第二辑 混凝土施工

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一、混凝土施工技术沿革
  混凝土施工包括配料、搅拌、运输、浇注、振捣等。建国初期仅在少数主要建
筑构件中使用。1953年后,开始在一些重点工程中推广使用。1954年,山东省建筑
公司成立试验室,混凝土的配合比由体积比改为重量比。1956年中国颁发了钢筋混
凝土设计和施工规范,房屋建筑工程由砖木结构向砖混结构、钢筋混凝土框架发展,
混凝土的施工经验和技术水平不断提高,搅拌和振捣方式由人工操作逐渐应用搅拌
机和振捣器。钢筋加工工艺由手工操作逐步发展到采用半机械化加工,以点焊、搭
接焊代替绑扎,对小直径钢筋开始采用冷拔、冷拉冷轧等冷加工工艺。钢筋采用机
械切断,粗钢筋由人工锤直改用平直机平直,粗钢筋弯曲也开始采用机械操作。
  60年代,国有施工企业相继组建了预制构件厂,混凝土构件的生产,由现场浇
制或现场预制转向工厂化、模数化。采用了提模、翻模、拉模等操作工艺。70年代
由建国初期的塑性混凝土逐步发展为低流动性和干硬性混凝土,各种不同类型和用
途的外加剂,对提高混凝土强度、节约水泥、改善混凝土性能起到了重要作用。视
工程需要和各地条件,应用了多种轻质和特种混凝土,如加气混凝土、浮石混凝土、
陶粒混凝土、膨胀混凝土、防水混凝土和耐热、耐酸、耐油混凝土等。一些国有施
工企业混凝土预制厂的后台上料工艺,由单一的不连续的机械化与手工相结合的操
作方法,发展到机械上料、自动称量成龙配套的半自动化生产线。
  混凝土的养护工艺,开始是洒水自然养护,在构件厂采用水平蒸汽养护隧道窑。
70年代潍坊第一建筑工程公司采用了干湿相结合的养护窑。该窑体为水平隧道窑,
窑内分干烘带和蒸养带两部分,两带之间用机械门与热风幕封闭。这种窑养护周期
比一般蒸汽养护缩短一半,每立方米混凝土耗汽186公斤,比蒸汽养护减少40%,
且养护质量较好。1976年济南市预制二厂建起一个折线形隧道窑,采用连续式蒸汽
养护,降低了窑的间歇热损失。其窑形自然形成升温、恒温、降温三区段,符合混
凝土养护过程所需的理想温程,窑总长76米,取得了降低蒸汽消耗,提高生产效益
的成果。1980年济南市建管局构件厂采用太阳能集光罩养护混凝土构件。集光罩用
透明玻璃钢制成,设置了两条养护线,每条长80米,由20个集光罩对接而成,当年
生产混凝土160立方米,比自然养护缩短混凝土养护期50%-60%,节约用水70%,
节省养护费35%,获省科技成果二等奖。80年代,全省还采用了开斯汀双层隧道窑、
液化气红外线养护等养护工艺。养护剂的出现,大大简化了混凝土养护工艺。
  在混凝土构件成型技术方面,淄博市建筑公司于1975年研制的混凝土空心板偏
心往复推挤成型机,形成批量生产能力并推广到兄弟省市,获1978年全国科学大会
奖。
  预应力混凝土技术1956年开始采用冷拔、冷拉、冷轧施工,60年代采用台座先
张法施工。70年代推行电热法张拉,长线法胎模。80年代,省内的构件厂大都具有
生产预应力空心板的能力,既能生产大跨度预应力构件,也能生产采用低碳冷拔钢
丝的中小型构件。施工工艺从单根张拉发展到成束张拉,从冷拔低碳钢丝发展到低
合金钢丝,从先张法发展到后张法,如后张无粘结预应力技术等。全省的预应力技
术已经从单体向结构方向发展。

  商品混凝土 80年代以来,高层建筑大量增多,城市用地日益紧张,施工场地
越来越狭窄,取消现场搅拌混凝土,发展集中搅拌、用搅拌运输车直接运送工地的
商品混凝土,是搞好现场文明施工,减少污染、节约材料、保证质量、提高效率的
重大措施。全省发展商品混凝土是在烟台建筑工程公司的带动下开始的,1987年该
公司从西德施维英--施德大公司引进全套商品混凝土生产线设备,其中有58立方米
/小时搅拌站一台,6立方米混凝土搅拌运输车四辆,46立方米/小时混凝土泵一台。
1993年又增购两台6立方米混凝土搅拌运输车,两台BP3000混凝土拖式泵,使商品
混凝土的搅拌、运输、泵送能力达到350立方米/台班,使该公司的商品混凝土和高
层建筑施工技术和速度达到国内先进水平。在该公司的带动下,全省商品混凝土发
展较快。1994年,烟台、济南、威海、青岛等中心城市已建集中搅拌站8个,年生
产能力大约105万立方米。烟台市区的推广面达50%,一批施工企业也花巨资购置
了混凝土输送泵、车及其配套装置,施工能力和技术水平均取得突破性的飞跃。

  高强混凝土的应用 高层建筑和大体积混凝土工程的施工,进一步要求提高混
凝土的强度和品质,以减少结构截面尺寸,提高其耐久性。高强混凝土要求混凝土
具有高减水率,又能控制坍落度损失,要求掺入的高效外加剂能满足其他性能的需
要,并合理选配活性掺合料,如磨细的粉煤灰、F矿粉等,还要严格控制混凝土的
级配、骨料强度。因此,高强混凝土的应用是混凝土技术、外加剂技术和机械化水
平综合提高的结果。90年代,C50-60的高强混凝土在济南第四建筑工程公司等单位
的高层建筑施工中,已达到实用阶段,正在积累经验,逐步推广。

  钢筋连接技术 70年代以前,钢筋接头多采用搭接绑扎、手工电弧焊等施工方
法。这些传统的钢筋连接工艺,由于浪费钢材、劳动强度大、效率低、结构性能差,
远远不能适应现场大批量、大直径钢筋的连接要求。80年代以来,电渣压力焊、气
压焊以连接可靠、工艺设备简单、工效高而得到逐步推广。到1992年,全省在二级
以上的施工企业已普遍应用,三级企业也有相当一部分采用。据不完全统计,全省
约有竖向钢筋焊机5000余台,有30%左右Φ16以上的粗钢筋采用电渣压力焊,年节
约钢材2670余吨,经济效益十分可观。90年代又开发了带肋钢筋套筒挤压连接和锥
螺纹钢筋接头连接,这两种钢筋机械连接法,具有传力可靠、施工速度快、操作方
便等优点,工程成本虽比电渣压力焊、气压焊高,但可用于不准用明火的地方或超
高空作业。特别用于一些可焊性较差的钢筋,机械连接更有其独特的优点。1994年
全省中心城市施工现场,直径Φ16毫米的钢筋连接的新型接头已占80%以上,济南
市普遍采用了新型粗钢筋接头,水平钢筋窄间隙焊也开始在许多工程中应用。

  高层建筑钢筋混凝土主体结构工程施工工艺 这类工程的施工工艺一般有三种
做法:一种是柱、墙、梁板一次支模一次浇灌工艺。这种工艺可消除结构的施工缝,
使结构整体性强并简化了施工工序,但要注意采取措施加强模板的整体稳定性,防
止模板系统倾斜变形;一种是柱、墙、梁板一次支模、分竖向构件和水平构件的两
次浇注工艺。这种工艺因操作方便,可保证浇注质量,但要在柱墙顶留施工缝;一
种是柱、墙、梁板分开浇灌工艺。这种工艺可加快模板周转,节省投资,适合用于
工具式模板,但模板的整体刚度差,水平施工缝接槎不好处理。对以上三种方案,
全省施工企业均积累了不少经验和做法,初步掌握了高层建筑混凝土主体工程的施
工特点。

二、混凝土施工技术实例

  高强混凝土原材料选择及科学配合比设计 齐鲁宾馆二期工程在现场经过对
100多组不同水泥品种、不同外加剂及不同掺量的对比试验,作出了“不同水泥品
种混凝土外加剂掺合效果统计分析表”,从中得到综合结论:一是采用525#硅酸盐
水泥,加上高效减水剂,适当掺加保塑剂,水泥用量在550公斤/立方米、水灰比在
0.31-0.33,可以配制成高强泵送C60混凝土;二是采用425#矿渣水泥掺入高效减水
剂,可配制C50高强混凝土;三是配制高强混凝土所用的粗骨料宜用10-25毫米碎石,
且材质坚硬,细骨料用黄中砂,宜偏粗,含泥量要小;四是高强泵送混凝土,控制
好坍落度损失十分重要。由于齐鲁宾馆二期工程距搅拌站需长达45分钟的时间,为
减少混凝土坍落度损失,通过试验,在掺加NF-2外加剂时,再加入SJ-5载体后,混
凝土45分钟内约损失5厘米,满足了泵送要求。
  使用全自动钢筋垂直对焊机 ZDH-3B型全自动钢筋垂直对焊机是由全自动控制
箱、机械卡具、控制电缆、控制盒及辅助工艺构成。其焊接原理是:利用被焊两钢
筋端部间形成的电弧熔化焊剂,形成摄氏1460度以上的高温熔渣,并熔化部分钢筋
金属,最后经挤压形成环状接头。焊接要点是:安装卡具时使上下两钢筋保证同心
度,以钢筋端部进入焊接盒的三分之一处为最佳;按焊接要求调整好焊接参数,焊
接过程自动进行。莱芜市外贸总公司综合楼工程建筑面积1.27万平方米,地下1层,
地上14层,全框架现浇结构,钢筋接头达8700个。采用垂直对焊比绑扎接头可节约
竖向钢筋24.3%,达29吨多,经济效益很好。
  应用PNC膨胀剂、FNC泵送剂 济南火车站地下人防工程为钢筋混凝土箱形框架
结构,梁板式筏形基础,无梁楼盖及圆柱,地下1层、局部2层。平面262×52米,
底板厚50厘米,墙板厚30厘米,深6.5-7.4米,建筑面积1.639万平方米,混凝土为
C30,抗渗标号S8,为自防水抗渗混凝土,混凝土总量1.9万立方米。整个工
程仅用85天完成主体浇注。通过掺入10%的PNC-2膨胀剂和2.2%FNC-1泵送剂,两
掺复合使用,既克服了单掺膨胀剂混凝土流动性小,不便于泵送和捣实的缺点,又
克服了单掺泵送剂收缩变形较大的通病。同时随着原材料品种、气温变化和施工要
求,灵活调整外加剂的掺量,取得了质量、效益双佳的效果。

  采用高效减水剂 济青高速公路大型桥梁板设计强度为C40,采用普通425#水
泥配制。开始掺入普通减水剂,混凝土全料难以拌合,不能达到设计要求。后来掺
用FNC高效减水剂调整试配后,达到了设计及施工要求。本工程采用FNC高效减水剂
成功地用普通425#水泥配制成高于其本身标高的混凝土。高效减水剂的应用是未来
混凝土技术发展的必然趋势。
  1995年,C80在省内试验成功,待用于工程实践。