高效能混凝土作業指導書

2022-05-29 16:36:04 字數 4024 閱讀 8110

1.編制依據

《鐵路混凝土工程施工質量驗收補充標準》鐵建設[2005]160號

《客運專線高效能混凝土暫行技術條件》

關於發布《鐵路混凝土結構耐久性設計暫行規定》等兩項鐵路工程建設標準區域性修訂條文的通知鐵建設[2006]140號

關於發布《客運專線鐵路路基工程施工質量驗收暫行標準》等九項鐵路工程建設標準區域性修訂條文的通知鐵建設[2006]141號

關於發布《鐵路路基工程施工質量驗收標準》等十九項鐵路工程建設標準區域性修訂條文的通知鐵建設[2006]159號

2.高效能混凝土介紹

2.1 高效能混凝土效能

高效能混凝土是以耐久性為主要目標進行設計的混凝土,它以優異的耐久性(而不是高強度)為主要特性,具備良好的工作性、又有優異的力學效能與耐久性,易於澆注、搗實而不離析;能長久保持的力學效能;高早期強度;體積穩定性。混凝土應具備的效能是:在新拌狀態有良好的工作性,即高流動性而不離析、不泌水,以便成型均勻、密實;水化硬化早期的沉降收縮和水化收縮小、低溫公升,硬化過程低乾縮,以達到無初始裂縫;硬化後的滲透性低,有高抗外部因素侵蝕能力。

優良的工作性是混凝土均勻性的保證。高效能混凝土在配製上的特點是低水膠比,選用優質原材料,並除水泥、水、集料外,必須摻加足夠的礦物細摻料和高效外加劑。

2.2 高效能混凝土設計法則

2.2.1 膠水比法則:

可塑狀態混凝土水膠比的大小決定了混凝土的強度,並影響硬化混凝土的耐久性。混凝土的強度與水泥強度成正比,與膠水比成正比。膠水比一經確定,絕不能隨意變動。

這一法則,施工人員必須遵守。

2.2.2 混凝土密實體積法則:

混凝土的組成是以石子為骨架,以砂子填充石子間的空隙,又以漿體填充砂石空隙,幷包裹砂石表面,以減少砂石間的摩擦阻力,保證混凝土有足夠的流動性。這樣,可塑狀態混凝土總體積為水、水泥(膠凝材料)、砂、石的密實體積之和。這一法則是計算混凝土配合比的基礎。

高效能混凝土的膠凝材料中包括了密度不同的各組分,因此更應遵循這一法則。

2.2.3 最小單位加水量或最小膠凝材料用量法則:在灰膠比固定、原材料一定的情況下,使用滿足工作性的最小加水量,可得到體積穩定的、經濟的混凝土。

2.2.4 最小水泥用量法則:為降低混凝土的溫公升,提高混凝土的抗凍環境因素的能力,在滿足混凝土早期強度要求的前提下,應儘量減少膠凝材料中的水泥用量。

2.2.5 高效能混凝土指標

拌合物效能指標:坍落度、泌水率、含氣量

力學效能指標:抗壓強度、彈性模量(有要求時)

耐久性能指標:電通量、抗凍性(有要求時)、耐磨性(有要求時)、抗滲性(有要求時)、抗蝕係數(配合比時)、抗裂性(配合比時)

2.3 高效能混凝土的配合比試配

高效能混凝土在配製上的特點是低水灰比,選用優質原材料,除水泥、水和骨料外,必須摻加足夠數量的礦物集料和高效減水劑,減少水泥用量,減少混凝土內部孔隙率,減少體積收縮,提高強度,提高耐久性。高效能混凝土的配合比引數主要有水膠比、水膠比確定下的漿集比(反映一定水膠比下的膠凝材料總量或用水量)、水膠比和漿集比確定下的砂石比(反映一定漿集比下的砂率或粗集料體積)和高效減水劑用量。這些引數不是孤立地影響混凝土的個別效能,而是相互制約的。

比如:耐久性要求低水膠比,為了保證高流動性就要用較大的漿集比和砂率。而粗集料用量較少時,強度會有所增加,但會影響混凝土的彈性模量,增加混凝土的乾縮和徐變。

高效能混凝土配合比設計的任務就是正確地選擇原材料和配合比引數,使其中的矛盾得到統一,得到經濟、合理的混凝土拌合物。

混凝土是一種離散性較大的材料,其配合比受原材料和現場條件變動的影響,對於普通混凝土來說,這種影響的程度可能並十分嚴重,對於高效能混凝土來說,由於配製要求嚴格(例如很低的水膠比),其影響則很大,尤其是要求高強度等級時。在任何情況下都能實現同一配合比是不可能的。在生產計畫中往往需要大量的試配工作。

一些施工部門以為配合比都是現成的,要求實驗室幾天內就提供出配合比,這是很不慎重的。

高效能混凝土配料中組分多、水膠比低,外加劑摻量很小,為保證攪拌質量,必須用強制式攪拌機攪拌。最好使用和現場攪拌機型別相同的攪拌機。目前國內使用的大多數強制式攪拌機有立軸的和臥軸的兩類。

臥軸強制式攪拌機可比立軸的攪拌得均勻。如果實驗室使用立軸強制式攪拌機攪拌,將所確定的配合比用到現場臥軸攪拌機中攪拌時,混凝土拌合物的塌落度值比實驗室拌合物的塌落度值大一些,施工時可適當減少一些用水量,使之達到與實驗室拌合物相同的塌落度值,這樣,現場混凝土強度保證率可得到提高;如果實驗室使用臥軸強制式攪拌機,而現場使用立軸強制式攪拌機,則可按稍高於現場要求的塌落度調整配合比,並適當提高配製強度,給現場留有大一些的餘地;當實驗室和現場使用相同的攪拌機時,因為工地的攪拌機容量大,一次性投料多,有利於攪拌均勻,所以現場和實驗室攪拌的混凝土質量差別會比攪拌普通混凝土時小一些。

2.4 試驗工作程式

產生的記錄:

材料試驗委託單、各種原材料試驗台帳、各種原材料的交接記錄、混凝土強度臺帳、拌合物效能試驗記錄、養護室試件登記表、溫濕度記錄表。

3.混凝土原材

3.1 水泥

目前,我們標段共選擇了三種水泥,分別是北京琉璃河水泥****生產的金隅牌水泥、鹿泉東方鼎新水泥****生產的鼎新牌水泥和故城山水水泥****生產的鼎新牌水泥。

水泥的技術要求

注:當骨料具有鹼-矽酸反應活性時,水泥的鹼含量不應超過0.60%;

c40及以上混凝土用水泥的鹼含量不宜超過的0.60%

水泥的檢驗要求

注:對於11個複檢專案的限制條件,取樣「同批號」。原因:

年產量10萬t~120t及以上的廠家,每一批號為200t~1200t。按同批號檢驗明顯偏密。《鐵建設[2006]141號》各工區根據自己的實際情況,按檢驗要求中的頻率進行進場檢驗和複檢。

水泥進場時,應隨車攜帶本批水泥的合格證,水泥廠應於7天時送達3天水泥材質單、32天時送達28天材質單。

水泥進場後,物質部要及時填寫委託單通知工地試驗室進行進場取樣,檢驗結束後要及時將試驗報告返還到物資部並進行交接登記。其它混凝土的原材料相同。

每乙份試驗報告的組成:委託單、合格證、材質單、試驗記錄和試驗報告。

檢驗依據標準:《水泥標準稠度用水量、凝結時間、安定性檢驗方法》gb1346-2001檢驗凝結時間、安定性;《水泥膠砂強度檢驗方法(iso法)》gb/t17671-1999檢驗膠砂強度;《水泥細度檢驗方法(篩析法)》gb1345-2005檢驗細度。

水泥細度標準篩除經計量部門檢定外,還應定期校正,篩網校正係數在0.8~1.2的範圍內才能使用,篩網校正係數應參與試驗結果計算。

水泥試驗前,水泥樣品以及標準砂、拌合水等輔助材料應提前24小時放入試驗室恆溫。

水泥是高效能混凝土中最關鍵的組分,不是所有的水泥都可以配製高效能混凝土的,高效能混凝土選用的水泥必須滿足以下條件:標準用水量低,從而使混凝土在低水膠比時也能獲得較大的流動性;水化放熱量和放熱速率低,以避免因混凝土的內外溫差過大從而使混凝土產生裂縫;水泥硬化後的硬度要高,以保證以使用較少的水泥用量獲得高強度的混凝土;與目前大宗使用的高效減水劑有很好的相容性。

配製高效能混凝土宜選用矽酸鹽水泥或普通矽酸鹽水泥,其餘效能應符合gb175的規定。不宜採用早強水泥。

由於高效能混凝土中都摻有高效減水劑,水膠比低於0.4,摻入大量礦物細摻料,都使高效能混凝土不同於普通混凝土的流變性能。目前水泥的檢測標準與高效能混凝土已不相吻合,用0.

5的水灰比去檢測水泥時,已無法了解水泥、高效減水劑和礦物細摻料之間的相容性,只有通過混凝土的試拌檢測才能有所了解。

3.2 礦物摻合料

礦物摻合料是高效能混凝土中不可缺少的一部分,其摻入的目的是增加活性、流動性、抗分離性、調節黏度及塑性,填充水泥石中的微孔,以利於提高混凝土的強度、密實性,特別是改善混凝土的耐久性及防止鹼骨料反應,降低混凝土水化熱等有明顯的效果。普通水泥混凝土的水泥石中水化物穩定性的不足,是混凝土不能超耐久的另一主要因素。在普通混凝土中摻入活性礦物的目的,在於改善混凝土中水泥石的膠凝物質的組成。

活性礦物摻料(矽灰、礦渣、粉煤灰等)中含有大量活性sio2及活性a12o3,它們能和波特蘭水泥水化過程中產生的游離石灰及高鹼性水化碳酸鈣產生二次反應,生成強度更高,穩定性更優的低鹼性水化碳酸鈣,從而達到改善水化膠凝物質的組成,消除游離石灰的目的。有些超細礦物摻料,其平均粒徑小於水泥粒子的平均粒徑,能填充於水泥粒子之間的空隙中,使水泥石結構更為緻密,並阻斷可能形成的滲透路。此外,還能改善集料與水泥石的介面結構和介面區效能。

這些重要的作用,對增進混凝土的耐久性及強度都有本質性的貢獻。

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