浅析高铁砼配合比设计体积法

【摘要】 结合高耐久、高性能混凝土配合比的设计方法和聚羧酸系外加剂的性能特点,以及客运专线所处施工环境原材料的实际现状,指出高铁客运专线C30-C50高性能混凝土的配合比设计方法,对混凝土施工中一些常见问题进行原因分析并提出解决措施,以引起有关单位的重视,保证客运专线的混凝土施工质量。

【关键词】 高性能混凝土； 施工质量； 质量控制； 客运专线；

中图分类号：TU37文献标识码： A

当前一些铁路建设标准高、技术要求高、质量目标高，特别是对混凝土结构的抗碳化锈蚀、抗氯盐锈蚀、抗冻融破坏、抗裂

性、抗碱―骨料反应、抗化学侵蚀、抗磨蚀等长期性能的指标和控制、检测要求进行了严格规定，本文基于笔者近年从事铁路施工的

相关工作经验，客运高速铁路专线高性能混凝土质量控制为研究对象，分析了配合比设计，质量管理与施工控制的要点等一系列问题，

相信对从事相关工作的同行有着重要的参考价值和借鉴意义。

高性能混凝土对原材料的要求为:

(1)水泥 :水泥的流变性比强度更重要 ,要求与外加剂相容性好。主要技术指标包含:比表积80μm方孔筛筛余、游离氧化钙含量、碱含量、熟料中的C3A含量、氯离子含量。

(2)细骨料:细骨料主要指标包含:颗粒级配、细度模数、坚固性、吸水率、有害物质含量(含泥量、泥块含量、云母、轻物质、有机物、硫化物及硫酸盐等)、碱活性、人工砂或混合砂的压碎指标。

(3)粗骨料主要指标包含:最大粒径、级配、吸水率、岩石

抗压强度或压碎指标、坚固性、有害物质含量。

(4)拌和用水主要技术指标包含:pH值、不溶物、氯离子含量、硫酸盐含量、碱含量。

(5)化学外加剂 :外加剂具有高度分散水泥颗粒、消除絮凝结构的作用,也使混凝土的水胶比突破理论水胶比成为现实,甚至能大大低于理论水胶比而不必担心工作性不良。

(6)掺合料:矿物掺合料选用品质稳定的产品,根据工程环境及经济条件选择粉煤灰、磨细粉煤灰、磨细矿渣粉或硅灰等。

4 质量控制方法研究高性能混凝土质量管理和施工控制分成3个阶段:配合比控制、生产控制、验收控制,客运专线具体控制程序及控制重点包含如下。

(1)标准执行和贯彻 :包含规范及设计文件的研究、学习、培训,编制高性能混凝土实施大纲。

(2)原材料控制:原材料比较、优选、试验检验、储存、材料及堆放场地管理、使用。

(3)配合比控制:施工配制强度、强度标准差σ值计算,掺合料、外加剂用量、胶凝材料总量、水胶比、砂率选定,初选配合比,试配,调整基准配合比,选定理论配合比。

(4)混凝土生产:机具选型及配置、布置,试拌,原材料检验及施工配合比调整,配料、计量,搅拌,拌合物出站检验及运输组织。

(5)混凝土浇筑施工:施工组织及方案确定,浇筑顺序确定,泵送或输送、吊运、直接或溜放入模方式选定,施工工艺试验,现场测试,分次或分层厚度、施工、捣固工艺确定,升温、降温防裂措施,标养及同条件养护试件制作,接缝及表面处理等。

(6)混凝土养护:养护时限,养护方式,环境及温度监控,环境剧变的措施。

(7)混凝土拆模:拆模、拆架时间控制、顺序,强度、弹性模量监控,徐变、上拱变形观测和分析。

(8)建设期内缺陷修复:包括结构物的缺陷及变形监

测、监控,缺陷成因分析及修复。

(9)高性能混凝土检验及验收和后期管理:包含强度及弹模检验、外观检验、无损检测、渗透性检测,实体抽芯片检查耐久性、抗冻性等指标,结构工程的总体评定;结构长期监测、监控。

2.3.1 平 面 基 准平面基准一般采用CORS和高等级GPS控制网来建立和维护一个统一的高精度、动态、实时、三维的地心坐标系及其由地面基准网点构成的参考框架。

(1)CORS系统精度 :动态参考基准 :地心坐标的坐标分量,绝对精度优于011m;基线方向的坐标分量,相对精度优于3310-7m;实时动态定位精度 ,水平优于 3cm,垂直优于5cm;事后定位精度:水平优于5mm,垂直优于10mm;可用性:不低于95%;完好性:报警时间小于6秒,误报概率小于013%等。

(2)省级 C级 GPS网应采用空间定位技术,建立覆盖省级的与全国高精度三维地

心坐标框架相一致的空间大地控制网。其空间定位应采用1980西安坐标系为大地基准;采1985国家高程基准为高程基准;采用2000国家重力基本网为重力基准。数据处理 应 采 用 IGS精 密 星 历 ,地 心 坐 标 系 和ITRF97参考框架。

(3)城市高精度GPS控制网:城市GPS控制网采用分级建设,首级控制网为框架网,按国家GPSA(或B)级网的要求实施,联测国际IGS连续运行站,采用精密软件进行数据处理,获取精确的WGS84坐标。在GPS框架网的基础上,布设GPS基本网,按国家GPSC级网的要求实施。

2.3.2 高 程 基 准

建立高精度的高程基准可采用常规的几何水准测量方法,也可利用厘米级精度水平的似大地水准面将GNSS测定的大地高转换成正常高,借助似大地水准面形成的高程基准,以此代替几何水准测量所建立的高程参考框架。

(1)省级高程基准 :省级的高程基准应不低于国家二等水准的精度。

(2)城市的高程基准 :城市的高程基准应不低于省级的高程基准的精度,东部沿

海城市宜按一等水准的精度建立。

(3)区域似大地水准面的确定 :

1)省级似大地水准面 :平地和丘岭地区:5～6cm;山地:7～10cm;

2)城市似大地水准面 :2cm,有条件的城市应力争达到1cm。

2 . 4 建立平面基准和高程基准间的转换关

系具备了高精度的平面基准、高程基准和似大地水准面成果后,还需要将其联测和处理,建立精确的转换关系,真正建立实时获取高精度三维坐标的现代测绘基准。

5 结语

对上述项目的具体控制方法、指标在此未予详述,这些控制指标、控制方法、控

制内容、施工操作工艺等在客运专线技术标准、验收规范、施工指南等规范性、标准化文中已有全面、详细的要求。本文在此仅列出高性能混凝土施工管理及控制重点、项目内容、关键控制指标,着重于介绍高性能混凝土

施工技术上和管理上的特殊性。

参考文献

[1] 钱晓倩 ,詹树林 ,方明晖 ,孟涛 ,钱匡亮 .

减水剂对混凝土收缩和裂缝的负影响

[J].铁道科学与工程学报 ,2004,2.

[2] 马新伟 ,钮长仁 ,伊彦科 .早龄期高强混

凝土自收缩的测量[J].低温建筑技术,

2002年04期

[3] 张树青 ,杨全兵 .矿粉混凝土的自收缩

性能[J].低温建筑技术,2004,3.

[4] 吴 学 礼 ,张 树 青 ,杨 全 兵 ,王 彩 英 .粉煤

灰 混 凝 土 的 自 收 缩 性 能 [J].粉 煤 灰 ,

2 0 0 3 , 6 .

[5] 唐建华 ,蔡基伟 ,周明凯 .高性能混凝土

的研究与发展现状[J].国外建材科技,

2 0 0 6 , 3 .

[6] 鲍 光 玉 ,胡 晓 波 ,王 志 ,张 竞 男 .水 泥 石

体积变形试验研究[J].建筑材料学报,

2 0 0 4 , 1 .

[7] 田倩 ,孙 伟 ,缪 昌 文 ,刘 加 平 .高 性 能 混

凝土自收缩测试方法探讨