混凝土是现代建筑的基础材料。混凝土的质量直接影响建筑物的安全。我们经常看到楼房、桥梁、道路。这些都需要混凝土。混凝土的制作并不复杂。水泥、沙子、石子和水按比例混合。比例很重要。水泥太少,混凝土强度不够。水泥太多,混凝土容易开裂。水的作用是让水泥发生化学反应。水太多,混凝土会变稀,强度下降。水太少,混凝土难以搅拌和浇筑。
工地上需要大量混凝土。现场搅拌混凝土有时不均匀。现在很多城市使用商品混凝土。商品混凝土在专门的工厂生产。工厂有精确的称量设备。各种材料的比例控制得很准确。搅拌也比工地更均匀。混凝土搅拌车把混凝土运到工地。运输时间不能太长。时间太长混凝土会开始变硬。夏天温度高,混凝土硬化快。冬天温度低,硬化慢。施工人员需要掌握好时间。
浇筑混凝土前要支好模板。模板决定混凝土的形状。模板必须牢固。浇筑时混凝土产生压力。模板不牢会变形跑模。钢筋要预先绑扎好。钢筋放在模板里面。混凝土包裹住钢筋。钢筋承受拉力。混凝土承受压力。两者结合很好。浇筑混凝土要从一个方向开始。不能这里浇一点那里浇一点。要连续浇筑减少接缝。混凝土倒入模板要用振动棒振捣。振捣排出混凝土里的气泡。气泡让混凝土不密实。振捣不够的地方容易出问题。楼板或墙面以后可能开裂渗水。
混凝土浇筑后开始硬化。硬化是一个过程。刚开始混凝土是塑性的。慢慢失去流动性,变成固体。这个过程叫凝结。凝结后强度慢慢增长。头几天强度增长最快。七天能达到很大强度。二十八天强度基本稳定。这叫做混凝土的标养强度。我们说的C30、C40就是指这个强度。养护非常关键。浇筑完的混凝土需要保持湿润。太阳暴晒会让表面水分蒸发太快。表面干缩,里面还湿,就会开裂。我们要覆盖塑料布或草帘子。定期洒水。冬天还要防冻。水结冰体积膨胀。混凝土内部结构会被破坏。北方冬季施工要加防冻剂,或者给混凝土保温。
混凝土会开裂。裂缝有很多种。塑性裂缝发生在浇筑后不久。混凝土表面失水太快产生收缩裂缝。温度裂缝是因为水泥水化产生热量。大体积混凝土内部温度很高。外面冷却快,内外温差大,热胀冷缩导致裂缝。受力裂缝是建筑物承重后产生的。钢筋配置不足或混凝土强度不够会导致这种裂缝。裂缝影响美观,更影响安全。裂缝宽了,水汽进去锈蚀钢筋。钢筋锈蚀膨胀,混凝土剥落。结构承载能力下降。我们要控制裂缝。选择合格的材料。设计合理的配筋。施工中严格按规范操作。做好养护工作。对于已经出现的裂缝,要进行处理。细小裂缝可以注入化学浆液封闭。较大裂缝需要专业加固。
钢筋是混凝土的骨架。工地用的钢筋主要是螺纹钢。表面有凸起的纹路。纹路增加和混凝土的握裹力。钢筋的强度不同。分为一级钢、二级钢、三级钢。数字越高强度越大。钢筋使用前要检查。不能有锈蚀。锈蚀严重的钢筋要除锈。钢筋的加工包括调直、切断、弯曲。按设计图纸做成各种形状。然后绑扎在一起。绑扎用铁丝。关键节点要绑扎牢固。柱子、梁的接头位置很重要。这些地方受力大。钢筋的锚固长度要足够。钢筋端部要弯钩。保证和混凝土牢牢锚在一起。保护层是钢筋外表面到混凝土表面的距离。保护层太薄,钢筋容易锈蚀。保护层太厚,构件有效高度减小,影响承重。需要用塑料垫块或水泥块垫起来。
模板工程是为混凝土成型。模板材料有木模、钢模、塑料模。木模板重量轻,加工方便。但周转次数少,容易变形。钢模板强度高,表面平整,能多次使用。但重量大,安装需要机械。现在常用覆膜木胶合板。表面光滑,浇出的混凝土平整。模板支撑系统更重要。用钢管和扣件搭设脚手架。立杆承受竖向重量。横杆和剪刀撑保证稳定。计算支撑间距很关键。楼板混凝土有重量。浇筑时还有施工荷载。支撑不够,模板下沉。楼板会变形,甚至塌塌。拆模时间要掌握。强度不够就拆,混凝土会受伤。梁板底模拆除要等强度达到规定值。侧模可以早点拆。拆模后要检查混凝土外观。有蜂窝麻面要及时修补。
地基是建筑物的根本。盖房子先要处理地基。土质不一样。有的地方土质坚硬。有的地方是软土。软土承载力低。房子会下沉。不均匀下沉很危险。墙体开裂,房屋倾斜。处理软地基的方法很多。可以换填。挖掉软土,填入好土、砂石或灰土。可以打桩。桩穿过软土层,把重量传到深部硬土层。预制桩用机器打入地下。灌注桩是先钻孔,再放钢筋笼,浇混凝土。还有搅拌桩。用机械把水泥浆和软土搅拌在一起。形成的水泥土桩能提高地基强度。地基处理完要做检测。做静载试验,压重物看沉降多少。合格后才能进行基础施工。
基础类型有很多。平房常用条形基础。像一条带子承重墙体。楼房多用筏板基础。整块厚混凝土板像筏子一样托住整个建筑。桩基础上面做承台。承台把柱子或墙的重量分配给下面的桩。基础要埋在地下一定深度。这个深度叫埋深。太浅了不好。地面植物根系、冻胀会影响基础。埋深要达到稳定的土层。基础施工要防水。地下水会侵蚀混凝土。基础四周要做防水层。基坑开挖要注意安全。土壁要放坡或加支撑。防止土方坍塌伤到工人。
施工安全是第一位的。工地危险多。高空坠落。物体打击。触电。机械伤害。进入工地要戴安全帽。高空作业要系安全带。安全带要高挂低用。脚手架要满铺脚手板。设置安全网。预留洞口要加盖板或设围栏。楼梯口、电梯井要防护。临时用电要规范。电线不能乱拉。用电设备要接地。开关箱要配漏电保护器。起重机作业有专人指挥。吊物下不能站人。安全培训要经常进行。工人要知道危险在哪里。怎么保护自己。安全不是为了应付检查。安全是为了每个人的生命。
一栋楼的建设步骤很多。先规划设计。设计师画出图纸。图纸包括建筑图、结构图、水电图。施工人员看懂图纸。然后场地平整。测量放线。确定建筑物的位置。挖基坑。做地基处理。浇筑基础。回填土。接着主体施工。一层层向上。砌墙或浇混凝土柱子、梁、板。主体封顶。安装门窗。做屋面防水。室内外装修。墙面抹灰。贴瓷砖或刷涂料。安装水电管线。安装卫生洁具、灯具。最后清理现场,竣工验收。
土木工程是实在的学问。它关系到每个人的居住和出行。材料要合格。设计要合理。施工要精心。每一步都得认真。一砖一瓦,一梁一柱,都承载着安全。学习这些知识很有用。能把想法变成现实。看到自己参与建设的楼房桥梁,心里很踏实。这份工作辛苦,但是有价值。它让我们的城市更好,让人们的生活更安全方便。我们不断学习新方法,使用新材料,提高工程质量。这是土木工程的意义。