CN108086682A - 多层楼板能同时施工的混凝土结构、材料与工法 - Google Patents

多层楼板能同时施工的混凝土结构、材料与工法 Download PDF

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Abstract

多层楼板能同时施工的混凝土结构、材料与工法属土木建筑与城建交通工程领域。现场预制9m或12m长的钢骨钢筋混凝土柱子,柱上每隔3m处留下75cm长的联接口与梁联接,在梁上安放楼板；每根柱上可联接3层或4层梁板，5根柱子接高,可建造20层楼.底层及2层柱子,使用C120的混凝土；楼板及梁分别使用C30及C40轻骨料混凝土；柱与基础、柱与柱及柱与梁联接处分别采用M1及M2高强度、自密实、微膨胀砂浆。本发明采用现场预制与现浇结合的施工方法,轻骨料混凝土的楼层比普通混凝土降低重量1/3。结构的抗震性能好；可同时浇筑3层或4层楼的混凝土,施工速度快；施工中不用搭脚手架,不用安装塔式吊车,降低了成本。

Description

多层楼板能同时施工的混凝土结构、材料与工法
技术领域
本发明涉及一种新型混凝土结构体系，在施工现场，先把预制柱子安装起来，然后在柱子上安装梁及楼板的模板，每根柱子上可联接3层或4层模板，绑扎梁及楼板的钢筋后；然后三层(或四层)楼板可同时浇筑混凝土。也可以分开一层一层的浇筑.是一种新结构、新材料及新工法。属土木建筑与城建交通工程领域.
背景技术
当前我国的钢筋混凝土结构体系，施工的速度，最快是3天一层；装配式的混凝土结构体系，也需要3-7天吊装一层.施工时间长，设备投入与劳力投入均很大，成本高。
本发明涉及一种用预制钢筋混凝土柱(一般在工地现场预制)，在钢筋混凝土基础上安装完成后；再用已安装好的柱子作为骨架，安装梁及楼板的模板；3m一层，9m高柱子,可安装三个楼层的梁及楼板的模板(12m高柱子安装四个楼层).在模板上绑扎钢筋后，直接浇筑梁及楼板的混凝土。可同时三层(四层)一起浇筑混凝土，也可分开一层一层浇筑混凝土。一天即可完成三个(四个)楼层的混凝土施工浇筑。施工人员可直接在楼板的模板上操作，不需要另搭脚手架，也不需要大型塔式起重机，只搭建一个井架运输设备即可。每根柱子的高度范围内,梁及楼板施工完成后,继续接上另一根9m高(或 12m高)的柱子,又可重复上述工序。可连接5根9m(或12m)高的柱子,建造 20层以上的高楼.房屋结构整体性好、刚性高、抗震性能好；建造速度快；成本低.
发明内容
本发明的目的是提出一种新结构体系，在施工现场安装起来的钢筋混凝土柱,能同时支撑三层(或四层)梁及楼板的模板.混凝土施工时,可同时浇筑三层(或四层)梁及楼板的混凝土.是－种新材料及施工的新工法。本方法研发了强度等级C60,C80,C100,及C120的自密实自养护混凝土；在工程施工现场生产预制柱,采用太阳能养护,1天龄期脱模,3天龄期吊装.研发了C30,C40轻骨料自密实自养护混凝土,分别浇筑梁及楼板结构.然后用塑料布盖上自养护.一天内可同时进行和完成三层(或四层)梁及楼板的混凝土施工.继续连接上层柱子和安装模板,进行相同的施工循环..
本发明的能同时浇筑三层或四层楼板的混凝土结构、材料及施工工法, 包括以下步骤:
(1)配制柱子用的强度等级C60,C80,C100,及C120的自密实自养护混凝土。混凝土各组分的质量比为：
水泥 1
硅粉 (0.12-0.15)
微珠 (0.1-0.16)
超细矿粉(比表面积800-1000m2/kg) (0.05-0.10)
矿粉(比表面400-600m2/kg) (0.05-0.10)
粉煤灰(比表面350-400m2/kg) (0.05-0.10)
天然沸石粉(比表面400-600m2/kg) (0.04-0.10)
砂(中砂,河砂或水洗海砂) (1.2-2.8)
碎石1(粒径5-10mm) (0.2-1.2)
碎石2(粒径10-20mm) (0.1-2.8)
水 (0.55-0.20)
减水剂(含固量40％) (0.012-0.025)
保塑粉 (0.015-0.025)
保塑粉的组成如下:
天然沸石粉:减水剂(含固量40％)＝(0.9-1.2):(0.3-0.6)
聚丙烯纤维 外掺(1-2kg/m3)
(2)配制梁及楼板用的强度等级C40及C30轻骨料自密实自养护混凝土.混凝土各组分的质量比为：
水泥 1
硅粉 (0.1-0.15)
微珠 (0.15-0.2)
矿粉(比表面400-600m2/kg) (0.2-0.3)
粉煤灰(比表面350-400m2/kg) (0.10-0.2)
天然沸石粉(比表面400-600m2/kg) (0.01-0.02)
砂(中砂,河砂或水洗海砂) (2.0-2.2)
陶粒(粒径5-10mm) (0.9-1.0)
水 (0.40-0.45)
减水剂(固体含量40％) (0.012-0.025)
保塑粉(0.015-0.025)保塑粉的组成如下:
天然沸石粉:减水剂(含固量40％)＝(1.0-1.2):(0.5-0.7)
聚丙烯纤维 外掺(1-1.5kg/m3)
(3)配制构件联接处节点用的高强度、自密实、微膨胀砂浆
柱与柱、柱与基础及梁与柱联接处浇灌高强度、自密实、微膨胀砂浆，该砂浆各组分的质量比为：
水泥 1
硅粉 (0.1-0.15)
UEA膨胀剂 (0.1-0.12)
矿粉(比表面400-600m2/kg) (0.2-0.3)
微珠 (0.1-0.2)
天然沸石粉(比表面400-600m2/kg) (0.01-0.20)
砂(细度模数2.6-2.8) (1.2-1.5)
水 (0.45-0.40)
减水剂 (0.022-0.025)
(4)在施工现场预制钢骨钢筋混凝土柱
.钢骨钢筋混凝土柱的构造如图1所示:高强或超高强的自密实自养护混凝土柱是本发明专利的关键技术。每根柱子内部都有一根连通的工字型钢，外包钢筋混凝土，称为钢骨钢筋混凝土。柱上预留3-4处与梁的联接口,使梁与柱的钢筋联接.梁与柱联接安装完成后,在联接处浇筑高强度、自密实、微膨胀砂浆.
首层及2层柱,用C120强度等级混凝土；3层柱用C 100强度等级混凝土；4层柱用C80强度等级混凝土；5层柱用C60强度等级的混凝土.浇筑混凝土后,修饰表面,盖上塑料薄膜,罩上活动式太阳能养护棚，次日即可脱模安装.活动式太阳能养护棚如图2所示:
(5)浇筑混凝土基础,预埋柱子联接件及安装首层柱
基础混凝土与普通结构采用的相同,为C30强度等级普通混凝土. 在浇筑基础混凝土时，根据设计布局，埋设与柱子联接件，如图3所示.基础的混凝土施工完成后，安装首层柱。柱子端部钢板与基础埋设联接件钢板重合，表示柱子对中垂直，再用红外光谱技术校正。然后绑扎联接钢筋，安装接点模板，浇筑高强度、自密实、微膨胀砂浆。
(6)柱子和梁及楼板的联接
柱子安装好以后,在柱子预留与梁联接口,在同一水平面上要联接四根梁,梁和柱子的联接后钢筋布置如图4所示。
梁及楼板的联接,楼板为四边支承板支承在梁上.与一般结构相同。
梁及楼板的模板及绑扎钢筋完成后,浇筑梁及楼板的混凝土.梁及楼板分别釆用C40及C30的轻骨料自密实自养护混凝土。
(7)柱子升高的联接
每根柱子9m或12m高,安放三层或四层梁及楼板,浇筑混凝土后,再接上一根9m或12m高柱子；柱子与柱子联接处参考图1(c),有预埋钢板对接，及两根柱子伸出的钢筋联接.并用远红外技术定位对中；保证在同一中心线上.然后绑扎联接处钢筋,支模,在接头处灌注高强度、自密实、微膨胀砂浆。
再循环上述楼板与梁的施工；
本发明的特点及有益的效果
本发明是一种混凝土结构的建筑多层或高层体系。利用工程现场预制的高強度钢骨钢筋混凝土柱，承受梁及楼板传来的荷载。每根柱子高度的范围内，安装3-4个楼层；混凝土施工时，可一层一层的施工；也可以3-4层梁板安装好以后，同时浇筑梁板的混凝土。速度快.而且不用大型的吊装设备,也不需外搭脚手架；施工人员在安装好的楼板模板上施工,安全稳当.工程所用的混凝土均为自密实自养护混凝土,毋需振动,无噪音,不扰民.省力化、省能源、省资源；成本低廉.
附图说明
图1柱子构造图
(a)钢骨钢筋混凝土柱的构造
(b)柱子与梁联接处断面 (c)柱子顶部视图
图2活动式太阳能养护棚
图3首层柱的联接与安装
(a)埋设与柱子的联接件 (b)柱子与基础联接端部
图4柱子与梁的联接与配筋
(a)柱子与4根梁在相同－個水平面上的联接
(b)柱子与梁联接视图
1-1视图为柱子与左右两边梁的联接
2-2视图为柱子与前面与后面梁的联接
具体实施方式
以下介绍本发明的实施例.
实施例1在工地施工现场，预制钢骨钢筋混凝土柱
钢骨钢筋混凝土柱的构造是本发明的特点.柱子预留与梁的联接口，每根柱子高度范围内可同时组装3-4层梁板；每层梁板可同时施工或分层施工。长9m,或12m的柱子，一端与基础联接，另一端与柱子联接；或者两端都与柱子联接。在柱子沿长3m,6m，9m处，预留口与梁联接.首层预制的高強度钢骨钢筋混凝土柱和其他层的断面大小一样，但混凝土强度等级不同。首层柱子采用了C120混凝土.不同层次柱子，采用不同强度等级混凝土的组成材料如表1-1.钢骨钢筋混凝土柱的配筋与型钢构造参阅图1。
表1-1钢筋混凝土柱用的自密实自养护混凝土
保塑粉组成中，天然沸石粉代号NZ,减水剂代号Ag。微珠是从粉煤灰分选出来的超细灰，市场上有售，粒径为微米级。
本发明研发的不同强度等级的混凝土,均具有自密实自养护等功能.
浇筑入模板后,表面整平,用塑料膜盖上,再用移动式太阳能养护棚盖上(参阅图2)，24小时脱模，可满足构件吊装对强度要求.
实施例2首层混凝土结构的施工
本发明的首层混凝土结构的施工，除了与一般建筑结构的地基相同外，还要埋设与柱子的联接件。联接件承受柱子传来的外力，并将荷载传给地基外，还要便于安装柱子，保证对中垂直的要求。
(1)浇筑混凝土基础及埋设与柱子的联接件
钢筋混凝土结构物的地基处理后,浇筑垫层及面层混凝土，结构层数较少,采用条形基础；如结构的层数较多,采用整片的钢筋混凝土基础，这与普通钢筋混凝土结构施土相同。但要按设计在地基混凝土中，预埋与柱子的联接件，而且便于施工对中。参阅图3(a)。
(2)安装柱子
将预制柱与基础预埋钢筋联接，使柱子端部钢板与基础预埋钢筋联接件钢板对接，保证柱子垂直(参阅图3)。然后安装联接处模板，浇筑接头高强度、自密实、微膨胀砂浆(照片-1)。砂浆的组成如表1-2所示.
表1-2微膨胀、自密实砂浆
组成材料 M1 M2
水泥 1(500kg/m3) 1(450kg/m3)
硅粉 0.15 0.10
UEA膨胀剂 0.12 0.10
矿粉 0.20 0.30
微珠 0.20 0.10
天然沸石粉 0.02 0.01
砂 1.20 1.50
水 0.40 0.45
减水剂 0.025 0.022
注:柱与柱接头用M1微膨胀、自密实砂浆
梁与柱接头用M2微膨胀、自密实砂浆
实施例3混凝土结构楼层的施工
本发明的混凝土结构楼层施工的关键技术是柱子与梁的联接。在柱子预留的联接点处,同－水平面上，与四根梁相接，参阅图4。
在每根柱子的高度范围内，可安装3层(9m高的柱)或4层(12m高的柱)梁及楼板的模板.梁与柱子联接处的钢筋绑扎后,安装接头处模板。用表1-2的M2砂浆浇灌接头.然后绑扎梁及楼板的钢筋(参阅照片2)。梁及楼板的混凝土配比如表2-1.
表2-1梁与楼板的混凝土配比(C30,C40轻骨料混凝土)
组成材料 C30(36-38MPa) C40(49-48MPa)
水泥 1(300kg) 1(350kg)
硅粉 0.1 0.15
微珠 0.15 0.20
矿粉 0.20 0.30
粉煤灰 0.20 0.10
NZ粉 0.010 0.02
聚丙烯纤维 1.0kg/m3 1.5kg/m3
砂(中砂) 2.0 1.9
陶粒 0.9 0.8
水 0.45 0.40
减水剂 0.020 0.025
保塑粉 0.025(组成:NZ1.0:Ag0.5) 0.015(组成:NZ1.1:Ag0.7)
保塑粉组成中，天然沸石粉代号NZ,减水剂代号Ag.
实施例4三个(或四个)楼层同时施工的新工法
在每根9m或12m高的柱子内,联接安装3个或4个楼层的模板,模板安装完成后，用表1-2的M2砂浆,浇灌接头.次日即可绑扎钢筋.3个(或四个)楼层的混凝土同时施工浇筑.1天内可以完成。创下了混凝土结构施工速度的最新记录.照片-3为利用塔架在柱子上安装了3个楼层的模板,然后浇筑了这三层楼的梁板的混凝土,仅用了一天时间.梁与楼板的混凝土等级均为C40及C30轻骨料混凝土
实例5.柱子接高与新接柱子的3层或4梁板的施工
本发明在每一根柱子的高度范围内,安装三层(或四层)梁板；当该柱子高度内的梁板施工完成后,继续接高柱子.柱子内的工字钢端部都焊接一块钢板,接高的柱子端钢板与已立起柱端钢板对接重合,表示两根柱子的中线重合,再用红外光谱技术调整,使接高新接柱子与原柱子完全垂直.(参阅图片4)在该柱子高度内安装三层(或四层)梁板,重复前作的施工工序.
各楼层的梁与楼板用的混凝土等级与实例2相同.首根柱及第二根柱的混凝土强度等级相同,均为C120；第三根柱的混凝土强度等级为C100；第四根柱的混凝土强度等级为C80；第五根柱的混凝土强度等级为C60。
现在混凝土柱的强度均较低，一般在C60以下，本项工程柱子渑凝土强度低层及二层用C120混凝土，而第4、5层用C80及C60混凝土，使首层及二房柱与后面接高的柱断面一致，但承载力高！轻骨料混凝土楼板及梁可降低重量1/4；而且免振自密实一成型，不用浇水养护的自养护混凝土省力化、省资源与省能源。

Claims (5)

1.多层楼板能同时施工的混凝土的工法,其特征在于:在施工现场预制钢骨钢筋混凝土柱,柱子内部安放工字型钢,外包钢筋配筋,并在柱子上每隔3m处预留与梁的联接口,每根柱高9m或12m,与梁有3或4个联接口；也即每根柱高范围内,联接3或4层楼板；这些楼层的梁板同时施工,或分开逐层施工；施工完成后,再接高另一根9m或12m高的柱子,然后又在该柱子高度内安装3或4层梁板；如此循环,最多能接高5根柱子的高度,建造20层高的钢筋混凝土大楼；
首层及2层柱,用C120强度等级混凝土；3层柱用C100强度等级混凝土；4层柱用C80强度等级混凝土；5层柱用C60强度等级的混凝土；浇筑混凝土后,养护；
具体包括以下步骤：
1)浇筑混凝土基础,预埋柱子联接件及安装首层柱
基础混凝土采用为C30强度等级普通混凝土；在浇筑基础混凝土时，埋设与柱子联接件，基础的混凝土施工完成后，安装首层柱。首层柱柱子端部钢板与基础埋设联接件钢板重合，表示柱子对中垂直，再用红外光谱技术校正。然后绑扎联接钢筋，安装接点模板，浇筑砂浆。
2)柱子和梁及楼板的联接
柱子安装好以后,在柱子预留与梁联接处,在同一水平面上要联接四根梁；梁及楼板的联接,楼板为四边支承板支承在梁上；
梁及楼板的模板及绑扎钢筋完成后,浇筑梁及楼板的混凝土.梁及楼板分别釆用C40及C30的轻骨料自密实自养护混凝土；
每根柱子9m或12m高,安放三层或四层梁及楼板,浇筑混凝土后,再接上一根9m或12m高柱子；柱子与柱子联接处有预埋钢板对接，及两根柱子伸出的钢筋联接.并用远红外技术定位对中；保证在同一中心线上；然后绑扎联接处钢筋,支模,在接头处灌注砂浆。
3)再循环上述楼板与梁的施工。
2.根据权利要求1所述的工法，其特征在于：
柱子用的强度等级C60,C80,C100,及C120的自密实自养护混凝土各组分的质量比为：
水泥 1
硅粉 (0.12-0.15)
微珠 (0.1-0.16)
比表面积800-1000m2/kg的超细矿粉 (0.05-0.10)
比表面积400-600m2/kg的矿粉 (0.05-0.10)
比表面积350-400m2/kg的粉煤灰 (0.05-0.10)
比表面积400-600m2/kg的天然沸石粉 (0.04-0.10)
砂 (1.2-2.8)
粒径5-10mm的碎石1 (0.2-1.2)
粒径10-20mm的碎石2 (0.1-2.8)
水 (0.5-0.20)
减水剂 (0.012-0.025)
保塑粉 (0.015-0.025)。
3.根据权利要求1所述的工法，其特征在于：
梁及楼板用的强度等级C40及C30轻骨料自密实自养护混凝土.混凝土各组分的质量比为：
水泥 1
硅粉 (0.1-0.15)
微珠 (0.15-0.2)
比表面积400-600m2/kg的矿粉 (0.2-0.3)
比表面积350-400m2/kg的粉煤灰 (0.10-0.2)
比表面积400-600m2/kg的天然沸石粉 (0.01-0.02)
砂(2.0-2.2)
粒径5-10mm的陶粒 (0.9-1.0)
水 (0.40-0.55)
减水剂 (0.012-0.025)
保塑粉 (0.015-0.025)。
4.根据权利要求1所述的工法，其特征在于：
柱与柱、柱与基础及梁与柱联接处浇灌砂浆，该砂浆各组分的质量比为：
水泥 1
硅粉 (0.1-0.15)
UEA膨胀剂 (0.1-0.12)
比表面积350-400m2/kg的矿粉 (0.2-0.3)
微珠 (0.1-0.2)
比表面积350-400m2/kg的天然沸石粉 (0.01-0.02)
细度模数2.6-2.8的砂 (1.2-1.5)
水 (0.45-0.40)
减水剂 (0.022-0.025)。
5.应用如权利要求1-4任意一项所述工法所制备的结构。
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