高速鐵路耐久性混凝土的配制與施工要點

汲江濤

甘肅環(huán)通工程試驗檢測有限公司 陜西 西安 710043)

高速鐵路耐久性混凝土的配制與施工要點

汲江濤

甘肅環(huán)通工程試驗檢測有限公司 陜西 西安 710043)

通過對高性能混凝土的試驗結(jié)果，并結(jié)合京津城際鐵路客運專線混凝土材料的選擇、配合比的設(shè)計以及施工工藝的控制，系統(tǒng)的對高性能混凝土配合比設(shè)計要點及注意事項進行了闡述，對施工中混凝土質(zhì)量缺陷的消除，希望對同類工程具有參考價值。

高度鐵路 耐久性 混凝土 施工 配制

發(fā)達國家處于對混凝土的結(jié)構(gòu)耐久性進行設(shè)計，發(fā)現(xiàn)了新概念混凝土，相比于傳統(tǒng)的混凝土，高性能混凝土在結(jié)構(gòu)耐久性方面有一套成熟的標(biāo)準(zhǔn)，對于混凝土材料硬化前的性能進行改善，以提高混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性和可靠性。高性能的混凝土在密實性能上具有抗凍性和耐侵蝕性，適宜于在耐久的建筑中使用，美國、日本、歐洲等發(fā)達國家對其應(yīng)用最多，我國研究的高性能混凝土使用年限能達到一百年。

一、高性能混凝土的配制

對其進行配制，除了使用水泥、砂、石、水泥之外還需要一些化學(xué)添加劑和礦物細摻料。在選材上就要求和水泥有一定的相容性，配制要合理，配制的標(biāo)準(zhǔn)要符合黃金比例，選材更具有復(fù)雜性。為了達到耐久和高強的要求，用水量要低對膠凝材料總量要控制好。不僅具有耐久性、施工性、尺寸穩(wěn)定性等力學(xué)性能，在經(jīng)濟和適用方面也具有一定的優(yōu)勢。第一是水泥，水泥在混凝土中扮演著非常重要的作用，水泥的細度和礦物組成及堿含量都是提高混凝土質(zhì)量的重要因素。如果在水泥中含有太多的堿，會和活性骨料發(fā)生二次反映，因為不斷的膨脹容易造成混凝土開裂，會給混凝土結(jié)構(gòu)物帶來影響。第二是高效減水劑，其是現(xiàn)代高性能混凝土中非常重要的一個因素，會使混凝土的水膠比降降低，打破水的表面張力，把物料顆粒中的游離水進行釋放，得到一定的吸附和潤滑作用，保證混凝土的坍落度不變的情況下單位用水量減少。和水泥匯總的游離氧化物進行凝膠，防止外界水進入孔隙。第三是礦物活性摻和料，其主要是粉煤灰、硅灰等。第四是骨料，主要有硅質(zhì)河砂、石灰?guī)r碎石等。

為了保證高性能混凝土的耐久性，需要對抗碳化性、抗凍性、抗化學(xué)侵蝕性等進行考慮，保證其坍落度、泌水率和含氣量等符合要求。在配合比方面要注意以下幾點。第一，水灰比法則，其決定了混凝土硬化后的強度，也能影響其耐久性。水灰比越低，混凝土強度越大，并保證低水膠比、低用水量、高密實度。第二，最大密實度法則，保證將各種材料對混凝土中可能產(chǎn)生的空隙進行填空，保證混凝土密實度最大。要對砂率進行確定，其主要取決于骨料的級配和顆粒形狀、水泥漿的六邊形，砂率應(yīng)該在骨料的總體積的百分之三十到四十之內(nèi)，確定配合比中的漿集比和砂率，促進混凝土的強度和耐久性。第三，最小單位用水量法則，混凝土的用水量要少，要保證在和易性允許的前提下，對坍落度和高效減水劑效果和礦物摻和料的關(guān)系進行考慮。對配合比進行設(shè)計可以分為三個步驟，先對空白混凝土的初步配合比進行計算，并確定外加劑和細摻料的摻量，對強度和耐久性進行試驗，確定理論配合比，把含水量進行換算，確定其施工的配合比。要注意三個關(guān)鍵技術(shù)，第一是對外加劑進行合理使用，第二是對摻和料的技術(shù)進行合理使用，第三是混凝土的開裂和防裂進行控制。對混凝土中加入粉煤灰的量要進行合理選擇，通過混凝土的性能來控制不同礦物摻和料的摻料，礦物摻和料的摻料不要小于膠凝材料總量的百分之20.

高性能混凝土配合比設(shè)計要有一定的步驟，第一是確定適配的強度，其試配強度要超過設(shè)計中的強度標(biāo)準(zhǔn)。第二是水膠比，高性能的混凝土在配制過程中，要求水膠比要較低，對密實度進行保證，抵制腐蝕性氣體的損害從而提高耐久性。第三是單位用水量，在和易性允許的情況下，要保證混凝土的單位用水量要盡可能小，并對高效減水劑的質(zhì)量和用量及摻和料的關(guān)系進行考慮。除了這三種情況還要對單位膠凝材料用量、初步砂率、膠漿量、初算骨料用量等進行計算。

二、高性能混凝土施工

為了保證混凝土的高性能，應(yīng)該保證其密實度要高、在抗?jié)B和抗凍、抗腐蝕方面具有一定的性能。這就需要對混凝土施工的整個工藝進行控制，不僅包括對模板的選用和支立、各種原材料品質(zhì)、配制量拌合、灌注、搗固、養(yǎng)生等進行控制。

第一是模板，要保證其平整光滑，最好選用鋼制材料，并采用一定的加固系統(tǒng)涂膠板，在模板支撐系統(tǒng)內(nèi)對荷載進行計算，對受力程序進行驗算，保證其強度、整體剛度和穩(wěn)定性，在安裝的過程中于鏊保證嚴絲合縫，不出現(xiàn)漏漿的情況。對于模板隔離劑的選擇，可以采用工業(yè)油類等，目前應(yīng)用最廣的隔離劑主要有乳化機油類隔離劑和甲基硅樹脂類隔離劑，前者在涂刷方面非常方便，后者在雖然效果好，但是價格高，如果對模板進行人工拆模，很容易損壞板面。一般對隔離劑均采用現(xiàn)場配置，將機油和柴油進行均勻攪拌，將模板進行清潔，用布蘸涂。

第二，是混凝土施工配料的拌合，注意配料和拌合兩個工序，按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

第三，混凝土的灌注和搗固，包括灌注、搗固、養(yǎng)護和拆模四個工序，就灌注來說，要保證攪拌站和灌注地點的距離盡可能的近，灌注布料要均勻，厚度每三十厘米進行一次搗固。就搗固來說，應(yīng)采用模內(nèi)插入式振搗器，控制振動的時間和振搗器拔出速度。就養(yǎng)護來說，要在澆筑初凝之后覆蓋保濕，保持其養(yǎng)護時間不超過二十一天。用養(yǎng)護劑或者包裹塑料布也是一個不錯的選擇。就拆模來說，一定要對拆模時間進行控制，保證混凝土達到拆模強度。

三、混凝土施工中可能出現(xiàn)的現(xiàn)象、原因及注意避免

第一，混凝土出現(xiàn)泌水的原因，拌合好的混凝土在組分和氣泡方面都分布均勻，如果出現(xiàn)骨料沉底、漿體上浮或者漿體沉底、骨料上浮就可能導(dǎo)致混凝土不均勻。如果組分的密度不同導(dǎo)致的沉降和上浮會導(dǎo)致混凝土拌合物泌水。如果混凝土內(nèi)部泌水到表面，形成了一定的混凝土通道，不僅降低了混凝土的抗?jié)B透能力，而且還影響了混凝土的抗腐蝕能力。水泥、粉煤灰、配合比、含氣量、減水劑都可能對混凝土泌水造成影響。可以通過增加膠凝材料用量提高混凝土砂率，對混凝土適當(dāng)引氣，減少單位用水量。對摻和料、引氣劑和骨料的應(yīng)用一定要符合標(biāo)準(zhǔn)，對于減水劑的使用，要使用泌水較小的減水劑，對振搗實踐進行控制，防止過振。

第二，遜強，如果拌合配料中膠凝材料出現(xiàn)太大的誤差，水泥受潮，骨料級配變化太大都可能造成遜強。所以要避免對拌合配料計量器進行檢查，保證水泥不受潮濕，對砂石等要經(jīng)常檢查。

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汲江濤（1987年-10月），男，漢族，山東濰坊人，西安建筑科技大學(xué)材料學(xué)碩士，主要從事高強高性能混凝土方面的研究。

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1007-6344（2016）03-0072-01

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