客运专线铁路高性能混凝土施工质量控制要点

　　摘  要：在客运专线中，混凝土是用途最广、用量最大的建筑材料之一。铁路建设近几年进入了迅猛发展阶段，为保证混混凝土结构物的正常使用寿命，铁路部门制定了客运专线高性能混凝土暂行技术条件，对施工质量各要点做了必要的要求

　　关键词：配合比备选问题、浇筑、振捣、养护、拆模

　　Abstract: In the special passenger line, concrete is the most versatile, the dosage of one of the biggest building materials. Railway construction in recent years into the rapid development stage, to ensure the concrete structures of mixed normal life, the railway departments made special passenger line of the high performance concrete interim technology conditions, the points of construction quality made necessary requirements

　　Key Words: mix optional question, pouring and vibrating, maintenance, open mode

　　中图分类号：O213.1    文献标识码：A     文章编号：

　　高性能混凝土具有丰富的技术内容，尽管同业对高性能混凝土有不同的定义和解释，但彼此均认为高性能混凝土的基本特征是按耐久性进行设计，保证拌和物易于浇筑和密实成型，不发生或尽量少发生由温度和收缩产生的裂缝，硬化后有足够的强度，内部孔隙结构合理而有低渗透性和高抗化学侵蚀。基于上述特点，高性能混凝土的施工质量要求特别严格。

　　1 施工前的准备和配合比的选定

　　在这里重点强调配合比备选问题。C50混凝土胶凝材料总量不宜高于500kg/ m3，当骨料的碱-硅酸反应砂浆膨胀率在0.10-0.20%时，混凝土中的总碱含量不应超过3kg/ m3。并应按《客运专线高性能混凝土暂行技术条件》附录C方法试验证明抑制碱-骨料反应有效。预应力混凝土中氯离子总含量（包括水泥、矿物掺合料、粗骨料、细骨料、水、外加剂等所含氯离子含量之和）不应超过胶凝材料总量的0.10%，混凝土含气量不应小于2.0%。耐久性指标主要包括：电通量、抗冻性、抗渗性和抗碱骨料反应。

　　当出现下列情况时应重新进行配合比选定。

　　1.1 原材料更换时

　　在混凝土施工过程中，如更换水泥、外加剂、矿物掺合料等主要原材料的品种及规格，应重新进行混凝土配合比选定试验，并对配合比混凝土的拌合物性能、力学性能和耐久性能进行检验，检验结果应分别满足相关要求。

　　1.2 施工环境以及施工工艺变化时

　　施工环境以及施工工艺变化是针对由于季节引起环境温度的变化,或施工工艺变化，单纯依靠采取其他措施不能满足要求，而必须对混凝土配合比进行调整时。在施工过程中不可能避免出现上述问题,如重新进行配合比选定,由于配合比选定周期较长,会造成对施工的影响,因此在施工准备以及配合比选定阶段,应有一定的预判能力。

　　2 搅拌

　　2.1 设备的要求

　　应采用卧轴式、行星式或逆流式的强制式搅拌机搅拌混凝土，原材料应采用电子计量系统计量。不能使用自落式搅拌设备和人工计量设备。称量最大允许偏差应符合下列规定（按质量计）：胶凝材料（水泥、掺合料等）±1%；外加剂±1%；粗、细骨料±2%；拌合用水±1%。

　　2.2 投料顺序以及搅拌时间的要求

　　混凝土采用拌合站集中拌制，严格按照施工配合比（以试验室通知单为准）进行配料、称量，配料误差控制在允许范围内，开盘前校核上料计量装置，同时检查各运转设备是否完好，保证开盘后设备能正常运转。搅拌时，宜先向搅拌机投入细骨料、水泥、矿物掺合料和外加剂，搅拌均匀后，再加入所需用水量，待砂浆充分搅拌后再投入粗骨料，并继续搅拌至均匀为止。上述每一阶段的搅拌时间不宜少于30s，总搅拌时间不宜少于2min，也不宜超过3min。

　　2.3 保证混凝土入模温度的措施

　　2.3.1冬季搅拌混凝土前，应先经过热工计算，并经试拌确定水和骨料需要预热的最高温度，以保证混凝土的入模温度。

　　2.3.2炎热季节搅拌混凝土时，宜采取措施控制入搅拌机时的水泥温度不高于40℃。应采取对粗、细骨料堆场搭设遮阳棚和采用低温水搅拌混凝土等措施降低混凝土拌合物的温度，或尽可能在傍晚和晚上搅拌混凝土，以保证混凝土的入模温度满足规定。

　　2.3.3当设计无要求时，混凝土的入模温度宜控制在5～30℃。

　　3 运输

　　混凝土宜在搅拌后60min内泵送完毕，且在1/2初凝时间前入泵。全部混凝土应在初凝前浇筑完毕。在交通拥堵和气候炎热等情况下，应采取特殊措施防止混凝土坍落度损失过大。

　　4 浇筑

　　4.1 混凝土现场控制指标

　　混凝土入模前，应对拌合站首盘混凝土,采用专用设备测定混凝土的温度、坍落度、含气量、水胶比及泌水率等工作性能；只有拌合物性能符合设计或配合比要求时方可入模浇筑。在浇筑地点每50m3混凝土取样抽检一次,每班或每一结构部位至少抽检2次。

　　① 混凝土温度:当设计无要求时，混凝土的入模温度宜控制在5～30℃。

　　② 坍落度:控制在试验室签发的混凝土配合比坍落度的±20mm范围内。

　　③ 含气量：混凝土拌和物的入模含气量应满足设计要求。当设计无

　　具体要求时,含气量应满足如下要求：

　　泌水率:不得泌水。

　　4.2 特殊条件下的混凝土浇筑

　　特殊条件下的混凝土浇筑包括以下几个方面：① 夏季炎热环境下混凝土浇筑；② 大风干燥环境下混凝土浇筑；③ 冬期施工条件下混凝土浇筑(当昼平均温度低于5℃或最低气温低于-3℃)；

　　5 混凝土振捣

　　5.1 振捣工艺的基本要求:

　　5.1.1可采用插入式振捣棒、附着式平板振捣器、表面平板振捣器等振捣设备振捣混凝土。振捣时应避免碰撞模板、钢筋及预埋件。

　　5.1.2按事先规定的工艺路线和方式振捣混凝土，应在混凝土浇筑过程中及时将入模的混凝土均匀振捣密实，不得随意加密振点或漏振，每点的振捣时间以表面泛浆或不冒大气泡为准，一般不宜超过30s，避免过振。

　　5.2 振捣时间对混凝土的含气量影响

　　铁路客运专线高性能混凝土均要求适当引气。目前施工现场普遍采用插入式高频振捣棒进行振捣。高频振捣对硬化混凝土的含气量损失影响主要取决于高频振捣时间和混凝土的坍落度(稠度)两个关键因素，并具有下列基本规律：

　　5.2.1高频振捣时间越长，混凝土拌和物含气量损失越大；内部振捣混凝土含气量损失比外部振捣混凝土含气量损失大，在相同振捣时间内，前者比后者的含气量损失几乎要高出一倍。

　　5.2.2 混凝土的坍落度(稠度)越大，在相同振捣时间内，坍落度(稠度)越大的混凝土的含气量比率降低越大。因此，一定要严格控制混凝土的振捣时间。

　　5.3 含气量损失对混凝土性能的影响

　　5.3.1 首先，影响硬化混凝土的耐久性，尤其是抗冻性能；

　　5.3.2其次，影响硬化混凝土强度。在单掺引气剂时，与不掺的基准混凝土相比，水泥用量不变时，每增加1%含气量，28d抗压强度下降2%-3%；水灰比不变时，下降4%-6%。不当的振捣使混凝土中含气量过度损失时，会造成工程实体与配合比选定试件间产生较大的强度偏差。

　　6 混凝土的养护

　　6.1 技术条件一般规定

　　6.1.1混凝土振捣完成后，应及时对混凝土暴露面进行紧密覆盖（可采用蓬布、塑料薄膜等进行覆盖），尽量减少暴露时间，防止混凝土表面水分蒸发。

　　6.1.2 混凝土带模养护期间，应采取带模包裹、浇水、喷淋洒水或通蒸汽等措施进行保湿、潮湿养护。

　　6.2 梁体养护

　　6.2.1 预制梁混凝土可采用蒸汽养护或自然养护。

　　6.2.2混凝土蒸汽养护分为静停、升温、恒温、降温四个阶段。静停期间应保持棚温不低于5℃，混凝土浇筑完4h后方可升温，升温速度不得大于10℃/h，恒温养护期间蒸汽温度不宜超过45℃，混凝土芯部温度不宜超过60℃，个别最大不得超过65℃；降温速度不得大于10℃/h。恒温养护时间应根据梁体拆模（放张）强度要求、混凝土配合比及环境等通过试验确定。

　　6.3 梁体混凝土蒸养时的静停时间

　　6.3.1 所谓静停时间,就是指混凝土的预养期,设置预养期的目的是使混凝土具有一定的初期结构强度,借以抵抗外力或温度应力引起混凝土结构的破坏。预养期是不可缺少的,在工艺允许的范围内预养期越长越好。

　　6.3.2客运专线梁体混凝土均为引气混凝土(含气量为2%～4%),当静停时间较短时,一方面由于存在有蒸养和温度梯度会加速混凝土水化等因素,本身会对混凝土结构产生一定的不利作用。另一方面引入的气泡在相对较高的温度下会产生膨胀、上浮。从而对混凝土结构产生破坏作用,大大影响到混凝土的耐久性能和力学性能.

　　7拆模

　　7.1 拆模时强度要求

　　混凝土拆模时的强度应符合设计要求。当设计未提出要求时，应符合下列规定：

　　7.1.1侧模应在混凝土强度达到2.5MPa以上，且其表面及棱角不因拆模而受损时，方可拆除。

　　7.1.2 底模应在混凝土强度符合以下的规定后，方可拆除。

　　7.2 拆模时温度要求

　　7.2.1一般情况下，结构或构件芯部混凝土与表层混凝土之间的温差、表层混凝土与环境之间的温差大于20℃（截面较为复杂时，温差大于15℃）时不宜拆模。大风或气温急剧变化时不宜拆模。在寒冷季节，若环境温度低于0℃时不宜拆模。在炎热和大风干燥季节，应采取逐段拆模、边拆边盖的拆模工艺。

　　7.2.2 混凝土在冬季和炎热季节拆模后，若天气产生骤然变化时，应采取适当的保温（寒季）隔热（夏季）措施，防止混凝土产生过大的温差应力。混凝土拆模后可能与流动水接触时，应在混凝土与流动的地表水或地下水接触前采取有效保温保湿养护措施养护14d以上，且确保混凝土获得75%以上的设计强度。养护结束后及时回填。直接与海水或盐渍土接触的混凝土，应保证混凝土在强度达到设计等级以前不受侵蚀。并尽可能推迟新浇混凝土与海水或盐渍土直接接触的龄期，一般不宜小于6周。

　　8 结束语

　　回顾我国高速铁路近几年来，取得了举世瞩目的成绩。特别是客运专线，前景更加喜人，一幅宏伟蓝图跃然在世人面前。同时我们也必须深刻地意识到高铁施工中混凝土施工的重要性。最后，只有通过不断的调研、长期的施工中的经验积累和反复验证，不断总结、不断提高，勇于探索和创新，为今后客运专线事业的蓬勃发展打下坚实的基础。