杭州地铁综合项目工程混凝土耐久性的质量控制.doc

杭州地铁工程混凝土耐久性质量控制
摘要：地铁工程构造混凝土处在地下水腐蚀性环境，环境作用级别为Ⅳ－C级。为保证地铁百年工程混凝土耐久性，必要优选原材料，其配合比设计应按混凝土所处环境构造性能指标进行，对的执行混凝土配合比符合性是工艺控制重要目的。整体工程构造混凝土耐久性，需由工程设计、混凝土供应商和施工单位共同服务完毕。
核心词：工程混凝土耐久性；质量控制
一、杭州地铁工程混凝土性能特点规定
地铁工程是我市正在进行大规模基本设施工程之一，其工程构造混凝土处在地下水腐蚀性环境，环境作用级别为Ⅳ－C级。为保证地铁百年工程混凝土耐久性，依照设计对象、施工单位已向预拌混凝土供应商提交所需混凝土性能规定书面文献。性能规定如下：
1、氯盐环境下配筋混凝土采用大掺量矿物掺合料低水胶比混凝土，迎土面混凝土为补偿收缩防水混凝土。
表1 构造各部位混凝土规定
构造部位
混凝土级别
最大水胶比
主体构造顶、底板及梁、墙
C30S8
0.40～0.45
主体构造中柱
C40/C50
0.40～0.36
2、最大胶凝材料不不不大于450（400）kg/m3，最小胶凝材料不不大于340kg/m3。
3、混凝土含气量3%。
4、混凝土凝结时间≥10小时。
5、混凝土抗氯离子侵入性指标：56天电通量不大于1200库仑。
工程构造混凝土耐久性指标提供，是摆在我市预拌混凝土公司面前一种重大课题，它有助于增进我市混凝土公司加强对混凝土材料耐久性研究，提高混凝土性能水准，也规定咱们对混凝土性能管理转变只按强度和坍落度两个指标进行生产供应老式思路。混凝土性能要注重混凝土工程对象需求，更要保证构造混凝土施工性能和耐久性能规定。
二、地铁工程耐久性混凝土配制思路和管理核心
地铁工程混凝土构造涉及地下、地上两某些，不同构造部位混凝土所处环境不同，对混凝土材料耐久性规定不同。因而，选取针对不同构造部位混凝土性能规定进行配比设计是考虑重点。其中，解决核心是尽最大也许减少混凝土单位用水量，达到设计提出低水胶比和低浆体用量规定。将单位用水量作为控制混凝土耐久性质量一项首要控制手段，贯穿在混凝土生产各项管理中。
由于地铁主体构造混凝土所处环境、构造不同，对混凝土材料耐久性规定也不同样，因而必要从优选原材料开始。
1、优选原材料
1.1、水泥：实验采用两种方案。一是采用P.O42.5水泥；二是针对当前P.O42.5水泥中加入大量无可奉告混合材料，导致水泥与混凝土外加剂相容性差，影响混凝土性能现状，将P.Ⅱ52.5水泥列入地铁混凝土用水泥，保证在配制混凝土性能过程中，可以自主地充分运用既有技术经验、资源、设备来选用所需矿物掺合料，尽最大也许发挥矿物掺合料作用，有效提高混凝土耐久性能。水泥性能指标见表2。
表2 水泥性能指标
品种
比表面积（m2/kg）
CL-1含量（%）
安定性
原则稠度（%）
3天抗压强度（Mpa）
28天抗压强度（Mpa）
P.O42.5
370
0.018
合格
27.8
25.4
48.5
P.Ⅱ52.5
380
0.016
合格
26.1
34.3
58.4

1.2、选取低需水量比矿物掺合料，针对不同混凝土所处环境，做好矿物掺合料品种和掺量范畴选取。
1.2.1、矿粉：S95级，性能指标见表3。
表3 矿粉性能指标
密度（g/cm3）
比表面积（m2/kg）
流动度比（%）
烧失量（%）
7天抗压强度比（%）
28天抗压强度比（%）
含水率（%）
氯离子含量（%）
2.82
426
100
0.03
78
98
0
0.02
1.2.2、粉煤灰：优质Ⅱ级灰，性能指标见表4。

表4 粉煤灰性能指标
细度45um方孔筛筛余（%）
需水量比（%）
烧失量（%）
碱含量（%）
氯离子含量（%）
5.3
101
1.8
1.07
/
1.3、优选外加剂，对LS801-H和LS808两种高效泵送剂进行试对比，见表5。
表5 LS801-H和LS808性能对比
名称
减水率（%）
28天抗压强度比（%）
收缩率比（%）
泌水率比（%）
碱含量（%）
氯离子含量（%）
含气量（%）
LS801-H
20.1
115
125
75
2.0
0.11
3.0
LS808
24.5
150
125
35
1.0
0.05
2.9
1.4、注重粗细骨料粒形和级配合理搭配。
本地区粗骨料以颚式破碎机生产为主，这种设备生产粗骨料针片状含量大，空隙率大；细骨料由于天然砂资源日趋减少，搅拌站生产以人工砂居多，而人工砂粒形和级配不好，使混凝土单位用水量增长，满足不了地铁工程需求。因而，进行合理骨料搭配，在保证混凝土施工性能前提下最大限度地减少单位用水量，是配制混凝土耐久性核心。
表6 细骨料物理性能及用其配制混凝土工作性能和强度
砂名称
细度模数
空隙率（%）
用水量（kg/m3）
砂率（%）
坍落度/扩展度（mm）
28天强度（Mpa）
人工砂
3.5
43
170
47
离析
43.1
天然细砂
1.9
47
170
38
175/310
43.6
人工砂（掺15%细砂）
3.3
42
170
43
200/420
41.4
人工砂（掺20%细砂）
3.2
40
170
43
210/450
42.2
人工砂（掺30%细砂）
3.1
41
170
43
200/390
41.6

2、耐久性混凝土配合比
地铁主体构造、顶、底板、梁、墙混凝土配比设计重要目的，采用大掺量矿物掺合料低水胶比补偿收缩混凝土为主设计思路，达到减少水化热，增强混凝土密实度，提高防水能力。C40、C50主体中柱采用低水胶比、低碳化耐久性混凝土。
2.1、混凝土配合比（实验室实验）见表7。
表7 混凝土配合比
编号
强度
水胶比
砂率%
总胶凝材料 kg
砂 kg
石 kg
水 kg
S1
C30
0.4
44
400
788
1002
160
S2
C30
0.4
44
400
788
1002
160
S3
C30
0.48
43
366
774
1026
175
S4
C40
0.44
42
398
747
1031
175
S5
C50
0.36
40
458
697
1039
165
阐明：S1、S2水泥是P·O42.5，S3-S5水泥是P.Ⅱ52.5。
2.2、混凝土性能见表8。
表8 混凝土性能
编号
强度
坍落度（mm）
抗压强度（MPa）
含气量（%）
电通量（库仑）
碳化深度（mm）
7d
28d
60d
3d
7d
14d
28d
S1
C30
190/510
34.4
65.9
65.6
2..8
724
/
/
/
/
S2
C30
210/580
35.1
61.9
71.3
2.8
658
/
/
/
/
S3
C30
190/390
18.9
36.6
46.8
2.7
865
0.9
1.1
6.0
6.1
S4
C40
190/380
24.5
43.0
46.9
2.7
966
0.4
0.5
1.8
4.7
S5
C50
200/390
40.5
62.1
71.5
2.9
731
1.5
1.9
2.5
3.3
2.3、实验成果
根据原材料控制规定和配比设计思路，实验成果表白混凝土能满足地铁工程提出耐久性指标。
三、耐久性混凝土生产供应过程质量控制
耐久性混凝土生产过程控制与老式预拌混凝土同样，涉及混凝土材料计量、搅拌、拌合物出厂质量检查、运送、泵送及交货过程等工序质量控制。要保证混凝土耐久性，在生产过程控制中，对的执行混凝土配合比符合性至关重要。因而，必要采用有效办法进行严控：
1、使用符合混凝土耐久性设计规定原材料；
2、采用有效办法，保护砂石含水率相对稳定，加强砂石堆场管理，严格分仓进料和使用；
3、加强对工艺员工艺控制抽查，抽查点为：实际砂石含水率与测试含水率误差≤1%、实际砂率控制；
4、运送过程禁止在混凝土中随意加水；
5、若遇坍落度小，可采用现场加外加剂二次流化法进行，供应过程应保证混凝土持续性；
6、要督促施工单位做好新拌混凝土质量验收，其中交货过程质量控制必要按混凝土耐久性能规定指标进行。
四、混凝土在实际工程中应用
混凝土在实际工程中应用见表9，碳化性能见表10。
表9 实际工程中混凝土各项性能
日期
强度级别
水胶比
总胶凝材料（kg）
单位用水量（kg）
凝结时间
28d抗压强度（Mpa）
56d电通量（C）
初凝
终凝
08.3.20
C50
0.35
470
165
15h30min
18h50min
58.5
738
08.4.11
C30
0.41
426
175
12h25min
14h40min
37.6
951
08.4.17
C30
0.41
426
175
12h40min
15h10min
38.5
845
08.4.17
C30
0.45
400
180
14h10min
16h10min
36.6
1198
08.4.18
C30
0.45
400
180
14h25min
16h30min
36.6
1092
08.4.18
C30
0.45
400
180
14h30min
16h55min
36.4
996
08.4.23
C30
0.44
398
175
12h5min
14h45min
40.9
1189
08.4.24
C30
0.44
398
175
12h30min
14h50min
40.2
1153
注：08.4.11-08.4.18是P.O42.5 水泥，08.3.20/08.4.23/08.4.24是P.Ⅱ52.5水泥。
表10 C50混凝土碳化性能
日期
强度级别
水胶比
28天抗压强度（Mpa）
碳化深度（mm）
3d
7d
14d
28d
08.3.20
C50
0.35
58.8
1.9
3.6
3.9
4.3
实际工程供应耐久性混凝土碱含量≤3.0kg/m3，氯离子电通量＜1200库仑，上部构造混凝土碳化值较小，能满足百年工程耐久性需要。
五、混凝土构造耐久性施工管理
整体工程构造混凝土耐久性，需由工程设计、混凝土供应商和施工单位共同服务并完毕。工程设计依照构造所处环境提出所需混凝土性能规定，在施工前做好施工单位和混凝土供方质量控制文献协调。
混凝土供应商依照设计所需混凝土性能，优化原材料，选取合理材料配合比、搅拌、运送工艺，生产供应符合工程需要新拌混凝土。
要保证混凝土构造耐久性，作为施工、监理单位，一方面要对进场新拌混凝土按工程规定进行工作性能合格验收。强调合理养护办法和养护制度，保证被养护构造温湿度。
六、耐久性混凝土需政府关于部门监管和政策扶植
地铁工程为我市百年大型基本设施工程，其质量关乎百年工程优劣，对此，杭州市建筑工程质量监督站将通过连网各搅拌站混凝土质量信息管理系统，加强对地铁混凝土材料配比实行计量监控，监控范畴：最大、最小胶凝材料用量，单位拌合用水（即水胶比控制），为保证混凝土配比与实际生产控制一致性提供有力监管根据。
对混凝土施工质量监管，从事后工程质量检查转为过程工程质量监管，如浇筑后混凝土养护检查，现场抽样成型试件，每月按批送样做强度、电通量实验；加强对工程竣工后构造耐久性能检测等。
混凝土耐久性能，意味着混凝土质量水准提高，因而，还需要混凝土定额原则配合。我市混凝土定额原则，当前只考虑市场原材料价格波动，没有考虑工程构造性能所需引起原材料质量严格规定和水胶比减少而提高材料用量。定额费用支出除考虑上述两个因素外，还需考虑由于性能提高其混凝土搅拌时间、养护时间都将延长引起费用增长。因而，合理混凝土定额原则对保证混凝土耐久性，防止低价竞争起到至关重要作用。
七、结论
1、耐久性混凝土必要优选原材料，其配比设计应按混凝土所处环境构造性能指标进行，对的执行混凝土配合比符合性是工艺控制重要目的。
2、耐久性混凝土含两方面控制管理：一是混凝土材料耐久性管理，重要是由生产供应商保证；二是混凝土构造耐久性，重要由施工、监理完毕。
3、要保证构造混凝土耐久性，还需政府关于部门监管和政策扶植。
参照文献：
1、 吴中伟、廉慧珍 高性能混凝土 中华人民共和国铁道出版社
2、 韩素芳、路来军等 多品种掺合料及复合化对绿色高性能混凝土性能影响研究
3、 郭延辉等 聚羧酸系高性能减水剂研究与工程应用 中华人民共和国铁道出版社
4、 混凝土构造耐久性设计与施工指南（CECS01-，修订版）