施工技术之高性能混凝土的各环节施工控制要点

　　施工技术之高性能混凝土的各环节施工控制要点 推荐本站优质杂志：《施工技术》创刊于1971年，是国家期刊奖提名奖期刊，中国建筑科学类核心期刊，中国建筑施工行业惟一的国家级核心期刊，由建设部主管，亚太建设科技信息研究院、中国建筑设计研究院、中国建筑工程总公司、中国土木工程学会联合主办。主要介绍国内工程建设施工方面的方针政策和技术法规，重大技术成就，传播建筑领域采用的新体系、新技术、新工艺、新材料、新机具、新设备和施工管理经验，以及国内外先进施工技术及其发展动态。发行对象：建设主管部门;大中型建筑(建设)集团公司及施工企业;承建商(工程总包、甲方);规划设计、科研院所;房地产开发商;监理公司;质监部门;高等院校;以及对土木建筑施工领域感兴趣的各界朋友。

　　摘要：主要介绍铁路客运专线高性能混凝土的原材料控制，配合比设计、搅拌和运输、浇筑、养护、拆模、缺陷处理等环节的控制要点。

　　关键词：施工技术,高性能砼,施工,控制

　　高性能混凝土以耐久性为设计指标，具有高工作性、高抗渗性、高耐久性和体积安定性，近年来越来越受到建筑业的广泛关注，已逐渐应用在铁路、公路、房建、水利等基础建设工程中，我国的铁路客运专线的主体结构圬工均采用高性能混凝土，因此对高性能混凝土施工控制成为铁路客运专线能否实现百年大计的关键，本文仅浅述铁路客运专线高性能混凝土的原材料控制，配合比设计、搅拌和运输、浇筑、养护、拆模、缺陷处理等环节的控制要点。

　　一、原材料控制

　　(一)原材料选定

　　1.胶凝材料

　　水泥选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，矿物掺合料宜选用矿粉、粉煤灰等。有耐硫酸盐侵蚀要求的混凝土也可选用抗硫酸盐水泥或高抗硫酸盐水泥。不宜使用早强水泥。水泥的技术条件均应符合《铁路混凝土结构混凝土设计规定》及《高性能混凝土暂行技术条件》的相关要求。

　　2.细骨料

　　选用级配合理、质地均匀坚固、吸水率低、空隙率小、碱活性合格的洁净天然河砂。

　　3.粗骨料

　　选用级配合理、粒形良好、质地均匀坚固、线胀系数小、碱活性合格的洁净碎石，粗骨料最大公称粒径不超过钢筋混凝土保护层厚度的2/3，且不得超过钢筋最小间距的3/4。

　　粗骨料采用二级或多级级配，其松散堆积密度大于1500Kg/m3，紧密空隙率小于40%。

　　4.外加剂

　　混凝土外加剂采用减水率高、坍落度损失小、适量引气、能明显提高混凝土耐久性且质量稳定的产品。外加剂与水泥之间应具有良好的相容性。

　　5.混凝土用水

　　混凝土拌和及养护用水均要化验合格。

　　(二)原材料保管与检查频率

　　1.水泥采用大型储料罐保存，每厂家、每品种、每批号检查供应商提供的质量证明文件，抽样试验检验频率：对于同厂家、同品种、同强度等级、同出厂日期且连续进场的散装水泥每500t(袋装水泥每200t)为一批，不足上述数量时也按一批计。

　　2.连续进场的同料源、同品种、同规格的粗细骨料每400m3(或600t)为一批，不足上述数量时也按一批计。其中细骨料有机物每3个月检验一次。

　　3.同厂家、同品种、同出厂日期的产品每50t为一批，不足50t时也按一批计。

　　4.拌和用水：同一水源的涨水季节检验一次或同一水源的水使用达一年检验一次。

　　5.对搅拌站地砂石料场必须进行硬化处理，砂石应分区存放，同时要分已检区和待检区。上方要求防雪避雨棚，棚内隔强设高度线标，配温度计。根据天气情况可采用降温、升温设施。

　　二、高性能混凝土配合比设计

　　根据混凝土原材品质、设计强度等级、耐久性以及施工工艺对工作性的要求，通过试配、调整等步骤选定。配制的混凝土应满足设计强度、耐久性等质量要求。

　　为提高混凝土性能，一般情况下，矿物掺和料不宜小于胶凝材料的20%。当混凝土中粉煤灰大于30%时，混凝土的水胶比不宜大于0.45。预应力混凝土以及处于冻融环境中的混凝土的粉煤灰掺量不宜大于30%。C30及以下的混凝土的胶凝材料总量不宜高于400kg/m3，C35～C40混凝土不宜高于450 kg/m3，C50及以上混凝土不宜高于500 kg/m3。不同侵蚀环境的素混凝土、钢筋混凝土及预应力混凝土的水胶比、胶凝材料用量要满足暂行技术条件外，其骨料碱-硅酸反应、最大碱含量、电通量和抗冻性、抗裂性要要符合耐久性设计暂行规定。

　　当混凝土的原材料品质、施工环境气温发生较大变化时，应及时调整混凝土配合比。

　　三、混凝土的搅拌

　　进行混凝土施工前，施工队须向拌合站提出混凝土供应计划(数量和连续生产时间)，通过计算机自动生产管理的拌合站应按计划要求备够原材料，试验室要检验砂及碎石的含水率，以调整混凝土施工配合比，将混凝土施工配料单通知拌合站，挂牌生产。搅拌站的砂石料场已全部硬化且做到分区存放，上方搭设防雪避雨棚，棚内有温度计，隔墙上标有示高线。

　　1.混凝土的计量

　　混凝土开盘前必须检验计量的准确性。检查办法：可将各种材料先用磅秤称其重量，然后送入拌合站单相运行检查，复核自动计量部分。混凝土开盘前各种计量器具必须达到规定精度：水泥不大于±1%，粗、细骨料不大于±2%，水、外加剂不大于±1%。

　　2.混凝土的拌合

　　由于搅拌机有吸浆现象，因此在拌合第一盘混凝土前应使搅拌机空载运转正常后加入清水转动2-3min，使搅拌机筒壁，叶片全部湿润，然后排除筒内水再上料。但粗骨料减少50%，以使砂浆布满搅拌机筒壁和叶片，防止第一盘混凝土中砂浆损失。第二盘开始按原配合比进行拌合。

　　四、混凝土输送

　　运输便道应保持通畅，混凝土运输车行进中以2-4r/min的转速搅动，运到现场后高速旋转20-30s 后再放料，搅拌后的混凝土宜在60分钟内泵送完毕，且在1/2初凝时间(需试验室提供)内泵完，并在初凝前浇筑完，每班完工后及时清洗罐。

　　五、混凝土浇筑

　　1)混凝土浇筑前的检查：

　　必须高度重视检查工作，按照有关规定和检查表进行工序检查。检查人员应高度负责，重点检查以下几项：要检查模板支撑，模板堵漏质量，钢筋绑扎及保护层的设置，预埋件，预留孔洞位置的准确性，模内有无杂物;检查浇筑混凝土用的漏斗，串筒分布是否满足浇筑顺序;检查无误后，需用水冲洗后，才能浇筑;同时要检查振捣人员分工定位情况。

　　①浇筑前基础处理：将基础上松动的岩块及杂物、泥块清除干净，并采取防、排水措施，按有关规定填写检查记录。对干燥的非黏性土基面，应用水湿润;对未风化的岩石，应用水清洗，但其表面不得积水。

　　②垫块：构件侧面及底面的垫块应至少为4个/m2,绑扎钢筋和垫块的铁丝头不得伸入保护层内。不使用砂浆垫块，可使用工字形UPVC垫块和细石混凝土垫块。

　　2)浇筑：

　　①分层浇筑及施工缝处理：混凝土应分层浇筑，厚度为30cm,浇筑时不得随意留施工缝，当允许间歇时间超时应按施工缝处理。

　　②混凝土振捣：捣固人员须经培训后上岗，要定人、定位、定责任，分工明确，尤其是钢筋密布部位、端模、拐角及新旧混凝土连接部位指定专人进行捣固，操作人员要固定。插入式振捣器移动间距不能大于作用半径的1.5倍，且插入下层混凝土深度为50-100mm,与侧模间距为50-100mm。每一振点振捣时间宜为20-30秒，振捣到混凝土表面出现灰浆和光泽使混凝土达到均匀为止，防止过振或漏振，抽出振捣棒时要缓慢些，不得留有孔隙。不得用振捣棒放在拌和物内平托和驱赶混凝土，也不得碰撞模板、钢筋及预埋件。

　　六、混凝土拆模

　　1)折模及凿毛处理必须等主管工程师同意方可进行。

　　2)侧模应在混凝土强度达到2.5MPa以上,且其表面及楞角不因拆模而受损伤时方可拆除。

　　3)混凝土内部开始降温前及内部温度最高时不得拆模;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℃(预应力箱梁温差大于15℃)时不宜拆模;大风或气温急剧变化时不宜拆模;在炎热和大风干燥季节，应采取逐段拆模、边拆边盖。

　　4)拆模宜按立模顺序逆向进行，不得损伤混凝土，并减少模板破损。当模板与混凝土脱离后，方可拆卸、吊运模板。拆模时不得影响或中断混凝土的养护工作。

　　5)芯模或预留孔的内模须在混凝土强度能保证构件和孔洞表面不发生塌陷和裂缝时，方可拆除。

　　七、混凝土养护

　　混凝土的养护分自然养护和蒸气养护。混凝土养护期间，应重点加强混凝土的湿度和温度控制，尽量减少表面混凝土的暴露时间，及时对混凝土自然养护：混凝土浇终凝后，为防止日晒、雨淋等影响，应立即用篷布或塑料布盖好，等混凝土初凝后洒水自然养护，保持表面湿润。夏季应每隔0.5-1.0小时对外、内侧模用高压水冲浇降温，拆模后应对混凝土表面洒水并覆盖土工布养护，养护时间由工地试验室根据养护参数确定并书面通知。

　　混凝土带模养护期间，采取带模包裹浇水、喷淋洒水或通蒸气措施进行养护，保证模板接缝处不至失水干燥。为顺利拆模，在混凝土浇筑24-48h后略微松开模板，并继续浇水养护至拆模后，采用蓄水、喷洒等措施时间由试验室按高性能混凝土要求养护时间通知施工队。

　　混凝土养护期间，应注意采取保温措施，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不大于20℃(截面较为复杂温差不大于15℃)。

　　八、混凝土缺陷处理

　　1)拆模后若混凝土表面出现粗糙、不平整、蜂窝孔洞、疏松麻面和缺棱掉角等缺陷或不良外观时，不准擅自抹灰掩盖，要及时报告监理和业主，同时认真分析原因。经有关部门批准的技术方案后才能进行修补。

　　2)修补或填充的混凝土应与本体混凝土表面紧密结合，在填充、养护和干燥后，所有填充物应坚固、无收缩开裂或产生鼓形区，表面平整且与相邻表面平齐，达到工程技术规范要求的相应等级及标准的要求。修补后混凝土的耐久性不得低于本体混凝土。

　　九、施工后检验

　　用肉眼或放大镜观察实体结构表面是否存在非外力裂缝。 如存在，最大宽度不得大于0.2mm，无破损检测、钻芯取样实测电通量、抗冻性检测要符合设计要求。

　　抽检频率：对于表面裂缝宽度和混凝土保护层厚度，每一构件不少于20个点，混凝土用量小于1.0m3构件随机抽取5%进行检测，单个构件不少于5个点。对于电通量，同标段、同施工工艺、同配合比混凝土至少进行一次抽检。

　　十、高性能混凝土雨季施工

　　在雨季之前，制订必要的防雨、防洪措施，备足水泥、砂、碎石等主要材料，为施工人员配备必要的劳动保护用品，以期达到连续施工，不间断生产。

　　混凝土浇筑前要了解气象情况，尽量避开雨期浇筑，并要备有一定数量的塑料薄膜，防止混凝土突遇大雨的冲袭。

　　如遇暴雨或大雨则停止混凝土施工。雨后进行混凝土施工时，要测定砂、石含水量并据此调整水灰比，保证混凝土质量。

　　十一、高性能混凝土高温季节施工

　　在高温季节，根据坍落度实际量测(损失)情况适当增加用水量，并采取对集料遮荫或围盖和喷水冷却，对其它组成成分遮荫或围盖，对拌和站、输送泵搭棚遮荫，对混凝土输送泵管道包裹保温隔热棉被套、对与混凝土接触的模板、钢筋、钢法兰盘及其它表面，在混凝土浇筑前覆盖湿麻布和喷雾状水冷却至30℃以下，使混凝土的入模温度不超过30℃。

　　十二、高性能混凝土冬季施工

　　1)当环境昼夜平均气温连续三天低于5℃或最低气温低于-3℃时,进入冬季施工,当用普通硅酸盐水泥配制的混凝土抗压强度达到设计强度30%前,混凝土不得受冻;当混凝土强度未达到5MPa前,也不得受冻，浸水条件下的混凝土开始受冻时，其强度不得小于设计强度的75%。

　　2)可通过热工计算确定在养护期间对不需加热混凝土的掺外加剂法。

　　3)搅拌混凝土前，应先进行热工计算，选用冬季施工配合比等有效措施，并经试拌确定水和骨料需要预热的最高温度，保证混凝土入模温度不低于5℃。

　　4)骨料中无冰雪、冻块及易被冻裂的矿物质。搅拌前及停止搅拌后，应用水冲洗搅拌机鼓筒。混凝土搅拌时间较常温施工延长50%左右。

　　5)混凝土浇筑前，应清除模板及钢筋上的冰雪和圬垢。当旧混凝土面和外露钢筋(预埋件)暴露在冷空气中时，应对距离新、老混凝土施工缝1.5m范围内的旧混凝土和长度在1.0m范围内的外露钢筋(预埋件)进行防寒保温。当混凝土不需要加热养护，且在规定的养护期内不致冻结时，对于非冻胀性地基或旧混凝土面，可直接浇筑混凝土。

　　6)混凝土开始养护温度不得低于5℃，细薄截面结构不宜低于10℃。所采用的保温措施应使混凝土的温度下降到0℃以前达到第一条规定。

　　7)混凝土浇筑成型后，应立即防寒保温。特别是对结构的边棱隅角加强覆盖保温，迎风面应采取防风措施。

　　8)位于基坑中的混凝土，当地下水位较高时，可待顶面混凝土初凝后，采用放水淹没的方法养护。但当基坑地下水位超出混凝土顶面的高度小于冰层厚度时，不得放水养护。

　　9)拆除模板和保温层应符合如下规定:当混凝土强度达到2.5MPa且强度符合第一条规定后方可拆除模板;混凝土与环境温差不得大于15℃,当温差在10℃以上但低于15℃时,拆模后表面应覆盖。

　　10)定期检测水、外加剂及骨料加入搅拌机时的温度，以及混凝土搅拌、浇筑时的环境温度，每一工作班至少检测4次。室外气温及施工温度应每昼夜定时、定点观测4次。

　　参考文献

　　[1]铁路混凝土工程技术指南(铁建设[2010]241号)

　　[2]铁路混凝土结构耐久性设计规范(TB1005-2010)

　　[3]客运专线高性能混凝土暂行技术条件