绪 论
由于混凝土结构的诸多优点,其已成为建设工程中最为常用的建筑形式之一。20世纪初,随着越来越多的混凝土工程施工兴建,人们对混凝土的认识也越来越全面。混凝土是指由胶凝材料将集料胶结成整体的工程复合材料的统称。通常讲的混凝土一词是指用水泥作胶凝材料,砂、石作集料,与水(可含外加剂和掺合料)按一定比例配合,经搅拌而得的水泥混凝土,也称普通混凝土,它广泛应用于土木工程中。
1.混凝土的特点
现代混凝土是以工业化生产的预拌混凝土为代表,以高效减水剂和矿物掺合料的大规模使用为特征。现代混凝土减小了混凝土强度对水泥强度的依赖,拌和物的流变性能更加突出,保证混凝土结构耐久性的要求日益增强,在生产和使用过程中需满足可持续发展的原则。混凝土目前广泛应用于工程建设中,表现出了很多的优点,同时它也存在一些缺点。
混凝土发展之所以快,应用很广,是由于具有以下几个优点:
(1)原材料非常丰富,水泥的原材料以及砂、石、水等材料,在自然界极为普遍,极为丰富,均可以就地取材,而且价格低廉。
(2)混凝土可以制成任何形状,混凝土在凝结前,可以按照模板的形状做成任何结构。微小的装饰花纹及大型构筑物都能单个预制,或连续不断地整体浇筑,制作简单,施工方便。
(3)能适应各种用途,既可以按照需要配制成各种强度的混凝土,还可以按照其使用性能在配料上、工艺上采取措施制成特定用途的混凝土,如耐火、耐酸、耐油、防辐射等。
(4)经久耐用,维修费用少,混凝土对自然条件影响具有较好的适应性。对冷热、冻融、干湿等的变动,对风雨侵蚀、外力撞击、水流冲刷、使用磨损等都有一定的抵抗力。在正常使用情况下是一种寿命较长的工程材料。
混凝土也有其缺点,如自重大,抗拉强度不高,早期强度低、收缩变形大等。目前,混凝土工作者正在针对这些存在的问题,对混凝土的改性工作进行研究,并且已取得初步效果。
2.水工混凝土施工特点
水工混凝土一般用于水利水电工程,其质量要求与工业民用建筑混凝土不同,除了强度要求外,还根据所处的部位和工作条件,分别满足抗冻、抗渗、抗裂、抗压、抗拉、抗冲耐磨、抗风化等设计要求。水工混凝土在实际工程施工中一般表现以下几个特点:
(1)一般工程规模较大、工期较长。大中型水利水电工程中用到的混凝土量通常要达到百万立方米,从混凝土开始浇筑到工程结束一般要达到3年以上的时间。为了保证混凝土的质量和施工进度,必须采用现代机械化手段,选择合理的施工方案。
(2)水利工程施工季节性较强。水工混凝土施工,经常会由于天气原因、施工导流、拦洪度汛、灌溉和生活工业用水等因素的影响,不能连续施工。
(3)施工温度控制要求严格。水工混凝土中很多是大面积或大体积混凝土,为了防止混凝土因温度变化而发生各种裂缝以及由于浇筑能力的限制,通常需要采用分缝分块进行浇筑,浇筑层高一般为0.75~3.0m。各坝段和各仓坝块交替上升。另外,为了防止混凝土温度裂缝,必须根据当地的气温条件,对混凝土进行严格的温度控制。
(4)水利工程不同部位对混凝土的要求不同。根据各部位的使用功能,选用不同的混凝土,一般分为普通部位混凝土和特殊部位混凝土,普通部位的混凝土一般要求强度和抗渗性,而特殊部位的混凝土还要求抗冻性、抗冲磨等。
(5)施工技术复杂。水工建筑物因其用途和工作条件的不同,一般体型复杂多样,常采用多种等级的混凝土。另外,混凝土浇筑又常与地基开挖、地基处理以及一部分安装工程发生交叉作业,由于工种工序较多,相互干扰,矛盾很大。
(6)水工建筑物高度大。大中型水工建筑物经常达几十米至数百米,现在混凝土施工中经常涉及高空作业,安全施工难度加大,给混凝土的浇筑带来了很大困难,要求有完善的高空作业专项施工方案和安全防护措施以及有效的安全防护设备,同时还需要大量的现代化机械配合完成相关工作。
3.学习本书的目的
本书主要是培养学生牢固掌握各类混凝土的基本知识,熟悉各种混凝土的施工技术要点,使学生能根据实际工程不同部位要求对混凝土进行合理的选用和设计它们的配合比,并能够针对各种混凝土的质量要求和施工要点进行质量控制和检测,为学生今后从事混凝土工作以及相关工作打下坚实的理论基础。