機制砂高效能混凝土在貴廣高鐵的應用實踐

2022-09-11 05:09:03 字數 2944 閱讀 8319

機制砂高效能混凝土在

貴廣高鐵的應用實踐

曾軍試驗室主任

中鐵二局一公司貴廣高鐵一專案部

摘要:就地取材用洞渣生產優質機制砂,碎石,用25% 95級礦微粉,25%ⅱ級粉煤灰50% 42.5 水泥,摻聚羧酸減水劑,配製c20-c40等級混凝土,用水量為150-160 kg/m3,,水膠比0.

5-0.38,總膠凝材料為300-408,設計選定配合比,加上強有力的施工管理,使混凝土結構高效能化,滿足100年耐久性技術標準要求。

關鍵詞:技術條件、機制砂、水洗、配合比成分、耐久性

一、 引言

混凝土是工程建設最主要、用量最多的工程材料,混凝土的耐久性直接關係到工程結構物的使用壽命,是關係著國家建設千秋功業的大事。

近代混凝土應用技術經歷著許多挫折和變革,挫折反應在不少混凝土結構是不耐久的,設計使用壽命為50年,而在嚴酷的條件下經20年、10餘年或更短的時間就劣化、破壞,需要維修、加固,甚至拆除重建,造成巨大的浪費和環境壓力,挫折促使混凝土工作者、建造師們在普通混凝土基礎上研究、發展高效能混凝土技術,使之成為混凝土技術發展的主要方向。

鐵道部從80年代末立項研究混凝土劣化,歷經高強混凝土研究階段,高效能混凝土研究和應用階段,特別是經過青藏鐵路的工程實踐,對高效能混凝土的推廣應用有較為明確的認識。強調高效能是與耐久性相關的,高鐵混凝土工程必須將耐久性放在首位,無論混凝土強度等級高低,都應滿足高效能混凝土技術條件,達到耐久性指標。

二、 工程概況

貴廣高鐵設計行車速度250km/h(預留進一步提速條件),設計使用年限100年。中鐵二局一專案部管段線路全長36.39km, 共有橋梁工程9301m/37座,其中特大橋4861.

6m/6座,隧道21017m/15座,其中平寨隧道7. 1km,太陽莊隧道4. 5km,且為一級風險隧道。

該管段橋、隧相連工程艱鉅,混凝土數量大,僅高效能砼一項就達105萬方。管段內分設八個施工隊,建9個攪拌站利用隧道出碴或就近建砂石場製備砂、碎石,配製機制砂高效能混凝土。

三、 混凝土技術條件及基本要求

1、 混凝土強度滿足設計要求

2、 最大水膠比:≤0.50

3、 最小膠凝材料用量:≥300 kg/m3

4、 抗滲性:≥p8

5、 電通量:6、 混凝土鹼含量:≤3.0 kg/m3

7、 氯離子含量:≤0.01 %

8、 抗蝕係數:≥0.8

9、 抗裂性:良好

10、含氣量:≥2%

為有效控制混凝土的耐久性,專案部新投入200餘萬元購置試驗檢測裝置,充實了試驗人員對混凝土耐久性指標進行測試。

四、 混凝土配合比設計

1、配合比的設計思路

混凝土作為一種多孔材料,其耐久性與滲透性密切相關,我們以提高混凝土耐久性為設計原則,進行選材及優化確定配合比,配製路線如下:

(1)低水膠比、低用水量是保證混凝土耐久性所需要的抗滲性與力學效能的重要技術引數,因此選擇的外加劑必須具有高減水率、緩凝、保塑效果、儘量減少水泥用量。

(2)礦物摻合料是改善混凝土的抗滲效能特別是混凝土的抗氯離子滲透效能的主要措施之一,因此選擇摻入適當比例的磨細礦渣粉和粉煤灰。

(3)以電通量(astmc 1202直流電量法測定)、抗滲性、強度為主要控制指標,兼顧經濟合理、方便施工。

2、原材料的選用

所選材料的效能均滿足《鐵路混凝土結構耐久性設計規範的要求》,其具體選用的原材料品種及規格如下:

(1)水泥選用普通矽酸鹽水泥,28天抗壓強度53.6 mpa,比表面積336 m2 / kg;

(2)礦渣微粉選用s95級礦渣微粉,比表面積 450 m2/ kg,28天活性指數98;

(3)粉煤灰選用ⅱ級粉煤灰,細度(篩餘量) 11.5%,燒失量度 4.5%,需水量比96.8%;

(4)外加劑選用聚羧酸高效能減水劑,減水率25.1%;

(5)細骨料選用水洗機制砂(石灰岩),細度模數2.9 ,石粉含量6.1;

(6)粗集料選用級配為5-25mm石灰岩碎石,由5-10mm與10-25mm二級級配合成,母岩強度76.1mpa,壓碎指標為7.8%。

3、確定礦物摻合料的摻入比例

在配合比試配前,利用標準砂,在相同水膠比的情況下,我們對礦物摻合料的不同摻量進行了對比試驗,比較其需水量的大小及強度情況,詳見下表。

用上表可以看出5號及6號摻配比例較為有利,考慮貴州粉煤灰貨源情況,我們選取6號摻配比例,即礦粉和粉煤灰均按膠凝材料的25%摻入進行配合比試驗。

4、混凝土配合比成份

經試配、檢測、調整,確定了如下配合比

混凝土配合比

5、混凝土配合比對應的效能試驗結果

五、 混凝土的施工

1、混凝土攪拌站的設立與管理

專案管段設立了8個拌和站,均採用雙臥軸漿式強制攪拌機、材料自動計量、混凝土攪拌運輸車運輸。拌和站的建設和管理均按貴廣公司的《混凝土拌和站的驗收管理辦法執行》,並通過了貴廣公司和監理公司驗收。中鐵二局貴廣指揮部還開發一套混凝土拌和站資訊化管理系統用於對拌和站的監控和管理。

2、砂、石生產線的設立與管理

專案管段建立了8個砂石加工場,利用開山石灰岩或隧道石灰岩洞碴進行生產。

(1)母料監控:砂石場每班開機前必須請當班試驗員對擬用於生產的母材進行檢查,確認材質無明顯變化(與委外檢測時的樣品比較),且清潔度滿足含泥控制要求時,方可開機生產,否則不得生產,並做好相關記錄。

(2)、工藝控制:母料進破碎機前必須要經過給料機篩分,以剝離母料中混有的軟弱顆料、泥塊、粉末和受汙染小塊石料;嚴格控制砂、石篩的孔徑,以保證砂、石的粒徑符合標準要求,在篩網有磨耗或破損時必須及時更換;機制砂需用螺旋洗機進行水洗,要及時調整水洗裝置各項引數指標(如用水量、轉速等),以保證石粉含量控制在5%-7%為宜。

3、混凝土試驗室的設立與管理

為更有效地控制施工質量,專案部建立了乙個專案部中心試驗室及8個拌和站工地試驗室,形成1+8的管理模式。中心試驗室負責對原材料及混凝土的檢測,拌和站工地試驗室則負責對混凝土施工的過程控制及抽樣工作。

4、混凝土原材料質量要求及檢驗要求

5、混凝土取樣、檢驗規定及要求

6、混凝土的攪拌、運輸、澆築、振搗、養護

高效能混凝土配比要求

1 本要求為試行,有異議請及時反饋到高效能混凝土諮詢組2 原材料符合招標檔案以及相應規範的要求 原材料效能以檢測報告為準 3 施工單位與高效能混凝土諮詢方共同進行配比設計,對於施工單位已經自行設計配比的,要把配合比報給諮詢方備案審核,按要求留置試塊,通過後方可使用。原則上每個配比做兩種外加劑,選用其...

高效能混凝土的嘗試

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