铁路客运专线高性能混凝土施工质量控制
- 1. 铁路客运专线高性能混凝土施工质量控制要点一．原材料 １水泥 水泥宜选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，混合材宜为矿渣或粉煤灰。有耐硫酸盐侵蚀要求的混凝土也可选用中抗硫酸盐硅酸盐水泥或高抗硫酸盐硅酸盐水泥。不宜使用早强水泥。 1.1碱含量 ①水泥碱含量≤0.80%; ②当骨料具有碱—硅酸反应活性时，水泥的碱含量不应超过0.60%; ③C40及以上混凝土用水泥的碱含量不宜超过0.60%。
- 2. 1.2熟料中C3A含量 ①一般规定:≤8%，氯盐环境下≤10% ; ②梁体:水泥熟料中C3A含量不应大于8％，在强腐蚀环境下不应大于5％； 2.掺合料 矿物掺合料应选用品质稳定的产品。矿物掺合料的品种宜为粉煤灰、磨细粉煤灰、矿渣粉或硅灰。 3.细骨料 细骨料应选用级配合理、质地均匀坚固、吸水率低、空隙率小的洁净天然中粗河砂，也可选用专门机组生产的人工砂。不宜使用山砂。不得使用海砂。梁体必须使用天然河砂；
- 3. 3.1细骨料有害物质含量： 项目质量指标＜C30C30～C45≥C50含泥量，%≤3.0≤2.5≤2.0泥块含量，%≤0.5云母含量，%≤0.5轻物质含量，%≤0.5氯离子含量，%＜0.02硫化物及硫酸盐含量（折算成SO3），%≤0.5有机物含量（用比色法试验）颜色不应深于标准色，如深于标准色，则应按水泥胶砂强度试验方法进行强度对比试验，抗压强度比不应低于0.95。
- 4. 3.2细骨料吸水率： 细骨料的吸水率应不大于2％ 。 4.粗骨料 4.1粗骨料应选用级配合理、粒形良好、质地均匀坚固、线胀系数小的洁净碎石，也可采用碎卵石，不宜采用砂岩碎石。梁体：粗骨料应为坚硬耐久的碎石。 4.2粗骨料应采用二级或多级级配，其松散堆积密度应大于1500kg/m3，紧密空隙率宜小于40%，吸水率应小于2%（用于干湿交替或冻融循环下的混凝土应小于1%） 4.3当粗骨料为碎石时，碎石的强度用岩石抗压强度表示，且岩石抗压强度与混凝土强度等级之比不应小于1.5（卵石根据岩石种类参照有关规定）。 梁体规定：碎石母岩抗压强度与梁体混凝土设计强度之比应大于2， 施工过程中可按压碎指标进行控制。
- 5. 4.4粗骨料坚固性指标： 4.5粗骨料的有害物质含量% 结构类型混凝土结构预应力混凝土结构质量损失率，%≤8≤5项目 强度等级＜C30C30～C45≥C50含泥量，%≤1.0≤1.0≤0.5泥块含量，%≤0.25针、片状颗粒总含量，%≤10≤10≤8（梁≤5）硫化物及硫酸盐含量（折算成SO3），%≤0.5氯离子含量，%＜0.02碎卵石中有机质含量（用比色法试验）颜色不应深于标准色。当深于标准色时，应配制成混凝土进行强度对比试验，抗压强度比不应小于0.95。
- 6. 5.骨料的碱活性 5.1细骨料碱活性 细骨料的碱活性应采用砂浆棒法进行检验，且细骨料的砂浆棒膨胀率应小于0.10%，否则应采取抑制碱—骨料反应的技术措施。 5.2粗骨料的碱活性应首先采用岩相法检验。若粗骨料含有碱—硅酸反应活性矿物，其砂浆棒膨胀率应小于0.10%，否则应采取抑制碱—骨料反应的技术措施。不得使用具有碱—碳酸盐反应活性的骨料。 5.3抑制碱—骨料反应的有关规定及技术措施 ①骨料的碱—硅酸反应砂浆棒膨胀率或碱—碳酸盐反应岩石柱膨胀率应小于0.10%； ②当骨料的碱—硅酸反应砂浆棒膨胀率在0.10～0.20%时，混凝土的碱含量应满足规定；当骨料的砂浆棒膨胀率在0.20～0.30%时，除了混凝土的碱含量应满足规定外，还应在混凝土中掺加具有明显抑制效能的矿物掺合料和复合外加剂，并应进行抑制效能试验。
- 7. ③梁体:应优先采用非活性骨料。选用的骨料在试生产前应进行碱活性试验；当所采用骨料的碱-硅酸反应膨胀率在0.10～0.2％时，混凝土中的总碱含量不应超过3.0kg/m3，且应按《客运专线高性能混凝土暂行技术条件》的要求进行掺和料和复合外加剂抑制混凝土碱-骨料反应有效性评价。 6.外加剂 外加剂应采用减水率高、坍落度损失小、适量引气、能明显提高混凝土耐久性且质量稳定的产品。外加剂与水泥之间应有良好的相容性。外加剂须经铁道部鉴定或评审，并经铁道部产品质量监督检验中心检验合格 混凝土最大碱含量（kg/m3） 使用年限级别一（100年）二（60年）三（30年）环境条件干燥环境3.53.53.5潮湿环境3.03.03.0含碱环境*3.03.0注*号表示混凝土必须换用非碱活性骨料。
- 8. 6.1 外加剂的性能 序号项 目指 标备注1水泥净浆流动度，mm≥2402硫酸钠含量，%≤10.03氯离子含量，%≤0.24碱含量(Na2O+0.658K2O),%≤10.05减水率，%≥206含气量，%≥3.0用于配制非抗冻混凝土时≥4.5用于配制抗冻混凝土时7坍落度保留值，mm30min≥180用于泵送混凝土时60min≥150用于泵送混凝土时8常压泌水率比，%≤209压力泌水率比，%≤90用于泵送混凝土时10抗压强度比，%3d≥1307d≥12528d≥12011对钢筋锈蚀作用无锈蚀12收缩率比，%≤135 13相对耐久性指标，%，200次≥80
- 9. 二.高性能混凝土的施工 1.施工前的准备和配合比的选定 关于配合比选定和施工前的准备问题,前面老师已经介绍的很详细了,在这里重点强调配合比备选问题. 当出现下列情况时应重新进行配合比选定工作. ①原材料的更换 在混凝土施工过程中，如更换水泥、外加剂、矿物掺合料等主要原材料的品种及规格，应重新进行混凝土配合比选定试验，并对试验配合比混凝土的拌合物性能、力学性能和耐久性能进行检验，检验结果应分别满足相关要求。 ②施工环境以及施工工艺的变化 施工环境变化是针对由于季节引起环境温度的变化,单纯依靠采取其他措施不能满足要求,必须对混凝土配合比进行调整时,另外,使用工艺的变化必须对混凝土配合比进行调整时. 在施工过程中不可能避免出现上述问题,如重新进行配合比选定,由于配合比选定周期较长,会造成对施工的影响,因此在施工准备以及配合比选定阶段,应有一定的预判能力.作好配合比的备选工作.
- 10. 2.搅拌 2.1搅拌设备的要求. 应采用卧轴式、行星式或逆流式强制搅拌机搅拌混凝土，采用电子计量系统计量原材料。，称量最大允许偏差应符合下列规定（按重量计）：胶凝材料（水泥、掺合料等）±1%；外加剂±1%；骨料±2%；拌合用水±1%。不能使用自落式搅拌设备和人工计量设备 2.2投料顺序以及搅拌时间的要求 搅拌时，宜先向搅拌机投入细骨料、水泥、矿物掺合料和外加剂，搅拌均匀后，再加入所需用水量，待砂浆充分搅拌后再投入粗骨料，并继续搅拌至均匀为止。上述每一阶段的搅拌时间不宜少于30s，总搅拌时间不宜少于2min，也不宜超过3min。 2.3保证混凝土入模温度的措施 ① 冬季搅拌混凝土前，应先经过热工计算，并经试拌确定水和骨料需要预热的最高温度，以保证混凝土的入模温度。 ②炎热季节搅拌混凝土时，宜采取措施控制水泥的入搅拌机温度不大于40℃。应采取在骨料堆场搭设遮阳棚、采用低温水搅拌混凝土等措施降低混凝土拌合物的温度，或尽可能在傍晚和晚上搅拌混凝土，以保证混凝土的入模温度满足规定
- 11. ③当设计无要求时，混凝土的入模温度宜控制在5～30℃。 3.运输 混凝土宜在搅拌后60min内泵送完毕，且在1/2初凝时间前入泵。全部混凝土应在初凝前浇筑完毕。在交通拥堵和气候炎热等情况下，应采取特殊措施防止混凝土坍落度损失过大。 4.浇筑 4.1混凝土现场控制指标 混凝土入模前，应对拌合站首盘混凝土,采用专用设备测定混凝土的温度、坍落度、含气量、水胶比及泌水率等工作性能；只有拌合物性能符合设计或配合比要求的混凝土方可入模浇筑。在浇筑地点每50m3混凝土取样抽检一次,每班或每一结构部位至少2次. ① 混凝土温度:当设计无要求时，混凝土的入模温度宜控制在5～30℃。 ②坍落度:±20mm; ③含气量 混凝土拌和物的入模含气量应满足设计要求.当设计无具体要求时,含气量应满足如下要求.
- 12. 混凝土含气量要求: 泌水率:不得泌水; 因此,在施工前,应根据相关技术标准,确定不同配合比混凝土的施工过程控制技术参数.提供给质量控制人员. 4.2特殊条件下的混凝土浇筑 特殊条件下的混凝土浇筑包括以下几个方面 ①夏季炎热环境下混凝土浇筑; ②大风干燥环境下混凝土浇筑; ③冬施工条件下混凝土浇筑;(当昼平均温度低于5℃或最低气温低于-3℃) ④大体积混凝土浇筑(构件最小断面尺寸在800mm以上的结构) 环境条件混凝土无抗冻要求混凝土有抗冻要求D1D2，D3D4含气量%≥2.0≥4.0≥5.0≥5.5
- 13. 在进行上述特殊条件下混凝土浇注时,必须进行专门的施工组织设计,并报质量监控部门进行审批.重点审核:配合比设计是否合理;采取措施是否有效可行;配套设施设备是否齐全;质量保证体系是否完备. 5.混凝土振捣. 5.1振捣工艺的基本要求: ①可采用插入式振动棒、附着式平板振捣器、表面平板振捣器等振捣设备振捣混凝土。振捣时应避免碰撞模板、钢筋及预埋件。 ②按事先规定的工艺路线和方式振捣混凝土，应在混凝土浇筑过程中及时将入模的混凝土均匀振捣密实，不得随意加密振点或漏振，每点的振捣时间以表面泛浆或不冒大气泡为准，一般不宜超过30s，避免过振。 ③采用插入式振捣器振捣混凝土时，宜采用垂直点振方式振捣。若需变换振捣棒在混凝土拌合物中的水平位置，应首先竖向缓慢将振捣棒拔出，然后再将振捣棒移至新的位置，不得将振捣棒放在拌合物内平拖，也不得用插入式振捣棒平拖驱赶下料口处堆积的混凝土拌合物。
- 14. 5.2振捣时间对混凝土影响 铁路客运专线高性能混凝土均要求适当引气.目前施工现场普遍采用插入式高频振捣棒进行振捣.高频振捣对硬化混凝土的含气量有很大影响.
- 15. 从上图可以看出,高频振捣对含气量损失取决于两个关键因素 ①高频振捣时间; ②混凝土的坍落度(稠度) 含气量损失对混凝土性能的影响 ①首先，影响硬化混凝土的耐久性;尤其是抗冻性能; ②其次，影响硬化混凝土强度. 在单掺引气剂时，与不掺的基准混凝土相比，水泥用量不变时，每增加1%含气量，28d抗压强度下降2%—3%，水灰不变时，下降4%-6%。不当的振捣造成混凝土中含气量过度损失时，造成施工实体与配合比选定试件间产生较大的强度偏差。 ③另外，造成施工实体混凝土与配合比设计混凝土内部结构发生变化，可能增加混凝土结构开裂的趋势。 因此，应根据具体的配合比，开展相关试验，确定具体的振捣工艺，在满足混凝土振捣密实的基础上，振捣时间越短越好。避免过振的现象发生。
- 16. ６混凝土的养护 ６.１技术条件一般规定 ①混凝土振捣完成后，应及时对混凝土暴露面进行紧密覆盖（可采用蓬布、塑料布等进行覆盖），尽量减少暴露时间，防止表面水分蒸发。 ②混凝土带模养护期间，应采取带模包裹、浇水、喷淋洒水或通蒸汽等措施进行保湿、潮湿养护。 ③混凝土去除表面覆盖物或拆模后，应对混凝土采用蓄水、浇水或覆盖洒水等措施进行潮湿养护。也可在混凝土表面处于潮湿状态时，迅速采用麻布、草帘等材料将暴露面混凝土覆盖或包裹，再用塑料布或帆布等将麻布、草帘等保湿材料包覆（裹）完好。包覆（裹）期间，包覆（裹）物应完好无损，彼此搭接完整，内表面应具有凝结水珠。有条件地段应尽量延长混凝土的包覆（裹）养护时间。 ④在任意养护时间，淋注于混凝土表面的养护水温度低于混凝土表面温度时，二者间温差不得大于15℃
- 17. ⑤ 混凝土养护期间应注意采取保温措施，防止混凝土表面温度受环境因素影响（如曝晒、气温骤降等）而发生剧烈变化。养护期间混凝土的芯部与表层、表层与环境之间的温差不宜超过20℃（截面较为复杂时，不宜超过15℃）。大体积混凝土施工前应制定严格的养护方案，控制混凝土内外温差满足设计要求。 （混凝土表层温度为混凝土内部距混凝土表面10cm处.环境温度指混凝土结构周围大气温度) ⑥混凝土养护期间，应对有代表性的结构进行温度监控，定时测定混凝土芯部温度、表层温度以及环境气温、相对湿度、风速等参数，并根据混凝土温度和环境参数的变化情况及时调整养护制度，严格控制混凝土的内外温差满足要求。 ⑦当昼夜平均气温低于5℃或最低气温低于－3℃时，应按冬季施工处理。 6.2梁体: ①预制梁混凝土可采用蒸汽养护或自然养护。 ②混凝土蒸汽养护分静停、升温、恒温、降温四个阶段。静停期间应保持棚温不低于5℃，灌筑完4h后方可升温，升温速度不得大于10℃/h，恒温养护期间蒸汽温度不宜超过45℃，混凝土芯部温度不宜超过60℃，个别最大不得超过65℃；降温速度不得大于10℃/h。恒温养护时间应根据梁体拆模（放张）强度要求、混凝土配合比及环境等通过试验确定。
- 18. ③ 自然养护时，梁体混凝土应包裹严实，且至少有一层不透水的裹覆层。自然养护时间应根据混凝土强度发展能否满足拆模要求确定。梁体养护期间及撤除保温设施时，应采取措施保证梁体混凝土芯部与表层、表层与环境温差不应超过15℃。 ④当环境温度低于5℃时，预制梁表面宜喷涂养护剂，采取保温措施；禁止对混凝土洒水。 ⑤不同混凝土湿养护的最低期限 混凝土类型水胶比大气潮湿(RH≥50%)， 无风，无阳光直射大气干燥(RH＜50%)， 有风，或阳光直射日平均气温 T（℃）潮湿养护期限（d）日平均气温T（℃）潮湿养护期限（d）胶凝材料中掺有矿物掺合料≥0.455≤T＜10 10≤T＜20 20≤T21 14 105≤T＜10 10≤T＜20 20≤T28 21 14≤0.455≤T＜10 10≤T＜20 20≤T14 10 75≤T＜10 10≤T＜20 20≤T21 14 10胶凝材料中未掺矿物掺合料≥0.455≤T＜10 10≤T＜20 20≤T14 10 75≤T＜10 10≤T＜20 20≤T21 14 10≤0.455≤T＜10 10≤T＜20 20≤T10 7 75≤T＜10 10≤T＜20 20≤T14 10 7
- 19. 6.3梁体混凝土蒸养时静停时间的问题: ① 所谓静停时间,就是指混凝土的预养期,设置预养期的目的是使混凝土具有一定的初期结构强度,借以抵抗外力或温度应力引起混凝土结构的破坏.预养期是不可缺少的,在工艺允许的范围内预养期越长越好. ②客运专线梁体混凝土为引气混凝土(含气量在2%_4%),当静停时间较短时,一方面由于温度剃度以及蒸养加速混凝土水化等因素的存在,本身会对混凝土结构产生一定的不利作用.另一方面引入的气泡在相对较高的温度下会产生膨胀,上浮.从而对混凝土结构产生破坏作用,大大影响到混凝土的耐久性能和力学性能. ③因此,在施工前,应根据具体的配合比(混凝土凝结时间),通过静停时间与混凝土力学性能的关系.结合梁厂的施工工艺与生产周期,确定合理的养护制度.
- 20. 7.拆模 7.1拆模时强度要求 混凝土拆模时的强度应符合设计要求。当设计未提出要求时，应符合下列规定： ①侧模应在混凝土强度达到2.5MPa以上，且其表面及棱角不因拆模而受损时，方可拆除。 ②底模应在混凝土强度符合以下的规定后，方可拆除。 结构类型结构跨度（m）达到混凝土设计强度的百分数（%）板、拱≤2502～875＞8100梁≤875＞8100悬臂梁（板）≤275＞2100
- 21. 7.2拆模时 ①一般情况下，结构或构件芯部混凝土与表层混凝土之间的温差、表层混凝土与环境之间的温差大于20℃（截面较为复杂时，温差大于15℃）时不宜拆模。大风或气温急剧变化时不宜拆模。在寒冷季节，若环境温度低于0℃时不宜拆模。在炎热和大风干燥季节，应采取逐段拆模、边拆边盖的拆模工艺。 ②混凝土在冬季和炎热季节拆模后，若天气产生骤然变化时，应采取适当的保温（寒季）隔热（夏季）措施，防止混凝土产生过大的温差应力。混凝土拆模后可能与流动水接触时，应在混凝土与流动的地表水或地下水接触前采取有效保温保湿养护措施养护14d以上，且确保混凝土获得75%以上的设计强度。养护结束后及时回填。直接与海水或盐渍土接触的混凝土，应保证混凝土在强度达到设计等级以前不受侵蚀。并尽可能推迟新浇混凝土与海水或盐渍土直接接触的龄期，一般不宜小于6周 .
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