高性能混凝土施工控制.docx

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高性能混凝土施工控制

客运专线铁路高性能砼的

现场控制要点和措施

一、高性能混凝土原材料技术要求和影响因素

1、配合比设计技术要求

根据设计要求和使用部位，从以下5个方面提出配制的高性能混凝土技术要求：

强度、工作性、耐久性、凝结时间、其它要求。

2、原材料的技术要求

1）粗骨料：

碎石最大粒径不超过钢筋的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,配置强度等级C50及以上混凝土时，最大公称粒径不大于25mm,其松散堆积密度不大于1500kg/m3,紧密空隙率应小于40%，吸水率应小于2%，压碎指标应小于10，含泥量小于0.5%，泥块含量小于0.25%针片状颗粒含量小于8%，其它技术指标应符合高性能混凝土暂行技术条件要求；

2）细骨料：

河砂应选用级配合理，质地均匀坚固，吸水率低，空隙率小的洁净天然中粗河砂，其细度模数在2.3-3.0之间且含泥量不大于2.0%泥块含量不大于0.5%，其它技术指标应符合高性能混凝土暂行技术条件要求.

3）外加剂

①高减水率：

水泥的分散能力强，减水率高，可大幅度降低砼单方用水量

②坍落度损失小：

混凝土拌合物的流动性大，且保持混凝土坍落度损失功能好；

③不含Na2SO4,碱含量低，对混凝土耐久性有利。

④收缩小，对防止混凝土开裂有利

⑤分子结构易于设计，容易接枝合成不同性能要求的产品，外加剂采用减水率高，坍落度损失小，适量引气，并与水泥之间有良好的形容性，且明显提高混凝土耐久性并质量稳定的产品，其它技术指标应符合高性能混凝土暂行技术条件要求。

4）拌合用水：

采用饮用水，其它技术指标应符合高性能混凝土暂行技术条件要求。

5）粉煤灰，C50及以上混凝土细度不大于12%，C50以下混凝土细度不大于20%，其它技术指标应符合高性能混凝土暂行技术条件要求。

3、原材料对高性能混凝土的影响

（1）水泥的高含碱量、高比表面积、高C3S、高C3A、高SO3

使水泥水化热大、水化快、早期强度高、徐变小、使混凝土延伸性低。

易使混凝土温度收缩、自收缩和干燥收缩使混凝土开裂。

因此

水泥品种与强度等级应采用符合高性能混凝土暂行技术条件要求。

（2）骨料特性对混凝土的影响

集料特性

对混凝土耐久性的影响

光滑的表面

界面粘结性差;

碱活性

碱含量病害

高空隙率

不利于抗收缩和抗冻融

低弹模

增加体积收缩

级配差

增加水泥用量

高含泥量

粘结性差，增加干燥收缩

很低的热膨胀系数

与浆体变形不一致

并且广泛使用廉价的颚式破碎机，使粗骨料的针片状颗粒高，空隙率大，质量波动显著，导致混凝土拌合物的胶凝材料用量明显偏大。

粗骨料中5-10mm的颗粒很少，不仅增大胶凝材料用量，影响体积稳定性，而且影响混凝土结构承受动载时的传荷能力。

（3）粉煤灰对高性能混凝土性能的影响

①填充间隙及形成润滑膜；

②消纳氢氧化钙，改善过渡区（火山灰反应）；

③对水泥的分散作用，降低水胶比；

④延缓初期水化速率，形成低水胶比、大水灰比的有利环境；

⑤降低温升，改善徐变能力，减小早期热裂缝。

a.对于新拌混凝土

1）增加浆体含量、增大粘聚性、不易离析，改善可泵性，容易振实；

2）延缓拌合物凝结时间，减小坍落度损失；

3）减小泌水速率，但凝结时间延长（尤其低温季节），需要及早覆盖养护；

4）降低水化热。

b.对于硬化混凝土

1）早期强度发展速率延缓（程度取决所用水泥），但也随温度升高加快；

2）早期应力松弛作用强，抗裂性能好；

3）后期微结构密实、强度增长幅度大，耐久性良好；

4）预防混凝土的耐久性病害发生，如碱—骨料反应。

5）提高混凝土抵抗环境因素劣化破坏的能力。

抗硫酸盐侵蚀、抗氯离子渗透等。

4、配合比优化

保证工作性与强度前提下，根据混凝土高性能化理论，降低水灰比，掺入掺合料，减少浆体数量，改善耐久性。

二、混凝土原材料存放与配料

1、存放

（1）分类堆放整齐，设立标志牌，标明材料的产地、品种、规格、检验状态。

（2）砂石料堆放场地进行硬化处理，水泥存放于防雨、防潮的水泥灌或仓库或临时棚内，并按厂家、品种、标号、批号严格分开。

（3）夏季施工生产高强或大体积混凝土时，水泥、砂、石料应有遮阳措施，避免热材料导致混凝土入模温度过高。

2、配料

原材料的运输采用机械化、自动化；

原材料的计量采用质量法，有严格的计量设备。

其允许偏差一般规定如下表。

施工条件

允许偏差（以质量计，％）

水泥

粗细集料

水

外加剂溶液

外掺混合料

现场拌制

±1

±2

±1

±1

±1

搅拌站拌制

±1

±2

±1

±1

±1

三、混凝土拌制

1、搅拌设备：

搅拌设备选择应采用卧轴式、行星式或逆流式强制搅拌机搅拌混凝土，并采用大型集中搅拌站为主，移动性搅拌站为辅。

2、搅拌时间：

搅拌延续时间主要根据搅拌机类型、混凝土坍落度等情况确定（均匀前提下尽量短）

四、混凝土运输

1、从混凝土本身特点考虑，对运输总的要求是：

（1）运输过程中应保持混凝土的均匀性，不产生严重的离析现象。

（2）坍落度经时损失不能太大，满足泵送、浇筑等操作的坍落度要求。

（3）运输时间应保证混凝土在初凝之前入模并捣实完毕。

（4）当混凝土在运输过程中发生离析时应进行二次搅拌。

2、为了保证上述基本要求，在运输过程中应注意以下问题：

（1）道路应尽可能平坦，否则容易因颠簸产生离析。

运距应尽可能短，搅拌站位置应适中。

（2）混凝土的转运次数应尽可能少。

每转运一次都易发生部分离析。

（3）运输工具应不吸水、不漏浆。

如果气温较高还应用不吸水的材料遮盖，以防因温度过高而造成水分的过度蒸发

五、混凝土浇筑

1.在炎热季节，应避免模板和新浇混凝土直接受阳光照射。

2.应尽可能安排在傍晚而避开炎热的白天浇筑混凝土。

3.在低温条件下浇筑混凝土时，应采取适当的保温防冻措施，防止混凝土提前受冻。

4.在相对湿度较小、风速较大的环境下浇筑混凝土时，应采取适当挡风等措，防止混凝土失水过快。

5.浇筑大体积混凝土结构前，应根据结构截面尺寸大小预先采取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。

6.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20℃。

7.预应力混凝土梁应采用快速、稳定、连续、可靠的浇筑方式一次浇筑成型。

每片梁的浇筑时间不宜超过6h，最长不超过混凝土的初凝时间。

a、混凝土浇筑的基本要求：

（1）分层分缝：

每一构件或块体混凝土的浇筑应连续一次性浇筑完成。

对于先张法在长线上浇筑混凝土时，每条生产线上的构件必须一次连续完成。

对于结构尺寸较大的现浇混凝土梁体或其他大体积混凝土，可进行分次浇筑，但要根据受力情况或设计要求选择好施工缝的位置。

（2）振捣密实：

合理采用振捣机械，优化振捣程序，不漏振、不过振。

混凝土拌和物要有良好的粘聚性，防止振捣过程离析、泌水。

混凝土与连接的其他结构，要连结紧密、粘结牢固。

（3）表观质量：

模板表面光洁，合理选择脱模剂，模板装配紧密，支护牢固。

b、施工缝的处理：

（1）施工缝的设置：

施工缝的位置应在混凝土浇筑之前确定，宜留置在结构受剪力和弯距较小且便于施工的部位，并应符合设计和有关施工技术规范的规定。

（2）施工缝的处理：

凿毛—清洗—润湿—涂刷水泥净浆（1.5～2.5mm）或摊铺水泥砂浆（2～3cm）—新浇混凝土

（3）新混凝土浇筑：

须待已浇筑混凝土达到一定强度后才可继续浇筑新混凝土，以免已浇筑混凝土受振动而影响强度发展。

c、混凝土的振捣

（1）.针对拌合物塑性粘度大、振动衰减快（有效半径小）的特点，需要加密振、速插慢拔、避免过振、避免平拖、垂直点振；

（2）.不得将振捣棒放在拌和物内平拖，也不得用插入式振捣棒平拖驱赶下料口处堆积的拌合物。

（3）.插入式振动器使用方法和注意事项：

①移位距离：

按直线行列移位或按交错行列移位。

移位距离一般以振动作用半径的1.5倍为宜，并保持一定的规律，以防漏振或过振。

振动棒应与侧模保持50～100mm的距离，以免振动棒碰撞模板、钢筋以及其他预埋件。

②插入深度：

一般不应超过振动棒长度的2/3～~3/4倍。

振动时应不断的上下移动振动棒，以便振实均匀；当分层浇筑时，振动棒应插入到下层混凝土中5～10cm，并应在下层混凝土初凝以前完成上层混凝土的振捣，使上下层混凝土紧密地连结。

③振动时间：

以混凝土不再有显著的沉落；不再出现大量的气泡；混凝土表面均匀、平整，并已泛浆为止。

一般情况吓，振动的适宜时间为20～30s，任何情况下也不宜少于10s。

④提起程序：

振动棒在一个部位振动完毕后，须缓慢匀速地边振边上提，不宜提升过快，以防振动中心产生空隙或不均匀。

（4）.附着式振动器的使用方法：

①安装于侧模的附着式振动器一般用于宽度不大于30cm的混凝土结构，构件尺寸较厚时须在构件两侧安装振动器并同时进行振动。

②安装附着式振动器的模板，必须坚固、整体性强，宜采用钢模或用钢质扣件加固的木模。

③附着式振动器的安装间距一般可为1.0～1.5m，每处振动时间，应以振到混凝土成一水平面且不再出现气泡时为止。

（5）.平板式振动器的使用方法：

①平板式振动器的振动深度一般不大于25cm。

用于双层配筋的钢筋混凝土板时，板厚不宜超过12cm。

②应有计划地顺序进行，移动间隔以底板能覆盖已振动完成部位10cm左右为宜。

③每一振动位置的延续振动时间，以混凝土表面泛浆液准，不宜欠振或过振，一般约需25～40s。

④在有坡度的面上振动时，应由低处向高处逐步移动。

六、混凝土养生

1、养生涵义：

提供水泥水化环境的湿度、温度。

2、养生目的：

（1）补充水化水分，保持水化顺利进行，强度不断发展；

（2）防止混凝土在塑性和硬化阶段发生大量表面水分蒸发，而产生塑性收缩或干燥收缩裂纹。

（3）保温，防止温度收缩裂缝，保持强度发展。

3、养生开始与结束时间：

普通混凝土硬化之后立即开始，高性能混凝土浇筑后立即开始，养护时间不短于7d，掺膨胀剂的混凝土延长至14d。

4、养生方式

（1）湿养护法

当日平均气温高于5℃时，用适当的材料（一般为麻袋、棉毡或草袋等）对混凝土表面加以覆盖并浇水，使混凝土在一定的时间内保持水泥水化作用所需要的适当温度和湿度条件。

对于一般塑性混凝土应在浇筑后10～12h内（炎夏时可缩短2～3h），干硬性混凝土应浇筑后1～2h内养护。

养护过程中应随时保持养护材料处于湿润状态。

一般气候条件下，混凝土浇筑后头3d内，白天应每隔2h晒水一次，夜间晒水两次；3d后每昼夜至少晒水4次；高湿、干燥和多风的气候条件下晒水次数还应增加。

（2）封闭养护法

将不透水的封闭材料（一般为塑料薄膜或薄膜养护剂）覆盖或涂刷于混凝土表面使混凝土与空气隔绝，封闭混凝土中水分不再蒸发或较少蒸发，而混凝土依靠自身水分进行水化作用的一种养护方法。

此方法节省人力，成本较低，尤其适宜缺水地区使用。

（3）保温养护法

当气温低于5℃时，为保护混凝土不受霜冻，应根据结构的类型及经济条件使用诸如草垫、棉毡、棉絮等多孔材料将混凝土加以包裹，以保持混凝土中的水化热而达到保温养护的目的。

保温材料要保持干燥，湿潮后会影响保温效果。

（4）人工热养护

为加速混凝土构件或制品的生产，缩短生产周期，提高产品的产量和质量以及加速模板周转，而采用各种能源作热介质来加速混凝土构件硬化的方法，称为人工热养护法：

如压蒸、蒸养

5.注意事项:

（1）.及时覆盖新浇混凝土暴露面，并采取喷雾洒水等措施保湿养护14d以上;

（2）.严格控制温差；混凝土与表层之间、表层混凝土与环境之间的温差均不大于20℃时;

（3）.在寒冷季节，应待表层混凝土冷却至5℃以下才可拆除模板；

（4）.在炎热和大风干燥季节，应采取逐段拆模、边拆边盖、或边拆边喷涂养护剂的养护方式；

（5）.拆模后，应迅速采取切实措施对新暴露混凝土进行后期养护;

（6）.新浇筑的混凝土与流动的地表水相接触前，应采取临时保护措施，保证混凝土获得75%以上的设计强度为止；

（7）.蒸养混凝土恒温养护期间混凝土内部温度应不超过60℃。

（8）.混凝土养护前，应对有代表性的结构进行温度监控，定时测定混凝土芯部温度、表层温度以及环境气温、相对湿度、风速等参数。

七、拆模

模板拆卸时间应按结构特点和混凝土所达到的强度来确定。

1、整体式结构的拆模

（1）侧面模板，应在混凝土强度能保证其表面及棱角不因拆卸模板而损坏。

（2）底模应在与结构同条件养护的试件达到下列的规定强度方可拆除：

跨度不大于2m的板在50％以上，跨度在2～8m之间的板在75％以上；跨度不大于8m的梁、拱、壳在75％以上，跨度在8m以上的达100％。

跨度不大于2m的悬臂构件在75％以上，跨度大于2m的达100％。

2、预制构件的拆模

预制构件的拆模强度，当设计无规定时，应遵守下列规定：

（1）侧面模板应在混凝土强度能保持构件不变形并棱角完整时方可拆除。

（2）芯模或预留孔洞的内模，应在混凝土强度能保证构件和孔洞表面不发生坍陷和裂缝时方可拆除。

（3）构件跨度不大于4m的底模，应在混凝土强度达到设计的混凝土强度标准值的50％以上时拆除。

构件跨度大于4m时，应在混凝土强度达到设计的混凝土强度标准值的75％以上时拆除。

八．特殊环境条件下高性能混凝土施工要点

①泵送混凝土

1）泵送施工应根据施工进度安排，加强组织和调度安排，确保连续均匀供料。

2）混凝土泵的运输能力应与搅拌机械的供应能力相适应。

3）混凝土泵的型号可根据工程情况、最大泵送距离、最大输出量等选定。

优先选用泵送能力强的大型泵送设备，以便尽量减小泵送混凝土的坍落度。

4）混凝土泵的位置应靠近浇筑地点。

泵送下料口应能移动。

当泵送下料口固定时，固定的间距不宜过大，一般不大于3m。

不得用插入式振捣棒平拖混凝土或将下料口处堆积的混凝土推向远处。

5）配置输送管时，应缩短管线长度，少用弯头。

输送管应平顺，内壁光滑，接口不得漏浆。

6）泵送混凝土时，输送管路起始水平管段长度不应小于15m。

除出口处可采用软管外，输送管路的其它部位均不得采用软管。

输送管路应用支架、吊具等加以固定，不应与模板和钢筋接触。

7）向下泵送混凝土时，管路与垂线的夹角不宜小于12°。

8）混凝土宜在搅拌后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。

在交通拥堵和气候炎热等情况下，应采取特殊措施，防止混凝土坍落度损失过大。

9）泵送混凝土前，应先用水泥浆或与泵送混凝土配合比相同、但粗骨料减少50%的混凝土通过管道。

当用活塞泵泵送混凝土时，泵的受料斗内应具有足够的混凝土，并不得吸入空气。

10）应保持连续泵送混凝土，必要时可降低泵送速度以维持泵送的连续性。

如停泵时间超过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，防止料斗中混凝土离析。

如停泵超过45min，或混凝土出现离析现象时，宜将管中混凝土清除，并清洗泵机。

11）冬期施工时，应对输送管采取保温措施。

夏期施工时，应将输送管遮盖、洒水、垫高或涂成白色。

②大体积混凝土

1）浇筑大体积混凝土应在一天中气温较低时进行。

混凝土的浇筑温度（振捣后50~100mm深处的温度）不宜高于28℃。

2）浇筑大体积混凝土应沿高度均匀分段、分层浇筑。

分段数目宜减少，每段混凝土厚度应为1.5～2.0m。

当横截面面积在200m2以内时，分段不宜大于2段；当横截面面积在300m2以内时，分段不宜大于3段，且每段面积不得小于50m2。

段与段间的竖向施工缝应平行于结构较小截面尺寸方向。

当采用分段浇筑时，竖向施工缝应设置模板。

上、下两邻层中的竖向施工缝应互相错开。

3）在炎热季节浇筑大体积混凝土时，宜将混凝土原材料进行遮盖，避免日光曝晒，并用冷却水搅拌混凝土，或采用冷却骨料、搅拌时加冰屑等方法降低入仓温度，或在混凝土内埋设冷却管通水冷却。

4）在遇气温骤降的天气或寒冷季节浇筑大体积混凝土后，应注意覆盖保温，加强养护，养护时间不应少于28d。

5）尽量减少浇筑层厚度，以便加快混凝土散热速度。

③冬季施工混凝土

1）当环境昼夜平均气温（最高和最低气温的平均值或当地时间6时、14时及21时室外气温的平均值）连续3d低于5℃或最低气温低于－3℃时，混凝土应按照冬期施工。

2）冬期施工期间，当用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥配制混凝土、且其抗压强度达到设计强度的30%前，混凝土均不得受冻。

当混凝土抗压强度未达到5MPa前，也不得受冻。

浸水冻融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%。

3）进入冬期施工前，应预先作好下列准备工作：

（1）根据年度计划和施工组织设计，确定冬期施工的工程项目。

对于大跨度拱桥、高架桥、隧道洞口附近及零小分散工程，不宜安排在冬期施工。

（2）收集工地气象台（站）历年气象资料，设置工地气象观测点，建立观测制度，及时掌握气象变化情况。

（3）落实有关工程材料、防寒物资、能源和机具设备。

（4）编制冬期施工方案及技术措施对有关人员进行技术交底培训。

4）冬期施工应根据工程类别、气象资料、材料来源和工期等要求，通过热工计算及经济分析，选择下列两类施工方法：

（1）在养护期间无需对混凝土加热的蓄热法、掺外加剂法和综合法。

（2）在养护期间需利用外部热源对混凝土加热的暖棚法、蒸汽加热法、电热法和热综合法。

④夏（热）期施工混凝土

1）当昼夜平均气温高于30℃时，混凝土工程的施工应采取夏（热）期施工。

2）原材料贮存、降温要求：

1、应对水泥、砂、石的贮存仓、料堆等进行遮阳防晒处理，或在砂石料堆上喷水降温，以便降低原材料进入搅拌机的温度。

2、采用冷却装置冷却拌和水，并对水管及水箱加遮阳和隔热设施，也可在拌和水中加碎冰作为拌和水的一部分。

3、水泥进入搅拌机的温度不宜大于40℃。

3）混凝土配合比设计应考虑坍落度损失。

混凝土中可掺加减水剂以减少水泥用量。

掺用粉煤灰取代部分水泥，减少水泥用量。

4）搅拌站料斗、储水器、皮带运输机、搅拌楼都要尽可能采取遮阳措施，尽量缩短搅拌时间。

应经常测定混凝土的坍落度，调整混凝土的配合比，以满足施工所必须的坍落度要求。

5）混凝土宜选用水化热较低的水泥。

当掺用缓凝型减水剂时，可根据气温适当增加坍落度。

6）宜尽可能在棚内或气温较低的晚上或夜间搅拌混凝土，以保证混凝土的入模温度满足设计要求。

当设计未规定时，混凝土的入模温度不宜高于30℃。

7）宜采用混凝土运输搅拌车运输混凝土，混凝土运输容器应设防晒设施，尽量缩短运输时间。

运输混凝土过程中宜慢速搅拌混凝土，不得在运输过程加水搅拌。

8）夏（热）期浇筑混凝土前，应作好充分准备，备足施工设备，保证连续进行浇筑；混凝土从搅拌机到入模的传递时间及浇筑时间要尽量缩短，并尽快开始养护。

9）混凝土浇筑宜选在一天温度较低的时间内进行。

10）浇筑场地应遮荫，以降低模板、钢筋的温度；也可在模板、钢筋和地基上喷水以降温，但在浇筑时不能有附着水。

11）应加快混凝土的修整速度，修整时可用喷雾器喷少量水防止表面裂纹，但不准直接往混凝土表面洒水。

12）混凝土浇筑前应将模板或基底喷水润湿。

浇筑宜连续进行。

13）保湿养护期间，应采取遮阳和挡风措施，以控制温度和干热风的影响。

混凝土拆模后的洒水养护宜用自动喷水系统和喷雾器，湿养护应不间断，不得形成干湿循环。

14）混凝土浇筑与养护时，环境温度每日检查4次，并做好检查记录；当温度超过热期规定的要求时，混凝土拌和时应采取有效降温、防晒措施，以保证混凝土的浇筑质量，否则应停止施工。

15）混凝土热期施工除应留标准条件下养护的试件外，还应制作相同数量的试件并将其置于与结构相同的环境条件下养护，检查混凝土强度以指导施工。

16）在混凝土浇筑前，应通过试验确定在最高气温条件下，混凝土分层浇筑的覆盖时间，施工时应严格控制，不得超过。

17）在混凝土的浇筑过程中，应严格控制缓凝剂的掺量，并检查混凝土的凝结时间，以防因缓凝剂掺量不准造成危害。

第十一检测站

2007-12-10