资源描述
高性能混凝土施工作业指导书
一、高性能混凝土的性能
高性能混凝土是在大幅度提高普通混凝土性能的基础上采用现代混凝土技术制作的混凝土,它以耐久性作为设计的重要指标。相对普通混凝土,高性能混凝土具有如下性能:
1、高性能混凝土具有更高的强度,使得混凝土结构的尺寸可以更小,自重得以减轻,使用面积增长,材料用量减少。
2、高性能混凝土具有良好的工作性,混凝土拌和物具有较高的流动性,在成型过程中不分层、不离析,易充满模型;泵送混凝土、自密实混凝土还具有良好的可泵性、自密实性能。
3、高性能混凝土的耐久性、抗渗性能好,因而混凝土结构的维修和重建费用减少,使用寿命大幅度延长。
4、高性能掺混凝土具有更高的弹性模量,因而混凝土结构变形小、刚度大,稳定性更好,更能满足结构功能和施工工艺的规定。
二、影响混凝土结构耐久性的因素
1、影响混凝土结构耐久性的因素重要有混凝土结构所处的环境条件、建造结构用的混凝土性能以及施工过程控制等三个因素,其中环境条件是影响结构耐久性能的重要因素。
2、高性能混凝土所处的环境类别及其条件特性见下表:
环境类别
作用等级代号
环境条件特性
碳化环境
T1
年平均相对湿度<60%
长期在水下(不涉及海水)或土中
T2
年平均相对湿度≥60%
T3
地上或地下水位变动区
干湿交替
磨蚀环境
M1(有砂风蚀)
风力等级≥7级,且年累刮风时间≥90天
M2(有砂风蚀)
风力等级≥9级,且年累刮风时间≥90天
M2(流冰冲刷)
被强烈流冰撞击、磨损、冲刷
M3(有砂风蚀)
风力等级≥11级,且年累刮风时间≥90天
M3泥沙冲刷
被大量夹杂泥砂或物体磨损、冲刷
冻融破坏环境
D1
微冻地区+频繁接触水
D2
微冻地区+水位变动区
严寒和寒冷地区+频繁接触水
微冻地区+氯盐环境+频繁接触水
D3
严寒和寒冷地区+水位变动区
微冻地区+氯盐环境+水位变动区
严寒和寒冷地区+氯盐环境+频繁接触水
D4
严寒和寒冷地区+氯盐环境+水位变动区
氯盐环境
L1
长期在海水水下区
离平均水位15m以上的海上大气区
离涨潮岸线100~300m的陆上近海区
水中氯离子浓度≥100mg/L,≤500 mg/L土中氯离子浓度≥150mg/L,≤750 mg/L
L2
离平均水位15m以内的海上大气区
离涨潮岸线100m的以内的陆上近海区
海上潮汐区或浪溅区(非炎热区)
水中氯离子浓度>500mg/L,≤5000 mg/L土中氯离子浓度>750mg/L,≤7500 mg/L
氯盐环境
L3
海上潮汐区或浪溅区(南方炎热地区)
盐渍土地区露出地表的毛细吸附区
遭受的氯盐冷冻液和氯盐化冰盐侵蚀部位
水中氯离子浓度>5000mg/L,土中氯离子浓度>75,0mg/L
化学侵蚀类型
环境作用等级
H1
H2
H3
H4
硫酸盐
侵蚀
环境水中[SO42-]含量,mg/L
≥200
≤600
>600
≤3000
>3000
≤6000
>3000
强透水性
环境土中[SO42-]含量,mg/kg
≥2023
≤3000
>3000
≤12023
>12023
≤24000
>24000
弱透水性环境土中[SO42-]含量,mg/kg
≥3000
≤12023
>12023
≤24000
>24000
盐类结晶
侵蚀
环境土中[SO42-],mg/kg
≥2023
≤3000
>3000
≤12023
>12023
酸性侵蚀
环境水中
pH值
≤6.5
≥5.5
<5.5
≥4.5
<4.5
≥4.0
二氧化碳
侵蚀
环境水中侵蚀性CO2含量,mg/L
≥15
≤40
>40
≤100
>100
镁盐侵蚀
环境水中[Mg2+]含量,mg/L
≥300
≤1000
>1000
≤3000
>3000
三、基本规定
1、在进行混凝土结构(涉及构件)设计时,应同时进行混凝土结构的耐久性设计(执行《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》、《混凝土结构耐久性设计与施工指南》)。混凝土结构耐久性设计涉及如下重要内容:
⑴ 结构的使用环境及其环境对结构腐蚀性的调查与说明。
⑵ 结构的整体设计使用年限和结构各个部件(如桥梁的基础、墩台、梁,隧道主体结构等)的使用年限明细表(见下表):
设计使用
年限级别
设计使用
年 限
合用范围示例
一
12023以上
如桥梁的桩基、承台、墩台、梁以及隧道的主体结构等
二
60年以上
如路基支挡结构、轨道结构等
三
30年以上
如桥梁的人行道盖板等
⑶ 混凝土施工质量控制与质量保证的有关规定与规定。
⑷ 结构在使用过程中进行正常维修和对某些部件进行更换的具体内容与规定。
⑸ 特殊或严重腐蚀性环境作用下对结构采用的外部辅助防护措施。
⑹ 在设计年限内对结构进行期检测、监测和评估的具体规定。
2、混凝土结构耐久性设计应遵循以下原则:
⑴ 选用低水化热、低C3A含量、低碱含量的水泥以及低碱活性骨料、低碱外加剂等原材料,大体积混凝土宜采用C2S含量相对较高的水泥。尽量选用球形粒形、级配优越、吸水率低、空隙率小的粗骨料。适当减少混凝土的水胶比并在混凝土中掺入足量的掺和料或专用复合外加剂。
⑵ 增长钢筋的混凝土保护层厚度。钢筋(主筋、箍筋和分布筋)的混凝土保护层厚度一般不应小于保护层设计最小厚度与保护层厚度施工负允差之和。
⑶ 采用必要的结构构造措施和防、排水措施:
a、将暴露于大气和与水、土介质接触的混凝土结构物外形设计成简洁流畅、暴露表面积小和棱角较少、表面形状有助于排水和通风、将水平表面做成斜面,避免水汽在混凝土表面积聚。
b、设立专门的排水管道排除结构表面积水,不得将水直接排在混凝土表面上。
c、尽量将结构的施工缝和连接缝位置避开也许遭受最不利局部腐蚀性环境作用的部位。
⑷ 混凝土的设计强度等级不得低于C30,电通量应满足下表规定:
混凝土的电通量
设计使用年限级别
一级(12023)
二级(60年)三级(30年)
56d电通量(C)
<C30
<2023
<2500
C30~C45
<1500
<2023
≥C50
<1000
<1500
⑸ 对于氯盐环境下的钢筋混凝土结构,混凝土的耐久性应满足“混凝土的电通量的一般规定”外,还应满足下表规定:
氯盐环境下混凝土的电通量
设计使用年限级别
一级(12023)
二级(60年)三级(30年)
环境作用等级
L1
L2、L3
L1
L2、L3
56d电通量(C)
<1000
<800
<1500
<1000
⑹ 对于化学侵蚀环境下的混凝土结构,混凝土的耐久性除满足“混凝土的电通量的一般规定”外,还应满足下表规定:
化学侵蚀环境下混凝土的电通量
设计使用年限级别
一级(12023)
二级(60年)三级(30)
环境作用等级
H1、H2
H3、H4
H1、H2
H3、H4
56d电通量(C)
<1200
<1000
<1500
<1000
⑺ 设立用于检测、维修和构件替换的方便通道,并在结构表面预留用于临时安装检测、维修机具的必要空间或预留埋设件。
⑻ 充足考虑运营管理单位对结构采用补救措施的也许性。
3、桥涵结构用混凝土应尽量选用非碱活性骨料。桥涵结构用混凝土除应满足本技术条件规定的规定外,还应符合现行国家标准和部颁标准的其它有关规定。
4、为满足隧道混凝土耐久性规定,模筑混凝土及钢筋混凝土应满足“抗渗等级不得低于P8”、钢筋混凝土中钢筋的混凝土净保护层厚度采用50mm(拱、墙、仰拱)及40mm(底板),混凝土最大水胶比和最小凝胶材料用量应符合《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》。在侵蚀性环境及有害气体环境下,衬砌的材料选择、性能、指标应符合保证衬砌结构耐久性和运营安全的需要。
四、高性能混凝土原材料
1、水泥
⑴ 强度等级不低于42.5级的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。
⑵ 比表面积不宜超过350m2/kg。
⑶ 游离氧化钙含量不应超过1.0%。
⑷ 碱含量不应超过0.80%。C40及以上混凝土水泥的碱含量不宜超过0.60%。当骨料具有碱-硅酸反映活性时水泥的碱含量不宜超过0.60%。
⑸ 水泥熟料中C3A的含量不宜超过8%,氯盐环境下不宜超过8%。
⑹ 配筋混凝土所用水泥的CL-含量不宜超过水泥重的0.10%(钢筋混凝土)和0.06%(预应力混凝土)。
⑺ 80μm方孔筛筛余不应小于10%(普通硅酸盐水泥)。
2、细骨料的重要品质指标
⑴ 细骨料按细度模数量分为粗、中、细三级,其细度模数分别为:
粗级 3.7~3.1
中级 3.0~2.3
细级 2.2~1.6
⑵ 细骨料应选用级配合理、质地均匀坚固、吸水率低、空隙率小的洁净天然中粗河砂,也可选用专门磨机机组生产的人工砂。不宜使用含泥量高、风化严重的山砂。不得使用含CL-有害物质、质量控制困难的海砂。
⑶ 由于人工砂颗粒尖利棱角多,表面粗糙不光滑,粉末含量较大。配制混凝土时用水量应比天然砂配制混凝土的用水量、振捣时间、水泥用量需适当增长,增长量由实验拟定。
⑷ 人工砂配制混凝土时,当石粉含量较大时,宜配制低流动度混凝土,在配合比设计中,宜采用低砂率。细度模数高的宜采用较高砂率。
⑸ 人工砂配制混凝土宜采用机械搅拌,搅拌时间应比天然砂配制混凝土的时间延长1min左右。
⑹ 人工砂混凝土要注意初期养护。养护时间应比天然砂混凝土延长2~3d。
⑺ 对于长期处在潮湿环境的重要混凝土结构用砂,应采用砂浆棒(快速法)或砂浆长度法进行骨料的碱活性检查。经上述检查判断为有潜在危险时,应控制混凝土中的碱含量不超过3Kg/ m3,或采用能克制碱—骨料反映的有效措施。
⑻ 细骨料的重要品质指标:
细骨料的有害物质含量
序号
项目名称
质量指标
C30~C45
≥C50
<C30
1
含泥量(按质量计),%
≤2.5
≤2.0
≤3.0
2
泥块含量,%
≤0.5
3
云母含量,%
≤0.5
4
轻物质含量,%
≤0.5
5
氯离子含量,%
<0.02
6
硫化物及硫酸盐含量(折算成SO3),%
≤0.5
7
有机物含量(用比色法实验)
颜色不应深于标准色。当颜色深于标准色时应按水泥胶砂强度实验方法进行强度对比实验,抗压强度比不应低于0.95。
细骨料的累计筛余百分数(%)
序号
筛孔尺寸,mm
级配区
Ⅰ区
Ⅱ区
Ⅲ区
1
10.00
0
0
0
2
5.00
10~0
10~0
10~0
3
2.50
35~5
25~0
15~0
4
1.25
65~35
50~10
25~0
5
0.63
85~71
70~41
40~16
6
0.315
95~80
92~70
85~55
7
0.16
100~90
100~90
100~90
*除5.00 mm和0.63 mm筛档外,砂的实际颗粒级配与上表所列的累计筛余百分率相比允许稍有超过度界线,但其总量不应大于5%。
⑻ 砂的级配应处在表中的某一区内,当砂的实际颗粒级配不符合规定期,宜采用相应的技术措施,并经实验证明能保证混凝土质量后,方允许使用。配制混凝土时宜优先选用Ⅱ区砂。当采用Ⅰ区砂时应提高砂率,并保持足够的水泥用量,满足混凝土的和易性;当采用Ⅲ区砂时,宜适当减少砂率。配制泵送混凝土,宜选用中砂。
⑼ 当采用以专门机组生产的人工砂配制混凝土时,人工砂的压碎指标值应小于25%。经亚甲蓝实验鉴定后,人工砂的石粉含量应符合下表规定:
混凝土强度等级
<C30
C30~C45
≥C50
石粉含量(%)
MB<1.40
≤10.0
≤7.0
≤5.0
MB≥1.40
≤5.0
≤3.0
≤2.0
⑽ 当砂中具有颗粒状的硫酸盐或硫化物杂质时,应进行专门检查,确认能满足混凝土耐久性规定后,方可使用。
⑾ 砂的坚固性指标:
混凝土所处的环境条件及其性能规定
5次循环后的质量损失(%)
在严寒及寒冷地区室外使用并经常处在潮湿或干湿交替状态下的混凝土。
对于的抗疲劳、耐磨、抗冲击规定的混凝土。
有腐蚀介质作用或经常处在水位变化区的地下结构混凝土。
≤8
其他条件下使用的混凝土。
≤10
注:人工砂的总压碎值指标应小于30%。
3、粗骨料
⑴ 粗骨料宜选用级配合理、粒形良好、质地均匀坚固、线胀系数小的洁净碎石,也可采用碎卵石,不宜采用砂岩碎石。
⑵ 一般混凝土最大粒径(圆孔)应不大于31.5mm,且不宜超过钢筋保护层厚度的2∕3(在严重腐蚀环境下不宜超过1∕2),且不得超过钢筋最小间距的3∕4。配制C50及以上预应力混凝土时,粗骨料最大粒径应不大于25mm。
⑶ 粗骨料应采用二级或多级级配,其松散堆积密度应大于1500kg/m3。紧密空隙率应小于40%,吸水率应小于2%(用于干湿交替或冻融循环下的混凝土应小于1%)。当最大粒径为31.5mm时,5~10mm粒级部分不宜少于25%;当最大粒径为25mm时,5~10mm粒级部分不宜少于40%。
⑷ 粗骨料的重要品质指标:
粗骨料的有害物质含量(%)
序号
项 目
指 标
<C30
C30~C45
≥C50
1
含泥量(按质量计),%
≤1.0
≤1.0
≤0.5
2
泥块含量(按质量计),%
≤0.25
3
氯离子含量,%
<0.02
4
硫化物及硫酸盐含量(折算成SO3),%
≤0.5
5
碎卵石中有机物含量(用比色法实验)
颜色不应深于标准色。当颜色深于标准色时应配制成混凝土进行强度对比实验,抗压强度比不应小于0.95。
6
针片状颗粒含量(按质量计),%
≤10
≤10
≤8
粗骨料的压碎指标(%)
混凝土
等级
<C30
≥C30
岩石种类
(沉积岩)水成岩
变质岩或深成的
火成岩
火成岩
(沉积岩)水成岩
变质岩或深成的
火成岩
火成岩
碎石
≤16
≤20
≤30
≤10
≤12
≤13
卵石
≤16
≤12
粗骨料的坚固性指标
结构类型
混凝土结构
预应力混凝土结构
质量损失率,%
≤8
≤5
⑸ 粗骨料的粗碱活性应一方面采用岩相法进行检查,若粗骨料具有碱—硅酸反映活性矿物,其砂浆棒膨胀率应小于0.10%,否则应采用克制碱—骨料反映的技术措施。不得使用品有碱—骨料反映的活性的骨料。
4、矿物掺和料
矿物掺和料应选用品质稳定的产品。品种为粉煤灰、磨细粉煤灰、矿渣粉或硅灰等矿物掺和料或复合矿物掺和料,粉煤灰和矿渣粉分别应符合GB/T 1596-2023和GB/T18046的规定。矿物掺和料掺量不超过水泥用量的30%,粉煤灰与磨细矿渣复合使用时,两者之比为1:1。
矿渣粉的技术规定
CL-
%
SO3
%
MgO
%
烧失量
%
比表
面积
m2/kg
含水率
%
需水量比%
活性指数,%
28d
≤0.02
≤4
≤14
≤3
350~500
≤1.0
≤100
≥95
粉煤灰的技术规定
混凝土强度等级
细度,%
CL-
%
需水量比,
%
烧失量,%
含水率,%
SO3含量
%
游离的CaO含量,%
<C50
≤20
≤0.02
≤105
≤5
≤1
≤3
F类≤1.0
≥C50
≤12
≤100
≤3
C类≤4.0
注:a、F类粉煤灰系由无烟煤或烟煤煅烧收集的粉煤灰;C类粉煤灰系由褐煤或次烟煤煅烧收集的粉煤灰。
b、因条件所限当烧失量指标达不到表中规定期,在其他指标符合表中规定的情况下,经实验证明能满足混凝土耐久性规定期,烧失量指标可适当放宽,但用于C50以下混凝土时,不得大于8%,用于C50及以上混凝土时,不得大于5%。
需水量比
CL-
%
需水量比,%
烧失量,%
含水率,%
SiO2含量
%
比表面积
≤125
≤0.02
≤105
≤6
≤3
≥85
≥18000
硅灰的技术规定
6、外加剂
⑴ 外加剂应具有减水率高、坍落度损失小、适量引气、能细化混凝土孔结构以及能明显改善或提高混凝土耐久性等性能。外加剂与水泥之间应有良好的相容性。
⑵ 外加剂必须经铁道部鉴定或评审,并经铁道部产品质量监督检查中心检查合格。重要产品有:普通减水剂、高效减水剂、引气减水剂、缓凝减水剂、缓凝高效减水剂、早强减水剂、引气剂、缓凝剂、早强剂、防冻剂、膨胀剂、泵送剂、防水剂及速凝剂等十四种外加剂。
⑶ 外加剂的性能应满足下表的规定。
外加剂的性能
序号
项 目
指标
备 注
1
水泥净浆流动度,mm
≥240
2
硫酸钠含量,%
≤10
3
氯离子含量,%
≤0.2
4
碱含量(Na2O+0.658 K2O),%
≤10
5
减水率,%
≥20
6
含气率,%
≥3.0
用于配制非抗冻混凝土时
≥4.5
用于配制抗冻混凝土时
7
坍落度保存值,mm
30min
≥180
用于泵送混凝土时
60min
≥150
用于泵送混凝土时
8
常压泌率比,%
≤20
9
压力泌水率,%
≤90
用于泵送混凝土时
10
抗压强度比,%
3d
≥130
7d
≥125
28d
≥120
11
对钢筋锈蚀作用
无锈蚀
12
收缩率比,%
≤135
13
相对耐久性指标,%,200次
≥80
⑷外加剂的匀质性应满足GB8076-1997的规定。
7、拌合用水
⑴ 拌和用水应满足下表的规定
项目
预应力
混凝土
钢筋
混凝土
素
混凝土
PH值
>4.5
>4.5
>4.5
不溶物,mg/L
<2023
<2023
<2023
可溶物,mg/L
<2023
<5000
<10000
氯化物(以CL-计),mg/L
<500
<1000
<3500
硫酸盐(以SO42-计),mg/L
<600
<2023
<2700
碱含量(以当量Na2O计),mg/L
<1500
<1500
<1500
⑵ 用拌和水配制的混凝土的28天抗压强度不低于用蒸溜水拌制的相应混凝土抗压强度的90%。
⑶ 拌和水不得采用海水。当混凝土处在氯盐环境时,拌和用水中CL-含量应不大于200 mg/L。对于使用钢丝或经热解决钢筋的预应力混凝土地,拌和水中CL-含量应不大于350 mg/L。
⑷ 用拌和水和蒸溜水进行水泥净浆实验所得的水泥初凝时间差及终凝时间差均不得大于30min。
⑸ 养护用水除不溶物、可溶物可不作规定外,其他项目应符合上表的规定。养护用水不得采用海水。
五、高性能混凝土原材料的储存与管理
1、混凝土水泥、矿物掺和料等宜采用散料仓分别存储。袋装粉状材料在运送和存放期间应用专用库房存放,不得露天堆放,且应特别注意防潮。
2、贮存水泥的仓库应设在地势较高处,周边应设排水沟;袋装水泥在装卸、搬运过程中不得抛掷;水泥按品种、强度等级分批堆垛,高度不大于1.5m,架离地面0.2m以上,并距离四周墙壁0.2~0.3m,或预留通道;储存散装水泥过程中应采用措施减少水泥的温度或防止水泥升温。
3、不同混凝土原材料应有固定的堆放地点和明确的标记,标明材料名称、品种、生产厂家、生产日期和进场(厂)日期。原材料堆放应有堆放分界标记,以免误用。骨料堆场地面应进行硬化,安装架空顶棚和设立必要的排水条件,分别设立待检区和已检区。
4、混凝土原材料进场(厂)后应及时建立原材料管理台帐,台帐内容涉及进货日期、材料名称、品种、规格、数量、生产单位、供货单位、质量证明书编号、复试检查报告编号及检查结果等。台帐应填写对的、真实、项目齐全。
六、施工控制要点
1、施工前准备
⑴ 施工单位应将专门从事混凝土关键工序施工的操作人员和实验检查人员进行岗前培训。
⑵ 建立完善的施工质量保证体系和健全的施工质量检查制度,明确施工质量的检查方法。
⑶ 针对不同混凝土结构的特点和施工季节、环境条件特点制定完善的施工技术文献,包含以下内容:
a、混凝土施工质量保证体系及其验证制度。
b、混凝土原材料的质量规定及其检查方法。
c、贯彻混凝土配合比设计所提出的特殊规定的具体措施。
d、按照混凝土验收标准的规定对施工试件做出的具体规定。
e、混凝土搅拌、运送、浇筑、振捣、养护等工序的施工质量控制措施及其检查方法。
f、预应力混凝土结构及其连接缝施工的专门操作细则和质量检查方法。
g、实体混凝土质量检查评估方法。
h、设计和施工技术文献未明确的混凝土专项检查的方法、设备及标准。
i、夏季和冬季施工混凝土应编制专项的施工方案及技术措施,并建立工点气象观测制度,及时掌握气象变化情况。
⑷ 应根据设计规定、工程性质以及施工管理规定,在施工现场建立具有相应资质的实验室。
⑸ 本着就地取材、尽量节约的原则根据相关技术条件的规定合理选用钢材、水泥、粗细骨料、外加剂、矿物掺和料及拌和用水等。
⑹ 针对不同结构物、不同部位、不同环境特点进行混凝土试浇配工作。
2、高性能混凝土施工流程图:
混凝土施工流程图
原材料选用
配合比设计
原材料检查
合 合格
混凝土搅拌
合格
坍落度、含气量检测
混凝土运送
模板、钢筋检测
混凝土浇筑
合格 合格
砼试件检测
混凝土养护
混凝土拆模
⑴ 浇筑混凝土前须对上道工序隐蔽工程验收合格后方可进行。
⑵ 施工单位在现场必须配备的实验室必须经建设单位认定后方可投入使用。
⑶ 施工单位配备的搅拌站必须经建设单位认定后方可投入使用。
⑷ 钢筋混凝土工程须由监理单位对模板、钢筋进行验收后方可浇筑混凝土。
a、模板工程检查的重要内容涉及下列各项:
◇模板的高程、位置及截面尺寸,施工的预留拱度。
◇模板、支架、支撑、支柱等结构的可靠限度。
◇拆除支架器具(木楔、砂筒等)的装备状态。
◇桥梁支座、锚定螺栓、压浆管、塞子等预埋件的安装位置和高程。
◇隔离剂涂刷情况。
b、钢筋工程检查的重要内容涉及下列各项:
◇现场应对运进的钢筋进行检查,作为使用本批钢筋的使用依据。经检查合格的钢筋在加工和安装过程中出现异常现象(如脆断、焊接性能不良或力学性能显著不正常等)时应作化学成分分析。
◇在浇筑混凝土前应对已安装好的钢筋、预埋件(钢板、锚固钢筋等)以及钢筋的混凝土保护层垫块进行检查。
◇在钢筋加工过程中应对钢筋加工的偏差、钢筋的接头、钢筋的安装进行检查验收。
3、高性能混凝土的配合比
⑴ 混凝土配合比应参照现行国家标准《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ 55—2023)和铁道部《铁路混凝土工程施工技术指南》(TZ210-2023),通过对混凝土的工作性能、力学性能、耐久性能以及抗裂性能进行对比实验后拟定。
⑵混凝土配合比设计的一般规定:
a、用低水化热和低碱含量的水泥,尽也许避免使用早强水泥和高C3A含量的水泥;
b、选用球形粒形、吸水率低、空隙率小的洁净骨料;
c、适量掺用优质粉煤灰、磨细矿渣粉等矿物掺和料或复合矿物掺和料;
混凝土矿物掺和料推荐掺量
序号
混凝土
强度等级
矿物掺和料等量取代水泥的推荐掺量,%
粉煤灰+磨细矿渣粉
磨细矿渣粉
粉煤灰
1
C30~C45
20~40
25~35
20~25
2
C50
20~30
20~30
15~25
d、采用品有高效减水、适量引气、能细化混凝土孔结构、能明显改善或提高混凝土耐久性能的专用复合外加剂;
e、限制混凝土的最低强度等级、最大水胶比、最小水泥用量、最低胶凝材料用量和最大胶凝材料用量;
f、尽也许减少混凝土胶凝材料中的硅酸盐水泥用量。C30及以下混凝土的胶凝材料总量不宜高于400kg/m3,C35~C40混凝土的胶凝材料总量不宜高于450kg/m3,C50及以上混凝土的胶凝材料总量不宜高于500kg/m3。
⑶ 在进行混凝土配合比实验前,应对拟实验配合比的混凝土总碱量和Cl-含量进行计算,考察两者是否满足规定。
混凝土最大碱含量(kg/m3)
设计使用年限级别
一(12023)
二(60年)
三(30年)
环境条件
干燥环境
3.5
3.5
3.5
潮湿环境
3.0
3.0
3.5
含碱环境
※
3.0
3.0
注:a、※号表达混凝土必须换用非碱活性骨料。
b、混凝土中的总碱含量涉及水泥、矿物掺和料、外加剂及水的碱含量之和。其中,矿物掺和料的碱含量以其所含可溶性碱计算。粉煤灰的可溶性碱量取粉煤灰总碱量的1/6,矿碴粉的可溶性碱量取矿碴粉总碱量的1/2,硅灰的可溶性碱量取硅灰总碱量的1/2。
c、干燥环境是指不直接与水接触、年平均空气相对湿度长期不大于75%的环境;潮湿环境是指长期处在水下或潮湿土中、干湿交替区、水位变化区以及年平均相对湿度大于75%的环境;含碱环境是指直接与高含盐碱地、海水、含碱工业废水或钠(钾)盐等接触的环境;干燥环境和潮湿环境与含碱环境交替变化时,均按含碱环境对待。
d、处在含碱环境中的设计使用寿命为30年、60年的混凝土结构,除应按上表规定进行控制外,还应对混凝土表面作防水、防碱涂层解决,否则应换用非碱活性骨料。
⑷ 当实验配合比的混凝土总碱量和Cl-含量满足规定期,应进行选配配合比,并进行混凝土或相应砂浆的抗裂性能对比实验,然后,应对选定的配合比混凝土进行耐久性检查。
⑸ 专用复合外加剂的掺量应符合生产厂家的使用说明,并经实验验证后拟定。
⑹ 对于也许遭受严重腐蚀的混凝土结构,混凝土配合比应根据专门的规范进行设计和论证。
⑺ 由于混凝土的耐久性指标检查周期较长,施工单位应充足考虑实验周期和也许出现的原材料变化等因素,提前进行配合比的选定工作。
⑻ 不同环境条件下的钢筋混凝土、预应力钢筋混凝土和素混凝土结构的混凝土最大水胶比、最小胶凝材料用量应满足下表规定。
钢筋混凝土和预应力钢筋混凝土的最大水胶比和
最小胶凝材料用量(kg/m3)
环境类别
环境作用等级
设计使用年限级别
一(12023)
二(60年)
三(30年)
碳化环境
T1
0.55
280
0.60
260
0.65
260
T2
0.50
300
0.55
280
0.60
260
T3
0.45
320
0.50
300
0.50
300
氯盐环境
L1
0.45
320
0.50
300
0.50
300
L2
0.40
340
0.45
320
0.45
320
L3
0.36
360
0.40
340
0.40
340
化学侵蚀环境
H1
0.50
300
0.55
280
0.60
260
H2
0.45
320
0.50
300
0.50
300
H3
0.40
340
0.45
320
0.45
320
H4
0.36
360
0.40
340
0.40
340
冻融破坏环境
D1
0.50
300
0.55
280
0.60
260
D2
0.45
320
0.50
300
0.50
300
D3
0.40
340
0.45
320
0.45
320
D4
0.36
360
0.40
340
0.40
340
磨蚀环境
M1
0.50
300
0.55
280
0.60
260
M2
0.45
320
0.50
300
0.50
300
M3
0.40
340
0.45
320
0.45
320
素混凝土的最大水胶比和最小胶凝材料用量(kg/m3)
环境类别
环境作用等级
设计使用年限级别
一(12023)
二(60年)
三(30年)
碳化环境
T1 T2 T3
0.60
280
0.65
260
0.65
260
氯盐环境
L1 L2 L3
0.60
280
0.65
260
0.65
260
化学侵蚀环境
H1
0.50
300
0.55
280
0.60
260
H2
※
※
0.50
300
0.50
300
H3
※
※
※
※
※
※
H4
※
※
※
※
※
※
冻融破坏环境
D1
0.50
300
0.55
280
0.60
260
D2
※
※
0.50
300
0.50
300
D3
※
※
※
※
※
※
D4
※
※
※
※
※
※
磨蚀环境
M1
0.55
280
0.60
260
0.65
260
M2
0.50
300
0.55
280
0.60
260
M3
※
※
0.50
300
0.50
300
注:※号表达不宜采用素混凝土结构。
4、高性能混凝土搅拌
⑴ 混凝土原材料应严格按照施工配合比进行准确称量,其最大允许偏差应符合下列规定(按重量计):胶凝材料(水泥、矿物掺和料等)±1%;专用复合外加剂±1%;粗、细骨料±2%;拌合用水±1%。
⑵ 搅拌混凝土前应严格测定粗细骨料的含水率,准确测定因天气变化而引起的粗细骨料含水量变化,以便及时调整施工配合比。含水率每工班抽测不少于1次,雨天应随时抽测。
⑶ 应采用卧轴式、行星式或逆流式强制搅拌机搅拌混凝土,采用电子计量系记录量原材料。投料顺序:细骨料、水泥、矿物掺和料和专用复合外加剂、搅拌 、水、充足搅拌、粗骨料、继续搅拌至均匀为止。上述每一投料阶段的搅拌时间不少于30s,总搅拌时间不少于3min。
⑷ 拌制第一盘混凝土时,可增长水泥和细骨料用量10%,保持水胶比不变,以便搅拌机持浆。
⑸ 冬季搅拌混凝土,应满足最低入模温度5℃的规定。应优先采用加热水的预热方法调整拌合物温度,但水的加热温度不宜高于80℃。当加热水还不能满足规定或骨料中具有冰、雪等杂物时,也可先将骨料均匀地进行加热,其加热温度不应高于60℃。
⑹ 炎热季节搅拌混凝土时,应采用在骨料堆场搭设遮阳棚、采用低温水搅拌混凝土等措施减少混凝土拌合物的温度,或尽也许在傍晚和晚上搅拌混凝土。
5、高性能混凝土运送
⑴ 基本规定是:不产生离析现象、保证规定的坍落度、含气量和在混凝土初凝之前能有充足时间进行浇筑和捣实。
⑵ 在运送混凝土过程中,应保持运送混凝土的道路平坦畅通,保证混凝土在运送过程中保持均匀性,运到浇筑地点时不分层、不离析、不漏浆,并具有规定的坍落度和含气量等工作性能。
⑶ 混凝土运送应选用应能保证浇筑工作连续进行、运送能力与混凝土搅拌设备的搅拌能力相匹配的运送设备。运送混凝土过程中应尽量减少混凝土的转载次数和运送时间。从搅拌机卸出到浇筑完毕的延续时间应以不影响混凝土的各项性能为限。
混凝土拌和物运送时间限值(min)
气温(℃)
无搅拌运送
有搅拌运送
≤30,>20
30
60
≤20,>10
45
75
≤10,≥5
60
90
⑷ 运送混凝土过程中,应对运送设备采用保温隔热措施,需要时应将运送混凝土的容器加上遮盖物或保温隔热材料,防止局部混凝土温度升高(夏季)或受冻(冬季),应采用适当措施防止水份进入运送容器或蒸发。严禁在运送混凝土过程中向混凝土内加水。
⑸ 若采用搅拌罐车运送混凝土,当搅拌罐车到达浇筑现场时,应将搅拌罐车高速旋转20~30s,再将混凝土拌和物喂入泵车受料斗或混凝土料斗中。
⑹ 采用混凝土泵输送混凝土时,除应按《混凝土泵送施工技术规程》(JGJ/T10—95)的规定进行施工外,还应特别注意如下事项:
a、泵送混凝土的坍落度应尽量小。
b、泵送混凝土时,输送管路起始水平管段长度不应小于15m。
c、向下泵送混凝土时,管路与垂线的夹角不宜小于12°。
d、混凝土一般宜在搅拌后60min内泵送完毕,且在1/2初凝时间内入泵,并在初凝前浇筑完毕。
e、因各种因素导致停泵时间超过15min,应每隔4~5min开泵一次,正转和反转两个冲程,同时开动料斗搅拌器。如停泵时间超过45min,应将管中混凝土清除。
6、高性能混凝土浇筑
⑴ 浇筑混凝土前,应针对工程特点、施工环境条件与施工条件事先设计浇筑方案,涉及浇筑起点、浇筑进展方向和浇筑厚度等;混凝土浇筑过程中,不得无端更改事先拟定的浇筑方案。
⑵ 浇筑混凝土前,应指定专人作反复检查钢筋保护层垫块的位置、数量及其紧固限度。构件侧面和底面的垫块至少应为4个/m2,绑扎垫块和钢筋的铁丝头不得伸入保护层内。保护层垫块的尺寸及形状(宜为工字形或锥形)应有助于钢筋的定位,不得使用砂浆垫块。当采用细石混凝土垫块时,其抗腐蚀能力和抗压强度应高于构件本体混凝土,且水胶比不大于0.4。
⑶ 混凝土入模前,应测定混凝土的温度、坍落度和含气量等工作性能;只有拌合物性能符合本技术条件规定的混凝土方可入模浇筑。
⑷ 混凝土浇筑时的自由倾落高度不得大于2m,当大于2m时,应采用滑槽、串筒、漏斗等器具辅助输送混凝土。
⑸ 混凝土的浇筑应采用分层连续推移的方式进行,浇筑间隙时间不得超过90min,不得随意留置施工缝。
⑹ 混凝土的一次摊铺厚度不宜大于600mm(当采用泵送混凝土时)或400mm(当采用非泵送混凝土时)。浇筑竖向结构的混凝土前,底部应先浇入50~100mm厚与混凝土成分相同或水灰比略小的水泥砂浆。
⑺ 在炎热季节浇筑混凝土时,入模前应尽量减少模板、钢筋温度以及附近的气温,混凝土的入模温度不宜高于气温且不宜超过30℃。
⑻ 冬季搅拌混凝土时,混凝土的出机温度不宜低于10℃,入模温度不宜低于5℃。在低温条件下,应采用适当的保温防冻措施。在相对湿度较小、风速较大的环境下浇筑混凝土时,应采用喷雾、挡风等措施,避免浇筑有较大暴露面积的构件。
⑼ 浇筑大体积混凝土结构(或构件最小断面尺寸在300mm以上的结构)前,应根据结构截面尺寸大小预先采用必要的降温防裂措施,如搭设遮阳棚、预设循环冷却水系统等。
⑽ 新浇混凝土与邻接的己硬化混凝土或岩土介质间的温差不得大于15℃。
⑾ 浇筑预应力混凝土梁时,应采用快速、稳定、连续、可靠的浇筑方式一次浇筑成型,间隔时间最长不超过混凝土的初凝时间。每片梁的浇筑时间不宜超过6~8h。在预应力混凝土梁体浇筑过程中,应随机取样制作混凝土强度和弹模试件,试件制作数量应符合相关规定。其中箱梁混凝土试件应从底板、腹板及顶板分别取样。
7、高性能混凝土振捣
⑴ 混凝土振捣
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