郑西铁路高性能混凝土培训（第二部分）

郑西铁路客运专线高性能混凝土知识内容之二客运专线高性能混凝土相关技术标准2006年5月20日,关于标准的简介（1）,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（2）,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（3）,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。,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,二、中暑的原因分析,人体适宜的外界温度是20-25c,相对湿度为40%-60%，通过以下方式散热：辐射是散热最好途径。气温15-25c时，辐射散热约占60%，散热最多部位是头部（约50%），其次为手及足部。温度33c时，辐射散热降至零。B. 传导与对流通过对流,接触和靠近皮肤的冷空气变暖,变热的热物质分子 离开,而较冷的物质分子则取而代之,逐渐又变热,如此反复进行。水传 导较空气快240倍。C. 蒸发每蒸发1g水,可散发2.4kj(0.58kcal)的热量。,1.人的散热的方式,2.中暑的分类,A.热痉挛 人在高温环境中，身体会大量出汗，丢失大量盐分，使血液中的钠含量过低，引起肌肉痉挛. B.热衰竭 由于水盐的大量丢失,使得有效循环血量明显减少,发生低血容量休克.集体为了散热,心输出量大大增加,使得心血管系统的负荷加重,导致心血管功能不全或周围循环衰竭. C.日射病：在烈日的曝晒下，强烈的日光穿透头部皮肤及颅骨引起脑细胞受损，进而造成脑组织的充血、水肿；由于受到伤害的主要是头部，所以，最开始出现的不适就是剧烈头痛、恶心呕吐、烦躁不安，继而可出现昏迷及抽搐。 D.热射病 是指因高温引起的人体体温调节功能失调，体内热量过度积蓄，从而引发神经器官受损。在中暑的分级中就是重症中暑。该病通常发生在夏季高温同时伴有高湿的天气。这是因为持续闷热会使人的皮肤散热功能下降，而且红外线和紫外线可穿透皮肤直达肌内深层，体内热量不能发散，此时热量集聚在脏器及肌肉组织，引起皮肤干燥、肌肉温度升高、导致汗出不来，进而伤害到中枢神经。继而影响全身各器官组织的功能，患者出现局部肌肉痉挛、高热、无汗、口干、昏迷、血压升高、咳嗽、哮喘、呼吸困难、甚至呼吸衰竭等现象，是中暑最严重的一种类型。,客运专线铁路相关设计规范,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,客运专线铁路相关施工指南,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,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。,客运专线相关技术条件,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,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,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,客专高性能混凝土结构耐久性的基本规定,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。,耐久性的定义,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。,碳化环境作用,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。,氯盐环境作用,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。,化学侵蚀环境作用,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。,冻融破坏环境,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。,混凝土耐久性指标,1、电通量,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,小 结,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,原材料的技术要求-水泥,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。,注：1 碱硅酸反应，水泥的碱含量不超过0.60%。 2 C40及以上混凝土用水泥的碱含量不宜超过0.60%。,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。,粉煤灰检验情况,原材料的技术要求-矿渣粉,原材料的技术要求-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。坚固性不超过8% ；吸水率应不大于2。,细骨料检验情况,原材料的技术要求-粗骨料,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。C50及以上混凝土碎石的最大公称直径小于25mm。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%） 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。,原材料的技术要求-粗骨料,粗骨料坚固性指标,原材料的技术要求-粗骨料,粗骨料有害物质含量,骨料的碱活性,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岩石柱膨胀率应小于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在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-硅酸反应膨胀率在0.100.2时，混凝土中的总碱含量不应超过3.0kg/m3，且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。,粗骨料的检验情况,原材料的技术要求-外加剂,原材料的技术要求-水,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,小 结,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。,原材料技术要求,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。,试验方法,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JGJ52-92和JGJ53-92标准方法，圆孔筛；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,高性能混凝土质量控制要求,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。,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,小 结,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。,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,技术控制要点,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,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。,主要耐久性指标,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%,与高性能混凝土相关的技术要点,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