1、京沪高速铁路高性能混凝土的若干问题京沪高速铁路高性能混凝土的若干问题一、范围二、引用标准三、术语四、基本规定五、技术要求 混凝土原材料品质指标 混凝土拌和物性能 混凝土力学性能 混凝土耐久性能六、高性能混凝土试验方法 七、高性能混凝土施工控制要点八、高性能混凝土应用实例主要内容一、一、高性能混凝土的特点高性能混凝土的特点据统计:在正常工作条件下,混凝土与预应据统计:在正常工作条件下,混凝土与预应力混凝土结构桥梁从建成到拆除重建的周期力混凝土结构桥梁从建成到拆除重建的周期为为40404545年年高性能混凝土本质上与普通混凝土没有很大差别使用的原材料仍然为水泥、砂、石、外加剂生产工艺过程在宏观上与
2、普通混凝土一致掺加大量活性混合材和专用复合外加剂,养护要求高对施工单位的管理水平要求高许多对普通混凝土不敏感的因素变得敏感了混凝土的发展二、京沪高速铁路高性能混凝土二、京沪高速铁路高性能混凝土应用应用范围范围1.0.1本技术条件适用于京沪高速铁路预应力混凝土梁以及桥梁基础、墩台、承台、涵洞等混凝土结构。1.0.2本技术条件适用的环境类别及其条件特征列于表1.0.2。1.0.3当混凝土结构所处环境类别和条件特征不符合表1.0.2的规定,或当结构处于多种类别环境同时作用时,应参照有关标准另行设计。环境类别环境条件特征一般室外环境一般地区的露天环境、水位变动的环境、饱水环境一般冻融环境寒冷和微冻地区
3、的露天环境、水位变动的环境、饱水环境硫酸盐侵蚀环境石膏地层,水质pH值为7.08.0时,水中SO42-2000mg/L含盐地层,水质pH值为7.59.0时,水中SO42-4000mg/L强透水土层,土中SO42-6000mg/kg弱透水土层,土中SO42-15000mg/kg镁盐侵蚀环境水质pH值为8.010.0时,水中Mg2+7500mg/L氯盐环境干湿交替,水中Cl-5000mg/L长期泡水,水中Cl-20000mg/L潮湿土,土中Cl-7500mg/kg表1.0.2 适用环境条件特征1.0.1本技术条件适用于京沪高速铁路预应力混凝土梁以及桥梁基础、墩台、承台、涵洞等混凝土结构。1.0.2
4、本技术条件适用的环境类别及其条件特征列于表1.0.2。1.0.3当混凝土结构所处环境类别和条件特征不符合表1.0.2的规定,或当结构处于多种类别环境同时作用时,应参照有关标准另行设计。三、三、引用标准引用标准1 原材料标准原材料标准GB/T1761996 水泥化学分析方法水泥化学分析方法GB1751999 硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥JGJ5292 普通混凝土用砂质量标准及检验方法普通混凝土用砂质量标准及检验方法JGJ5392 普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法GB/T187362002 高强高性能混凝土用矿物外加剂高强高性
5、能混凝土用矿物外加剂GB159691 用于水泥和混凝土中的粉煤灰用于水泥和混凝土中的粉煤灰GB/T180462000 用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉JGJ6389 混凝土拌合用水标准混凝土拌合用水标准GB80761997 混凝土外加剂混凝土外加剂JC4732001 混凝土泵送剂混凝土泵送剂 2 试验方法标准试验方法标准GB/T80772000 混凝土外加剂匀质性试验方法混凝土外加剂匀质性试验方法GBJ8285 普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法GB/T500802002 普通混凝土拌合物性能试验方法标准普通混凝土拌合物
6、性能试验方法标准GB/T500812002 普通混凝土力学性能试验方法标准普通混凝土力学性能试验方法标准GB242081 水泥抗硫酸盐侵蚀快速试验方法水泥抗硫酸盐侵蚀快速试验方法GB74965 水泥抗硫酸盐侵蚀试验方法水泥抗硫酸盐侵蚀试验方法ASTM C120297 混凝土混凝土Cl-渗透电量快速测定方法渗透电量快速测定方法TB/T2922.11998 铁路混凝土骨料碱活性试验方法铁路混凝土骨料碱活性试验方法 岩相法岩相法TB/T2922.31998 铁路混凝土骨料碱活性试验方法铁路混凝土骨料碱活性试验方法 砂浆棒法砂浆棒法TB/T2922.41998 铁路混凝土骨料碱活性试验方法铁路混凝土骨
7、料碱活性试验方法 岩石柱法岩石柱法TB/T2922.52002 铁路混凝土骨料碱活性试验方法铁路混凝土骨料碱活性试验方法 快速砂浆棒法快速砂浆棒法TB/T2298.21991 混凝土强度后装拔出试验方法混凝土强度后装拔出试验方法 3 技术条件与试验规程技术条件与试验规程TB/T30542002 铁路混凝土工程预防碱铁路混凝土工程预防碱骨料反应技术条件骨料反应技术条件CECS02 88 钻芯法检测混凝土强度技术规程钻芯法检测混凝土强度技术规程JGJ/T232001 回弹法检测混凝土抗压强度技术规程回弹法检测混凝土抗压强度技术规程DL/T51502001 水工混凝土试验规程水工混凝土试验规程JGJ
8、/T1095 混凝土泵送施工技术规程混凝土泵送施工技术规程四、四、术语术语3.0.1环境作用环境作用 能引起结构材料性能劣化或腐蚀的环境因素如温度、能引起结构材料性能劣化或腐蚀的环境因素如温度、湿度及各种有害物质等施加于结构上的作用。湿度及各种有害物质等施加于结构上的作用。3.0.2腐蚀腐蚀 材料与环境因素发生物理、化学、电化学作用过程中性材料与环境因素发生物理、化学、电化学作用过程中性能损伤与破坏。能损伤与破坏。3.0.3结构耐久性结构耐久性 结构及其部件在可能引起材料性能劣化的各种因结构及其部件在可能引起材料性能劣化的各种因素作用下长期维持其应有功能的能力。素作用下长期维持其应有功能的能力
9、。3.0.4水泥碱含量水泥碱含量 水泥中等当量氧化钠氧化钠和水泥中等当量氧化钠氧化钠和0.658倍氧化钾的质倍氧化钾的质量百分含量之和量百分含量之和)的含量,以质量百分率表示。的含量,以质量百分率表示。3.0.5胶凝材料胶凝材料 用于配制混凝土的硅酸盐水泥与矿物掺和料的总称。用于配制混凝土的硅酸盐水泥与矿物掺和料的总称。矿物掺和料在混凝土配比中的用量,通常以其占胶凝材料总量的百矿物掺和料在混凝土配比中的用量,通常以其占胶凝材料总量的百分比(重量比)表示。分比(重量比)表示。3.0.6水胶比水胶比 混凝土的用水量与胶凝材料总量之比(重量比)。混凝土的用水量与胶凝材料总量之比(重量比)。3.0.7
10、矿物掺和料矿物掺和料 在混凝土搅拌过程中加入的用于改善新拌和硬化在混凝土搅拌过程中加入的用于改善新拌和硬化混凝土性能(特别是混凝土耐久性)、具有一定细度与活性的某些混凝土性能(特别是混凝土耐久性)、具有一定细度与活性的某些矿物类产品,如粉煤灰、磨细矿渣粉等,可以单一使用或复合使用。矿物类产品,如粉煤灰、磨细矿渣粉等,可以单一使用或复合使用。3.0.8专用复合外加剂专用复合外加剂 对水泥分散能力强、适应性好、减水率高、对水泥分散能力强、适应性好、减水率高、坍落度损失小、能明显改善和提高混凝土耐久性能、专用于京沪高坍落度损失小、能明显改善和提高混凝土耐久性能、专用于京沪高速铁路高性能混凝土的复合型
11、外加剂。速铁路高性能混凝土的复合型外加剂。3.0.9高性能混凝土高性能混凝土 以耐久性为基本要求,在采用常规材料和工艺以耐久性为基本要求,在采用常规材料和工艺制造的水泥基混凝土中掺入一定量的矿物掺和料和专用复合外加剂,制造的水泥基混凝土中掺入一定量的矿物掺和料和专用复合外加剂,取用较低的水胶比和较少的水泥用量,并在施工时采取严格的质量取用较低的水胶比和较少的水泥用量,并在施工时采取严格的质量控制措施制备的满足要求的力学性能并具有较高的耐久性能和良好控制措施制备的满足要求的力学性能并具有较高的耐久性能和良好的工作性能的混凝土。的工作性能的混凝土。3.0.10混凝土含气量混凝土含气量 混凝土中掺入
12、专用复合外加剂后形成的大量微混凝土中掺入专用复合外加剂后形成的大量微细气泡与混凝土的体积比。这些气泡相邻边缘之间的距离的平均值细气泡与混凝土的体积比。这些气泡相邻边缘之间的距离的平均值称为气泡间距系数。称为气泡间距系数。五、五、基本规定基本规定4.0.1在进行混凝土结构(包括构件)设计时,应同时进行混凝土结构的耐久性设计。混凝土结构耐久性设计应包括如下主要内容:1、结构的使用环境及其环境对结构腐蚀性的调查与说明;2、结构的整体设计使用年限和结构各个部件(如桥梁的基础、墩台、梁、桥面板、桥面防水层、伸缩缝、栏杆、电缆槽等)的使用年限明细表;结构使用期限内需要更换或修理的部件名称及其预期的修补或更
13、换期限;3、混凝土施工质量控制与质量保证的有关规定与要求;4、结构在使用过程中进行正常维修和对某些部件进行更换的具体内容与要求;5、特殊或严重腐蚀性环境作用下对结构采取的外部辅助防护措施;6、在设计年限内对结构进行期检测、监测和评估的具体要求。4.0.2混凝土结构耐久性设计应遵循以下原则:1、选用低水化热、低C3A含量、低碱含量的水泥以及低碱活性骨料、低碱外加剂等原材料,大体积混凝土宜采用C2S含量相对较高的水泥。尽量选用球形粒形、级配优越、吸水率低、空隙率小的粗骨料。适当降低混凝土的水胶比并在混凝土中掺入足量的掺和料和专用复合外加剂。2、增加钢筋的混凝土保护层厚度。钢筋(主筋、箍筋和分布筋)
14、的混凝土保护层厚度一般不应小于保护层设计最小厚度与保护层厚度施工负允差之和。3、采取必要的结构构造措施和防、排水措施将暴露于大气和与水、土介质接触的混凝土结构物外形设计成简洁流畅、暴露表面积小和棱角较少、表面形状有利于排水和通风、将水平表面做成斜面,避免水汽在混凝土表面积聚。设置专门的排水管道排除结构表面积水,不得将水直接排在混凝土表面上。尽量将结构的施工缝和连接缝位置避开可能遭受最不利局部腐蚀性环境作用的部位。4、混凝土的设计强度等级不得低于C30。5、设置用于检测、维修和构件替换的方便通道,并在结构表面预留用于临时安装检测、维修机具的必要空间或预留埋设件。6、充分考虑工程业主和运营管理单位
15、对结构采取补救措施的可能性。4.0.3桥涵结构用混凝土应尽量选用非碱活性骨料。因条件所限不得不采用碱硅酸反应活性骨料时,除应控制骨料的快速砂浆棒膨胀率不超过0.20%外,混凝土的总碱含量应满足TB/T30542002的要求。严禁使用碱碳酸盐反应活性骨料。4.0.4桥涵结构用混凝土除应满足本技术条件规定的要求外,还应符合现行国家标准和部颁标准的其它有关规定。六、六、技术要求技术要求高性能混凝土原材料高性能混凝土原材料 水泥强度等级不低于42.5级的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥比表面积不宜超过350m2/kg游离氧化钙含量不应超过1.5%。不论骨料是否具有碱活性,水泥的碱含量不应超过0.60%。水泥
16、熟料中C3A的含量不宜超过8%。配筋混凝土所用水泥的Cl-含量不宜超过水泥重的0.20%(钢筋混凝土)和0.10%(预应力混凝土)。高性能混凝土原材料高性能混凝土原材料 细骨料的主要品质指标序号项 目指 标C30C45C5015mm筛的累计筛余量,%0520.63mm筛的累计筛余量,%407030.16mm 筛的累计筛余量,%951004细度模数2.63.25含泥量(按质量计),%2.01.56吸水率(按质量计),%2.07坚固性,%858碱活性*,%0.10高性能混凝土原材料高性能混凝土原材料 粗骨料最大公称粒径应不大于31.5mm,且不宜超过钢筋保护层厚度的23,不得超过钢筋最小间距的34
17、。配制C50及以上预应力混凝土时,粗骨料最大公称粒径应不大于25mm。粗骨料应采用二级配石。当最大粒径为31.5mm时,510mm粒级部分不宜少于25%;当最大粒径为25mm时,510mm粒级部分不宜少于40%。高性能混凝土原材料高性能混凝土原材料 序号项 目指标C30C45C501含泥量(按质量计),%1.00.52泥块含量(按质量计),%0.250.103吸水率(按质量计),%2.04空隙率,%405针片状颗粒含量(按质量计),%856坚固性,%857压碎指标,%12108岩石抗压强度与混凝土抗压强度比1.52.09碱活性*,%0.10粗骨料的主要品质指标高性能混凝土原材料高性能混凝土原材
18、料 粉煤灰的主要品质指标混凝土强度等级细度(0.045mm方孔筛筛余),%Cl-%需水量比%烧失量%含水率%SO3含量%活性指数,%7d28dC50150.021053136065C5012957075高性能混凝土原材料高性能混凝土原材料 磨细矿渣粉的主要品质指标密度g/cm3Cl-%SO3%MgO%烧失量%比表面积m2/kg含水率%流动度比%活性指数,%7d28d2.80.024141.04005001.0957595高性能混凝土原材料高性能混凝土原材料 专用复合外加剂专用复合外加剂应具有减水率高、坍落度损失小、适量引气、能细化混凝土孔结构以及能明显改善或提高混凝土耐久性等性能。专用复合外加
19、剂必须经省、部级鉴定或评审,并经铁道部产品质量监督检验中心按本技术条件要求检验合格。专用复合外加剂对水泥应有良好的适应性(在相同掺量下,水泥净浆流动度大、不泌水、不板结,且净浆流动度经时损失小)。高性能混凝土拌和物性能高性能混凝土拌和物性能 由各种原材料(如水泥、矿物掺和料、骨料、专用复合外加剂和拌合水等)带入混凝土拌合物中的总碱量不应超过3.0kg/m3。当使用环境中无氯盐侵害时,由各种原材料引入配筋混凝土拌合物中的Cl-总量应不超过胶凝材料总重的0.20%(钢筋混凝土)和0.10%(预应力混凝土)。当使用环境中存在氯盐侵害时,由各种原材料引入配筋混凝土拌合物中的Cl-总量应不超过胶凝材料总
20、重的0.10%(钢筋混凝土)和0.06%(预应力混凝土)。高性能混凝土拌和物性能高性能混凝土拌和物性能 序号结构名称施工方法养护方法入模温度坍落度入模含气量泌水率1基础导管法自然养护530180220mm5.01.0%1%2承台、墩台、涵洞泵送法自然养护525120180mm5.01.0%不泌水3支承垫石斗送法自然养护52530120mm5.01.0%不泌水4梁泵送法蒸汽养护自然养护525120180mm3.50.5%不泌水斗送法30120mm5梁面纤维混凝土、桥梁封端斗送法自然养护5255090mm5.01.0%不泌水高性能混凝土拌和物性能指标高性能混凝土拌和物性能指标 高性能混凝土的力学性
21、能高性能混凝土的力学性能 序号结构名称项目质量要求1基础、承台、墩台、涵洞等标准养护试件24h抗压强度12MPa同条件养护试件脱模抗压强度满足设计要求标准养护试件28d抗压强度满足设计要求标准养护试件90d抗压强度110%设计强度值2支承垫石、桥梁封端、梁面纤维混凝土等同条件养护试件脱模抗压强度(支承垫石)满足设计要求同条件养护试件28d抗压强度满足设计要求标准养护试件28d抗压强度满足设计要求高性能混凝土力学性能指标高性能混凝土力学性能指标 序号结构名称项目质量要求3预应力梁同条件养护试件脱模抗压强度满足设计要求同条件养护试件初张拉时抗压强度满足设计要求同条件养护试件移梁时抗压强度满足设计要
22、求同条件养护试件终拉/放张时抗压强度满足设计要求同条件养护试件28d抗压强度满足设计要求标准养护试件28d抗压强度满足设计要求同条件养护试件初张拉时弹性模量(后张梁)满足设计要求同条件养护试件终拉/放张时弹性模量满足设计要求标准养护试件28d弹性模量满足设计要求高性能混凝土的力学性能高性能混凝土的力学性能 序号结构名称项目质量要求1基础、承台、墩台、涵洞、支承垫石、桥梁封端、梁面纤维混凝土等抗冻性56d龄期时混凝土的抗冻融循环次数应不小于300次抗渗性56d龄期时混凝土的抗渗等级应不小于P20Cl-渗透电量56d龄期时混凝土的Cl-渗透电量应不大于1000库仑耐腐蚀性耐中等硫酸盐腐蚀体积稳定性
23、180d收缩值应不大于510-4抗碱骨料反应性骨料的碱活性和混凝土的碱含量应满足5.1.2、5.1.3的规定高性能混凝土的耐久性能高性能混凝土的耐久性能 高性能混凝土力学性能指标高性能混凝土力学性能指标 2预应力梁抗冻性56d龄期时混凝土的抗冻融循环次数应不小于300次抗渗性56d龄期时混凝土的抗渗等级应不小于P20Cl-渗透电量56d龄期时混凝土的Cl-渗透电量应不大于1000库仑耐腐蚀性耐中等硫酸盐腐蚀体积稳定性180d收缩值应不大于510-4抗碱骨料反应性骨料的碱活性和混凝土的碱含量应满足5.1.2、5.1.3的规定徐变度加荷180d时混凝土的徐变度应不大于6010-6/MPa抗压疲劳强
24、度56d龄期时,当循环特征系数为0.15,200万次疲劳后混凝土的抗压强度折减系数应不小于0.6高性能混凝土的耐久性能高性能混凝土的耐久性能 七、高性能七、高性能混凝土施工控制要点混凝土施工控制要点7.1高性能混凝土施工前准备7.1.1制定施工全过程和各个施工环节的质量控制内容与质量保证措施,并提前完成全部原材料品质指标的检验及配比的选定,并形成相应技术文件。7.1.2混凝土工程正式施工前形成的技术文件应包含以下内容:1、混凝土原材料的质量要求及管理措施,2、落实混凝土配合比设计所提出的特殊要求的具体措施。3、混凝土施工过程中搅拌、运输、浇筑、振捣、养护等关键工序的施工质量要求及其实现措施。4
25、、混凝土耐久性专项检查的方法、设备以及试验人员培训。5、对施工试件的制样和养护所作出的明确规定。6、预应力结构和连接缝施工专门操作细则和质量检验标准。7.1.3混凝土施工前,施工和监理单位应事先确定并培训专门从事混凝土关键工序过程施工的操作人员和记录人员。7.1.4混凝土工程正式施工前,应针对不同混凝土结构的特点和施工季节、环境条件特点进行混凝土试浇筑,发现问题及时调整。7.2高性能混凝土原材料管理7.2.1 混凝土的原材料应按技术质量要求由专人采购与管理,采购人员和施工人员之间对各种原材料应有交接记录。7.2.2混凝土原材料进厂(场)后,应对原材料的品种、规格和数量以及质量证明书等进行验收核
26、查,并按有关标准的规定取样和复验。经检验合格的原材料方可进厂(场)。对于检验不合格的原材料,应按有关规定清除出厂(场)。7.2.3混凝土原材料进厂(场)后,应及时建立“原材料管理台账”,主要包括进货日期、材料名称、品种、规格、数量、生产单位、供货单位、“质量证明书”编号、“复试检验报告”编号及检验结果等。“原材料管理台账”应填写正确、真实、项目齐全。7.2.4 混凝土用水泥、矿物掺和料等应采用散料仓分别存储。袋装粉状材料在运输和存放期间应用专用库房存放,且应特别注意防潮,不得露天堆放。7.2.5混凝土用粗骨料应按本技术条件要求分级采购、分级运输、分级堆放、分级计量。7.2.6不同混凝土原材料应
27、有固定的堆放地点和明确的标识,标明材料名称、品种、生产厂家、生产日期和进厂(场)日期。原材料堆放时应有堆放分界标识,以免误用。骨料堆场应事先进行硬化处理,并设置必要的排水条件。7.3高性能混凝土配合比7.3.1混凝土配合比应参照现行国家标准(JGJ552000),通过对混凝土的工作性能、力学性能、耐久性能以及抗裂性能进行对比试验后确定。7.3.2设计混凝土配合比的一般途径为:1、选用低水化热和低碱含量的水泥,尽可能避免使用早强水泥和高C3A含量的水泥;2、选用球形粒形、吸水率低、空隙率小的洁净骨料;3、适量掺用优质粉煤灰、磨细矿渣粉等矿物掺和料或复合矿物掺和料;4、采用具有高效减水、适量引气、
28、能细化混凝土孔结构、能明显改善或提高混凝土耐久性能的专用复合外加剂;5、限制混凝土的最低强度等级、最大水胶比、最小水泥用量、最低胶凝材料用量和最大胶凝材料用量;6、尽可能减少混凝土胶凝材料中的硅酸盐水泥用量。7.3.3混凝土的最低强度等级、最大水胶比、最小水泥用量、最低胶凝材料用量、最大胶凝材料用量以及矿物掺和料掺量应参照下表通过试验选定。混凝土配合比参数限值单位:kg/m3结构类型最低强度等级最大水胶比最小水泥用量最低胶材用量最大胶材用量基础C300.42225380420承台、墩台、涵洞C300.40225360400支 承 垫石、梁面 纤 维混凝土C400.40250380450预 应
29、力梁C500.35300450500桥 梁 封端C500.323004505007.3.4在进行混凝土配合比试验前,应对拟试验配合比的混凝土总碱量和Cl-含量进行计算,考察二者是否满足5.2的要求。混凝土矿物掺和料推荐掺量序号混凝土强度等级矿物掺和料等量取代水泥的推荐掺量,%粉煤灰磨细矿渣粉磨细矿渣粉粉煤灰1C30C452040253520252C502030203015257.3.5当试验配合比的混凝土总碱量和Cl-含量满足要求时,应进行选配配合比,并进行混凝土或对应砂浆的抗裂性能对比试验,然后,应对选定的配合比混凝土进行耐久性检验。7.3.6专用复合外加剂的掺量应符合生产厂家的使用说明,并
30、经试验验证后确定。7.3.7对于可能遭受严重腐蚀的混凝土结构,混凝土配合比应根据专门的规范进行设计和论证。7.3.8由于混凝土的耐久性指标检验周期较长,施工单位应充分考虑试验周期和可能出现的原材料变化等因素,提前进行配合比的选定工作。7.4高性能混凝土搅拌7.4.1混凝土原材料应严格按照施工配合比进行准确称量,其最大允许偏差应符合下列规定(按重量计):胶凝材料(水泥、矿物掺和料等)1%;专用复合外加剂1%;粗、细骨料2%;拌合用水1%。7.4.2搅拌混凝土前应严格测定粗细骨料的含水率,准确测定因天气变化而引起的粗细骨料含水量变化,以便及时调整施工配合比。含水量每班抽测2次,雨天应随时抽测。7.
31、4.3 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。投料顺序:细骨料水泥矿物掺和料和专用复合外加剂搅拌水充分搅拌粗骨料继续搅拌至均匀为止。上述每一投料阶段的搅拌时间不少于30s,总搅拌时间不少于3min。7.4.4拌制第一盘混凝土时,可增加水泥和细骨料用量10%,保持水胶比不变,以便搅拌机持浆。7.4.5冬季搅拌混凝土,以满足最低入模温度12的要求。应优先采用加热水的预热方法调整拌合物温度,但水的加热温度不宜高于80。当加热水还不能满足要求或骨料中含有冰、雪等杂物时,也可先将骨料均匀地进行加热,其加热温度不应高于60。7.4.6炎热季节搅拌混凝土时,应采取在骨
32、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。7.5高性能混凝土运输7.5.1混凝土运输应选用应能确保浇筑工作连续进行、运输能力与混凝土搅拌设备的搅拌能力相匹配的运输设备。不得采用机动翻斗车、手推车等工具进行长距离运输混凝土。7.5.2在运输混凝土过程中,应保持运输混凝土的道路平坦畅通,保证混凝土在运输过程中保持均匀性,运到浇筑地点时不分层、不离析、不漏浆,并具有要求的坍落度和含气量等工作性能。7.5.3运输混凝土过程中,应对运输设备采取保温隔热措施,防止局部混凝土温度升高(夏季)或受冻(冬季)。应采取适当措施防止水份进入运输容器或蒸发,严
33、禁在运输混凝土过程中向混凝土内加水。7.5.4应尽量减少混凝土的转载次数和运输时间。从搅拌机卸出到浇筑完毕的延续时间应以不影响混凝土的各项性能为限。7.5.5若采用搅拌罐车运输混凝土,当搅拌罐车到达浇筑现场时,应将搅拌罐车高速旋转2030s,再将混凝土拌和物喂入泵车受料斗或混凝土料斗中。7.5.6采用混凝土泵输送混凝土时,除应按(JGJ/T1095)的规定进行施工外,还应特别注意如下事项:1、泵送混凝土的坍落度应尽量小。2、泵送混凝土时,输送管路起始水平管段长度不应小于15m。3、向下泵送混凝土时,管路与垂线的夹角不宜小于12。4、混凝土一般宜在搅拌后60min内泵送完毕,且在1/2初凝时间内
34、入泵,并在初凝前浇筑完毕。5、因各种原因导致停泵时间超过15min,应每隔45min开泵一次,正转和反转两个冲程,同时开动料斗搅拌器。如停泵时间超过45min,应将管中混凝土清除。7.6高性能混凝土浇筑7.6.1浇筑混凝土前,应针对工程特点、施工环境条件与施工条件事先设计浇筑方案,包括浇筑起点、浇筑进展方向和浇筑厚度等;混凝土浇筑过程中,不得无故更改事先确定的浇筑方案。7.6.2浇筑混凝土前,应指定专人作重复检查钢筋保护层垫块的位置、数量及其紧固程度。构件侧面和底面的垫块至少应为4个/m2,绑扎垫块和钢筋的铁丝头不得伸入保护层内。保护层垫块的尺寸及形状(宜为工字形或锥形)应有利于钢筋的定位,不
35、得使用砂浆垫块。当采用细石混凝土垫块时,其抗腐蚀能力和抗压强度应高于构件本体混凝土,且水胶比不大于0.4。7.6.3混凝土入模前,应测定混凝土的温度、坍落度和含气量等工作性能;只有拌合物性能符合本技术条件要求的混凝土方可入模浇筑。7.6.4混凝土浇筑时的自由倾落高度不得大于2m,当大于2m时,应采用滑槽、串筒、漏斗等器具辅助输送混凝土。7.6.5混凝土的浇筑应采用分层连续推移的方式进行,浇筑间隙时间不得超过90min,不得随意留置施工缝。7.6.6混凝土的一次摊铺厚度不宜大于600mm(当采用泵送混凝土时)或400mm(当采用非泵送混凝土时)。浇筑竖向结构的混凝土前,底部应先浇入50100mm
36、厚与混凝土成分相同或水灰比略小的水泥砂浆。7.6.7在炎热季节浇筑混凝土时,混凝土入模前模板和钢筋的温度以及附近的局部气温均不超过40。在低温条件下,应采取适当的保温防冻措施。在相对湿度较小、风速较大的环境下浇筑混凝土时,应采取喷雾、挡风等措施,避免浇筑有较大暴露面积的构件。7.6.8浇筑大体积混凝土结构(或构件最小断面尺寸在300mm以上的结构)前,应根据结构截面尺寸大小预先采取必要的降温防裂措施,如搭设遮阳棚、预设循环冷却水系统等。7.6.9新浇混凝土与邻接的己硬化混凝土或岩土介质间的温差不得大于20。7.6.10浇筑预应力混凝土梁时,应采用快速、稳定、连续、可靠的浇筑方式一次浇筑成型。每
37、片梁的浇筑时间不宜超过68h,最长不超过混凝土的初凝时间。在预应力混凝土梁体浇筑过程中,应随机取样制作混凝土强度和弹模试件,试件制作数量应符合相关规定。其中箱梁混凝土试件应从底板、腹板及顶板分别取样。7.7高性能混凝土振捣7.7.1混凝土振捣可采用插入式高频振动棒、附着式平板振捣器、表面平板振捣器等振捣设备。7.7.2混凝土振捣应按事先规定的工艺路线和方式进行。7.7.3采用插入式高频振捣器振捣混凝土时,宜采用垂直点振方式振捣。混凝土较粘稠时,应加密振点分布。每点的振捣时间一般不宜超过30s,避免过振。7.7.4预应力混凝土梁宜采用侧振并辅以插入式振捣器振捣。7.7.5在振捣混凝土过程中,应加
38、强检查模板支撑的稳定性和接缝的密合情况,以防漏浆。混凝土浇筑完后,应仔细抹面压平,抹面时严禁洒水。7.8高性能混凝土养护7.8.1扩大基础、承台、墩台、支承垫石、梁面防水层、桥梁封端混凝土的养护1、混凝土振捣完毕后,应及时采取适当的保温保湿措施对混凝土进行养护。当混凝土采用带模养护方式养护时,应保证模板接缝处混凝土不失水干燥。新浇立面混凝土振捣2448h且强度发展至对结构安全性无不利影响时,可略微松开模板,并浇水养护7d以上。当新浇混凝土具有暴露面时,应先抹平,再用麻布、草帘等覆盖,并及时喷雾洒水保湿养护7d以上。洒水养护7d且水泥水化热峰值过后,若需撤除麻布或草帘,应再用塑料薄膜将暴露面紧密
39、覆盖(塑料薄膜与混凝土表面之间不得留有空隙),直至下道工序时。2、当混凝土强度满足拆模要求,且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均不大于20时,方可进行拆模。3、拆模后,应迅速采取切实措施对混凝土继续进行养护。采用麻布、草帘等覆盖或包裹暴露面混凝土,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。包覆(裹)养护时间不少于28d。在寒季和炎热季节,应采取适当的保温隔热措施,保证养护期间混凝土的芯部与表层、表层与环境之间的温差不超过20。4、新浇筑的混凝土与流动的地表水相接触前,应采取临时
40、保护措施,直至混凝土获得50%以上或75%以上(当环境水具有侵蚀作用时)的设计强度,且保温保湿养护时间不少于14d。养护结束后应及时回填。7.8.2桥位现浇梁的养护1、桥位现浇梁一般采用自然养护方生养护。混凝土振捣完后,应先将梁顶面混凝土抹平,再用麻布、草帘等将梁顶面混凝土覆盖,并及时采取喷雾洒水等措施保湿养护7d以上。待喷雾洒水养护7d且水泥水化热峰值过后,若需撤除麻布或草帘,应再用塑料薄膜将梁顶面混凝土紧密覆盖14d以上(塑料薄膜与混凝土表面之间不得留有空隙)。混凝土养护期间,应及时检查浇梁模型接缝,并采取有效措施防止模板接缝处混凝土失水干燥。2、当混凝土强度满足拆模要求,且芯部混凝土与表
41、层混凝土之间的温差、表层混凝土与环境之间的温差均不大于15时,方可进行拆模。在寒冷季节施工时,若环境温度低于0,应待表层混凝土冷却至5以下才可拆除模板;在炎热和大风季节施工时,应采取逐段拆模,边拆边盖、边拆边浇水的拆模工艺。3、拆模后,应迅速采取切实有效措施对混凝土继续进行养护。应及时向混凝土暴露面喷涂混凝土养护剂,以减少混凝土的暴露时间,防止表面水分蒸发。条件许可时,应尽可能对混凝土进行覆盖,覆盖时间不少于14d。在寒季和炎热季节,应采取适当的保温隔热措施,防止梁面混凝土温度受环境因素影响(如曝晒、气温骤降等)而发生剧烈变化,保证养护期间混凝土的芯部与表层、表层与环境之间的温差不超过15。7
42、.8.3 预制梁的养护1、预制梁一般采用自然或蒸汽养护工艺进行养护。2、预制梁自然养护工艺要求同桥位现浇梁。3、预制梁蒸汽养护分为静停、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46h后方可升温,升温速度不得大于10/h,恒温养护期间混凝土内部温度应不超过65,恒温养护时间应根据试验确定,降温速度不得大于10/h。蒸汽养护结束后,待梁体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均不大于15(箱梁腹板内外侧混凝土之间的温差也不大于15)时方可拆模。在寒冷季节施工时,若环境温度低于0,应待表层混凝土冷却至5以下才可拆除模板;应采取逐段拆模,边拆边盖、边拆边浇水的
43、拆模工艺。气温急剧变化时不宜拆模。拆模后,混凝土的养护要求同桥位现浇梁。7.8.4在任一养护时间,淋注于混凝土表面的养护水与表面混凝土之间的温差不得大于15。7.8.5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、风速等环境参数,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。7.8.6混凝土养护及拆模期间,施工和监理单位应各自对混凝土的养护过程和拆模过程作详细的记录,并建立严格的岗位责任制。7.8.4在任一养护时间,淋注于混凝土表面的养护水与表面混凝土之间的温差不得大于15。7.8.5混凝土养护
44、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、风速等环境参数,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。7.8.6混凝土养护及拆模期间,施工和监理单位应各自对混凝土的养护过程和拆模过程作详细的记录,并建立严格的岗位责任制。7.8.4预应力混凝土轨枕的养护轨枕成型后,在温度不大于30的环境中静停3h以上,混凝土升、降温速度不大于15/h,混凝土内最高养护温度不超过55,养护结束时,混凝土内温度与环境温度之差不超过15。拆模后,应将轨枕放在潮湿环境中养护7天以上。冬天环境温度低时,应在混凝土表面喷洒混凝土
45、养护剂,或采用帆布等材料将露出的混凝土表面覆盖。7.8.5预应力混凝土轨枕板的养护轨枕板成型后,在温度不大于30的环境中静停3h以上,混凝土升、降温速度不大于15/h,混凝土内最高养护温度不超过55。养护结束时,混凝土内温度与环境温度之差不超过15。拆模后将轨枕板放在潮湿环境中养护7天以上。环境温度低时,应在混凝土表面喷洒混凝土养护剂,或采用帆布等材料将露出的混凝土表面覆盖。八、高性能八、高性能混凝土质量检验及评定混凝土质量检验及评定一、一、混凝土质量检验混凝土质量检验(1)施工前检验施工前进行的混凝土原材料品质以及耐久性检验。(2)施工过程检验施工过程中原材料品质抽检、现场混凝土拌合物性能检
46、验以及施工现场抽取的混凝土耐久性试件检验。(3)施工后检验施工后对结构物表面裂缝进行观测。二、检验批量二、检验批量 (1)混凝土原材料 下列任一情况下,应对原材料的品质进行检验:在开工前制订或调整混凝土配合比时;原材料生产场地发生改变时;正常施工期间,应按要求进行批量检验。(2)混凝土的配合比及其性能 下列任一情况下,应对混凝土强度、含气量、泌水率、弹性模量(仅对预应力混凝土结构而言)以及混凝土耐久性进行检验:在开工前制订或调整混凝土配合比时;原材料发生较大改变时;施工一定批量以后。二、混凝土质量评定二、混凝土质量评定 1、高性能混凝土质量评定依据:混凝土原材料检验及抽检报告单 混凝土配合比试
47、验报告单(包括耐久性)混凝土拌合过程检查表 混凝土强度及弹性模量试验报告单 批量抽检的混凝土耐久性指标试验报告单 混凝土外观检查结果 2、混凝土施工前检验、施工过程检验以及施工后检验各项目的检验结果均满足质量要求时,对应混凝土的质量评定为合格。3、施工过程中混凝土耐久性试件的检测结果不满足要求时,可对实体混凝土结构进行对应耐久性指标复检,复检结果满足规定质量要求时,对应混凝土的耐久性可评定为合格。八、高性能混凝土工程应用实例八、高性能混凝土工程应用实例1英吉利海峡隧道英吉利海峡隧道位于海平面下50250m,总长51km,其中37km位于海平面下。隧道由三条分隧道组成:2条通行道和一条维修道。设
48、计寿命为120年。1英吉利海峡隧道英吉利海峡隧道原设计采用规定强度为45MPa,实际上约63MPa。水泥:采用两种当地海工用的水泥,C3A含量分别为0.690.77%。砂:由石灰石碎石与石英石组成。粗骨料:粒径38mm、512.5mm的石灰石碎石。混凝土隧道衬里配比组成2香港青马大桥设计使用寿命120年,要求混凝土Cl-扩散系数小于910-13m2/s(23下试验)(910-9cm2/s)。香港青马大桥混凝土配合比3日本明石海峡大桥主跨距1990m。要求混凝土温升很低、流动性很大,流动性保持时间很长,浇筑量很大。耐久性设计要求120年,桥墩采用免振自密实混凝土,桥面及梁采用泵送高性能混凝土。混
49、凝土配合比参数如下:W/B0.35(0.33)胶凝材料500kg/m3,水泥60,其余为矿渣及粉煤灰(C40:S40:F20)石灰石碎石1060kg/m3砂760kg/m3Cl扩散系数(通过电量)1000库仑。混凝土性能要求91d设计强度/MPa91d配制强度/MPa集料最大粒径/mm目标坍落度/mm泌水量/%目标含气量/%基准的流化36.354.920802524015341坍落度(坍落流动度)/mm含气量/%凝结时间/h:min泌水量/%基准流态基准流态初凝终凝60250(555)3.74.521:0025:000.63拌和物性能硬化混凝土性能抗压强度/MPa弹性模量/GPa抗拉强度/MP
50、a3d7d28d91d3d7d28d91d7d28d91d16.329.451.966.222.628.438.343.02.684.014.484北京航华科技贸易中心C60泵送混凝土柱和C40大型厚基础底版;底层高强混凝土柱断面大,不掺防冻剂进行冬季施工;基础底板混凝土在夏季一次连续浇灌,无施工缝,不设伸缩缝;要求控制混凝土的内外温差和收缩开裂。组成/(kg/m3)坍落度/mm坍落流动度/mm90min坍落度损失/%抗压强度/MPa水泥粉煤灰7d14d28d4501001955009.162.772.780.1混凝土配合比及强度(C60)基础底版混凝土60d设计强度等级为C40抗渗标号S8钢