铁路高性能混凝土培训

客运专线高性能混凝土2011年01月02日,标准：对重复性事和概念所做的统一规定。标准、规范、规程、技术条件等都属于标准。标准分为四级：国家标准、行业标准、地方标准、企业标准。标准分为两类：强制性标准、推荐性标准。标准还分为两种：产品标准、工程建设标准。,关于标准的简介（1）,强制性标准、推荐性标准：强制性标准是保障人体健康、人身、财产安全的标准和法律、行政法规规定强制执行的标准。其他标准是推荐性标准，这仅限于国家标准和行业标准。从标准的代号就可以区分： 强制性标准的代号是GB、TB； 推荐性标准的代号是GB/T、TB/T。推荐性标准一经合同双方确认采用，其内容也应全部执行。,关于标准的简介（2）,两种标准：产品标准、工程建设标准。 产品标准：如钢材标准、水泥标准、道碴标准、轨道扣件标准、预制成品梁标准、电气设备标准等。产品标准的国家标准由国家质量监督检验检疫总局管理，铁道行业标准由铁道部科技司管理。 工程建设标准：包括勘察设计规范、施工规范、质量验收标准、施工安全规程等。工程建设标准的国家标准由国家质量监督检验检疫总局和建设部共同管理，铁道行业标准由铁道部建设管理司管理。,关于标准的简介（3）,设计规范、验收标准、施工指南,原施工规范,原验收标准,施工指南,验收标准,评优标准,（推荐性）,（强制性）,（推荐性）,施工规范、验标分离合并示意图,京沪高速铁路设计暂行规定（300350 km/h）新建时速300350 km客运专线铁路设计暂行规定新建时速200250 km客运专线铁路设计暂行规定客运专线铁路无碴轨道设计指南,客运专线铁路相关设计规范,客运专线铁路轨道工程施工技术指南客运专线铁路路基工程施工技术指南客运专线铁路桥涵工程施工技术指南客运专线铁路隧道工程施工技术指南铁路混凝土工程施工技术指南,客运专线铁路相关施工指南,客运专线铁路路基工程施工质量验收暂行标准客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准客运专线铁路隧道工程施工质量验收暂行标准客运专线铁路轨道工程施工质量验收暂行标准铁路混凝土工程施工质量验收补充标准上述5项标准，自2005年9月起施行。,铁道部“铁建设 2005160号文”发布的5项工程施工质量验收标准,客运专线高性能混凝土暂行技术条件客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件客运专线有碴轨道预应力混凝土轨枕暂行技术条件客运专线有碴轨道预应力混凝土碴枕暂行技术条件,客运专线相关技术条件,铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定客运专线高性能混凝土暂行技术条件客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件铁路混凝土工程施工质量验收补充标准 耐久性是对铁路混凝土的基本要求, 据统计：在正常工作条件下，混凝土结构从建成到拆除重建的周期平均为4050年。, 表面开裂的铁路桥梁及涵洞,石家庄百孔桥大桥盐的腐蚀,青藏公路桥梁墩柱冻融剥蚀,罗马的万神殿,古罗马万神殿：公元128年Hadrin大帝时期建造的一座建筑物，它的圆形壁厚6.1m;穹顶的直径43.3m、高21.6m，使用了12000吨轻混凝土。,万神殿内景,古罗马圆形剧场,古罗马加尔输水道（BC63-13年）, 英国南安普墩海港工程 美国西雅图海滨海上水泥船 旅顺、厦门的混凝土炮台 沿海、沿江商埠大量保存的 混凝土建筑物,历时100多年的波特兰水泥混凝土建筑物, 采用符合耐久要求的胶凝材料 低水灰比 工作性好，易于施工 复合使用有机外加剂（动物油 脂、乳液、动物血、糯米汁） 匀质性好 具有合理的孔结构和密实度 采用严格的施工工艺,这些建筑物耐久的共同特点,1、高性能混凝土体系 2、客专高性能混凝土体系 耐久性设计基础 耐久性指标、最大水胶比、最小胶材用量、入模含气量、混凝土碱含量、水泥熟料中的C3A含量、粉煤灰掺量、粗骨料吸水率、粉煤灰CaO含量、石子的最大公称粒径 原材料品质指标 混凝土施工：施工前准备、原材料的储存与管理、配合比选定、搅拌、运输、浇注、振捣、养护、拆模 混凝土质量检验：施工前、施工过程中和施工后三阶段质量控制 混凝土验收 3、高性能混凝土体系纳入到各专业规范和技术条件中,客运专线高性能混凝土体系,1、设计使用年限 一级（100年）、二级（60年）、三级（30年）2、环境类别及作用等级 依据结构物所处环境条件分为：碳化环境、氯盐环境、化学侵蚀环境、冻融破坏环境和磨蚀环境5个环境类别，17个作用等级。郑西线主要是碳化、冻融破坏和磨蚀环境（可能）。3、混凝土耐久性指标 依据结构物所处环境条件和设计使用年限提出。,客专高性能混凝土结构耐久性的基本规定,耐久性，主要是环境作用下的耐久性。环境对混凝土结构材料的作用因素，主要是温度和湿度及其变化（干湿交替、冻融循环），以及环境中的水、气、盐、酸等介质，环境作用所造成的材料劣化则表现为钢筋的锈蚀和混凝土的腐蚀与损伤。,耐久性的定义,空气中的CO2从混凝土表面扩散到混凝土内部，与混凝土内呈碱性的水泥水化产物Ca(OH)2起反应，生成中性的CaCO3，降低混凝土的碱度，使钝化膜不能继续维持而破坏，并在水份和氧的参与下持续锈蚀。,碳化环境作用,氯离子从混凝土表面扩散到钢筋位置并积累到一定浓度（临界浓度）后，也能使钝化膜破坏。混凝土内的钢筋碳化锈蚀和氯盐锈蚀都是电化学腐蚀过程，都必须有水份和氧的参与。氯盐不仅能破坏钢筋表面钝化膜而引起钢筋锈蚀，而且能和混凝土中的Ca(OH)2发生离子互换反应生成易溶的（如CaCl2）或疏松无胶凝性(如Mg(OH)2)的产物，破坏混凝土材料的微结构。在有冰冻情况下，盐冻能使混凝土表面起皮剥落。除冰盐（一般为氯盐）不但能对钢筋造成严重锈蚀，而且对表层混凝土有很大破坏作用。,氯盐环境作用,水、土中的硫酸盐、镁盐、酸等化学介质的作用。硫酸盐能与混凝土中的水化产物Ca(OH)2和水化铝酸钙发生化学作用生成石膏和钙钒石，造成体积膨胀使混凝土开裂剥落；在干湿交替的条件下，潮湿时侵入混凝土孔隙中的盐溶液当环境转为干燥后因过饱和而结晶，还会产生极大的结晶压力使混凝土破坏；酸能溶解混凝土中的Ca(OH)2等水化产物，破坏混凝土的内部结构和密实性；空气中的二氧化硫及氮氧化物等空气污染物与水结合形成酸雨，对混凝土也有很大侵蚀作用。,化学侵蚀环境作用,混凝土内的饱和孔隙水受冻膨胀产生压力，反复冻融可使混凝土表层开裂、浆体剥落、骨料裸露甚至崩落。,冻融破坏环境,1、电通量,混凝土耐久性指标,2、抗裂性,3、混凝土保护层厚度,4、抗碱骨料反应性能,混凝土耐久性指标,5、氯盐环境下混凝土的电通量,6、化学侵蚀环境下混凝土的电通量,混凝土耐久性指标,7、冻融破坏环境下混凝土的抗冻性,8、混凝土耐磨性对比试验,9、附加防腐蚀措施 涂层钢筋 表面涂层 阻锈剂,电通量是高性能混凝土施工全过程中必做的耐久性指标抗碱-骨料反应是基本的耐久性控制指标抗裂性是配合比选定过程中进行的比对性试验其它指标依据实际环境条件开展,小 结,硅酸盐水泥或者普通硅酸盐水泥，掺合材宜为矿渣或者粉煤灰，（提供掺合材的种类和掺量）。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。,原材料的技术要求-水泥,原材料的技术要求-粉煤灰,矿物掺合料宜为矿粉、磨细粉煤灰、粉煤灰和硅灰。梁体混凝土宜采用粉煤灰或磨细矿渣粉。,原材料的技术要求-矿渣粉,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。坚固性不超过8% ；吸水率应不大于2。,原材料的技术要求-细骨料,原材料的技术要求-粗骨料,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。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。3、抑制碱骨料反应的有关规定及技术措施 骨料的碱硅酸反应砂浆棒膨胀率或碱碳酸盐反应石柱膨胀率应小于0.10%；,骨料的碱活性,当骨料的碱硅酸反应砂浆棒膨胀率在0.100.20%时，混凝土的碱含量应满足规定；当骨料的砂浆棒膨胀率0.200.30%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； 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0.100.2时，混凝土中的总碱含量不应超过3.0kg/m3，且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。,骨料的碱活性,原材料的技术要求-聚羧酸系减水剂剂,pH值、不溶物、可溶物、氯化物、硫酸盐、硫化物、碱含量、凝结时间、28d抗压强度比,原材料的技术要求-水,客专高性能混凝土对原材料的要求更加严格。 客专混凝土对原材料的性能指标有全面具体的要求。,小 结,梁体技术条件中对原材料提出更加严格或具体的要求：水泥：品质稳定、强度等级不低于42.5级的低碱硅酸盐或低碱普通硅酸盐水泥。掺合料：仅限粉煤灰和矿渣。细骨料 ：应采用硬质洁净的天然河砂，细度模数为2.63.0。粗骨料：应为坚硬耐久的碎石，压碎指标不应大于10，母岩抗压强度与梁体混凝土设计强度之比应大于2，针片状颗粒含量不应大于5。,原材料技术要求（预制梁技术条件）,技术条件中详细规定了混凝土原材料、力学性能、拌合物性能和耐久性能的检验方法： 1、砂石料仍旧用JGJ52-2006标准方法，方孔筛；碱活性检验 2、粉煤灰 参照标准GB15962005 ，跳桌配重和检验用专用水泥和砂。 3、碱含量和氯离子含量检测,试验方法,1、原材料检测：水泥、砂、石、水、矿物掺合料、外加剂 2、新拌混凝土性能：含气量、坍落度、泌水率、温度 3、耐久性指标检测：电通量、快速冻融循环、抗裂性、耐腐蚀性能、碱骨料反应抑制效能 4、实体混凝土结构物：温度监测、气泡间距系数、强度和电通量。,高性能混凝土质量控制要求(HPC技术条件）,原材料-水泥,原材料-细骨料,原材料-粗骨料,原材料-水,原材料-外加剂,原材料-粉煤灰,原材料的验收分为：进场检验、型式检验和日常检验，应按频次以及规范中要求的检验方法进行检验，并确保各项指标满足要求的原材用于铁路混凝土施工。,小 结,各技术标准中施工过程检验控制,混凝土拌合物性能抽检要求,混凝土力学性能抽检要求,混凝土施工试件耐久性能抽检要求,实体混凝土质量抽检要求,客运专线高性能混凝土暂行技术条件要 点,一、适用范围二、技术控制要点,适用于客运专线新建桥梁、隧道、涵洞、轨道、路基支挡等结构混凝土，混凝土结构物在满足补充验评标准的基础上，增加了现场混凝土耐久性试件的抽检要求。本技术条件在混凝土的配合比设计、施工、养护和质量检验等方面作出了更为详细和明确的要求。,适 用 范 围,1、配合比设计 原材料的品质要求在现行行业标准的基础上有所提高增加抗裂性能对比试验 ,增加了在各种环境作用下耐久性的要求 ,鼓励采用较少水泥用量、掺用较多的掺合料、采用较低的水胶比 2、入模含气量 3、适当掺量的矿物掺合料， 采取包裹保湿保温养护 4、混凝土的质量检验,技术控制要点,客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件要 点,一、适用范围二、主要耐久性指标 三、与高性能混凝土相关的技术要点,适用于新建客运专线单线、双线及多线道碴桥面的先张法、后张法预应力混凝土预制简支梁及先简支后连续的预制简支结构（以下统称预制梁），无碴桥面预制梁可参考应用。,预制梁采用高性能混凝土，耐久性相关指标如下：1、抗冻性：200次2、抗渗性：P203、电通量：1200C4、含气量：24%,主要耐久性指标,加强对原材料、混凝土拌和物等的检验，明确了检验的项目与频次增加了灌注时对混凝土入模温度、模板温度的限值规定了养护、拆模等阶段混凝土的温度控制要求 后张梁采用真空辅助压浆,与高性能混凝土相关的技术要点,铁路混凝土工程补充验收标准要 点,一、编制依据及适用范围 二、设计使用年限、环境类别和作用等级 三、主要耐久性指标 四、质量控制措施 五、需要注意的问题,高性能混凝土补充验评标准,铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定（铁建设2005157号），参照此规定，客运专线铁路主体工程混凝土结构进行耐久性设计。 该标准对铁路混凝土与砌体工程施工质量验收标准（TB104242003）补充。本标准适用于客运专线铁路混凝土工程施工质量的验收。客货共线铁路铁路有耐久性设计要求的混凝土工程也应参照执行。 验评标准明确了各方（施工单位和监理单位）的职责，加之第三方咨询单位中心试验室，从而，从组织形式上全面地进行质量控制。,编制依据,1、三级2、五个环境类别3