主要原因有以下幾方面：共一百三十七頁(yè)大體積砼裂縫產(chǎn)生(chnshng)的主要原因水泥水化熱的影響內(nèi)外約束條件的影響砼塑性收縮變形的影響砼體積變形的影響外界氣溫變化的影響

4、共一百三十七頁(yè)A.水泥水化熱的影響 水泥在水化反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生大量的熱量，這是大體積混凝土內(nèi)部溫升的主要熱量來(lái)源，由于大體積混凝土截面厚度大，而且砼的導(dǎo)熱性能較差，水化熱聚集在結(jié)構(gòu)內(nèi)部不易散發(fā)，所以會(huì)引起混凝土內(nèi)部急驟升溫。隨著砼齡期的的增長(zhǎng)，砼的彈性模量和強(qiáng)度都不斷提高，對(duì)混凝土降溫收縮變形的約束越來(lái)越強(qiáng)，即產(chǎn)生很大的溫度(wnd)應(yīng)力，當(dāng)砼的抗拉強(qiáng)度不足以抵抗此溫度(wnd)應(yīng)力時(shí)，便產(chǎn)生溫度(wnd)裂縫。共一百三十七頁(yè)B.內(nèi)外約束條件的影響 砼結(jié)構(gòu)產(chǎn)生溫度應(yīng)力時(shí)，變形會(huì)受到其他結(jié)構(gòu)的外約束和砼自身不同部分間的自約束。大體積混凝土產(chǎn)生的自約束應(yīng)力比較大，一般混凝土結(jié)構(gòu)主要考慮外約束應(yīng)力。與

5、地基澆筑(jiozh)在一起的砼結(jié)構(gòu)，在溫度變化時(shí)受到下部地基的約束，產(chǎn)生外部約束應(yīng)力，溫度從最高值開始下降，混凝土產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力，若拉應(yīng)力超過(guò)抗拉強(qiáng)度，混凝土就會(huì)出現(xiàn)裂縫。共一百三十七頁(yè) C.外界氣溫變化的影響 混凝土的澆筑溫度與外界氣溫有著直接關(guān)系，外界氣溫越高，混凝土的澆筑溫度也越高，如果外界氣溫下降，會(huì)增加混凝土的溫度梯度，特別是氣溫驟然下降，會(huì)大大增加外層混凝土與內(nèi)部混凝土的溫差，因而(yn r)會(huì)造成過(guò)大的溫度應(yīng)力，易使大體積混凝土出現(xiàn)裂縫 。共一百三十七頁(yè)D.混凝土塑性收縮 在混凝土硬化之前，混凝土處于塑性狀態(tài)，如果上部混凝土的均勻沉降(chnjing)受到限制，比如遇到鋼筋或

6、大的混凝土骨料，或者平面面積較大的混凝土，其水平方向的減縮比垂直方向更難時(shí)，就容易形成一些不規(guī)則的混凝土塑性收縮性裂縫。共一百三十七頁(yè) E.混凝土的體積變形 混凝土在水泥水化過(guò)程中要產(chǎn)生一定的體積變形，但多數(shù)是收縮變形，少數(shù)是膨脹變形。摻入混凝土中的拌和水，約有20的水分(shufn)是水泥水化所必須的，其余80將逐漸蒸發(fā)，最初失去的自由水幾乎不引起混凝土的收縮變形，但隨著混凝土的不斷干燥而使吸附水逸出，就會(huì)出現(xiàn)干縮變形。共一百三十七頁(yè)裂縫舉例：A、大體積混凝土基礎(chǔ)底板產(chǎn)生(chnshng)的裂縫內(nèi)約束引起的表面裂縫：砼澆筑初期，其內(nèi)部與表面溫差過(guò)大；外約束引起的深層裂縫：砼澆筑后期，砼降溫、

7、干縮變形引起的基礎(chǔ)底板收縮受到地基約束。深層裂縫進(jìn)一步擴(kuò)展形成貫穿裂縫共一百三十七頁(yè)控制(kngzh)溫度裂縫的技術(shù)措施采用中低熱的水泥品種對(duì)砼結(jié)構(gòu)合理分縫分塊摻加適宜的外加劑選擇適宜的骨料盡量降低水泥用量預(yù)埋水管通水冷卻降低溫升表面保護(hù)保溫隔熱降低溫差控制砼出機(jī)溫度澆注溫度采取防止砼裂縫的結(jié)構(gòu)措施共一百三十七頁(yè)防止混凝土溫度裂縫的技術(shù)(jsh)措施 大體積混凝土結(jié)構(gòu)(jigu)的裂縫控制，除進(jìn)行計(jì)算做到事先控制外，在施工過(guò)程中采取有效的施工措施也極為重要。 這些都要求：施工中應(yīng)進(jìn)行溫度監(jiān)測(cè)。共一百三十七頁(yè)（一）選用中低熱的水泥品種 混凝土溫升的熱源是水泥水化熱，故選用中低熱的水泥品種，可減少

8、水化熱，使混凝土減少升溫。例如：42.5級(jí)普通(ptng)硅酸鹽水泥，3d后的水化熱250KJ/kg； 42.5級(jí)礦渣硅酸鹽水泥，3d后的水化熱180KJ/kg； 42.5級(jí)火山灰硅酸鹽水泥，3d后的水化熱150KJ/kg。水泥用量減少4070kgm3，混凝土的水化熱溫升相應(yīng)減少47。大體積混凝土結(jié)構(gòu)(jigu)的裂縫控制的施工措施主要有：一、控制混凝土溫升共一百三十七頁(yè)（二）利用混凝土的后期強(qiáng)度 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，每立方米的混凝土水泥用量每增(減)10kg，水泥水化熱使混凝土的溫度相對(duì)升(降)達(dá)1。 根據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)際承受荷載的情況，對(duì)結(jié)構(gòu)的剛度和強(qiáng)度進(jìn)行復(fù)算，并取得設(shè)計(jì)和質(zhì)檢部門的認(rèn)可后，可采用(c

9、iyng)f45、f60或f90替代f28作為混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度，這樣可使每立方米混凝土的水泥用量減少4070kgm3，混凝土的水化熱溫升相應(yīng)減少47。共一百三十七頁(yè)（三）摻加高效減水劑 木質(zhì)素磺酸鈣(簡(jiǎn)稱木鈣)屬于陰離子表面活性劑，對(duì)水泥顆粒有明顯的分散效應(yīng)，并能使水的表面張力降低而引起加氣作用，因此，在混凝土中摻入水泥用量約0.25的木鈣減水劑，不僅能使混凝土的和易性有明顯的改善，同時(shí)又減少了10左右的拌合水，節(jié)約了10左右的水泥，從而降低了水化熱。新型減水劑：聚羧酸鹽高效減水劑，在上海環(huán)球金融中心的大體積混凝土中使用，效果良好。優(yōu)點(diǎn)(yudin)：坍落度保持性好、具有較高的早期強(qiáng)度、摻量低

10、、與水泥不適應(yīng)小、收縮率比小等。共一百三十七頁(yè)（四）摻加粉煤灰外摻料 粉煤灰是泵送混凝土的重要組成部分，它能有效地提高混凝土的抗?jié)B性能，顯著改善混凝土拌料的工作性能，并具有減水作用。 由于粉煤灰的火山灰活性效應(yīng)及微珠效應(yīng)，使具有優(yōu)良(yuling)性質(zhì)的粉煤灰在一定摻入量下(水泥質(zhì)量的1520)的強(qiáng)度還會(huì)有所增加，包括早期強(qiáng)度；同時(shí)，粉煤灰的摻入可以使混凝土密實(shí)度增加，收縮變形有所減少，泌水量下降，坍落度損失減小。 通過(guò)預(yù)配試驗(yàn)，可取得降低水灰比、減少水泥漿用量、提高混凝土可泵性等良好的效果，特別是可以明顯地延緩水化熱峰值的出現(xiàn)，降低溫度峰值，并能改善混凝土的后期強(qiáng)度。共一百三十七頁(yè)（五）粗細(xì)

11、骨料選擇 應(yīng)優(yōu)先選用連續(xù)級(jí)配的粗骨料配置的混凝土，其具有較好的和易性、較少的用水量和水泥用量、較高的抗壓強(qiáng)度。 1.粗骨料的選用：（最佳的最大粒徑） 往往與配筋的間距、模板的形狀、混凝土澆筑工藝等因素有關(guān)。 增大粗骨料的粒徑可減少用水量，并使混凝土的收縮(shu su)和泌水量減小，同時(shí)也相應(yīng)地減少水泥的用量，從而減少了水泥的水化熱，最終降低混凝土的溫升。 宜優(yōu)先選用以自然連續(xù)級(jí)配的粗骨料，如：用540mm的石子比525mm的石子，每立方米混凝土減少用水15kg左右，相同水灰比情況下，水泥少20kg左右，降溫2度。 粒徑過(guò)大，易引起離析，不要盲目選大 共一百三十七頁(yè)2.細(xì)骨料的選擇： 在混凝土

12、的級(jí)配中，應(yīng)當(dāng)在滿足可泵性的條件下盡可能地降低砂率。 在選擇細(xì)骨料時(shí)，應(yīng)以中、粗砂為宜（細(xì)度模數(shù)在2.62.9之間）。 根據(jù)有關(guān)試驗(yàn)資料表明，當(dāng)采用細(xì)度模數(shù)為2.79、平均粒徑為0.38的中、粗砂時(shí)，比采用細(xì)度模數(shù)為2.12、平均粒徑為0.336的細(xì)砂，每立方米混凝土可減少用水量2025kg，水泥用量可相應(yīng)(xingyng)減少2835kg，這樣就降低了混凝土的溫升和混凝土的收縮。3.骨料質(zhì)量要求：注意含泥量。砂子2%；石子1%共一百三十七頁(yè)（六）控制混凝土的出機(jī)溫度和澆筑溫度 為了降低大體積混凝土總溫升和減小結(jié)構(gòu)的內(nèi)外溫差，控制出機(jī)溫度是很重要的。對(duì)混凝土的出機(jī)溫度影響最大的是石子和水的溫度

13、，砂的溫度次之，水泥的溫度影響最小。 針對(duì)以上的情況，在施工中，應(yīng)采取有效的方法降低石子的溫度。在氣溫較高時(shí)，為了防止太陽(yáng)的直接照射，可在砂、石子堆場(chǎng)搭設(shè)簡(jiǎn)易遮陽(yáng)裝置(zhungzh)，必要時(shí)，須向骨料噴射水霧或使用前用冷水沖洗骨料。 混凝土從攪拌機(jī)出料后，經(jīng)過(guò)運(yùn)輸、泵送、澆筑、振搗等工序后的溫度稱為混凝土的澆筑溫度。由于澆筑溫度過(guò)高會(huì)引起較大的干縮，因此應(yīng)適當(dāng)?shù)叵拗苹炷恋臐仓囟?，一般情況下，建議混凝土的最高澆筑溫度應(yīng)控制在40以下。共一百三十七頁(yè) 潮濕養(yǎng)護(hù)是在混凝土澆筑后，在其表面不斷地補(bǔ)給水分，其方法有淋水、鋪設(shè)濕砂層、蓄水、濕麻袋或草袋等，并最好在表面蓋一層塑料薄膜。潮濕養(yǎng)護(hù)的時(shí)間是

14、越長(zhǎng)越好，但考慮到工期因素，一般不少于半個(gè)月，重要(zhngyo)結(jié)構(gòu)不少于1個(gè)月。對(duì)于地下室墻體這一類的結(jié)構(gòu)，也可采用自動(dòng)噴淋管(塑料管帶有細(xì)孔)進(jìn)行自動(dòng)給水養(yǎng)護(hù)，用長(zhǎng)墻上的水平淋水管長(zhǎng)期連續(xù)對(duì)墻體進(jìn)行淋水養(yǎng)護(hù)，效果是比較好的。如使用養(yǎng)護(hù)劑涂層進(jìn)行養(yǎng)護(hù)時(shí)，必須注意養(yǎng)護(hù)劑的質(zhì)量及必要的涂層厚度，同時(shí)還應(yīng)提供一定的潮濕養(yǎng)護(hù)條件，覆蓋一層塑料薄膜。 另外，要注意防風(fēng)和回填。二、延緩混凝土降溫(jing wn)速率共一百三十七頁(yè) 對(duì)于(duy)地下室墻體結(jié)構(gòu)的大體積混凝土澆筑，除了一般的施工工藝以外，應(yīng)采取一些技術(shù)措施，以減少混凝土的收縮，提高極限拉伸，這對(duì)墻體防止產(chǎn)生溫度裂縫很有作用。 1.攪拌工

15、藝 改進(jìn)混凝土的攪拌工藝對(duì)改善混凝土的配合比、減少水化熱、提高極限拉伸有著重要的意義。為了進(jìn)一步提高混凝土質(zhì)量，采用二次投料的砂漿裹石或凈漿裹石攪拌新工藝，可有效地防止水分向石子與水泥砂漿的界面集中，使硬化后界面過(guò)渡層的結(jié)構(gòu)致密，粘結(jié)加強(qiáng)，從而使混凝土的強(qiáng)度提高10左右，也提高了混凝土的抗拉強(qiáng)度和極限拉伸值；當(dāng)混凝土的強(qiáng)度基本相同時(shí)，可減少7左右的水泥用量。三、減少混凝土收縮、提高(t go)混凝土的極限拉伸值共一百三十七頁(yè)2.二次振搗 對(duì)澆筑后的混凝土進(jìn)行二次振搗，能排除混凝土因泌水而在粗骨料、水平鋼筋下部生成的水分和空隙，提高混凝土與鋼筋的握裹力，防止因混凝土沉落而出現(xiàn)的裂縫，減小內(nèi)部微裂

16、，增加混凝土密實(shí)度，使混凝土的抗壓強(qiáng)度提高1020，從而提高抗裂性。 混凝土二次振搗的恰當(dāng)時(shí)間是指混凝土經(jīng)振搗后還能恢復(fù)到塑性狀態(tài)的時(shí)間，一般稱為振動(dòng)(zhndng)界限，在實(shí)際工程中應(yīng)由試驗(yàn)確定。振搗棒自重插入，慢拔出后，混凝土仍可閉合。測(cè)定貫入阻力值：達(dá)到350N/cm2以前有效。共一百三十七頁(yè)四、改善邊界約束(yush)和構(gòu)造設(shè)計(jì)1.設(shè)置滑動(dòng)(hudng)層 由于邊界條件在約束下才會(huì)產(chǎn)生溫度應(yīng)力，因此，在與外約束的接觸面上設(shè)置滑動(dòng)層可以大大減弱外約束?？稍谕饧s束兩端各1/41/5的范圍內(nèi)設(shè)置滑動(dòng)層；對(duì)約束較強(qiáng)的接觸面，可在接觸面上直接設(shè)滑動(dòng)層?；瑒?dòng)層的做法有鋪設(shè)一層刷有兩道熱瀝青的油氈，

17、或鋪設(shè)1020mm厚的瀝青砂，或鋪設(shè)50mm厚的砂或石屑層。共一百三十七頁(yè)2.緩沖層 在高、低底板交接處和底板地梁等處，用3050mm厚的聚苯乙烯泡沫塑料做垂直隔離層(右圖)，以緩沖基礎(chǔ)收縮時(shí)的側(cè)向(c xin)壓力。共一百三十七頁(yè)3.構(gòu)造設(shè)計(jì) 在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意構(gòu)造配筋的重要性，它對(duì)結(jié)構(gòu)抗裂性能的影響很大。 對(duì)連續(xù)板不宜采用分離式配筋，應(yīng)采用上下(shngxi)兩層的連續(xù)配筋，對(duì)轉(zhuǎn)角處的樓板宜配上下(shngxi)兩層放射筋，其直徑為814mm，間距約為200mm，同時(shí)應(yīng)盡可能采用小直徑、小間距。在孔洞周圍、變截面轉(zhuǎn)角處，由于溫度變化和混凝土收縮會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中而導(dǎo)致裂縫，因此，可在孔洞四周增

18、配斜向鋼筋、鋼筋網(wǎng)片；在變截面處做局部處理，使截面逐步過(guò)渡，同時(shí)增配抗裂鋼筋，防止裂縫。共一百三十七頁(yè)4.合理的分段施工 后澆帶分段施工時(shí)，其計(jì)算是將降溫溫差和收縮分為(fn wi)兩部分，在第一部分內(nèi)結(jié)構(gòu)被分成若于段，使之能有效地減小溫度和收縮應(yīng)力；在施工后期再將這若干段澆筑成整體，繼續(xù)承受第二部分降溫溫差和收縮的影響。這兩部分降溫溫差和收縮作用下產(chǎn)生的溫度應(yīng)力疊加，其值應(yīng)小于混凝土的設(shè)計(jì)抗拉強(qiáng)度，此即是利用后澆帶控制產(chǎn)生裂縫并達(dá)到不設(shè)永久性伸縮縫的原理。 后澆帶的構(gòu)造有平接式、T字式、企口式等三種，如圖所示共一百三十七頁(yè) 后澆帶的寬度應(yīng)考慮施工方便，避免應(yīng)力集中，其寬度可取700一1000

19、mm。當(dāng)?shù)厣?、地下都為現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)，在設(shè)計(jì)中應(yīng)標(biāo)明后澆帶的位置，并應(yīng)貫通地上和地下整個(gè)結(jié)構(gòu)，但鋼筋不應(yīng)截?cái)唷?后澆帶的保留時(shí)間一般不宜少于40d，在此期間，早期溫差及30以上的收縮已經(jīng)完成。 在填筑混凝土之前，必須將整個(gè)混凝土表面的原漿鑿清形成毛面，清除垃圾及雜物，并隔夜?jié)菜?rùn)。 填筑的混凝土可采用澆筑混凝土、膨脹混凝土或無(wú)收縮水泥，要求混凝土強(qiáng)度等級(jí)比原結(jié)構(gòu)提高510Nmm2，并保持(boch)不少于15d的潮濕養(yǎng)護(hù)。 后澆帶支?？刹捎镁W(wǎng)狀模板，第二次澆筑時(shí)不用拆除和鑿毛。共一百三十七頁(yè)五、施工(sh gng)監(jiān)測(cè) 在大體積混凝土施工過(guò)程中，溫控施工的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)是非常重要的。在大體積

20、混凝土的溫控施工中，除應(yīng)進(jìn)行水泥水化熱的測(cè)試外，在混凝土澆筑過(guò)程中應(yīng)進(jìn)行混凝土澆筑溫度的監(jiān)測(cè)，在養(yǎng)護(hù)過(guò)程中應(yīng)進(jìn)行混凝土澆筑塊體升降溫、里外溫差、降溫速度及環(huán)境溫度等的監(jiān)測(cè)。溫控監(jiān)測(cè)的方法有很多，應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際情況來(lái)進(jìn)行選擇(xunz)，并利用計(jì)算機(jī)輔助處理數(shù)據(jù)。這些監(jiān)測(cè)工作給施工管理人員及時(shí)提供信息，反映大體積混凝土澆筑塊體內(nèi)溫度變化的實(shí)際情況，以便及時(shí)采取有效、合理的施工技術(shù)措施，為作出準(zhǔn)確的決策而提供科學(xué)的依據(jù)。共一百三十七頁(yè)。2、大體積混凝土測(cè)溫系統(tǒng)(xtng)： 由溫度傳感器、信號(hào)放大和變換裝置、微機(jī)組成。也有便攜式測(cè)溫儀：如：JDC2型便攜式建筑(jinzh)電子測(cè)溫儀共一百三十七頁(yè)

21、JDC2型便攜式建筑(jinzh)電子測(cè)溫儀（由主機(jī)和測(cè)溫線構(gòu)成） ：主機(jī)為便攜式儀表，可數(shù)字顯示(xinsh)被測(cè)溫度值； （便攜式儀表）五、施工監(jiān)測(cè)共一百三十七頁(yè)JDC2型便攜式建筑(jinzh)電子測(cè)溫儀（由主機(jī)和測(cè)溫線構(gòu)成） ：主機(jī)(zhj)為便攜式儀表，可數(shù)字顯示被測(cè)溫度值； 測(cè)溫線由插頭、導(dǎo)線、和外經(jīng)為5200 mm的金屬管制成，金屬管內(nèi)端封裝溫敏組件（即溫度探頭）。 （測(cè)溫線）共一百三十七頁(yè)放入測(cè)溫傳感器共一百三十七頁(yè) 8.2 道路混凝土 道路混凝土主要指用做交通道路面層的混凝土，也成混凝土路面(lmin)。包括道路水泥混凝土和道路瀝青混凝土。共一百三十七頁(yè)共一百三十七頁(yè)共一百三

22、十七頁(yè)共一百三十七頁(yè)共一百三十七頁(yè)共一百三十七頁(yè)共一百三十七頁(yè)拌和(bn hu)時(shí)間，速度等共一百三十七頁(yè)共一百三十七頁(yè)運(yùn)輸(ynsh)時(shí)間？共一百三十七頁(yè)共一百三十七頁(yè)共一百三十七頁(yè)共一百三十七頁(yè)共一百三十七頁(yè)共一百三十七頁(yè)共一百三十七頁(yè)共一百三十七頁(yè)切縫機(jī)共一百三十七頁(yè)一、水泥混凝土路面分類普通混凝土路面鋼筋(gngjn)混凝土路面連續(xù)配筋混凝土路面預(yù)應(yīng)力混凝土路面裝配式混凝土路面鋼纖維混凝土路面碾壓混凝土路面裸石露石混凝土路面1.概述(i sh)共一百三十七頁(yè)二、道路混凝土的特點(diǎn) 承載能力：承受大量車輛重復(fù)的荷載及沖擊和長(zhǎng)期的彎曲、摩擦作用，并對(duì)車輪提供一定的附著力。 穩(wěn)定性：承受自然環(huán)

23、境冷熱、干濕、風(fēng)雨沖刷、日曬等嚴(yán)酷的考驗(yàn)。所以路面一旦(ydn)表面不平整，使用性能會(huì)大打折扣，壽命也會(huì)大幅度下降。共一百三十七頁(yè)水泥(shun)混凝土路面優(yōu)點(diǎn)：強(qiáng)度高混凝土路面具有較高抗壓、抗折、抗磨耗、耐沖擊等力學(xué)性能，可以通過(guò)各種重型車輛整體性好混凝土路面板剛性大，荷載應(yīng)力分布均勻，可以保證較好的平整性；板面厚度較薄，而且外露于基層表面，容易進(jìn)行鋪筑與休整耐久性好日曬雨淋、嚴(yán)寒酷暑、干濕交替、凍融循環(huán)有利于夜間行車色澤鮮明，反光性強(qiáng)共一百三十七頁(yè)缺點(diǎn)：對(duì)水泥和水的需要量大有接縫，施工與養(yǎng)護(hù)比較麻煩，接縫處容易引起行車跳動(dòng)，影響舒適感，又是混凝土路面的薄弱環(huán)節(jié)，容易引起邊角破壞施工期長(zhǎng)，路

24、面施工后，要經(jīng)過(guò)1520d養(yǎng)護(hù)才能通車(tng ch)。修復(fù)困難，破壞時(shí)，開挖與拆除都比較困難，修補(bǔ)時(shí)工作量大，影響交通時(shí)間長(zhǎng)共一百三十七頁(yè)2 水泥混凝土路面構(gòu)造一、土基、墊層和基層（混凝土路面板下構(gòu)造） 為防止在行車載荷作用下混凝土路面板產(chǎn)生(chnshng)下沉、錯(cuò)臺(tái)、斷裂、拱張等質(zhì)量問(wèn)題，確?；炷谅访娼?jīng)久耐用，必須對(duì)其基層提出一定的技術(shù)要求。1土基要求密實(shí)、穩(wěn)定、均勻處于干燥或中濕狀態(tài)路基不均勻支撐原因不均勻沉陷不均勻凍脹膨脹土共一百三十七頁(yè)控制路基不均勻支撐的辦法把不均勻的土摻配成均勻的土控制壓實(shí)時(shí)含水量接近于最佳(zu ji)含水量，并保證壓實(shí)度達(dá)到要求加強(qiáng)路基排水設(shè)施，對(duì)于濕軟地

25、基采取加固措施加設(shè)墊層，以緩和可能產(chǎn)生的不均勻變形對(duì)面層的不利影響共一百三十七頁(yè)2基層作用良好的抗沖刷能力和一定的剛度防冰凍減小路基頂面壓應(yīng)力，緩和路基不均勻變形對(duì)面層的影響防水為面層施工提供方便提高路面結(jié)構(gòu)的承載能力，延長(zhǎng)(ynchng)路面的使用壽命材料剛性：貧混凝土，碾壓混凝土等半剛性：水泥穩(wěn)定、二灰穩(wěn)定、石灰穩(wěn)定柔性：瀝青穩(wěn)定粒料、粒料排水基層：多孔隙水泥穩(wěn)定碎石、多孔隙瀝青穩(wěn)定碎石共一百三十七頁(yè)交通等級(jí)基層類型特重交通貧混凝土、碾壓混凝土或?yàn)r青混凝土重交通水泥穩(wěn)定粒料或?yàn)r青穩(wěn)定碎石中等或輕交通水泥穩(wěn)定粒料、石灰粉煤灰穩(wěn)定粒料或級(jí)配粒料適宜各交通(jiotng)等級(jí)的基層類型共一百三十

26、七頁(yè)厚度與寬度厚度：由于提高基層的強(qiáng)度或剛度，對(duì)于降低面層的應(yīng)力或減薄面層的厚度，作用很小，因而混凝土面層下的基層不必很厚，需要依據(jù)形成結(jié)構(gòu)層、施工要求（攤鋪碾壓(nin y)厚度）及排水要求等綜合考慮確定。寬度：比混凝土路面每側(cè)各寬出2535cm（小型機(jī)具或軌道式攤鋪機(jī)施工）或5060cm（滑模攤鋪機(jī)施工），或與路基同寬。共一百三十七頁(yè)各類基層厚度的適意(shy)范圍基層類型厚度適意的范圍（mm）貧混凝土或碾壓混凝土基層120200水泥或石灰粉煤灰穩(wěn)定粒料基層150250瀝青混凝土基層4060瀝青穩(wěn)定碎石基層80100級(jí)配粒料基層150200多孔隙水泥穩(wěn)定碎石排水基層100140瀝青穩(wěn)定碎石

27、排水基層80100共一百三十七頁(yè)3墊層在路基土質(zhì)較差、水溫狀況不良時(shí)，需要在路基和基層之間設(shè)置墊層，以改善路基的濕度和溫度狀況，保證面層和基層的強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性。設(shè)置條件季節(jié)性冰凍地區(qū)，混凝土路面總厚度小于最小防凍厚度要求時(shí)其差值應(yīng)由墊層補(bǔ)足，以防止凍脹翻漿現(xiàn)象的發(fā)生；水文地質(zhì)條件不良的土質(zhì)路塹，路床土濕度較大時(shí)，宜設(shè)置排水墊層；路基可能產(chǎn)生不均勻沉降或不均勻變形時(shí)，可加設(shè)半剛性墊層。墊層種類與厚度修筑墊層的材料(cilio)，強(qiáng)度要求并不一定很高，但水穩(wěn)性和隔溫性能要好。常用的墊層有防凍墊層、排水墊層及半剛性墊層等。不論哪種墊層，其寬度均應(yīng)與路基同寬，最小厚度150mm。共一百三十七頁(yè)混凝

28、土路面(lmin)最小防凍厚度(m)路基干濕類型路基土質(zhì)當(dāng)?shù)刈畲蟊鶅錾疃?m)0.501.001.011.501.512.002.00中濕路基低、中、高液限粘土0.300.500.400.600.500.700.600.95粉土，粉質(zhì)低、中液限粘土0.400.600.500.700.600.850.701.10潮濕路基低、中、高液限粘土0.400.600.500.700.600.900.701.20粉土，粉質(zhì)低、中液限粘土0.450.700.550.800.701.000.801.30共一百三十七頁(yè)4混凝土面層要求具有(jyu)足夠的彎拉強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度和耐久性。良好的抗滑、耐磨、平整

29、等表面特性。面層類型選擇水泥混凝土面層通常采用普通素混凝土鋪筑而成，并設(shè)接縫。當(dāng)面層板的尺寸較大或形狀不規(guī)則，路面結(jié)構(gòu)下埋有地下設(shè)施，高填方、軟土地基、填挖交界段的路基有可能產(chǎn)生不均勻沉降時(shí)，可采用設(shè)置接縫的鋼筋混凝土面層。行車舒適性和使用耐久性要求高的高速公路，可視需要選用連續(xù)配筋混凝土面層，及瀝青上面層與連續(xù)配筋混凝土或橫縫設(shè)傳力桿的普通混凝土下面層組成的復(fù)合式面層。在標(biāo)高受限制路段、收費(fèi)站等處及橋面鋪裝和混凝土加鋪層可選用鋼纖維混凝土。碾壓混凝土因其表面平整度差和接縫處難以設(shè)置傳力桿，可用于一般二級(jí)及二級(jí)以下公路的面層。厚度等厚度、變厚度。目前大多采用等厚式斷面。共一百三十七頁(yè)5排水要求

30、良好的排水系統(tǒng)高速公路和一級(jí)公路的路面排水一般由路肩排水、中央分隔帶排水和路面表面滲入水的排除等組成，現(xiàn)代水泥混凝土路面的使用經(jīng)驗(yàn)(jngyn)表明，路肩必須設(shè)置邊坡與板底連通的排水盲溝，以利于將路面板接縫處的滲水排出路肩。共一百三十七頁(yè)6接縫(ji fn)的構(gòu)造與布置（1）接縫設(shè)置原因共一百三十七頁(yè)共一百三十七頁(yè)共一百三十七頁(yè)（2）橫縫的構(gòu)造與布置橫向接縫是垂直于行車方向的接縫，共有三種：縮縫、脹縫和施工縫。縮縫保證板因溫度(wnd)和濕度的降低而收縮時(shí)沿該薄弱斷面縮裂，從而避免產(chǎn)生不規(guī)則的裂縫。脹縫保證板在溫度升高時(shí)能部分伸張，從而避免產(chǎn)生熱天的拱脹和折斷破壞，同時(shí)脹縫也能起到縮縫的作用。

31、混凝土路面每天完工及因雨天或其他原因不能繼續(xù)施工時(shí)，應(yīng)盡量在脹縫處收工。如不可能，也應(yīng)在縮縫處收工，并按施工縫的構(gòu)造形式制作接縫。各種形式的接縫都必須提供相應(yīng)的傳荷與防水設(shè)施。共一百三十七頁(yè)橫向脹縫：在臨近(ln jn)橋梁或其他固定構(gòu)造物處，或與其他道路相交處設(shè)置。夏季施工，板厚大于20cm時(shí)，可以不設(shè)脹縫；其他季節(jié)施工，縫寬為1825mm。共一百三十七頁(yè)橫向縮縫橫向縮縫通常垂至于路中線方向等間距布置，間距一般在46m范圍內(nèi)選用，基層剛度越大，選用間距應(yīng)越短。橫向縮縫有假縫和設(shè)傳 力桿假縫兩種形式。 前者主要依靠混凝土斷 裂面處集料(j lio)的相互嚙 合作用傳遞荷載； 后者依靠傳力桿增強(qiáng)

32、 面層板的傳荷能力， 以確保面層板的整體性。共一百三十七頁(yè)共一百三十七頁(yè)3 水泥混凝土路面原材料一、水泥二、粗集料三、細(xì)集料四、水五、外加劑 1.分類(fn li)減水劑或塑化劑引氣劑緩凝劑、速凝劑和早強(qiáng)劑 2應(yīng)用 3.技術(shù)要求共一百三十七頁(yè)4 水泥混凝土路面施工與質(zhì)量(zhling)控制一、施工準(zhǔn)備工作選擇施工機(jī)械選擇混凝土拌和場(chǎng)地進(jìn)行材料試驗(yàn)與混凝土配合比設(shè)計(jì)基層檢查與整修共一百三十七頁(yè)三、施工(sh gng)質(zhì)量管理與驗(yàn)收施工單位應(yīng)隨時(shí)對(duì)施工質(zhì)量進(jìn)行自檢。施工現(xiàn)場(chǎng)對(duì)各級(jí)公路混凝土路面的鋪筑質(zhì)量檢查，對(duì)于路面平整度，混凝土抗彎拉強(qiáng)度和路面板厚度3項(xiàng)指標(biāo)更應(yīng)重點(diǎn)控制。工程完工后，施工單位應(yīng)按

33、規(guī)定將質(zhì)量檢查結(jié)果，以1km為單位，逐項(xiàng)整理列表上報(bào)，對(duì)于使用機(jī)械鋪筑的混凝土路面，所有的關(guān)鍵工序均應(yīng)拍攝照片及錄像，作為現(xiàn)場(chǎng)記錄存檔保管。共一百三十七頁(yè) 8.3 纖維(xinwi)混凝土1. 定義 纖維混凝土是由水泥凈漿、砂漿(shjing)或水泥混凝土作基材，以非連續(xù)的短纖維或連續(xù)的長(zhǎng)纖維作增強(qiáng)材料組合而成的一種復(fù)合材料。 共一百三十七頁(yè) 在水泥基材料中摻入纖維是目前改善水泥基材料向輕質(zhì)、高強(qiáng)、高韌性等方向較為有效的方法之一，其逐漸成為一種新型建筑材料纖維增強(qiáng)水泥基材料（fiber reinforced cement，F(xiàn)RC）在國(guó)內(nèi)外得到了迅速(xn s)發(fā)展與應(yīng)用。 例如應(yīng)用在礦山、隧道

34、、鐵道、公路路面、工業(yè)與民用建筑、水利水電、防爆抗震和維修加固等工程。共一百三十七頁(yè)2.纖維(xinwi)的作用 纖維具有優(yōu)良的阻裂、強(qiáng)化等作用，不僅可以大大減少 水泥基材料內(nèi)部原生裂縫，并能有效地阻止裂縫的引發(fā) 和 擴(kuò)展，將脆性破壞轉(zhuǎn)變?yōu)榻朴谘有詳嗔选?在受荷（拉、彎）初期，水泥基體與纖維共同承受外力 且前者是主要受力者；當(dāng)基體發(fā)生開裂后，橫跨(hn ku)裂縫的 纖維稱為外力的主要承受著，即主要以纖維的橋聯(lián)立抵抗 外力作用。共一百三十七頁(yè)若纖維的體積摻量大于某一臨界值,整個(gè)復(fù)合材 料可繼續(xù)承受較高的荷載，并產(chǎn)生較大的變形(bin xng)，直至纖維被拉斷或從基體中拔出，以致復(fù)合材料破壞。

35、共一百三十七頁(yè)因此(ync)，纖維的加入明顯改善水泥基材料的抗拉、抗彎等力學(xué)性能，以及抗裂、耐磨等長(zhǎng)期力學(xué)性能 ，尤其是高彈性模量的纖維還可以大大增強(qiáng)水泥基材料的斷裂韌性和抗沖擊性能，顯著提高水泥基材料抗疲勞性能和耐久性。共一百三十七頁(yè)3.纖維(xinwi)的分類用于水泥基復(fù)合材料的纖維種類繁多，按其材料可分為(fn wi)：金屬材料：如不銹鋼纖維和低碳鋼纖維；無(wú)機(jī)纖維：如石棉纖維、玻璃纖維、硼纖維、碳纖維合成纖維：如尼龍纖維、聚酯纖維、聚丙烯等纖維；植物纖維：如竹纖維、麻纖維等。共一百三十七頁(yè)按其彈性模量的大小可分為(fn wi)高彈模纖維，如鋼纖維、碳纖維、玻璃纖維等；低碳模纖維，如聚丙烯

36、纖維、某些植物纖維等。 高彈性模量的纖維主要是提高復(fù)合材料的抗沖擊性、抗熱爆性能、抗拉強(qiáng)度、剛性和阻裂能力， 而低彈性模量的纖維主要是提高水泥復(fù)合材料的韌性、應(yīng)變能力以及抗沖擊性能等與韌性有關(guān)的性能。共一百三十七頁(yè)按其長(zhǎng)度可分為非連續(xù)的短纖維(xinwi)和連續(xù)的長(zhǎng)纖維(xinwi)。目前用于配制纖維水泥基材料的纖維主要增強(qiáng)材料是短纖維，使用較普遍的有鋼纖維、玻璃纖維、聚丙烯纖維和碳纖維。共一百三十七頁(yè)4. 纖維(xinwi)選用原則不論哪種纖維，作為水泥基復(fù)合材料的增強(qiáng)材料，其必須遵循(zn xn)以下基本原則：（1）纖維的強(qiáng)度和彈性模量都要高于基體。（2）纖維與基體之間要有一定的黏結(jié)強(qiáng)度，

37、兩者之間 的結(jié)合要保證基體所受的應(yīng)力能通過(guò)界面?zhèn)鬟f給 纖維。（3）纖維與基體的熱膨脹系數(shù)比較接近，以保證兩者 之間的黏結(jié)強(qiáng)度不會(huì)在熱脹冷縮過(guò)程中被消弱。共一百三十七頁(yè)（4）纖維與基體之間不能發(fā)生有害的化學(xué)反應(yīng)，尤 其不能發(fā)生強(qiáng)烈(qin li)的反應(yīng)，否則會(huì)引起纖維性能的降低而失去強(qiáng)化作用。（5）纖維的體積率、尺寸和分布必須適宜。一般而言，基體中纖維的體積率越高，其增強(qiáng)效果越顯著，但一定要考慮到纖維能否充分分散。共一百三十七頁(yè)鋼纖維的材質(zhì)一般為低碳鋼，在一些特殊要求的工程也可用不銹鋼。纖維直徑一般為0.150.75mm。鋼纖維增強(qiáng)水泥基材料是纖維增強(qiáng)水泥基材料理論研究最早的一種。與其它(qt)

38、增強(qiáng)纖維相比鋼纖維增強(qiáng)水泥基材料研究得最廣泛最深入。目前，鋼纖維增強(qiáng)水泥基材料在工程建設(shè)中應(yīng)用最廣，鋼纖維的消耗量?jī)H次于石棉纖維。 鋼纖維增強(qiáng)水泥(shun)基材料共一百三十七頁(yè)鋼纖維混凝土蓋板(i bn)專用鋼纖端鉤型鋼纖維共一百三十七頁(yè)鋼纖維增強(qiáng)(zngqing)水泥井蓋共一百三十七頁(yè)鋼纖維加入到水泥基材料中后，改變了材料的破壞方式，提高了材料的強(qiáng)度(包括熱壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度，特別是大幅度提高了材料的韌性。另外，復(fù)合材料的耐磨性、耐疲勞性、抗沖擊性和凍融性等也有不同(b tn)程度的改善。目前，鋼纖維水泥基復(fù)合材料因其具有高抗拉強(qiáng)度和彈性模量而得到廣泛應(yīng)用，但其價(jià)格較貴、比重大且在

39、基體中不易于分散。 共一百三十七頁(yè)鋼纖維混凝土的配合比與施工鋼纖維混凝土配合比設(shè)計(jì)的基本思路與普通混凝土有很大的不同，其最重要的問(wèn)題是如何(rh)將鋼纖維與混凝土在規(guī)定的空間進(jìn)行均勻地配置，即如何把纖維均勻地分散在混凝土中。共一百三十七頁(yè)纖維混凝土配合比設(shè)計(jì)，大多按其抗拉強(qiáng)度為設(shè)計(jì)指標(biāo)，并以大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)。一般步驟為：（1）纖維摻量與規(guī)格的確定鋼纖維體積摻量一般為0.5%2%，最大不超過(guò)(chogu)3%，鋼纖維的長(zhǎng)徑比一般為6080，最大不超過(guò)100.（2）粗集料最大粒徑的確定粗集料最大粒徑必須根據(jù)抗彎強(qiáng)度和既定用量的纖維均勻分布為出發(fā)點(diǎn)，當(dāng)纖維含量為2%時(shí)，集料最大粒徑為鋼纖維長(zhǎng)度的1

40、/2,；纖維含量為1%時(shí)，集料最大粒徑為鋼纖維長(zhǎng)度的1/32/3,。但粗集料最大粒徑不應(yīng)超過(guò)15mm。共一百三十七頁(yè)（3）混凝土水灰比的確定（4）混凝土砂率的確定鋼纖維混凝土的砂率一般比普通混凝土高。從強(qiáng)度方面(fngmin)考慮，砂率一般控制在50%60%比較適宜，從施工方面考慮，砂率一般控制在60%70%比較合適。（5）鋼纖維混凝土的施工鋼纖維混凝土施工的要點(diǎn)，是使鋼纖維能充分的分散，均勻地分布在混凝土中，而不是互相糾纏，甚至結(jié)團(tuán)。目前常用的混合攪拌方法有先混法和后混法。先混法是先將鋼纖維與粗、細(xì)骨料在攪拌容器中攪拌均勻，然后再將水泥和水摻入攪拌均勻。后者是先將普通混凝土攪拌好，然后摻入鋼

41、纖維攪拌均勻。摻入適量的非離子型界面活性劑提高均勻性。共一百三十七頁(yè)玻璃纖維，就是纖維狀的玻璃，具有很高的強(qiáng)度和模量，來(lái)源豐富，制造成本較低，是復(fù)合材料(f h ci lio)增強(qiáng)纖維的主要品種之一。玻璃纖維增強(qiáng)(zngqing)水泥基材料共一百三十七頁(yè)共一百三十七頁(yè)玻璃纖維增強(qiáng)水泥(shun)雕塑玻璃纖維(b lixinwi)增強(qiáng)水泥花盆彩色玻璃纖維增強(qiáng)水泥板共一百三十七頁(yè)普通玻璃纖維的耐堿性較差，在水泥基體這樣的堿性環(huán)境中極易失去其強(qiáng)度和剛性，在六十年代，雖然玻璃纖維增強(qiáng)水泥基材料的研究(ynji)已經(jīng)比較深入系統(tǒng)，但其制品一直未被推廣應(yīng)用；七十年代初期，英國(guó)建筑研究院向普通玻璃纖維中加入

42、二氧化鋯，研制成功了耐堿玻璃纖維后，玻璃纖維增強(qiáng)水泥制品才由英國(guó)的公司大量生產(chǎn)推廣應(yīng)用。 共一百三十七頁(yè)但是提高抗堿玻璃纖維的抗堿能力有一定限度，為確保GRC 的長(zhǎng)期耐久性，應(yīng)盡量降低水泥基體的堿度。 迄今為止，國(guó)際上采取的技術(shù)路線基本上有下列兩條： （1）對(duì)普通水泥改性:例如法國(guó)圣哥班公司在普通波特蘭 水泥中同時(shí)摻加偏高嶺土與丙烯酸酯乳液；德國(guó)海德堡水泥 公司使用高爐水泥(高爐礦渣(kun zh)粉含量在70以上)并同時(shí)摻加偏 高嶺土或其它材料。共一百三十七頁(yè)（2）使用專門制造的低堿度水泥例如中國(guó)建筑材料科學(xué)研究院開發(fā)的硫鋁酸鹽型低堿度水泥(由無(wú)水硫鋁酸鈣、石灰石、無(wú)水石膏組成)，日本秩父水

43、泥公司開發(fā)的CGC水泥(由無(wú)水硫鋁酸鈣、C2S含量高的波特蘭水泥、礦渣與石膏組成)。根據(jù)國(guó)內(nèi)外的經(jīng)驗(yàn)(jngyn)，為降低GRC制品的干縮率，應(yīng)使灰砂比控制在1：1-1：1.5之間。共一百三十七頁(yè)玻璃纖維增強(qiáng)水泥作為一種新型的無(wú)機(jī)復(fù)合材料具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)： 輕質(zhì)，一般以水泥砂漿為基體的GRC材料有低的干容重， 比普通混凝土約低20；在抗彎破壞強(qiáng)度相當(dāng)?shù)臈l件下， GRC的容重可減低50；B. 高的抗彎強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和高的抗沖擊強(qiáng)度;C. 工藝性能好，可任意模造出各種復(fù)雜的造型，用GRC材料 不僅可制造出應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域的建筑(jinzh)制品、景觀制品，還 可用于制造仿古藝術(shù)品；共一百三十七頁(yè)D

44、. 它的可加工性能好，可任意鋸、釘、磨、鉆，便 于安裝施工；E. 其價(jià)格較低，符合我國(guó)國(guó)情(guqng)，可大量推廣應(yīng)用。 共一百三十七頁(yè)玻璃纖維混凝土的骨料與普通混凝土不同，玻璃纖維混凝土一般不采用粗骨料，只用細(xì)骨料，而且最大粒徑不應(yīng)超過(guò)2.0mm，細(xì)度模數(shù)為1.22.4.為了保證纖維與基材很好地粘結(jié)和板材的強(qiáng)度，所用的細(xì)骨料必須質(zhì)地(zhd)堅(jiān)硬，清潔無(wú)雜質(zhì)，含泥量不得超過(guò)0.3%。共一百三十七頁(yè)1）聚丙烯纖維聚丙烯(bn x)纖維是由丙烯(bn x)聚合物或共聚物制成的烯烴類纖維。聚丙烯(bn x)材料的優(yōu)點(diǎn)是強(qiáng)度較高，比重比一般聚合物低， 完全不吸水，為中性材料，與酸堿不起作用，而且經(jīng)

45、濟(jì)性好，這些特點(diǎn)使它特別適用于摻加在混凝土中。共一百三十七頁(yè)混凝土用聚丙烯纖維(xinwi)有機(jī)(yuj)仿鋼纖維增韌型聚丙烯纖維共一百三十七頁(yè)8.4 噴射(pnsh)混凝土一、噴射混凝土定義 是用于加固和保護(hù)結(jié)構(gòu)或巖石表面的一種有速凝性質(zhì)的混凝土，其初凝時(shí)間一般在25min，終凝時(shí)間不大于10min。由于其速凝的性質(zhì)，必須借助噴射機(jī)械和壓縮空氣等動(dòng)力，通過(guò)管道輸送(sh sn)告訴噴射到施工面上，迅速形成具有一定強(qiáng)度的混凝土，稱為噴射混凝土。 噴射混凝土廣泛使用在開掘礦井巷道、地下鐵道、公路邊坡、隧道的支護(hù) 、噴錨支護(hù)、深基坑護(hù)壁等方面。 共一百三十七頁(yè)二、 噴射混凝土原材料選擇1. 水泥(

46、shun) 水泥應(yīng)優(yōu)先選用凝結(jié)硬化快、保水性好，后期強(qiáng)度高，與速凝劑的相容性好的普通硅酸鹽水泥，其次為火山灰水泥，水泥強(qiáng)度等級(jí)不小于42.5MPa。 2. 細(xì)骨料 噴射混凝土用砂以中、粗砂為宜，細(xì)度模數(shù)大于 2.5 。要提前一天用水澆透成潮砂，以捏起成團(tuán)不散為宜。 含水率控制在6%8%，過(guò)低時(shí)會(huì)在噴射施工中引起大量粉塵；過(guò)高時(shí)混合料粘度過(guò)大，易造成噴射機(jī)粘料甚至管路堵塞。共一百三十七頁(yè)3. 粗骨料 噴射混凝土所用石子粒徑應(yīng)控制在輸料管內(nèi)徑的 1/2 以下，最大粒徑 不大于 15mm 。如石子粒徑過(guò)大，會(huì)造成(zo chn)管路堵塞或施工時(shí)混凝土回彈量顯著增加。 回彈物中主要是粗骨料。據(jù)統(tǒng)計(jì)，其

47、中石子占 60% 70% 。混合料中粗骨料含量大時(shí)，回彈量將增加，而且粗骨料粒徑越大，越容易從受噴面彈落下來(lái)。據(jù)測(cè)定，采用粒徑 20mm 的粗骨料時(shí)回彈量比采用 10mm 的粗骨料增加近 60% 。 共一百三十七頁(yè)（4）外加劑 主要使用的外加劑是速凝劑。目的是縮短凝結(jié)時(shí)間，提高早期強(qiáng)度，增加一次噴漿厚度，減少回彈損失(snsh)，改善其在汗水地層中的適應(yīng)性。有時(shí)也需要摻加一些減水劑、早強(qiáng)劑、引氣劑等。共一百三十七頁(yè)三、配合比設(shè)計(jì)1. 膠骨比 噴射混凝土的膠骨比，水泥與骨料之比通常取 1 4 1 4.5 ，水泥過(guò)少，回彈量大，初期強(qiáng)度增長(zhǎng)慢；水泥過(guò)多，不僅產(chǎn)生的粉塵增多，而且混凝土的硬化收縮增大

48、，無(wú)論在經(jīng)濟(jì)上或技術(shù)上都是不可取的。噴射工藝特點(diǎn)要求混凝土具有較好的粘附性。水泥含量(hnling)的較佳值應(yīng)該是保證噴射混凝土具有較高粘附性的同時(shí)，避免水泥過(guò)多造成浪費(fèi)，增加成本。噴射混凝土水泥較佳含量為 375 400kg/m 3 。當(dāng)水泥用量超過(guò) 400kg /m 3 時(shí)，混凝土的強(qiáng)度并不隨水泥用量增大而提高，有時(shí)反而會(huì)降低。共一百三十七頁(yè)2. 砂率 由試驗(yàn)及國(guó)內(nèi)其他工程(gngchng)的實(shí)踐得出如下結(jié)論：砂和石子的比例一般以兩者相差不大為宜，含砂率在 45% 55% 最好。 共一百三十七頁(yè)3. 水灰比 水灰比是影響噴射混凝土強(qiáng)度的主要因素(yn s)，水灰比過(guò)大，噴到巖面的混凝土?xí)?/p>

49、淌下墜，減少一次性噴射厚度和增加回彈；水灰比過(guò)小，料束偏干，粘結(jié)性降低，粉塵和回彈也增加。試驗(yàn)表明：適宜的水灰比值為 0.4 0.5 ，當(dāng)偏離這一范圍時(shí)，不僅降低噴射混凝土的強(qiáng)度，而且增加混凝土的回彈損失。以噴上后噴層表面具有水亮光澤且不流動(dòng)、不塌落、粘性好、回彈少、不起干粉為宜。 共一百三十七頁(yè)8.4.3 噴射混凝土施工(sh gng)工藝與施工(sh gng)機(jī)具一、施工工藝（1）干式噴射法把拌合好的水泥、砂石、速凝劑的干混合(hnh)料送入噴射機(jī)，由噴射機(jī)將料壓送至噴嘴處，在此處加水后由壓縮空氣把拌合料噴射至受噴面，工藝流程如圖所示。共一百三十七頁(yè)干式噴射法優(yōu)點(diǎn)(yudin)：施工機(jī)具小

50、而輕型，保養(yǎng)容易，費(fèi)用低；拌合料能進(jìn)行遠(yuǎn)距離輸送，操作方便，適用性廣。但拌合水的加入和混凝土的質(zhì)量取決于操作人員的熟練程度，粉塵較多，回彈率較大。共一百三十七頁(yè)由混凝土攪拌機(jī)拌制好后的混凝土拌合料送入噴射機(jī)，在噴嘴處加入(jir)速凝劑，再噴至受噴面，其工藝流程如圖所示：共一百三十七頁(yè)濕法噴射優(yōu)點(diǎn)：加水量容易控制，便于混凝土質(zhì)量管理；粉塵(fnchn)少，回彈率低；但施工機(jī)具復(fù)雜，費(fèi)用較多；混凝土不容易遠(yuǎn)距離輸送，操作不方便，適應(yīng)性較差。共一百三十七頁(yè)又叫水泥裹砂噴射法，是將噴射混凝土分為濕砂漿(shjing)和干骨料兩部分，分別用壓縮空氣壓送至噴嘴附近的混合管處合流，再由噴嘴噴至受噴面，其工

51、藝流程如圖所示。共一百三十七頁(yè)造殼噴射法實(shí)際上是在干式法的基礎(chǔ)上加入一臺(tái)細(xì)骨料濕度控制器，對(duì)砂子進(jìn)行處理，使其含水率為4%6%，然后將經(jīng)過(guò)處理的砂子分為兩部分，一部分作為干骨料與石子混合，另一部分送入砂漿攪拌機(jī)配制成造殼砂漿。噴射機(jī)械(jxi)仍然用干式噴射機(jī)。優(yōu)點(diǎn)：回彈率小，只有15%20%；粉塵小少；混凝土強(qiáng)度穩(wěn)定；可以遠(yuǎn)距離書輸送；生產(chǎn)能力高；一次噴射厚度大，可噴射鋼纖維混凝土；可在受噴面涌水情況下施工。共一百三十七頁(yè)二、施工機(jī)具（1）混凝土噴射機(jī)這是噴射法施工的關(guān)鍵設(shè)備。工作工程是由壓縮空氣經(jīng)過(guò)(jnggu)不同的工作空間把干混料壓送至噴嘴處。噴嘴由混合室和槍筒組成，高壓水由混合室的小

52、孔射出，與干混合料迅速混合后，從噴嘴中高速噴出。（2）攪拌機(jī)（3）空氣壓縮機(jī)壓縮空氣是噴射機(jī)輸送物料與噴射拌合物的動(dòng)力源。（4）附屬設(shè)備包括混合料輸送機(jī)、水箱和水泵等。共一百三十七頁(yè)混凝土噴射機(jī)空氣壓縮機(jī)共一百三十七頁(yè)噴射混凝土回彈率: 噴射混凝土施工時(shí)由于強(qiáng)烈的噴射力使混凝土撞擊到施工面后部分混凝土在反彈力的作用下彈落到地面上。不僅造成浪費(fèi)，還對(duì)施工環(huán)境造成了污染。 回彈率=反彈落下的混凝土質(zhì)量/噴射混凝土總量 降低回彈率已經(jīng)成為噴射混凝土應(yīng)用(yngyng)中的重要研究課題。共一百三十七頁(yè)噴射(pnsh)混凝土共一百三十七頁(yè)共一百三十七頁(yè) 8.5水下混凝土8.5.1概述1、定義在陸地上拌制而在水中澆注和硬化的混凝土，稱為水下澆注混凝土。2、澆筑方式混凝土拌合物到達(dá)澆筑地點(diǎn)以前避免與環(huán)境水接觸。進(jìn)入澆筑地點(diǎn)以后，也要盡量減少與水接觸，盡可量使與水接觸的混凝土保持在同一(tngy)整體之內(nèi)，不被沖散。澆筑過(guò)程宜連續(xù)進(jìn)行，直到達(dá)到一次澆筑所需高度