高速鐵路耐久性混凝土的配制與施工要點

汲江濤

甘肅環通工程試驗檢測有限公司 陜西 西安 710043)

高速鐵路耐久性混凝土的配制與施工要點

汲江濤

甘肅環通工程試驗檢測有限公司 陜西 西安 710043)

通過對高性能混凝土的試驗結果，并結合京津城際鐵路客運專線混凝土材料的選擇、配合比的設計以及施工工藝的控制，系統的對高性能混凝土配合比設計要點及注意事項進行了闡述，對施工中混凝土質量缺陷的消除，希望對同類工程具有參考價值。

高度鐵路 耐久性 混凝土 施工 配制

發達國家處于對混凝土的結構耐久性進行設計，發現了新概念混凝土，相比于傳統的混凝土，高性能混凝土在結構耐久性方面有一套成熟的標準，對于混凝土材料硬化前的性能進行改善，以提高混凝土結構的耐久性和可靠性。高性能的混凝土在密實性能上具有抗凍性和耐侵蝕性，適宜于在耐久的建筑中使用，美國、日本、歐洲等發達國家對其應用最多，我國研究的高性能混凝土使用年限能達到一百年。

一、高性能混凝土的配制

對其進行配制，除了使用水泥、砂、石、水泥之外還需要一些化學添加劑和礦物細摻料。在選材上就要求和水泥有一定的相容性，配制要合理，配制的標準要符合黃金比例，選材更具有復雜性。為了達到耐久和高強的要求，用水量要低對膠凝材料總量要控制好。不僅具有耐久性、施工性、尺寸穩定性等力學性能，在經濟和適用方面也具有一定的優勢。第一是水泥，水泥在混凝土中扮演著非常重要的作用，水泥的細度和礦物組成及堿含量都是提高混凝土質量的重要因素。如果在水泥中含有太多的堿，會和活性骨料發生二次反映，因為不斷的膨脹容易造成混凝土開裂，會給混凝土結構物帶來影響。第二是高效減水劑，其是現代高性能混凝土中非常重要的一個因素，會使混凝土的水膠比降降低，打破水的表面張力，把物料顆粒中的游離水進行釋放，得到一定的吸附和潤滑作用，保證混凝土的坍落度不變的情況下單位用水量減少。和水泥匯總的游離氧化物進行凝膠，防止外界水進入孔隙。第三是礦物活性摻和料，其主要是粉煤灰、硅灰等。第四是骨料，主要有硅質河砂、石灰巖碎石等。

為了保證高性能混凝土的耐久性，需要對抗碳化性、抗凍性、抗化學侵蝕性等進行考慮，保證其坍落度、泌水率和含氣量等符合要求。在配合比方面要注意以下幾點。第一，水灰比法則，其決定了混凝土硬化后的強度，也能影響其耐久性。水灰比越低，混凝土強度越大，并保證低水膠比、低用水量、高密實度。第二，最大密實度法則，保證將各種材料對混凝土中可能產生的空隙進行填空，保證混凝土密實度最大。要對砂率進行確定，其主要取決于骨料的級配和顆粒形狀、水泥漿的六邊形，砂率應該在骨料的總體積的百分之三十到四十之內，確定配合比中的漿集比和砂率，促進混凝土的強度和耐久性。第三，最小單位用水量法則，混凝土的用水量要少，要保證在和易性允許的前提下，對坍落度和高效減水劑效果和礦物摻和料的關系進行考慮。對配合比進行設計可以分為三個步驟，先對空白混凝土的初步配合比進行計算，并確定外加劑和細摻料的摻量，對強度和耐久性進行試驗，確定理論配合比，把含水量進行換算，確定其施工的配合比。要注意三個關鍵技術，第一是對外加劑進行合理使用，第二是對摻和料的技術進行合理使用，第三是混凝土的開裂和防裂進行控制。對混凝土中加入粉煤灰的量要進行合理選擇，通過混凝土的性能來控制不同礦物摻和料的摻料，礦物摻和料的摻料不要小于膠凝材料總量的百分之20.

高性能混凝土配合比設計要有一定的步驟，第一是確定適配的強度，其試配強度要超過設計中的強度標準。第二是水膠比，高性能的混凝土在配制過程中，要求水膠比要較低，對密實度進行保證，抵制腐蝕性氣體的損害從而提高耐久性。第三是單位用水量，在和易性允許的情況下，要保證混凝土的單位用水量要盡可能小，并對高效減水劑的質量和用量及摻和料的關系進行考慮。除了這三種情況還要對單位膠凝材料用量、初步砂率、膠漿量、初算骨料用量等進行計算。

二、高性能混凝土施工

為了保證混凝土的高性能，應該保證其密實度要高、在抗滲和抗凍、抗腐蝕方面具有一定的性能。這就需要對混凝土施工的整個工藝進行控制，不僅包括對模板的選用和支立、各種原材料品質、配制量拌合、灌注、搗固、養生等進行控制。

第一是模板，要保證其平整光滑，最好選用鋼制材料，并采用一定的加固系統涂膠板，在模板支撐系統內對荷載進行計算，對受力程序進行驗算，保證其強度、整體剛度和穩定性，在安裝的過程中于鏊保證嚴絲合縫，不出現漏漿的情況。對于模板隔離劑的選擇，可以采用工業油類等，目前應用最廣的隔離劑主要有乳化機油類隔離劑和甲基硅樹脂類隔離劑，前者在涂刷方面非常方便，后者在雖然效果好，但是價格高，如果對模板進行人工拆模，很容易損壞板面。一般對隔離劑均采用現場配置，將機油和柴油進行均勻攪拌，將模板進行清潔，用布蘸涂。

第二，是混凝土施工配料的拌合，注意配料和拌合兩個工序，按照相關標準。

第三，混凝土的灌注和搗固，包括灌注、搗固、養護和拆模四個工序，就灌注來說，要保證攪拌站和灌注地點的距離盡可能的近，灌注布料要均勻，厚度每三十厘米進行一次搗固。就搗固來說，應采用模內插入式振搗器，控制振動的時間和振搗器拔出速度。就養護來說，要在澆筑初凝之后覆蓋保濕，保持其養護時間不超過二十一天。用養護劑或者包裹塑料布也是一個不錯的選擇。就拆模來說，一定要對拆模時間進行控制，保證混凝土達到拆模強度。

三、混凝土施工中可能出現的現象、原因及注意避免

第一，混凝土出現泌水的原因，拌合好的混凝土在組分和氣泡方面都分布均勻，如果出現骨料沉底、漿體上浮或者漿體沉底、骨料上浮就可能導致混凝土不均勻。如果組分的密度不同導致的沉降和上浮會導致混凝土拌合物泌水。如果混凝土內部泌水到表面，形成了一定的混凝土通道，不僅降低了混凝土的抗滲透能力，而且還影響了混凝土的抗腐蝕能力。水泥、粉煤灰、配合比、含氣量、減水劑都可能對混凝土泌水造成影響。可以通過增加膠凝材料用量提高混凝土砂率，對混凝土適當引氣，減少單位用水量。對摻和料、引氣劑和骨料的應用一定要符合標準，對于減水劑的使用，要使用泌水較小的減水劑，對振搗實踐進行控制，防止過振。

第二，遜強，如果拌合配料中膠凝材料出現太大的誤差，水泥受潮，骨料級配變化太大都可能造成遜強。所以要避免對拌合配料計量器進行檢查，保證水泥不受潮濕，對砂石等要經常檢查。

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汲江濤（1987年-10月），男，漢族，山東濰坊人，西安建筑科技大學材料學碩士，主要從事高強高性能混凝土方面的研究。

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1007-6344（2016）03-0072-01

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