高性能混凝土在高速鐵路施工中的應用

摘要:隨著我國高速鐵路的發展，高性能混凝土作為一種高技術的混凝土得到越來越廣泛的使用。高性能混凝土是在傳統混凝土中添加了超塑化劑、其他外加劑以及礦物摻料，與傳統混凝土相比具有高流動性、粘聚性、可澆筑性、高耐久性、高力學性、耐侵蝕性、耐磨性以及低水膠比等特點。

關鍵詞:混凝土 高速鐵路 施工

0 引言

我國自2001年青藏鐵路大規模使用高性能混凝土以來，高性能混凝土在我國高速鐵路網的建設中得到了越來越廣泛的應用。要實現高速鐵路100年的使用壽命的目標，在高性能混凝土的生產、施工過程中必須嚴把質量關。首先把好原材料關，高性能混凝土對原材料的技術指標要求高，原材料的耐久性直接決定了高性能混凝土工程的耐久性;其次要加強施工過程的控制，制定合理的施工技術方案，采用先進的施工工藝，建立有效的質量保障體系，必須有詳細的后備方案以應對因原材料或施工條件造成的混凝土工程缺陷。

1 高性能混凝土的原材料及其技術要求

高性能混凝土的原料主要包括水泥、礦物摻合料、外加劑、細骨料和粗骨料等。把握好原材料的技術要求是把握好混凝土工程的第一步。高性能混凝土對原材的主要技術指標要求包括:

1.1 水泥:水泥應選用硅酸鹽水泥或普硅酸鹽水泥。水泥中C3A含量應不大于8%，細度控制在10%，堿含量小于0.8%，氯離子含量小于0.1%。水泥中的C3A含量高、細度高，比表面積就會增大，混凝土的用水就會增加，從而造成混凝土落度損失過快，有時甚至會出現急凝和假凝現象，這不僅會影響混凝土的外觀質量，同時也將直接影響其耐久性，為了更好地達到各項指標，水泥的存放時間以3天為宜。

1.2 礦物摻和料:礦物摻和料對混凝土具有減水、活化、致密、潤滑、免疫、填充的作用，它能延緩水泥水化過程中水化粒子的凝聚，減輕坍落度損失。礦物摻合料選用品質穩定的產品，礦物摻合料的品種宜為粉煤灰、磨細粉煤灰、礦渣粉或硅灰。其各項指標應滿足:粉煤灰的細度≤20%，燒矢量≤5%，含水量≤1.0%，氯離子含量≤0.02%。

1.3 外加劑:外加劑與水泥相適應性、減水率、流動性、含氣量、摻量都將影響混凝土的工作性，高速鐵路外加劑宜采用聚羧酸系列產品，其技術指標主要包括:減水率不應低于20%，硫酸鈉含量小于10%，堿含量不得超過10%，硫酸鈉含量小于10%，外加劑中的氯離子含量不得大于0.2%，含氣量不小于3%。

1.4 細骨料:含泥量、泥塊含量也是影響高性能混凝土各項技術指標的重要原因之一，含泥量、泥塊含量過高，不僅能降低混凝土強度，同時易造成內部結構的毛細通道不能有效的阻止有害物質的侵蝕。對于高速鐵路工程來說，細骨料應選用處于級配區的中粗河砂，砂的細度模數要求為2.6～3.0。

1.5 粗骨料:粗骨料宜選用二級配、三級配碎石，保持良好的級配能增加混凝土強度。在選擇粗骨料時，一定要控制大骨料的含量，大骨料的含量超標，將直接影響保護層外側混凝土的質量，會導致混凝土的表面干裂紋，影響表觀質量。碎石粒徑宜為5mm一20mm，最大粒徑不應超過25mm，級配良好，壓碎指標不大于8%，針片狀含量不大于10%，含泥量低于1.0%，骨料水溶性氯化物折合氯離子含量不超過集料質量的0.02%。

2 高性能混凝土配制

現在高速鐵路建設大部分要求電子計量，強制式攪拌機拌和，施工中一般不會再出現混凝土本身的質量問題，但是在施工中要注意如下幾個細節問題:①坍落度控制，每次拌制混凝土前，必須測算原材料含水率，計算施工配合比，及時下發到操作人員手中。拌合站必須設置坍落度量測制度，專人每班量測不少于兩次，根據結果及時調整施工用水，保證坍落度符合設計配合比要求。②攪拌時間，耐久性混凝土對攪拌時間提出了具體要求，因此，在攪拌作業時，必須按照要求進行攪拌，不能因為搶進度等原因而減少攪拌時間。采用強制式攪拌機拌合時間必須控制在2min以上。③計量鑒定和經常性復查，計量的準確程度會直接影響混凝土的配合比，導致混凝土的穩定性差，影響混凝土的質量。在施工過程中，拌合站維修人員要經常檢查保養攪拌設備，保證功能正常。

3 高性能混凝土的澆筑

高性能混凝土澆筑方法采用混凝土拖式輸送泵或混凝土輸送泵車泵送澆筑方式，混凝土澆筑時，可采取以下施工技術方案和技術措施來保證混凝土的澆筑質量。

3.1 混凝土拌合物入模前應進行含氣量測試，并控制在2%~4%;(根據抗凍等級確定)。

3.2 混凝土正式灌注前應進行模擬試澆筑和試養護及溫度測控，以對澆筑工藝、養護方法與工序進行最終驗證和確定，并給出施工過程中溫度參數的合理控制值。混凝土的入模溫度當設計無要求時為5℃～30℃，夏季氣溫較高時采用冷卻水或碎冰拌合混凝土，使其人模溫度符合要求;模板的溫度為5℃～40℃，夏季氣溫較高時采用冷卻水噴灑模板，并采取遮陽措施;混凝土的澆筑應盡量選擇在一天中氣溫較低時進行，并應連續進行，一次澆筑完畢。

3.3 長大澆筑混凝土結構應采取2臺及以上輸送泵同時進行，應保證混凝土在達到初凝時間之前澆筑完成;

3.4 混凝土的自由傾落高度不得大于2m，大于2m時應采取措施，保證混凝不出現分層、離析現象;

3.5 混凝土的一次攤鋪厚度不宜大于600mm(泵送)或400mm(非泵送);

3.6 澆筑大體積混凝土結構(或構件最小斷面尺寸在800mm以上的結構)應采取降溫防裂施;

3.7 新澆筑混凝土與鄰近的已硬化混凝土或巖土介質澆筑時的溫差不應大于l5℃，新舊混凝土接觸面必須進行鑿毛處理;

3.8 澆筑前，應仔細檢查鋼筋保護層墊塊的位置、數量及其堅固程度，確保保護層厚度滿足設計要求，綁絲等不得伸人保護層。

4 高性能混凝土構件模板的拆除

①拆底模時的混凝土強度應達到設計強度的75%以上(依結構類型和跨度不同而不同，按驗標或設計要求執行)。折側模時應在混凝土強度達到2.5MPa以上且其表面及棱角不因折模而受損時方可拆除;(根據結構和跨度調整)②拆模時，現澆混凝土芯部與表層、混凝土表層與環境的溫差均小于20℃(復雜構件小于15℃)方可進行;③大風或氣溫急劇變化時不宜拆模;④拆模宜接立模順序逆向進行，不得損傷混凝土并減少模板破損。當模板與混凝土脫離后方可拆卸、吊運模板;⑤拆模后的混凝土結構應在混凝土達到100%的設計強度后，方可承受全部荷載。

參考文獻:

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[2]姚燕.新型高性能混凝土耐久性的研究與工程應用.北京.中國建材工業出版社.2004.

[3]中鐵十九局集團有限公司.鐵路客運專線施工與組織.成都.西南交通大學出版社.2006.