论文资料：高性能混凝土在京津城际交通工程中的施工质量与控制.doc

高性能混凝土在京津城际交通工程中的施工质量与控制 安家豪 中国兵器工业北方勘察设计研究院 石家庄市建设南大街45号 050011孙运青 河北建设勘察研究院有限公司 河北省石家庄市建华南大街58号 050031胡思明 中铁二局第一工程有限公司 贵州省贵阳市花溪大水沟同兴山庄14栋 550002摘要：介绍京津城际轨道交通工程北京环线特大桥水下灌注桩，承台、墩身、连续梁的高性能混凝土设计、施工及养护效果。关键词：工程概况；混凝土确定；原材料选用；配合比选定；施工及养护第4页共4页一、工程概况京津城际铁路交通工程从北京南站到天津站全长115.km，全线设有北京南、亦庄、永乐、武清、天津等5座车站， 其中正线桥梁长度101km，占正线总长的89%，路基长度12.5km，占正线总长度的11，除天津站外，其余线路均铺设无碴轨道。铁路等级为客运专线，正线数目为双线，区间最小曲线半径为5500m，最大坡度为20，线间距为5.0m， 牵引种类为电力，列车类型为动车组，到发线有效长度为700m，列车最高行驶速度为350 km/h，列车行驶速度为300 km/h。桥梁桩基、承台、墩身设计为C30耐腐蚀，垫石为C40耐腐蚀，梁为C50耐腐蚀，混凝土结构所处的环境作用等级为H1、H2属弱硫酸盐侵蚀。混凝土结构设计使用年限为100年。我公司承担的是北京环线特大桥374号墩至474号台的桩基、承台、墩身的施工，其中441号墩至444号墩段是跨通黄路预应力现浇连续箱梁。二、混凝土确定为了满足100年设计要求，北京环线特大桥混凝土的选用定为高性能混凝土。高性能混凝土就是在普通混凝土（包括砂、石、水、水泥）中加入高效复合外加剂和掺合料（包括粉煤灰、矿渣粉、硅灰等），坍落度流动性大，黏聚性和保水性好，有着适当的强度和满足工程设计年限耐久性要求的混凝土。其性能特点是扩展度大易于浇注捣固，易于压实，自密性好而不离析、高长期力学性能、高早强、高韧性、体积稳定、严酷环境中使用寿命长。检测耐久性的重指标就是电通量、抗冻性和抗裂性能，这些指标必须符合客运专线高性能混凝土暂行技术条件的要求。高性能混凝土的产生是混凝土快速发展的一个转折点，是随着社会发展的需要，也是人们对工程建设质量和施工速度的要求，而传统的混凝土不适应京津城际铁路交通工程需要。高性能混凝土良好的工作性能方便施工，减轻了人们的劳动量，提高了工作效率，加快了施工速度，才能达京津城际铁路所要求的质量和进度一流的目标。三、原材料的选用北京环线特大桥高性能混凝土所用的原材料是精心选用的优质材料。细骨料选用含泥量为1.7%，泥块含量为0.3%的中粗河砂。碎石选用石灰岩其压碎指为3.6%，含泥量为0.4%，泥块含量为0.1%的二级配碎石。外加剂的选用减水率为25%，含气量为3.6%，碱含量为0.6%，氯离子含量为0.1%，常压泌水率比为5%，抗压强度比7天为190%，耐久性指标200次为88%，坍落度60分钟保留值为180mm，对钢筋无锈蚀作用的高性能减水剂。粉煤灰细度为0.4%, 氯离子含量为0.014%，需水比为98%，烧失量1.4%的干排灰。矿粉氯离子含量为0.010%，需水比为94%，烧失量1.6%，活性指数28天为97%，比表面积为440m2/kg的磨细矿粉。水泥细度为3%，氯离子含量为0.014%，碱含量为0.48%，熟料中的C3A为7.52%的42.5级的普通硅酸盐水泥。四、高性混凝土配合比的选定C30水下桩基础高性能混凝土配合比：水胶比为0.39，每立方米混凝土水泥用量为200kg、粉煤灰用量为100kg、矿粉用量为100kg、河砂用量为730kg、510的碎石用量为219kg、1025的碎石用量为875kg、水用量为156kg、外加剂用量为4.8kg，混凝土坍落度为220 mm，扩展度为55cm，泌水率为0.1%，半小时后含气量为3.7%,总碱含量为1.7kg/m3，氯离子含量为0.1%，7天抗压强度大于32MPa, 56天抗压强度大于43MPa，56天电通量为904C。通过对混凝土拌和物性能的检测、强度和耐久性的检验，说明上面所选定的C30水下桩基础高性能混凝土配合比符合规范和设计要求。C30墩身高性能混凝土配合比：水胶比为0.39，每立方米混凝土水泥用量为247kg、粉煤灰用量为57kg、矿粉用量为76kg、河砂用量为700kg、510的碎石用量为228kg、1025的碎石用量为914kg、水用量为148kg、外加剂用量为4.2kg，混凝土坍落度为180 mm，扩展度为51cm，不泌水，含气量为5.6%,总碱含量为1.6kg/m3，氯离子含量为0.02%，7天抗压强度大于35MPa, 56天抗压强度大于47MPa，56天电通量为884C。通过对混凝土拌和物性能的检测、强度和耐久性的检验，说明上面所选定的C30墩身体高性能混凝土配合比符合规范和设计要求。C50连续梁高性能混凝土配合比：水胶比为0.33，每立方米混凝土水泥用量为312kg、粉煤灰用量为96kg、矿粉用量为72kg、河砂用量为721kg、510的碎石用量为216kg、1025的碎石用量为865kg、水用量为158kg、外加剂用量为6.2kg，混凝土坍落度为200 mm，扩展度为52cm，不泌水，含气量为3.6%,总碱含量为2.0kg/m3，氯离子含量为0.02%，3天抗压强度大于33.4MPa, 28天抗压强度大于64MPa，28天抗压弹性模量大于44GPa，28天电通量为537C。通过对混凝土拌和物性能的检测、强度和耐久性的检验，说明上面所选定的C50连续梁高性能混凝土配合比符合规范和设计要求。五、高性混凝土的施工控制承台、墩身、托盘、垫石用大块整体钢模，为了保证钢模有足够刚度应加强支撑，钢模板在安装前表面先涮水泥浆后，再用沙布打磨，用汽油清洗模板表面，用棉纱擦干净后涮清洁机油或液压油，确保混凝土脱模后表面无炭灰无铁锈。选用的配合比为泵送混凝土，由拌和站集中供应，泵车输送混凝土入模，捣固棒捣固一次成型的施工工艺。为了保持混凝土的可泵性和入模混凝土的均匀性，坍落度严格控制在160180mm，拌和站在出站前控制在170190m，高性能混凝土拌和时间比普通混凝土的拌和时间延长3060s。随时检测混凝土坍落度，调整用水量，保证混凝土的均匀性和不泌水。混凝土到现场时先加强快速拌和1分钟，保证运输到现场的混凝土不离淅、不分层，有良好的均匀性，测定混凝土的坍落度为160180mm方可入模。高性能混凝土在浇注过程中，分层厚度控制在50cm，混凝土先沿着模板周围堆放，保证靠近模板一侧比中间略高于3cm。振捣时先边后中，每次振动棒捣固间距 2530cm，捣固棒外径距模板6cm左右，每次抽入振捣时间控制在 25s左右，主要是观察捣固后的混凝土表面不冒汽泡，砂浆均匀，不分层，略有光泽后才能停止捣固，混凝土在捣固过程中如果出呈泌水时，必须停止浇注，处理完毕后才能进行灌注。由于高性能混凝土的流动度好，扩展度大，对模板侧压力将比同等级的普通混凝土大，灌注速度不易过快，一般是100m3混凝土灌注时间在6h左右，加强模板支撑。最后表面的混凝土延长捣固时间，混凝土凝固前表面出现光泽时，用抹刀抹平。养护是高性能混凝土最重要的一道工序，养护好坏将影响混凝土强度和耐久性，严重时会出呈温度裂纹，这就要求测定混凝土芯部温度，混凝土边缘温度和环境温度，确定合理的脱模时间，做好混凝土未脱模时洒水覆盖养护工作。在测定高性能混凝土浇灌后各部位温度与时间的变化情况，采取有效的预防和控制措施，防止高性能混凝土水化热过快，温度升高，结构构件产生温度裂缝。按照铁路混凝土工程施工质量验收补充标准的要求，北京环线特大桥采用电子测温仪，现场检测统计混凝土内芯部最高温度承台58，墩身61，梁63，混凝土表面最高温度承台38，墩身43，梁44，混凝土芯部与表面最大温差是19，环境与混凝土表面最大温差除夏天满足要求外，其他时间满足不了要求，所以说混凝土脱模时间无法确定，只有通过温度的检测符合要求后确定合理的脱模时间。 总之高性混凝土在施工过程中严格控制原材料的质量和配料计量，延长拌和时间，经常测定混凝土坍落度和扩展度，泌水率，保持混凝土拌和物的均匀性，掌握好适当的捣固时间，混凝土施工完后加强洒水养护勤测温度，确定合理的脱模时间，混凝土脱模后及时用塑料薄膜包裹密封好保湿28天，确保混凝土不发生裂纹，高性能混凝土质量就能达到设要求。六、结束语我国地域广阔，南北气候变化大，原材料差别也大，腐蚀环境条件也有差异，高性能混凝土在我们国普遍实施还要研究者、设计者、施工人员共同努力，不断摸索完善符合我国不同区域，不同环境条件下各种结构物所使用的高性能混凝土技术指标。目前我国国标各行业对部分工程结构构件设计强度和耐久性要求较低，采用高性能混凝土施工后，混凝土的抗压强度基本都超强，根据京津城际轨道交通工程的高性能混凝土抗压强度统计，C30混凝土平均抗压强度大于39Mpa占总组数的90%，最高强度是46Mpa。在受冻融地区的高性能混凝土掺了加气复合外加剂增加混凝土的含气量，混凝土表面会生成细微气孔，同时掺入大量的粉煤灰后，表面有水斑纹，感观较差，这与我们传