有耐久性设计要求的混凝土配合比设计与生产质量施工质量控制.docx

1、有耐久性设计要求的混凝土配合比设计与生产质量施工质量控制耐久性砼配合比设计与原材料及施工质量控制 随着技术进步，以混凝土为建筑材料的工程结构得到飞速发展，它已经成为铁路、桥梁、公路和中低层建筑的首选材料。混凝土材料质量的好坏往往关系工程结构的安全和耐久性的好坏，因此混凝土耐久性问题的严重性日益成为人们关注的问题，为提高混凝土的强度，而片面追求提高混凝土组分的强度（如提高水泥的强度、骨料的强度），实际上这种做法却造成一些负面作用，造成水泥越来越细，水泥中掺入高强、早强的组分越来越多，水泥的水化热越来越大，而混凝土早期的抗裂性越来越差，抗腐蚀性也越来越差，从而耐久性也越来越差。另外，骨料强度的增加

2、并不能改变骨料之间的胶凝成分的强度和密实程度，所以单纯的增加骨料的强度不能使混凝土强度和耐久性有更大的改善。现在工程施工中也给了我们一些启示：为高速施工，混凝土里掺入大量活性高、粉磨细度大的硅酸盐水泥，使混凝土早强，弹性模量增长，而混凝土开裂的原因大部分是因为混凝土早期强度高、弹性模量大和低徐变能力引起的。很显然，解决办法就是控制因冷却和干燥产生的应变，即控制混凝土温度收缩和干缩。也就是要求我们采用较低的水胶比、较合理的配比以及必要及时的养护工作。为解决上述问题应从以下几方面着手： 、加强混凝土配比设计，强调以降低混凝土水胶比，而不是片面强调水泥的高强、早强为选用原则,减小水胶比是改善混凝土耐

3、久性的重要方法， 同时，还应加强混凝土组分中粗、细骨料的均质性；稳定性；较好的骨料粒型（针片状较少）；级配合理；强调不同组分之间的相容性和超叠效应，而不是单个组分的品质；水泥和高效减水剂之间必须要做相容性实验。 、提高混凝土的耐久性应从防止混凝土的裂缝入手。因为混凝土有裂缝之后，耐久性将大大降低。资料表明，近几十年来，基础桥梁、隧道等部位产生的大量裂缝和干燥收缩的关系不是重要的，水化热及温度变化已经成为混凝土开裂的主导原因。因此防止混凝土裂缝提高混凝土的耐久性，降低混凝土的水化热尤为重要，而降低水化热的办法可以采用降低混凝土新拌温度；加入一定比例的粉煤灰可以提高混凝土的粘聚性改善过度区，同时产

4、生胶凝反应对混凝土有内养护作用，从而改善抗裂性能减少收缩，延缓早期强度发展率。 、加强养护，控制早期裂缝。混凝土的裂缝与混凝土的收缩有关。试验表明，干缩在浇筑天收缩，三个月收缩，六个月收缩，干缩与浆骨比有关，当浆骨比一定是与水胶比有关。由于现代硅酸盐水泥发热量大，细度细，混凝土早期强度高，早期裂缝为，所以控制早期裂缝由为重要。采取的措施就是及时养护，拆模时间要以混凝土的内外温差来定，不能随意，尤其不能在拆模后才开始浇水养护因为那样会造成混凝土因解除束缚，而内外温差大造成开裂。 一、混凝土配合比设计依据1、混凝土强度等级有耐久性设计要求的混凝土配合比设计时，需采用设计规定的强度等级。2、混凝土耐

5、久性设计参数掌握设计文件中有关对混凝土耐久性设计要求，并参照铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定选用。. 基本规定 C30及以下的混凝土的胶凝材料总量不宜高于400kg/m3，C35C40混凝土不宜高于450kg/m3，C50及以上混凝土不宜高于500kg/m3。 一般情况下，混凝土中的矿物掺合料掺量不宜小于20%。混凝土中粉煤灰掺量大于30%时，混凝土水胶比不宜大于0.45。预应力混凝土以及处于冻融环境的混凝土中粉煤灰的掺量不宜大于30%。 选用多功能复合外加剂。. 最大水胶比和最小胶凝材料用量有耐久性设计要求的混凝土的最大水胶比和最小胶凝材料用量应符合表1表3规定。表1 钢筋混凝土及预应力钢筋

6、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（100年）二（60年）三（30年）最大水胶比最小胶凝材料用量最大水胶比最小胶凝材料用量最大水胶比最小胶凝材料用量碳化环境T10.552800.602600.65260T20.503000.552800.60260T30.453200.503000.50300氯盐环境L10.453200.503000.50300L20.403400.453200.45320L30.363600.403400.40340化学侵蚀环境H10.503000.552800.60260H20.453200.503000.50300H

7、30.403400.453200.45320H40.363600.403400.40340冻融破坏环境D10.503000.552800.60260D20.453200.503000.50300D30.403400.453200.45320D40.363600.403400.40340磨蚀环境M10.503000.552800.60260M20.453200.503000.50300M30.403400.453200.45320表2 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（100年）二（60年）三（30年）最大水胶比最小胶凝材料用量最大水胶比

8、最小胶凝材料用量最大水胶比最小胶凝材料用量碳化环境T1、T2、T30.602800.652600.65260氯盐环境L1、L2、L30.602800.652600.65260化学侵蚀环境H10.503000.552800.60260H20.503000.50300H3H4冻融破坏环境D10.503000.552800.60260D20.503000.50300D3D4磨蚀环境M10.552800.602600.65260M20.503000.552800.60260M30.503000.50300注：“”表示不宜采用素混凝土结构。表3 硫酸盐侵蚀环境下混凝土胶凝材料的要求环境作用等级水泥品种水

9、泥熟料中的C3A含量（%）粉煤灰或磨细矿渣粉的掺量（%）最小胶凝材料用量（kg/m3）H1普通硅酸盐水泥820300中抗硫酸盐硅酸盐水泥5300H2普通硅酸盐水泥825330中抗硫酸盐硅酸盐水泥520300高抗硫酸盐硅酸盐水泥3300H3、H4普通硅酸盐水泥630360中抗硫酸盐硅酸盐水泥525360高抗硫酸盐硅酸盐水泥320360. 混凝土含气量有耐久性设计要求的混凝土的含气量应符合表4的规定。表4 混凝土含气量要求环境条件无抗冻要求混凝土有抗冻要求混凝土D1D2、D3D4含气量（%）2.04.05.05.5. 混凝土电通量q有耐久性设计要求的混凝土的电通量应符合表5表7的规定。表5 混凝土

10、的电通量设计使用年限级别一（100年）二（60年）、三（30年）56d电通量（C）C3020002500C30C4515002000C5010001500注：本表是对所有有耐久性要求的混凝土的基本要求。当混凝土处于氯盐环境、化学侵蚀环境或冻融破坏环境时，混凝土的耐久性指标还应满足表6、表7的规定。表6 氯盐环境下混凝土的电通量设计使用年限级别一（100年）二（60年）、三（30年）环境作用等级L1L2、L3L1L2、L356d电通量（C）100080015001000表7 化学侵蚀环境下混凝土的电通量设计使用年限级别一（100年）二（60年）、三（30年）环境作用等级H1、H2H3、H4H1、

11、H2H3、H456d电通量（C）1200100015001000. 混凝土的抗冻性有耐久性设计要求的冻融破坏环境下的混凝土结构，混凝土的抗冻性应符合表8的规定。表8 冻融破坏环境下混凝土的抗冻性设计使用年限级别一（100年）二（60年）三（30年）环境作用等级D1、D2、D3、D4D1、D2、D3、D4D1、D2、D3、D4抗冻等级（56d）F300F250F200. 混凝土中的碱含量有耐久性设计要求的混凝土中的碱含量应符合设计要求。设计无具体要求的，当骨料的碱硅酸反应砂浆棒膨胀率在0.10%0.20%时，混凝土中的碱含量应符合表9的规定；当骨料的砂浆棒膨胀率在0.20%0.30%时，除了混凝

12、土的碱含量应符合表9的规定外，应在混凝土中掺加具有明显抑制效能的矿物掺和料和外加剂，并经试验证明抑制有效。表9 混凝土最大碱含量（kg/m3）设计使用年限级别一（100年）二（60年）三（30年）环境条件干燥环境3.53.53.5潮湿环境3.03.03.5含碱环境3.03.0注： 带号项目混凝土必须换用非碱活性骨料。 混凝土的总碱含量包括水泥、矿物掺合料、外加剂及水的碱含量之和。其中，矿物掺合料的碱含量以其所含可溶性碱计算。粉煤灰的可溶性碱含量取粉煤灰总碱含量的1/6，矿渣粉的可溶性碱含量取矿渣粉总碱含量的1/2，硅灰的可溶性碱含量取硅灰总碱含量的1/2。 干燥环境是指不直接和水接触、空气平均

13、相对湿度长期不大于76%的环境；潮湿环境是指与水直接接触、干湿交替变化的环境、水下或与潮湿土壤接触以及空气平均相对湿度长期大于75%的环境；含碱环境是指直接与海水、含碱工业废水、钾（钠）盐等接触的环境；干燥环境或潮湿环境与含碱环境交替变化时，均按含碱环境对待。 处于含碱环境中的设计年限为60年、30年的混凝土工程，在限制混凝土碱含量的同时，应对混凝土表面作防水、防碱涂层处理，否则应换用非碱活性骨料。3、原材料品质指标和检验批次控制要求. 水泥宜选用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥，水泥的混合材宜为矿渣或粉煤灰，有耐硫酸盐侵蚀要求的混凝土也可选用中抗硫酸盐硅酸盐水泥或高抗硫酸盐硅酸盐水泥，不宜使用早强

14、水泥。水泥的质量品质指标及检验批次控制应符合表10的要求和规定。表10 水泥品质指标技术要求及检验批次控制规定序号技 术 要 求检 验 规 定质量证明文件检查新选料源检验过 程 检 验项 目技 术 指 标供应商应提供指 标要求说明施工单位提供指 标要求说明施工单位提供指 标要求说明1 比表面积350m2/kg（对硅酸盐水泥、抗硫酸盐水泥）每厂家、每品种、每批号检查供应商提供的质量证明文件。施工单位、监理单位均全部检查。下列情况之一时，检验一次：任何新选料源；使用同厂家、同批号、同品种的水泥达3个月及出厂日期达3个月的水泥。施工单位试验检验；监理单位见证取样检测或平行检验。同厂家、同批号、同品种

15、、同强度等级、同出厂日期且连续进厂的散装水泥每500t（袋装水泥每200t）为一批，不足上述数量时也按一批计。施工单位每批抽样一次；监理单位平行检验或见证取样检测的次数为施工单位抽样试验次数的10%或20%，但至少一次。2烧失量5.0%3游离CaO含量1.0%4 MgO含量5.0%5SO3含量3.5%6 Cl-含量钢筋混凝土不宜大于0.1%，预应力混凝土0.06%7细度（80m方孔筛筛余）10%（对普通硅酸盐水泥）8凝结时间初凝不得早于45min，终凝不得迟于10h9安定性用沸煮法检验必须合格10强度各龄期强度不得低于商品强度等级的规定值11 碱含量0.8%12熟料中的C3A含量非氯盐环境不应

16、超过8%，氯盐环境下不应超过10%13 助磨剂名称及掺量不得超过水泥质量的1%14石膏名称及掺量GB/T5483中规定的G类或A类二级（含）以上的石膏或硬石膏15混合材名称及掺量6%15%. 粉煤灰粉煤灰的质量品质指标及检验批次控制应符合表11的要求和规定。表11 粉煤灰品质指标技术要求及检验批次控制规定序号技 术 要 求检 验 规 定质量证明文件检查新选料源检验过 程 检 验项 目技 术 指 标供应商应提供指标要求说明施工单位提供指标要求说明施工单位提供指标要求说明1 细度（%）C50以下混凝土（C50及以上混凝土）20（12）每品种、每料源检查供应商提供的质量证明文件。施工单位、监理单位均

17、全部检查。下列情况之一时，检验一次：任何新选料源；使用同厂家、同批号、同品种的产品达3个月及出厂日期达3个月的产品。施工单位试验检验；监理单位见证取样检测或平行检验。同厂家、同批号、同品种、同出厂日期的产品每120t为一批，不足120t时也按一批计。施工单位每批抽样试验一次；监理单位平行检验或见证取样检测的次数为施工单位抽样试验次数的10%或20%，但至少一次。2Cl-含量（%）不宜大于0.023需水量比（%）C50以下混凝土（C50及以上混凝土）105（100）4 烧失量（%）C50以下混凝土（C50及以上混凝土）5.0（3.0）5含水率（%）1.0（对干排灰）6 SO3含量（%）37CaO

18、含量（%）10（对于硫酸盐侵蚀环境）8碱含量（%）. 硅灰硅灰的质量品质指标及检验批次控制应符合表12的要求和规定。表12 硅灰品质指标技术要求及检验批次控制规定序号技 术 要 求检 验 规 定质量证明文件检查新选料源检验过 程 检 验项 目技 术 指 标供应商应提供指标要求说明施工单位提供指标要求说明施工单位提供指标要求说明1烧失量（%）6每品种、每料源检查供应商提供的质量证明文件。施工单位、监理单位均全部检查。下列情况之一时，检验一次： 任何新选料源；使用同厂家、同批号、同品种的产品达3个月及出厂日期达3个月的产品。施工单位试验检验；监理单位见证取样检测或平行检验。同厂家、同批号、同品种、

19、同出厂日期的产品每120t为一批，不足120t时也按一批计。施工单位每批抽样试验一次；监理单位平行检验或见证取样检测的次数为施工单位抽样试验次数的10%或20%，但至少一次。2Cl-含量（%）不宜大于0.023SiO2含量（%）854比表面积（m2/ kg）180005需水量比（%）1256含水率（%）3.07活性指数（%）（28d）85. 磨细矿渣粉磨细矿渣粉的质量品质指标及检验批次控制应符合表13的要求和规定。表13 磨细矿渣粉品质指标技术要求及检验批次控制规定序号技 术 要 求检 验 规 定质量证明文件检查新选料源检验过 程 检 验项 目技 术 指 标供应商应提供指标要求说明施工单位提供

20、指标要求说明施工单位提供指标要求说明1 MgO含量（%）14每品种、每料源检查供应商提供的质量证明文件。施工单位、监理单位均全部检查。下列情况之一时，检验一次： 任何新选料源；使用同厂家、同批号、同品种的产品达3个月及出厂日期达3个月的产品。施工单位试验检验；监理单位见证取样检测或平行检验。同厂家、同批号、同品种、同出厂日期的产品每120t为一批，不足120t时也按一批计。施工单位每批抽样试验一次；监理单位平行检验或见证取样检测的次数为施工单位抽样试验次数的10%或20%，但至少一次。2SO3含量（%）33烧失量（%）34 Cl-含量（%）不宜大于0.025比表面积（m2/ kg）350500

21、6 需水量比（%）1007含水率（%）1.08碱含量（%）9活性指数（%）（28d）95. 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河砂，也可选用专门机组生产的人工砂，不宜使用山砂，不得使用海砂。细骨料的质量品质指标及检验批次控制应符合表14的要求和规定。表14 细骨料品质指标技术要求及检验批次控制规定序号技 术 要 求检 验 规 定质量证明文件检查新选料源检验过 程 检 验项 目技 术 指 标供应商应提供指 标要求说明施工单位提供指 标要求说明施工单位提供指 标要求说明1 细度模数优先选用3.02.3下列情况之一时，检验一次： 任何新选料源；连续使用同料源、同品种、同

22、规格的细骨料达一年。施工单位试验检验；监理单位见证取样检测或平行检验。连续进场的同料源、同品种、同规格的细骨料每400m3（或600t）为一批，不足上述数量时也按一批计。施工单位每批抽样试验一次；其中有机物含量每3月检验一次；监理单位平行检验或见证取样检测的次数为施工单位抽样试验次数的10%或20%，但至少一次。2吸水率2%3含泥量C30以下3.0%，C30C452.5%，C50及以上2.0%4 泥块含量0.5%5坚固性硫酸钠溶液浸泡5次循环后其质量损失8%6 云母含量0.5%7轻物质含量0.5%8有机物含量用比色法试验颜色不深于标准色9硫化物及硫酸盐含量0.5%10Cl-含量0.02%11碱

23、活性砂浆棒膨胀率应小于0.10%12石粉含量C30以下10.0%（MB1.40）或5.0%（MB1.40），C30C457.0%（MB1.40）或3.0%（MB1.40），C50及以上5.0%（MB1.40）或2.0%（MB1.40）13压碎指标值25%14 颗粒级配满足级配要求. 粗骨料应选用级配合理、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，应采用两级或三级级配粗骨料。粗骨料的质量品质指标及检验批次控制应符合表15的要求和规定。表15 粗骨料品质指标技术要求及检验批次控制规定序号技 术 要 求检 验 规 定质量证明文件检查新选料源检验过 程 检 验项 目技 术 指 标供

24、应商应提供指标要求说明施工单位提供指标要求说明施工单位提供指标要求说明1 颗粒级配应采用两级或多级级配下列情况之一时，检验一次： 任何新选料源；连续使用同料源、同品种、同规格的粗骨料达一年。施工单位试验检验；监理单位见证取样检测或平行检验。连续进场的同料源、同品种、同规格的粗骨料每400m3（或600t）为一批，不足上述数量时也按一批计。施工单位每批抽样试验一次；监理单位平行检验或见证取样检测的次数为施工单位抽样试验次数的10%或20%，但至少一次。2吸水率2%（干湿交替或冻融环境条件下1%）3含泥量C50以下1.0%，C50及以上0.5%4 泥块含量0.25%5坚固性硫酸钠溶液浸泡5次循环质

25、量损失率：混凝土结构8%，预应力混凝土结构5%6 紧密空隙率40%7针片状颗粒含量C50以下10%，C50及以上8%8有机物含量（碎卵石）用比色法试验，颜色不应深于标准色9硫化物及硫酸盐含量0.5%10Cl-含量0.02%11碱活性砂浆棒膨胀率应小于0.10%12岩石抗压强度与混凝土强度等级之比不应小于1.513压碎指标值C30以下碎石16（沉积岩）、20（变质岩）、30（火成岩），碎卵石16；C30及以上碎石10（沉积岩）、12（变质岩）、13（火成岩），碎卵石12。. 外加剂应采用减水率高、坍落度损失小、适量引气、质量稳定、能满足混凝土耐久性能的产品。当将不同功能的多种外加剂复合使用时，外加剂之间以及外加剂与水泥