湖北水利水电职业技术学院 教 师 授 课 教 案 课程名称：水利水电工程施工技术 200 年至200 年第 学期第 15 次课 授课班级： 03级水工 编制日期： 年 月 日 课题（章节）： 第五章 混凝土工程 5.3 预制混凝土构件和预应力混凝土施工  5.4 混凝土冬季、夏季及雨季施工  传授主要知识点：  预制混凝土构件施工、 预应力钢筋混凝土施工、混凝土冬季、夏季及雨季施工  传授主要技能点：   了解预应力混凝土构件的施工方法及混凝土冬、夏季施工措施   （5）掌握模板施工安全知识。 （3）掌握砌筑工程施工安全知识。  教学步骤安排： 1、复习上节课内容  2、讲述预制混凝土构件和预应力混凝土施工  3、讲述混凝土冬季、夏季及雨季施工  4、小结本次课内容  授课方式： 1、课堂讲授  2、多媒体演示   3、介绍典型的施工实例  教学手段：  板书、多媒体、相关施工图片  作业布置情况：  利用课后习题进行练习，巩固知识，补充习题。    课后分析与小结：           预制混凝土构件和预应力混凝土施工 一、预制混凝土构件施工 预制混凝土构件的成型工序主要有准备模板、安放钢筋及预埋件、浇筑混凝土、构件表面修饰、养护等。预制混凝土构件振捣工艺一般有振动法、挤压法、离心法、真空作业法等。 预制场地的布置要有利于吊装，又便于预制，易于管理，尽可能靠近安装地点。预制场地应平整结实，排水良好。 浇筑预制构件，应符合下列规定： 浇筑前，应检查钢筋、预埋件的数量和位置。 每个构件应一次浇筑完成，不得间断，并宜采用机械振捣。 (3)构件的外露面应平整、光滑，不得有蜂窝麻面、掉角、扭曲或开裂等情况。 (4)重叠法制作构件时，其下层构件混凝土的强度应达到5MPa后方可浇筑上层构件，并应有隔离措施。 (5)构件浇制完毕后，应标注型号、混凝土强度等级、制作日期和上下面。无吊环的构件应标明吊点位置。 预制混凝土构件的工艺如图5-45。  1、施工准备 预制现场应设有临时的排水沟，预防下雨时原地下沉。对立式地胎模，应表面平整、尺寸准确。优先选用型钢底模，也可采用混凝土或砖胎模，底模应抄平。采用地胎模时应处理地基，夯实平整，表面抄平粉光。地胎模要顺滑，便于脱模。 底模使用后应铲除混凝土残渣瘤疤，清扫表面灰尘，涂刷隔离剂。 2、置放钢筋 钢筋骨架安装定位前应检查钢筋骨架中钢筋的种类、规格与数量、几何形状和尺寸是否符合设计要求，铁件规格、数量及焊接是否正确。亦可在隔离剂已干燥的地胎模上绑扎钢筋骨架，以避免预制钢筋骨架在搬动起吊时变形。 3、安装侧模 宜优先选用钢制侧模。侧模安装应平整且结合牢固，拼缝紧密不漏浆，内壁要平正光滑，木模应尽可能刨光，转角处应顺滑无缝以便脱模，几何尺寸要准确，斜撑、螺栓要牢靠，预埋铁件顶留孔洞位置尺寸应符合设计要求，侧模安装后应保持清洁无杂质残渣，以保证混凝土的浇筑质量。 4、浇筑成型 浇捣混凝土前应检验钢筋、预埋件的规格、数量、钢筋保护层厚度及预留孔洞是否符合设计要求，浇捣时应润湿模板，人工反铲带浆下料，构件厚度不超过36Omm时可一次浇筑全厚度，用平板振捣器或插入式振捣器振捣；构件厚度大于36Omm时应按每层3O0～35Omm厚分层浇筑，振捣器应插入下层混凝土5cm，以使上下层结合成整体。浇筑时应随振随抹，整平表面，原浆收光。 如构件截面较小、节点钢筋较密、预埋件较多时，容易出现蜂窝，应仔细地用套装刀片的振捣器振捣节点和端角钢筋密集处。振捣混凝土时应经常注意观察模板、支撑架、钢筋、预埋铁件和预留孔洞，发现有松动变形、钢筋移位、漏浆等现象应停止振捣，并应在混凝土初凝前修整完好，继续振捣，直至成型。浇筑顺序应从一端向另一端进行。浇到芯模部位时，注意两侧对称下料和振捣，以防芯模因单侧压力过大而产生偏移。浇到上部有预埋铁件的部位时，应注意捣实下面的混凝土，并保持预埋件位置正确。浇灌混凝土时不得直接站在模板或支撑上操作，不得乱踩钢筋。浇捣完毕后2h内应进行养护。 5、拆模养护 当混凝土强度达到1.2MPa以上能保证构件不变形、棱角完整无裂缝时即可拆除侧模。预留孔洞芯模应在混凝土强度能保住孔洞表面不发生裂缝、不坍陷时方可拆除。注意芯模应在初凝前后转动，以免混凝土凝结后难于脱模。拆模时应精力集中，随拆随运，拆下的模板堆放在指定地点，按规格码垛整齐。 采用自然养护时，在浇筑完成12h内进行养护，保湿养护不少于14d。 6、成品堆放 当混凝土强度达到设计强度后方可起吊。先用橇棍将构件轻轻撬松脱离底模，然后起吊归堆。构件的移运方法和支承位置，应符合构件的受力情况，防止损伤。 构件堆放应符合下列要求： (1)堆放场地应平整夯实，并有排水措施； (2)构件应按吊装顺序，以刚度较大的方向堆放稳定； (3)重叠堆放的构件，标志应向外，堆垛高度应按构件强度、地面承载力、垫木强度及堆垛的稳定性确定，各层垫木的位置，应在同一垂直线上。 构件制作的允许偏差应符合设计规定，经检验合格的构件应有合格标志。 二、预应力钢筋混凝土施工 预应力钢筋混凝土施工分先张法和后张法两类。 (一)先张法 先张法是在浇筑混凝土之前张拉钢筋(钢丝)产生预应力。一般用于预制梁、板等构件。如图5-46为预应力混凝土板生产工艺流程图。  施工前将台面的垃圾、泥土等杂物清除干净，然后涂刷隔离剂，待干透后铺筋。钢丝对准两端台座孔眼，按顺序进行，不得交错。钢丝在固定端应用夹具固定在定位板上，张拉端用夹具夹紧，然后用张拉设备张拉，最后锚紧。模板固定即可浇筑混凝土，混凝土应为干硬性混凝土，混凝土下料时应均匀铺撒。振捣采用平板式振动器或用插入式振捣器。 浇捣时应注意台座内每台作业线上的构件，应一次连续将混凝土浇捣完毕，在振捣混凝土时，振捣器要尽可能避免碰撞预应力钢丝和吊环等，以免移动位置和撞断钢丝；混凝土必须振捣密实，在振捣过程中，模板边角处适当多振，以防止蜂窝、麻面等缺陷产生。 混凝土成型12h内应开始进行养护，当混凝土强度达到设计强度的75%以上，达到设计要求的松张程度时即可放张。 (二)后张法 后张法是在混凝土浇筑的过程中，预留孔道，待混凝土构件达到设计强度后，在孔道内穿主要受力钢筋，张拉锚固建立预应力，并在孔道内进行压力灌浆，用水泥浆包裹保护预应力钢筋。后张法主要用于制作大型吊车梁、屋架以及用于提高闸墩的承载能力。其工艺流程如图5-47。  如闸墩预应力施工，在张拉前要对钢丝下料编束，埋设钢管、金属波纹管或塑料拔管。然后浇筑混凝土，注意运载工具严禁碰撞预应力管道，振捣器离管道应有一定的距离，以免管道变形或损环。浇筑时要防止砂浆进入孔道。当发现有变形、移位时、应立即停止浇筑，并在已浇筑的混凝土凝结前修整完好。混凝土应一次浇筑完毕，不允许留施工缝。对塑料拔管要求混凝土终凝后即要放气拔管。 当混凝土达到一定强度后即可穿钢丝(也可将预应力钢丝先穿入管道，后浇混凝土)。养护至混凝土达到设计标号的70%以上进行张拉，张拉先后顺序，应按设计进行。一般应对称张拉，以免结构承受过大的偏心压力，必要时可分批、分阶段进行。张拉时应注意安全，防止钢筋断裂伤人。预应力筋张、拉结束后，应立即进行灌浆封闭。 目前，正推广应用无粘结预应力混凝土。其作法是在预应力筋表面涂刷防锈涂料并包塑料布(管)后，如同普通钢筋一样先铺设在支好的模板内，待混凝土达到可张拉强度后进行张拉锚固。这样无需留孔与灌浆，施工简单，预应力筋易弯成所需要的曲线形状。 第四节 混凝土冬季、夏季及雨季施工 混凝土冬季施工 (一)混凝土冬季施工的一般要求 现行施工规范规定：寒冷地区的日平均气温稳定在5℃以下或最低气温稳定在3℃以下时，温和地区的日平均气温稳定在3℃以下时，均属于低温季节，这就需要采取相应的防寒保温措施，避免混凝土受到冻害。 混凝土在低温条件下，水化凝固速度大为降低，强度增长受到阻碍。当气温在-2℃时，混凝土内部水分结冰，不仅水化作用完全停止，而且结冰后由于水的体积膨胀，使混凝土结构受到损害，当冰融化后，水化作用虽将恢复，混凝土强度也可维续增长，但最终强度必然降低。试验资料表明：混凝土受冻越早，最终强度降低越大。如在浇筑后3～6h受冻，最终强度至少降低50%以上；如在浇筑后2～3d受冻，最终强度降低只有15％～20％。如混凝土强度达到设计强度的50％以上(在常温下养护3～5d)时再受冻，最终强度则降低极小，甚至不受影响，因此，低温季节混凝土施工，首先要防止混凝土早期受冻。 (二)冬季施工措施 低温季节混凝土施工可以采用人工加热、保温蓄热及加速凝固等措施，使混凝土入仓浇筑温度不低于5℃；同时保证混凝土浇筑后的正温养护条件，在未达到允许受冻临界强度以前不遭受冻结。 (1)调整配合比和掺外加剂 ①对非大体积混凝土，采用发热量较高的快凝水泥； ②提高混凝土的配制强度； ③掺早强剂或早强剂减水剂。其中氯盐的掺量应按有关规定严格控制，并不适应于钢筋混凝土结构； ④采用较低的水灰比； ⑤掺加气剂可减缓混凝土冻结时在其内部水结冰时产生的静水压力，从而提高混凝土的早期抗冻性能。但含气量应限制在3～5%。因为，混凝土中含气量每增加1%，会使强度损失5%，为弥补由于加气剂招致的强度损失，最好与减水剂并用。 (2)原材料加热法 当日平均气温为-2～-5℃时，应加热水拌和；当气温再低时，可考虑加热骨料。水泥不能加热，但应保持正温。 水的加热温度不能超过80℃，并且要先将水和骨料拌和后，这时水不超过60℃，以免水泥产生假凝。所谓假凝是指拌和水温超过60℃时，水泥颗粒表面将会形成一层薄的硬壳，使混凝土和易性变差，而后期强度降低的现象。 砂石加热的最高温度不能超过100℃，平均温度不宜超过65℃，并力求加热均匀。对大中型工程，常用蒸汽直接加热骨料，即直接将蒸汽通过需要加热的砂、石料堆中，料堆表面用帆布盖好，防止热量损失。 (3)蓄热法 蓄热法是将浇筑法的混凝土在养护期间用保温材料加以覆盖，尽可能把混凝土在浇筑时所包含的热量和凝固过程中产生的水化热蓄积起来，以延缓混凝土的冷却速度，使混凝土在达到抗冰冻强度以前，始终保证正温。 (4)加热养护法 当采用蓄热法不能满足要求时可以采用加热养护法，即利用外部热源对混凝土加热养护，包括暖棚法、蒸气加热法和电热法等。大体积混凝土多采用暖棚法，蒸气加热法多用于混凝土预制构件的养护。 1)暖棚法。即在混凝土结构周围用保温材料搭成暖棚，在棚内安设热风机、蒸气排管、电炉或火炉进行采暖，使棚内温度保持在15～20℃以上，保证混凝土浇筑和养护处于正温条件下。暖棚法费用较高，但暖棚为混凝土硬化和施工人员的工作创造了良好的条件。此法适用于寒冷地区的混凝土施工。 2)蒸气加热法。利用蒸气加热养护混凝土，不仅使新挠混凝土得到较高的温度，而且还可以得到足够的湿度，促进水化凝固作用，使混凝土强度迅速增长。 3)电热法。是用钢筋或薄铁片作为电极，插入混凝土内部或贴附于混凝土表面，利用新浇混凝土的导电性和电阻大的特点，通以50～100V的低压电，直接对混凝土加热，使其尽快达到抗冻强度。由于耗电量大，大体积混凝土较少采用。 上述几种施工措施，在严寒地区往往是同时采用，并要求在拌和、运输、浇筑过程中，尽量减少热量损失。 (三)冬季施工注意事项 冬季施工应注意： (1)砂石骨料宜在进入低温季节前筛洗完毕。成品料堆应有足够的储备和堆高，并进行覆盖，以防冰雪和冻结。 (2)拌和混凝土前，应用热水或蒸汽冲洗搅拌机，并将水或冰排除。 (3)混凝土的拌和时间应比常温季节适当延长。延长时间应通过试验确定。 (4)在岩石基础或老混凝土面上浇筑混凝土前，应检查其温度。如为负温，应将其加热成正温。加热深度不小于10cm，并经验证合格方可浇筑混凝土。仓面清理宜采用喷洒温水配合热风枪，寒冷期间亦可采用蒸气枪，不宜采用水枪或风水枪。在软基上浇筑第一层混凝土时，必须防止与地基接触的混凝土遭受冻害和地基受冻受形。 (5)混凝土搅拌机应设在搅拌棚内并设有采暖设备，棚内温度应高于5℃。混凝土运输容器应有保温装置。 (6)浇筑混凝土前和浇筑过程中，应注意清除钢筋、模板和浇筑设施上附着的冰雪和冻块，严禁将冻雪冻块带入仓内。 (7)在低温季节施工的模板，一般在整个低温期间都不宜拆除。如果需要拆除，要求： ①混凝土强度必须大于允许受冻的临界强度； ②具体拆模时间及拆模后的要求，应满足温控制防裂要求。当预计拆模后混凝土表面降温可能超过6～9℃时，应推迟拆模时间：如必须拆模时，应在拆模后采取保护措施。 (8)低温季节施工期间，应特别注意温度检查。 二、混凝土夏季施工 (一)高温环境对新拌及刚成型混凝土的影响 (1)拌制时，水泥容易出现假凝现象。 (2)运输时，坍落度损失大，捣固或泵送困难。 (3)成型后直接曝晒或干热风影响，混凝土面层急剧干燥，外硬内软，出现塑性裂缝。 (4)昼夜温差较大，易出现温差裂缝。 (二)夏季高温期混凝土施工的技术措施 (1)原材料 ①掺用外加剂(缓凝剂、减水剂)； ②用水化热低的水泥； ③供水管埋入水中，贮水池加盖，避免太阳直接曝晒； ④当天用的砂、石用防晒棚遮蔽； ⑤用深井冷水或冰水拌和，但不能直接加入冰块。 (2)搅拌运输 ①送料装置及搅拌机不宜直接曝晒，应有荫棚； ②搅拌系统尽量靠近浇筑地点； ③动运输设备就遮盖。 (3)模板 ①因干缩出现的模板裂缝，应及时填塞； ②浇筑前充分将模板淋湿。 (4)浇筑 ①适当减小浇筑层厚度，从而减少内部温差； ②浇筑后立即用薄膜覆盖，不使水分外逸； ③露天预制场宜设置可移动荫棚，避免制品直接曝晒。 三、混凝土雨季施工 混凝土工程在雨季施工时，应作好以下准备工作： (1)砂石料场的排水设施应畅通无阻； (2)浇筑仓面宜有防雨设施； (3)运输工具应有防雨及防滑设施； (4)加强骨料含水量的测定工作，注意调整拌和用水量。 混凝土在无防雨棚仓面小雨中进行浇筑时，应采取以下技术措施： (1)减少混凝土拌和用水量； (2)加强仓面积水的排除工作； (3)做好新浇混凝土面的保持工作； (4)防止周围雨水流入仓面。 无防雨棚的仓面，在浇筑过程中，如遇大雨、暴雨，应立即停止浇筑，并遮盖混凝土表面。雨后必须先行排除仓内积水，受雨水冲刷的部位应立即处理。如停止浇筑的混凝土尚未超出允许间歇时间或还能重塑时，应加砂浆继续浇筑，否则应按施工缝处理。 对抗冲、耐磨、需要抹面部位及其它高强度混凝土不允许在雨下施工。