高速公路桥涵混凝土质量控制和验收教材.ppt

,李章建正高级工程师集团副总工程师云南省建设投资控股集团有限公司2016.8.5,高速公路桥涵混凝土质量控制和验收,1,汇报提纲,2,桥涵混凝土结构耐久性及高性能混凝土的提出,第一部分,3,桥涵混凝土结构耐久性及高性能混凝土的提出,第一部分,4,桥涵混凝土结构耐久性及高性能混凝土的提出,混凝土桥涵耐久性现状,第一部分,海洋环境（氯盐腐蚀）,5,桥涵混凝土结构耐久性及高性能混凝土的提出,混凝土桥涵耐久性现状,第一部分,6,钢筋混凝土结构中氯离子的来源有2个途径：一是来自于制造混凝土的原材料（例如含有氯离子的水、冬季施工加入的含有Cl-的防冻剂、以及使用了海砂）；二是来自于结构外部的氯离子（例如海洋环境、工业环境、土壤环境、北方冬季使用的“融雪盐”等）。氯离子的腐蚀主要有两个方面，一是对钢筋的腐蚀：当氯离子渗透进入钢筋混凝土结构后，迁移到钢筋表面，破坏钢筋表面的钝化层，使钢筋局部发生电化学腐蚀；二是对混凝土的腐蚀：氯盐进入混凝土内部与水泥的某些成分反应，生成物体积增大使混凝土膨胀破坏。,氯离子腐蚀破坏,桥涵混凝土结构耐久性及高性能混凝土的提出,第一部分,混凝土桥涵耐久性现状,冻融环境,桥面板冻胀破坏,纽约高速公路大桥除冰盐破坏,基础结冰冻胀，面板剪坏,箱梁底部冻融破坏,冻融后梁底外部剥落,7,桥涵混凝土结构耐久性及高性能混凝土的提出,第一部分,混凝土桥涵耐久性现状,冻融破坏,纽约高速公路大桥除冰盐破坏,8,混凝土结构中存在大量的孔隙和裂缝，水分可通过毛细作用进入其中，当温度降到冰点时，水会结冰膨胀，使孔壁受压变形，环境温度升高，冰融化成水，体积缩小，使孔壁受到拉应力。反复的冻融过程会使混凝土结构浅表面出现裂纹，并逐渐酥松、脱落，逐步侵蚀整个结构。,桥涵混凝土结构耐久性及高性能混凝土的提出,第一部分,混凝土桥涵耐久性现状,盐湖、化学腐蚀,西部盐湖地区混凝土损伤,青藏公路桥梁墩柱腐蚀破坏,9,桥涵混凝土结构耐久性及高性能混凝土的提出,第一部分,混凝土桥涵耐久性现状,盐晶膨胀,10,可溶性盐随水分渗入混凝土内部的毛细孔和微孔内，当水分蒸发时，盐就会结晶出来。盐结晶生长过程发生体积膨胀，导致混凝土破坏。,桥涵混凝土结构耐久性及高性能混凝土的提出,第一部分,混凝土桥涵耐久性现状,碱骨料反应,11,空心板梁梁底因骨料膨胀而产生冲剪裂缝形态，放射形裂缝交点内部有一膨胀源（膨胀骨料）,桥涵混凝土结构耐久性及高性能混凝土的提出,第一部分,混凝土桥涵耐久性现状,碱骨料反应,12,碱-骨料反应是混凝土中的碱（NaOH、KOH）可与基料中的某些成份（二氧化硅、硅酸盐、碳酸盐）反应，形成的生成物（碱硅胶）容易吸水膨胀。当膨胀压力超过硬化水泥浆的抗拉强度时，就会引起混凝土开裂破坏。碱基料反应需要三个条件：I、有充分的水（包括混凝土中本身含有水和外部渗入的水）；II、混凝土中含碱量高（主要是NaOH、KOH，结构本身含有的和外部渗入的）；III、混凝土中含有反应性二氧化硅。虽然ASR反应缓慢，持续时间长，一旦发生很难补救，被称为混凝土的“癌症”,桥涵混凝土结构耐久性及高性能混凝土的提出,第一部分,混凝土桥涵耐久性现状,结构开裂,13,墩柱,系梁,梁板顶面,墩柱表面龟裂,桥涵混凝土结构耐久性及高性能混凝土的提出,第一部分,高性能混凝土的提出,14,桥涵混凝土结构耐久性及高性能混凝土的提出,第一部分,高性能混凝土的提出,桥涵混凝土结构耐久性及高性能混凝土的提出,第一部分,高性能混凝土的提出,桥涵混凝土结构耐久性及高性能混凝土的提出,第一部分,高性能混凝土的提出,桥涵混凝土结构耐久性及高性能混凝土的提出,第一部分,高性能混凝土的提出,桥涵混凝土结构耐久性及高性能混凝土的提出,第一部分,高性能混凝土的提出,19,强度和耐久性并重的设计+优质原材料+优化的配合比+绿色和预拌生产+良好的拌合物施工性能+精细化施工+验收合格=高性能混凝土,低水胶比选用优质原材料加足够数量的矿物掺合料高效减水剂,桥涵混凝土结构耐久性及高性能混凝土的提出,第一部分,混凝土耐久性指标,20,指标：抗裂性、耐蚀性、护筋性、耐磨性、抗碱骨料反应性等一般要求：抗裂性能、保护层厚度控制、碱活性、抗渗性(强度等级小于C40)、抗碳化氯盐环境：电通量、氯离子扩散系数化学侵蚀环境：电通量、氯离子扩散系数冻融破坏环境：抗冻等级磨蚀环境：耐磨试验多因素综合环境：专项耐久性研究、附加措施,桥涵混凝土结构耐久性及高性能混凝土的提出,第一部分,高性能混凝土耐久性等级划分,21,桥涵混凝土的原材料关键技术,第二部分,水泥,22,公路桥涵工程采用的水泥应符合通用硅酸盐水泥（GB175）的规定要求，品种和强度等级应通过混凝土配合比试验确定，其特性应不会对强度、耐久性和工作性产生不利影响，含碱量（Ca2O+0.658Na2O）不大于0.6%。混凝土强度与水胶比、集料配合比等因素有关，而关系最大的是水泥的强度。以低强度的水泥配置高强度混凝土，水泥用量大，不仅不经济而且水化热大宜产生裂缝；以较高强度的水泥配置较低强度混凝土，水泥用量少但不能少于规范要求，否则，混凝土和易性不好，宜离析且浇注质量差。水泥进场后按批次进行强度、细度、安定性、凝结时间等性能检验（散装500t一批、袋装200t一批）。公路桥涵混凝土工程宜采用散装水泥；采用袋装水泥应防止受潮，且不得长期露天堆放。,桥涵混凝土的原材料关键技术,第二部分,水泥,23,配制高耐久混凝土的水泥一般应为品质稳定的硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥应了解水泥中的掺合料品种、质量和掺量，与配制混凝土时加入的矿物掺合料一起计算混凝土中所有掺合料占胶凝材料总量的份额百分比水泥的含碱量0.8%；混凝土内的总含碱量3.0kg/m3水泥比表面积300380/；熟料中的C3A含量8%,桥涵混凝土的原材料关键技术,第二部分,细集料,24,细集料应采用级配良好、质地坚硬、颗粒洁净且粒径小于5mm的河砂(人工砂)。细骨料不宜采用海砂，不得不采用海砂时，应经冲洗处理。,桥涵混凝土的原材料关键技术,第二部分,细集料,25,细集料检验内容：外观、筛分、细度模数、有机物含量、含泥量、泥块含量及人工砂的石粉含量等；必要时尚应对坚固性、有害物质含量、氯离子含量及碱活性等指标进行检验。细集料颗粒级配标准：细度模数仅砂的全部颗粒粗细程度，而不能反映颗粒级配程度，细度模数相同而级配不同的砂，会有不同的很混凝土配置性质。有关资料表明：合格粒径与良好级配的集料可使混凝土用水量降低约20，有可能减少收缩值10010-6。,桥涵混凝土的原材料关键技术,第二部分,粗集料,26,粗集料宜采用质地坚实、均匀洁净、级配合理、粒形良好、吸水率小的碎石或卵石。考虑到混凝土的耐久性，采用吸水率大的集料所配制出的混凝土会有较大的长期收缩，影响混凝土的抗裂性。如砂岩集料的吸水率是石灰岩20倍，用它制成的混凝土1年收缩率是石灰岩的3-4倍。在保证其他要求的条件下，采用岩石的抗压强度与混凝土强度之比不应小于1.5倍；对C80以上的超高强混凝土，比值建议采用1.2。,桥涵混凝土的原材料关键技术,第二部分,粗集料,27,粗集料宜采用质地坚实、均匀洁净、级配合理、粒形良好、吸水率小的碎石或卵石。,桥涵混凝土的原材料关键技术,第二部分,粗集料,28,考虑到混凝土的耐久性，采用吸水率大的集料所配制出的混凝土会有较大的长期收缩，影响混凝土的抗裂性。如砂岩集料的吸水率是石灰岩20倍，用它制成的混凝土1年收缩率是石灰岩的3-4倍。在保证其他要求的条件下，采用岩石的抗压强度与混凝土强度之比不应小于1.5倍；对C80以上的超高强混凝土，比值建议采用1.2。粗集料宜采用连续两级配或连续多级配，不宜采用单粒级配或间断级配配置。必须使用时，应通过试验验证。粗集料的良好级配应是空隙小、水泥用量少、不宜离析及和易性好。粗集料最大粒径不得超过结构最小边尺寸的1/4和钢筋最小净距的3/4；在两层或多层密布钢筋结构中，不得超过钢筋最小净距的1/2，同时最大粒径不得超过75mm；混凝土实芯板的骨料最大粒径不宜超过板厚的1/3且不得超过37.5mm。泵送混凝土碎石不超过输送管径1/3；卵石不超过1/2.5。施工前对所用的粗集料进行碱活性检验，在条件许可时宜避免采用具有碱活性反应的粗集料，必须采用时应采取必要的抑制措施。检验内容：外观、颗粒级配、针片状颗粒含量、含泥量、压碎值等指标。若用鹅卵石用作混凝土的粗集料，其每立方混凝土中水泥用量偏大；若用鹅卵石或破碎鹅卵石浇注的混凝土其抗压弹性模量偏低。,桥涵混凝土的原材料关键技术,第二部分,粗集料,29,不合格的材料,桥涵混凝土的原材料关键技术,第二部分,粗集料压碎指标试验,30,采用风干石料用13.2和9.5标准筛过筛，取9.513.2的试样3组各3000g，供试验用。如过于潮湿需加热烘干时，烘箱温度不得超过100，烘干时间不超过4h。试验前，石料应冷却至室温。将试样分3次(每次数量大体相同)均匀装入试模中，每次均将试样表面整平，用金属棒的半球面端从石料表面上均匀捣实25次。属棒作为直刮刀将表面仔细整平。称取量筒中试样质量(m0)。,桥涵混凝土的原材料关键技术,第二部分,粗集料压碎指标试验,31,将要求质量的试样分3次均匀装入试模中，每次均将试样表面整平，用金属棒的半球面端从石料表面上均匀捣实25次。最后用金属棒作为直刮刀将表面仔细整平。开动压力机，均匀地施加荷载，在10min左右的时间内达到总荷载400kN，稳压5s，然后卸荷用2.36标准筛筛分经压碎的全部试样。称取通过2.36筛孔的全部细料质量(m1)，准确至1g。（房建标准：总荷载200kN）,桥涵混凝土的原材料关键技术,第二部分,集料的碱集料反应试验,32,岩相法（T0234-1994)：岩相法一直是作为骨料碱活性鉴定的首选方法，通过肉眼观察和显微镜来鉴定集料的成分、各组分含量以及结晶程度等，以此来判断碱活性。其缺点是得不到活性组分含量与膨胀率的定量关系。砂浆长度法（T0352-1994)：将集料分级配按一定的比例混合后，与碱含量较高的水泥共同成型试件。将试件置于养护容器中，测定自放入起一定时间试件的长度膨胀率。适用于硅质集料与碳酸盐集料的碱活性。快速法（GB/T14684-2011，JGJ52-2006）：适用于在1mol/L氢氧化钠溶液中浸泡试样14d以检查硅质骨料与混凝土中的碱产生潜在反应的危害性，不适用于碱碳酸盐反应活性骨料试验。,桥涵混凝土的原材料关键技术,第二部分,集料的碱集料反应试验,33,砂浆长度法（T0352-1994)检定集料活性时，应使用含碱量高于0.8%的硅酸盐水泥。对于砂料使用工程实际用砂，集料应把活性、非活性集料破碎至表中级配，并根据岩相结果将活性集料和非活性集料按比例组合成试验用砂。砂浆配合比：水泥与砂的质量比为1:2.25，一组试件水泥400g、砂900g，砂浆流动度控制在105mm120mm。养护温度382。试件膨胀率的计算：式中：-试件在t天龄期的膨胀率，%，精确至0.001%；Lt-试件在t天龄期的长度，mm；L0试件的基准长度，mm；-测头的长度，mm。,桥涵混凝土的原材料关键技术,第二部分,集料的碱集料反应试验,34,砂浆长度法（T0352-1994)评定标准：1）对于砂料，砂浆试件半年的膨胀率超过0.1%或3个月膨胀率超过0.05%，则评定为具有危害性的活性骨料；反之，低于上述数据时，判定为非活性集料。2）对于集料，砂浆试件半年的膨胀率低于0.1%或3个月膨胀率低于0.05%，则评定为非活性骨料。如超过上述数值，尚不能做最后结论，应根据混凝土的试验结果做出最后评定。,桥涵混凝土的原材料关键技术,第二部分,集料的碱集料反应试验,35,快速法（GB/T14684-2011，JGJ52-2006）水泥采用普通硅酸盐水泥。水泥与砂的质量比为1:2.25，一组试件水泥440g、砂990g，水灰比0.47。养护桶温度802。NaOH溶液浓度为1mol/L。评定标准：1）砂浆试件14d的膨胀率小于0.1%，则骨料为非活性骨料；2）砂浆试件14d的膨胀率大于0.2%，则骨料为具有潜在危害性反应的活性骨料；3）砂浆试件14d的膨胀率在0.1%至0.2%之间的，对这种骨料应结合现场记录、岩相分析、或展开其他的辅助试验、试件观测的时间延至28d后的测试结果等来进行综合评定。,桥涵混凝土的原材料关键技术,第二部分,碱集料反应的特征,36,时间特征：国内外工程破坏的事例表明，碱骨料反应破坏般发生在混凝土浇筑后二、三年或者更长时间，它比混凝土收缩裂缝发生的速度慢，但比其他耐久性破坏的速度快。,凝胶析出及内部特征：ASR:混凝土透明或淡黄色凝胶析出，ACR:混凝土表面不会有凝胶析出；混凝土会在集料表面产生网状的内部裂缝，在钢筋等约束或外压应力作用下，裂缝会平行于压应力方向成列分布，与外部裂缝相连；有些集料发生碱骨料反应后，会在骨料周围形成一个深色的反应环。,桥涵混凝土的原材料关键技术,第二部分,碱集料反应的特征,37,桥涵混凝土的原材料关键技术,第二部分,碱集料反应的特征,38,膨胀特征：碱集料反应破坏是反应产物的体积膨胀引起的，往往使结构物发生整体位移或变形，如伸缩缝两侧结构物顶撞、桥梁支点膨胀错位、水电大坝坝体升高等；对于两端受约束的结构物，还会发生弯曲、扭翘等现象。,美国加州Mugu停机坪路面板错位、裂缝,膨胀错位、位移（英国ValdelaMare坝）,桥涵混凝土的原材料关键技术,第二部分,碱集料反应的特征,39,裂缝特征：对于不受约束和荷载的部位，或约束和荷载较小的部位；碱集料反应破坏一般形成网状裂缝；对于钢筋限制力较大的区域，裂缝常常平行于钢筋方向；在外部压应力作用下，裂缝也会平行于压应力方向。碱集料反应在开裂的同时，经常出现局部膨胀，使裂缝两侧的混凝土出现高低错位和不平整。,网状裂缝,桥涵混凝土的原材料关键技术,第二部分,碱集料反应的特征,40,部位特征：碱集料反应破坏的一个明显的特征就是越潮湿的部位反应越强烈，膨胀和开裂破坏越明显；对于碱硅酸反应引起的破坏，越潮湿的部位其凝胶析出等特征也越明显。,空气中的相对湿度大于85%，或混凝土直接与水接触就有可能产生碱骨料。,对于一般ASR活性的集料，碱含量小于3.5%的粉煤灰的掺量在30%以上时或碱含量小于1.0%的矿渣在大于50%时能有效抑制ASR。但对于ACR活性集料，粉煤灰、矿渣和硅灰难以防止其ACR破坏。,桥涵混凝土的原材料关键技术,第二部分,碱-集料反应的预防措施,41,选用掺加混合材料的水泥在拌制混凝土时掺加质量较好的粉煤灰或其他混合材料限制或禁止钠盐外加剂的使用适当降低水灰比使用非活性集料控制混凝土总碱量：水泥含碱量（R2O0.6%），以混凝土的体积为基础，R2O3kg/m3，但控制碱含量并不能有效抑制碱碳酸盐反应，故需杜绝使用含活性碳酸盐骨料。掺加引气剂。,桥涵混凝土的原材料关键技术,第二部分,掺合料,42,公路桥涵混凝土工程用外掺剂如：粉煤灰、磨细矿渣粉、硅灰等掺和料应保证其品质稳定、来料均匀、与水泥有较好的相容性；细度、化学成分应满足相关规范要求。掺合料（粉煤灰、矿渣粉）可以提高混凝土密实度，提高抗冻、抗渗性能；增加混凝土的含灰量，提高流动性（泵送混凝土）；配置高强度、高性能混凝土。,桥涵混凝土的原材料关键技术,第二部分,外加剂,43,公路桥涵工程使用的外加剂，与水泥、矿物掺和料之间应具有良好的相容性。外加剂品种和掺量应根据使用要求、施工条件、混凝土原材料变化等通过试验确定。上部结构尽量不要使用膨胀剂。若必须使用，应制定严格的保湿养护措施并能有效实施。膨胀剂的品种和掺量应通过试验确定。掺入膨胀剂的混凝土宜采取有效的持续湿养护措施，且宜按不同结构和温度适当延长养护时间。配制高耐久混凝土宜选择品牌聚羧酸高性能减水剂。掺引气剂或引气减水剂混凝土的含气量宜为3.5%5.5%。,桥涵混凝土的原材料关键技术,第二部分,外加剂,44,不合格的外加剂对混凝土的影响,桥涵混凝土的原材料关键技术,第二部分,水,45,符合国家标准的饮用水或洁净的淡水均可用作混凝土拌合用水。对于工业废水、含氯离子、硫酸根离子的水应经检验合格后才能使用。水中不应有漂浮明显的油脂和泡沫，及有明显的颜色和异味。严禁将未经处理的海水用于结构混凝土的拌制。,桥涵混凝土设计与施工关键技术,第三部分,配合比设计,46,混凝土的配合比，应以质量比表示，应按照现行普通混凝土配合比设计规程（JGJ55）进行计算并通过试配确定。混凝土的最大水胶比、最小水泥用量及最大氯离子含量应符合规定。,配合比设计,47,钢筋混凝土和预应力混凝土中，均不得掺加氯化钙、氯化钠等氯盐。各种材料引入的氯离子含量超过规定时，宜在混凝土中采取掺加阻锈剂，增加保护层厚度、提高密实度等措施。应控制混凝土的总碱含量：1）每立方米混凝土的总碱含量，对于一般桥涵不宜大于3.0kg/m3。2)对特殊大桥、大桥和重要桥梁不宜大于1.8kg/m3；3)当混凝土处于与水接触或潮湿环境时由外加剂带入的碱含量(以当量氧化钠计)不宜超过1.0kg/m3；4)当处于受严重侵蚀的环境宜使用非碱活性集料，且不宜单独采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥作为胶凝材料，应掺用大掺量或较大掺量的掺合料，并加入少量的硅粉。,桥涵混凝土设计与施工关键技术,第三部分,混凝土拌制,48,各种材料计量准确（计量器具调校）集料颗粒级配均匀搭配（控制后仓）粗细集料含水量的控制（动态检测其含水量）外加剂不沉淀，宜以稀释溶液加入拌和时间的控制（根据拌和机的功能确定拌和时间）混凝土拌合物应搅拌均匀，颜色一致，不得有离析和泌水现象。混凝土搅拌完毕后，应检测混凝土拌和物的各项性能。混凝土拌和物的坍落度及其损失宜在搅拌地点和浇筑地点分别取样检测，每一工作班或每一单元结构物不应少于两次。评定时应以浇筑地点的测值为准。如混凝土拌和物从搅拌机出料起至浇筑入模的时间不超过15min时，其坍落度可仅在搅拌地点取样检测。,桥涵混凝土设计与施工关键技术,第三部分,混凝土运输,49,各种材料计量准确（计量器具调校）集料颗粒级配均匀搭配（控制后仓）粗细集料含水量的控制（动态检测其含水量）外加剂不沉淀，宜以稀释溶液加入拌和时间的控制（根据拌和机的功能确定拌和时间）混凝土拌合物应搅拌均匀，颜色一致，不得有离析和泌水现象。混凝土搅拌完毕后，应检测混凝土拌和物的各项性能。混凝土拌和物的坍落度及其损失宜在搅拌地点和浇筑地点分别取样检测，每一工作班或每一单元结构物不应少于两次。评定时应以浇筑地点的测值为准。如混凝土拌和物从搅拌机出料起至浇筑入模的时间不超过15min时，其坍落度可仅在搅拌地点取样检测。,桥涵混凝土设计与施工关键技术,第三部分,混凝土运输,50,运输能力应于混凝土的凝结速度和浇注速度相适应，浇注工作不间断且混凝土运输到浇注地点仍能保持其均匀性和规定的坍落度。运送至现场的混凝土若发生离析、泌水或坍落度不符合要求时应进行二次搅拌，二次搅拌时不宜随意加水，确有必要时，可同时加水和相应的胶凝材料以及外加剂并保持水灰比不变；二次搅拌仍不符合要求时，则该车混凝土不得使用。泵送混凝土时，间歇时间不超过15min。管道应顺直，转弯处应园缓，接头严密不漏气；向低处泵送时，采取措施防止离析。,桥涵混凝土设计与施工关键技术,第三部分,混凝土浇筑,51,混凝土浇注时控制入模温度，控制绝对温升。在恶劣气温条件下控制砂、石材料和拌和用水的温度；自高处向模板内倾卸混凝土时，应防止离析；混凝土浇注分层应满足规范要求：采用插入式振捣器时最大厚度应小于300mm；采用表面振捣器时应控制在150250mm之间；在相对湿度较小、风速较大的条件下浇注的混凝土应采取措施防止混凝土表面失水，造成混凝土假凝现象，混凝土表面产生龟裂（地图纹）或使混凝土内部水分以竖向微细孔向上迁移，混凝土凝结后形成竖向毛细管孔，严重影响其质量。混凝土浇注完后在有条件时尽可能的进行二次振捣和抹面收光。二次振捣可有效提高混凝土的质量。,桥涵混凝土设计与施工关键技术,第三部分,混凝土养护,52,对新浇注的混凝土的养护，应满足对温度、湿度和时间的要求，根据施工对象、环境条件、水泥品种、外加剂和外掺剂以及混凝土性能等因素制定养护方案。浇注完后的混凝土应在收浆后进口覆盖并洒水保湿养护。新浇注的混凝土不得使用海水或有害物质的水养护。新浇注的混凝土洒水保湿养护时间不得少于7天。当气温低于5时，不得向混凝土表面洒水养护，应采用覆盖保温养护，作好混凝土的防冻措施。对于桥梁特殊结构如垫石混凝土应制定特定的养护方案并有效实施。,桥涵混凝土设计与施工关键技术,第三部分,大体积混凝土,53,桥涵混凝土设计与施工关键技术,第三部分,大体积混凝土在选用原材料和进行配合比设计时，应按照降低水化热升温的原则进行：1）宜选用低水化热和凝结时间长的水泥品种。采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥时应采取适当措施延缓水化热的释放。宜掺用可降低早期水化热的外加剂及掺合料，外加剂宜采用缓凝剂、减水剂；掺合料宜采用粉煤灰、矿渣粉等。粉煤灰掺量不宜超过凝胶材料40；矿渣粉的掺量不宜超过凝胶材料50；二者掺和总量不宜超过凝胶材料502）进行配合比设计时，在保证混凝土强度、和易性和坍落度要求的前提下，宜采取改善粗集料级配、提高掺合料和粗集料含量、降低水胶比等措施，减少单方混凝土的水泥用量。3）大体积混凝土进行配合比设计及质量评定时，可按60d（或90d）龄期的抗压强度控制。浇筑面的塌落度不宜低于160mm。拌合用水量不宜大于175kg/m3。水胶比不宜大于0.55，含砂率宜为38-42。,大体积混凝土,54,桥涵混凝土设计与施工关键技术,第三部分,大体积混凝土的浇注、养护和温度控制的规定：按照“内降外保”的原则，内部最高温度不大于75、内表温差不大于25，降温速率宜不大于2/d。分层浇注时，新浇层与下层混凝土温差宜小于20，并各层浇注间隙控制在7d以内。大体积混凝土的浇注宜在气温较低时进行，但混凝土的入模温度应不低于5；热期施工时，宜采取降温措施减低入模温度，入模前模板温度不应超过40，且入模温度不宜高于28。大体积混凝土采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥时，其浇筑后的养护时间不宜少于12d，采用其他品种水泥不宜少于21d。在寒冷天气浇筑时，应加强覆盖保温，并适当延长养护时间。,大体积混凝土,55,桥涵混凝土设计与施工关键技术,第三部分,2016年6月昆明恒隆广场2.2万m3大底板浇筑,水下混凝土,56,桥涵混凝土设计与施工关键技术,第三部分,1）必须具有水下不分离性、自密实性、低泌水性和缓凝等特性2）采用矿渣水泥时应采取防离析措施，粗集料宜优先选用卵石，砂率宜为4050%，坍落度宜为（20020）mm3）每立方米水下混凝土的水泥用量不宜小于350kg，当掺有适宜数量的减水缓凝剂或粉煤灰时，可不少于300kg。,抗渗混凝土,57,桥涵混凝土设计与施工关键技术,第三部分,宜选用连续级配、其最大粒径不宜大于37.5mm，含泥量不大于1%、泥块含量不大于0.5%的粗集料和含泥量不大于3%、泥块含量不大于1%的细集料，砂率宜为35%45%。胶凝材料总量不宜小于320kg/m3；最大水灰比应符合公路桥涵施工技术规范JTG/TF50的规定。宜采用防水剂、引气剂、膨胀剂、减水剂或引气减水剂等外加剂，并宜掺用矿物掺合料。掺引气剂的抗渗混凝土，应做含气量试验，含气量控制在3%5%之间。,抗渗混凝土,58,桥涵混凝土设计与施工关键技术,第三部分,抗渗性不佳引起结构破坏模型,抗冻混凝土,59,桥涵混凝土设计与施工关键技术,第三部分,水受冻变成冰体积膨胀9%；水压很高，可使毛细孔间的水泥石破坏；引入的气孔可以释放水压，避免高压水的产生；大量的空气泡减小了水释放的平均距离；,抗冻混凝土,60,桥涵混凝土设计与施工关键技术,第三部分,1）应选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，不宜使用火山灰质硅酸盐水泥。2）材料最大粒径不大于37.5mm，含泥量不大于1%的粗集料和含泥量不大于2%、的细集料。集料坚固性5次循环损失不大于3%，不得含有泥块。3）最大水胶比应小于0.5。有抗冻性要求的混凝土宜掺人适量引气剂，同时宜掺入减水剂，混凝土含气量控制在：集料最大粒径9.5mm时，58%；集料最大粒径19mm时，47%；集料最大粒径31.5mm时，3.56.5%；集料最大粒径37.5mm时，3.06.0%。,水位变动区混凝土抗冻等级选定标准,耐腐蚀混凝土,61,桥涵混凝土设计与施工关键技术,第三部分,1）不宜单独使用硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥作胶凝材料，使用时应掺加外加剂和掺合料。2）材料最大粒径不大于37.5mm，含泥量不大于1%的粗集料和含泥量不大于2%、的细集料。集料坚固性5次循环损失不大于3%，不得含有泥块。,碳化及氯离子破坏机理,耐腐蚀混凝土,62,桥涵混凝土设计与施工关键技术,第三部分,受硫酸盐侵蚀的混凝土或砂浆试件外观劣化,高强混凝土,63,桥涵混凝土设计与施工关键技术,第三部分,原材料控制1水泥宜选用强度等级不低于52.5的硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥，不得使用立窑水泥。2细集料宜选用质地坚硬、级配良好的中砂，细度模数应不小于2.6，含泥量应不大于1.5；配置C70及以上等级混凝土时，含泥量应不大于1.0，且不应有泥块存在，必要时应冲洗后使用。3粗集料宜选用质地坚硬、级配良好、无风化颗粒的碎石。最大粒径不宜大于25mm，含泥量应不大于0.5，针片状颗粒含量不宜大于5。配合比设计水泥用量不宜大于500kg/m3,胶凝材料用量不宜大于600kg/m3,高性能混凝土,64,桥涵混凝土设计与施工关键技术,第三部分,原材料的选择应选用优质水泥和级配良好的优质集料应选用优质水泥和级配良好的优质集料，同时应掺加与水泥相匹配的高效减水剂及优质掺合料。水泥宜选用品质稳定、标准稠度低、强度等级不低于42.5的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。,高性能混凝土,65,桥涵混凝土设计与施工关键技术,第三部分,原材料的选择细集料宜选用级配良好、质地均匀坚固、吸水率低、空隙小、细度模数2.6-3.2的洁净大然中粗河砂，或符合要求的人工砂.不得使用山砂和海砂。粗集料宜选用质地均匀坚硬、粒形良好、级配合理、线胀系数小的洁净碎石或卵石。不宜采用砂岩加工成的碎石。粗集料的压碎指标应不大于10%。坚固性试验结果失重率对钢筋混凝土结钩应小于8%，对预应力混凝土结构应小于5%。集料应采用两级配或多级配，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%。当用于干湿循环、冻融环境下的混凝土时应小于1%。粗集料的最大粒径不宜超过25mm(大体积混凝土除外),且不得超过保护层厚度的2/3。,高性能混凝土,66,桥涵混凝土设计与施工关键技术,第三部分,原材料的选择外加剂选用高效减水剂或复合减水剂，并应选择减水率高、坍落度损失小、适量引气、与水泥之间具有良好相容性、能明显改善或提高混凝土耐久性能且质量稳定的产品。引气剂或引气型外加剂应具有良好的气泡稳定性。用于提高混凝土抗冻性的引气剂、减水剂和复合外加剂中不得掺有木质硫酸盐组分，并不得含有氯盐的防冻剂。矿物掺合料品质稳定，来料均匀，细度均匀性5.0、CaO含量10.0、烧失量5.0。,高性能混凝土,67,桥涵混凝土设计与施工关键技术,第三部分,配合比设计胶凝材料总量控制：C40以下不宜大于400kg/m3；C40C50不宜大于450kg/m3；C60及以上的非泵混凝土不宜大于500kg/m3，泵送混凝土不宜大于530kg/m3。,高性能混凝土,68,桥涵混凝土设计与施工关键技术,第三部分,配合比设计混凝土中宜适量掺加优质的粉煤灰、磨细矿渣粉或硅灰等矿物掺和料，用以提高其耐久性，改善其施工性能和抗裂性能，其掺量宜根据混凝土的性能要求通过试验确定，且不宜小于胶凝材料总量的20%。当混凝土中粉煤灰掺量大于30%时，混凝土的水胶比不得大于0.45；在预应力混凝土及处于冻融环境的混凝土中，粉煤灰的掺量不宜大于30%，且粉煤灰的含碳量不宜人于2%。对暴露于空气中的一般构件混凝土，粉煤灰的掺量不宜大于20%，且单方混凝土胶凝材料中的硅酸盐水泥用量不宜小于240kg。对耐久性有较高要求的混凝土结构，试配时应进行混凝土和胶凝材料抗裂性能的对比试验，并从中优选抗裂性能良好的混凝土原材料和配合比。,高性能混凝土,69,桥涵混凝土设计与施工关键技术,第三部分,配合比设计冻融环境下的混凝土宜采用引气混凝土。冻融环境作用等级D级及以上的混凝土必须掺用引气剂;对处于其他环境作用等级的混凝土，亦可通过掺加引气剂(含气量不小于4%)提高其耐久性。,高性能混凝土,70,桥涵混凝土设计与施工关键技术,第三部分,配合比设计1）具有设计要求的强度等级、高耐久性、高工作性和高体积稳定性的高性能混凝土2）水胶比不大于0.383）56d龄期的6h总导电量小于1000C4）300次冻融循环后相对动弹性模量大于80%5）胶凝材料抗硫酸盐腐蚀试验的试件15周膨胀率小于0.4%，混凝土最大水胶比不大于0.45。,高性能混凝土,71,桥涵混凝土设计与施工关键技术,第三部分,配合比设计2012年绿色高性能混凝土关键技术研究利用地方材料开发应用绿色高性能混凝土获云南省科技进步三等奖。成果纳入混凝土用水标准JGJ63、矿物掺合料应用技术规范GBT51003等6项国家、行业标准当中。,我公司现已实现了绿色高性能混凝土在民用建筑中大规模的生产和施工应用，填补了云南省的空白，该成果经鉴定在本研究领域内达到国内领先水平。2005年至2012年，已在昆明的多项工程中累计生产应用100多万立方C30-C80绿色高性能混凝土，取得了明显的社会经济效益。,预制箱梁和T梁混凝土,72,桥涵混凝土设计与施工关键技术,第三部分,预制箱梁和T梁混凝土,73,桥涵混凝土设计与施工关键技术,第三部分,昆明新机场楼前高架桥（F2-M）工程，设计基准期为100年。预应力混凝土箱梁强度等级C50W6，桥箱梁混凝土总量为22012.9m。涉及的高性能混凝土技术包括混凝土耐久性技术、混凝土裂缝防治技术、高性能混凝土泵送施工技术等。,路面抗折混凝土,74,桥涵混凝土设计与施工关键技术,第三部分,28d弯拉强度,工作性能,路面抗折混凝土,75,桥涵混凝土设计与施工关键技术,第三部分,耐久性能,工作性能,1）最大单位水泥用量不宜大于400kg/m3;掺粉煤灰时，最大单位胶材总量不宜大于420kg/m3。2）严寒地区路面混凝土抗冻标号不宜小于F250，寒冷地区不宜小于F200。3）在海风、酸雨、除冰盐或硫酸盐等腐蚀环境影响范围内的混凝土路面和桥面，在使用硅酸盐水泥时，应掺加粉煤灰、磨细矿渣或硅灰掺合料，不宜单独使用硅酸盐水泥，可使用矿渣水泥或普通水泥。,质量检查,76,桥涵混凝土质量评定与验收,第四部分,混凝土的质量检验宜分为施工前、施工过程和施工后三个阶段。施工前检验的项目全部合格方可进行施工；施工过程中的检验项目不合格时，应分析原因，采取调整措施，待合格后方可继续施工；施工后的检验与施工前、施工过程的检验共同作为混凝土质量评定和验收的依据。混凝土施工前检验项目：混凝土原材料和各种组成材料的质量混凝土配合比及拌合物的工作性能力学性能及抗裂性能等，耐久性混凝土尚包括耐久性要求混凝土的运输、浇注和养护方法。,质量检查,77,桥涵混凝土质量评定与验收,第四部分,混凝土施工过程检验项目：混凝土组成材料的外观及配料、拌制，每一工作班组应不少于2次；混凝土的和易性、塌落度及扩展度等工作性能，每一工作班组应不少于2次；砂石材料的含水率，每日开工前应检测1次，天气又较大变化时应随时检测；混凝土的浇注质量外加剂使用效果。,质量检查,78,桥涵混凝土质量评定与验收,第四部分,混凝土拆模且养护结束后检验项目；养护情况；混凝土强度、拆模时间；混凝土外观质量；结构的外观尺寸、位置、裂缝、变形和沉降等。,混凝土强度测定试件制作要求,79,桥涵混凝土质量评定与验收,第四部分,检验混凝土在标养条件下28d龄期抗压强度，不同强度等级及不同配合比的混凝土分别制取试件，试件在浇筑地点从同一盘混凝土或同一车混凝土中随机制取。试件组数应符合规定：一般体积的结构物（基础、墩台），每一单元结构物应制取不少于2组。连续浇筑大体积结构物，每200m3或每工作班应制取不少于2组。每片梁或（板)，长16m以卜的应制取1组，1630m应制取2组,315Om应制取3组，50m以上者应小少于5组。就地浇筑混凝上的小桥涵，每一座或每工作班应制取不少于2组；当原材料和配含比相同并由同一拌合站拌制时，可极左合并制取不少于2组。应根据施工需要.制取与结构物同条件养护的试件，作为判断结构混凝土在拆模、出池、吊装、顶施应力、承受载荷等阶段强度的依据。,混凝土强度评定,80,桥涵混凝土质量评定与验收,第四部分,混凝土土应以标准养护条件下28d龄期试件抗压强度进行评定。应以强度等级相同、龄期相同以及生产工艺条件和配合比相同的混凝土组成同一验收批、同一验收批的混凝土强度以同批内所有各组标准尺寸试件的强度测定值为代表值。大桥等重要工程及中小桥、涵洞工程试件大于或等于10组时，应以数理统计方法进行评定。中小桥、涵洞工程，同批混凝土试件少于10组时，可采用非统计方法进行评定。当混凝土强度按试件强度进行评定达不到合格条件时，可采用无损检测法或钻心确定混凝土实际强度和浇筑质量。现实中，桥梁工程中，业主或监理常按照非统计方法进行评定，很少按统计方法评定。,混凝土强度评定,81,桥涵混凝土质量评定与验收,第四部分,数理统计方法评定公路工程质量检验评定标准（JTGF80/1-2012）,混凝土强度评定,82,桥涵混凝土质量评定与验收,第四部分,数理统计方法评定混凝土强度检验评定标准（GB/T50107-2010）,混凝土强度评定,83,桥涵混凝土质量评定与验收,第四部分,非统计方法评定公路工程质量检验评定标准（JTGF80/1-2012）,混凝土强度评定,84,桥涵混凝土质量评定与验收,第四部分,非统计方法评定混凝土强度检验评定标准（GB/T50107-2010）,高性能混凝土的耐久性的质量检验,85,桥涵混凝土质量评定与验收,第四部分,高性能混凝土宜进行抗渗、抗冻和电通量等耐久性指标的检验;对引气混凝土，尚应抽检其含气量。高性能混凝土的电通量应不大于1OOOC。应对钢筋的混凝土保护层厚度，保护层混凝土的密实性、渗透性等进行检验。必要时，可从实体结构的混凝土中取芯制作试件，测定混凝土的含气量和气泡间距系数、抗冻等级或耐久性指数DF,氯离子扩散系数等指标。高性能混凝土的保护层厚度，宜采用专用的钢筋保护层厚度检测仪进行无损检测;当对保护层厚度检测结果有怀疑时，可采用局部破损的方法进行复核保护层混凝土的密实性宜采用标准预埋件的拔出试验或回弹仪试验。测定宜在达到28d龄期时进行，测得的强度平均值应不低于预先规定的数值。高性能混凝土的渗透性检验宜采用混凝土渗透性测试仪。测定结构物表层混凝土的抗渗性，其结果应不低于设定值。,T梁混凝土常见裂缝缺陷,86,桥涵混凝土常见质量通病及预防措施,第五部分,T梁混凝土常见裂缝缺陷,87,桥涵混凝土常见质量通病及预防措施,第五部分,钢筋锈胀裂缝,钢筋锈蚀膨胀而产生的顺筋向裂缝，混凝土内部钢筋与混凝土发生分离，部分轻敲有空鼓声，有锈迹渗到混凝土表面。,钢筋除锈，严格控制保护层厚度，控制振捣工艺，不使用含氯盐外加剂,T梁混凝土常见裂缝缺陷,88,桥涵混凝土常见质量通病及预防措施,第五部分,碱骨料反应裂缝,骨料膨胀产生裂缝、崩落使截面削弱，诱发钢筋锈蚀，降低结构安全性和耐久性。,使用无碱活性骨料，控制混凝土含碱量,T梁混凝土常见裂缝缺陷,89,桥涵混凝土常见质量通病及预防措施,第五部分,收缩裂缝,裂缝位于结构表面且宽度较细，成龟裂状，形状无规律，影响外观，减小有效保护层厚度，加速钢筋锈蚀，降低结构耐久性。,优化混凝土配合比，及时保温保湿养护，改善振捣工艺（严禁拖振）,T梁混凝土常见裂缝缺陷,90,桥涵混凝土常见质量通病及预防措施,第五部分,T梁端头温度应力裂缝,混凝土在浇筑过程中由于内外温差过大而产生的裂缝,配合比优化，减小温度升降速率，夏季应及时覆盖养生，延长拆模时间,T梁混凝土常见裂缝缺陷,91,桥涵混凝土常见质量通病及预防措施,第五部分,施工裂缝,在混凝土结构浇筑、脱模过程中，因施工工艺不合理、施工质量差，产生的各种裂缝,防止模板变形移位，严格控制缓凝外加剂掺