混凝土的生产与浇筑技术要求

【水利知识分享】 混凝土的生产与浇筑技术要求

混凝土是水利水电工程中用量最大的建筑材料，其生产与浇筑质量直接关系工程结构的安全性与耐久性。以下从拌合设备、运输方案、浇筑养护及温度控制四个方面系统梳理混凝土施工的核心技术要点。

一.混凝土拌合设备及其生产能力的确定

1.1 拌合设备

1）拌合机

拌合机按搅拌方式分为强制式和自落式两种：

• 强制式拌合机：装料鼓筒不旋转，固定在轴上的叶片旋转带动集料进行强制拌和，主要用来拌制干硬性混凝土
• 自落式拌合机：利用可旋转拌合筒上的固定叶片，将集料带至筒顶自由跌落拌制，分为鼓筒式和双锥式两种，主要用来拌制有一定坍落度的混凝土

拌合机的主要性能指标是工作容量（L或m³），如800L的拌合机每个工作循环出料0.8m³。鼓筒式拌合机容量一般为400～800L，多用于分散性工程；双锥式拌合机容量1000L以上，常用于固定式拌合系统。

2）拌合站、拌合楼

• 拌合站：根据地形布置——台阶地形可一字形排列，沟槽路堑地形可采用双排相向布置
• 拌合楼：集中布置的混凝土工厂，按工艺流程分为进料、贮料、配料、拌和及出料五层，其中配料层是全楼控制中心

1.2 拌合设备生产能力的确定

1）拌合系统规模分类

拌合设备生产能力取决于设备容量、台数与生产率等因素，按生产规模划分如下：

2）生产能力计算

小时生产能力计算公式：

Q_h = K_h · Q_m / (m · n)

式中：Q_h——小时生产能力（m³/h）；K_h——小时不均匀系数（可取1.3～1.5）；Q_m——高峰浇筑强度（m³/月）；m——月工作天数（25d）；n——日工作小时数（20h）

平浇法施工时，还需按混凝土初凝条件校核：

Qh ≥ 1.11SD / (t₁ - t₂)

式中：S——最大混凝土块浇筑面积（m²）；D——分层厚度（m）；t₁——初凝时间（h）；t₂——出机到入仓时间（h）

二.混凝土运输方案

2.1 运输方案分类

混凝土运输方案主要包括以下五种方式：

1）车辆运输——自卸汽车、料罐车、搅拌车等

• 装载厚度不小于40cm，车厢严密不漏浆
• 搅拌车运送途中拌筒保持3～6r/min慢速转动
• 不宜直接入仓

2）起重设备配吊罐运输——门式、塔式、缆式起重机等

• 起吊能力与入仓强度相适应
• 保持安全距离，安装防撞装置
• 吊罐入仓时防止撞击模板和钢筋

3）胶带机运输——塔带机、胎带机、布料机等

• 最大集料粒径大于80mm时应进行适应性试验
• 卸料处设置挡板和刮板
• 塔带机、胎带机卸料胶筒长度宜控制在6～12m

4）溜筒/溜管/溜槽/负压溜槽运输

• 内壁平顺光滑，运输前用砂浆或净水润滑
• 形式、高度及适宜坍落度通过试验确定
• 禁止向溜筒内混凝土加水

5）混凝土泵输送

• 最大集料粒径不应大于导管直径的1/3
• 泵送前用水泥净浆或水泥砂浆润滑内壁
• 间歇时间超过45min应及时清除并清洗

2.2 选择原则

• 混凝土自由下落高度不宜大于2m，超过时需采取缓降措施
• 不同级配或强度等级混凝土同时运输时，应设置明显区分标志
• 因故停歇导致混凝土产生初凝、无法振捣、雨水淋湿严重、含有冻块等情况，应按不合格料处理

三.混凝土的浇筑与养护

3.1 浇筑前的准备作业

1）基础面处理

• 砂砾地基：清除杂物，浇筑10～20cm低强度等级混凝土垫层
• 土基：先铺碎石，盖上湿砂，压实后浇筑
• 岩基：清除松软岩石，高压水枪冲洗，质检合格后开仓

2）施工缝处理

• 采用高压水枪、风砂枪、风镐等方法清除老混凝土表面乳皮
• 高压水冲毛在浇筑后5～20h进行；风砂枪冲毛在浇后一两天进行

3.2 入仓铺料方法

三种主要方法：

• 平铺法：全仓面铺满一层振捣密实后，再铺筑下一层
• 台阶法：从短边一端向另一端铺料，逐层推进形成台阶
• 斜层浇筑法：从一端向另一端推进，坡度不超过10°，浇筑块高度限制在1.5m左右

3.3 平仓振捣

振捣是保证混凝土密实的关键工序：

• 振点均匀排列（正方形排列或三角形排列）
• 振捣器插入下层混凝土5～10cm
• 离模板距离不大于20cm
• 相邻插入点间距不应大于振捣器作用半径R的1.5～1.75倍
• 每个插点振捣时间20～30s

混凝土振实的判断标准：表层不再显著下沉、不再出现气泡、表面出现一层薄而均匀的水泥浆。

停止浇筑的情况：混凝土初凝且超过允许面积；平均浇筑温度超过允许值且1h内无法调整。

应予挖除的情况：错用配料单、计量失控、拌合物不均匀、低等级混凝土混入高等级部位、已初凝的混凝土料、长时间不凝固的料。

3.4 混凝土养护

根据《水工混凝土施工规范》SL677—2014：

• 塑性混凝土在浇筑后6～18h内开始洒水养护
• 低塑性混凝土在浇筑后立即喷雾养护
• 养护时间不宜少于28d，特殊部位宜延长

养护方法包括洒水养护（人工洒水、自流养护、机具喷洒）、覆盖养护和化学剂养护。

四.混凝土温度控制

4.1 混凝土裂缝分类

大体积混凝土温度裂缝分为四类：

• 细微裂缝：缝宽δ≤0.1mm，缝深h≤30cm
• 表面裂缝：缝宽δ≤0.2mm，缝深h≤1m
• 深层裂缝：缝宽δ≤0.4mm，缝深h=1～5m
• 贯穿裂缝：从基础向上开裂且平面贯通全仓，危害最大

4.2 主要温控措施

1）总体要求

• 常态混凝土基础约束区浇筑层厚度1.5～2.0m，以上部位1.5～3.0m
• 浇筑层间歇期5～7d
• 碾压混凝土宜薄层浇筑连续上升

2）原材料温度控制

• 水泥入罐温度不宜高于65℃
• 细集料表面含水率不宜超过6%
• 堆料厚度不小于6m

3）生产过程温度控制

• 粗集料可采用风冷、浸水、喷淋冷水等预冷措施
• 常态混凝土加冰率不宜超过总水量的70%，碾压混凝土不超过50%
• 高温季节宜利用早晚、夜间气温较低时段浇筑

4）浇筑后温度控制

• 温度回升值不宜超过5℃，浇筑温度不宜大于28℃
• 可采用冷却水管通水冷却、表面流水冷却、表面蓄水降温等措施
• 坝高大于200m时宜采用自动调节冷却控制方法

5）通水冷却

• 分初期、中期、后期三期通水冷却
• 冷却水管流向变换间隔时间12h或24h

4.3 温度监测要求

• 原材料温度每4h测量1次，低温季节加密至1h
• 出机口温度每4h测量1次，低温季节加密至2h
• 测温仪器误差为±0.3℃
• 基础约束区每1～2个浇筑层布置1个测温点

总结

混凝土的生产与浇筑是水利水电工程施工的核心环节，涉及拌合设备选型、运输方案确定、浇筑工艺控制和温度裂缝防治四大关键技术。拌合设备应根据工程规模合理选型，运输方案需综合考虑运距和混凝土性能保持，浇筑过程要严格控制铺料间隔时间和振捣质量，大体积混凝土尤其要做好从原材料到浇筑后的全过程温度控制，防止温度裂缝发生。