公路桥涵工程高性能混凝土施工作业指导书.docx
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1、高性能混凝土施工作业指导书1.0编制目的明确高性能混凝土的理念及质量控制要点,规范高性能混凝土施工。2.0编制依据公路桥涵施工技术规范公路工程质量检验评定标准3.0高性能混凝土高性能混凝土指采用混凝土的常规材料、常规工艺,在常温下,以低水胶比、大掺量优质掺合料和严格的质量控制措施制作的具有良好的施工工作性能且硬化后具有高耐久性、高尺寸稳定性及较高强度的混凝土。高性能混凝土是能更好地满足结构功能要求和施工工艺要求的混凝土,能最大限度地延长混凝土结构的使用年限,降低工程造价。高性能混凝土具有以下特性:(1)自密实性高性能混凝土的用水量较低,流动性好,抗离析性高,从而具有较优异的填充性。因此,配好恰
2、当的大流动性高性能混凝土有较好的自密实性。(2)体积稳定性高性能混凝土的体积稳定性较高,表现为具有高弹性模量、低收缩与徐变、低温度变形。普通混凝土的弹性模量为2025GPa,采用适宜的材料与配合比的高性能混凝土,其弹性模可达4045GPa。采用高弹性模量、高强度的粗集料并降低混凝土中水泥浆体的含量,选用合理的配合比配制的高性能混凝土,90天龄期的干缩值低于0.04%。(3)强度高性能混凝土抗拉强度与抗压强度值比较高强混凝土有明显增加,高性能混凝土的早期强度发展加快,而后期强度的增长率却低于普通强度混凝土。(4)水化热由于高性能混凝土的水灰比较低,会较早的终止水化反应,因此,水化热相应的降低。(
3、5)收缩和徐变高性能混凝土的总收缩量与其强度成反比,强度越高总收缩量越小。但高性能混凝土的早期收缩率,随着早期强度的提高而增大。相对湿度和环境温度,是影响高性能混凝土收缩性能的两个主要因素。高性能混凝土的徐变变形显著低于普通混凝土,高性能混凝土与普通强度混凝土相比较,高性能混凝土的徐变总量(基本徐变与干燥徐变之和)有显著减少。在徐变总量中,干燥徐变值的减少更为显著,基本徐变仅略有一些降低。而干燥徐变与基本徐变的比值,则随着混凝土强度的增加而降低。(6)耐久性高性能混凝土除通常的抗冻性、抗渗性明显高于普通混凝土之外,高性能混凝土的渗透率,明显低于普通混凝土。高性能混凝土由于具有较高的密实性和抗渗
4、性,因此,其抗化学腐蚀性能显著优于普通强度混凝土。4.0原材料4.1原材料选择水泥水泥选用品质稳定、标准稠度低、强度等级不低于42.5的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥,不宜采用矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥及粉煤灰硅酸盐水泥。水泥的技术要求除应满足国家标准通用硅酸盐水泥(GB175-2007)的规定外,还应满足下表4-1的规定。表4-1 水泥的技术要求序号项目技术要求1比表面积350m2/kg(硅酸盐水泥、抗硫酸盐硅酸盐水泥)280m方孔筛筛余10.0%(普通硅酸盐水泥)3游离氧化钙含量1.5%4碱含量0.60%,5熟料中的C3A含量8%,海水环境下10%6氯离子含量0.03%5熟料中的C3A
5、含量8%,海水环境下10%6氯离子含量0.03%细骨料细骨料应选用级配合理、质地均匀坚固、吸水率低、空隙率小、细度模数2.63.2的洁净天然中粗河砂,或符合要求的人工砂,不得使用山砂和海砂。细骨料的颗粒级配(累计筛余百分数)应满足下表4-2的规定。表4-2 细骨料的分区及级配范围(%)级配区筛孔尺寸mm区区区9.50004.751001001002.363552501501.18653550102500.608571704140160.309580927085550.15100901009010090采用天然河砂配制混凝土时,其技术指标除满足普通混凝土的细集料技术指标要求外,含泥量、泥块含量、
6、云母、轻物质、有机物、硫化物及硫酸盐等有害物质的含量还应符合表4-3的规定。表4-3 细集料中有害物质限值项目质量指标C30C30C45C50含泥量(%)3.02.52.0泥块含量(%)0.5云母含量(%)0.5轻物质含量(%)0.5氯离子含量(%)0.02有机物含量合格硫化物及硫酸盐含量(SO3,质量计,%)0.5粗骨料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或卵石,不宜采用砂岩碎石。粗集料的技术要求除应满足普通混凝土的技术指标要求外,其压碎指标应不大于10%;坚固性试验结果失重率对钢筋混凝土结构应小于8%,对预应力混凝土结构应小于5%。粗集料采用两级配或多级配,其
7、松散堆积密度应大于1500kg/m3,;紧密空隙率宜小于40%;吸水率应小于2%,当用于干湿循环、冻融循环下得混凝土时应小于1%。粗集料的最大粒径不宜超过25mm(大体积混凝土除外),且不得超过保护层厚度的2/3。粗骨料中的有害物质含量应符合下表4-4的规定。表4-4 粗骨料的有害物质含量(%)强度等级项目C30C30C45C50含泥量(%)1.01.00.5泥块含量(%)0.25针片状颗粒总含量(%)7硫化物及硫酸盐含量(SO3,质量计,%)0.5氯离子(%)0.02有机物含量(比色法)合格针片状颗粒总含量(%)7硫化物及硫酸盐含量(SO3,质量计,%)0.5氯离子(%)0.02有机物含量(
8、比色法)合格掺合料矿物掺和料应选用品质稳定、来料均匀的粉煤灰、磨细矿渣粉和硅灰等。其技术指标除满足普通混凝土的要求外,还应满足以下要求。粉煤灰的技术要求应满足下表4-5的规定。表4-5 粉煤灰的技术要求名称技术要求C50以下混凝土C50及以上混凝土细度(%)2012需水量比(%)105100含水率(%)1.0(干排灰)烧失量(%)5.03.0SO3含量(%)3CaO含量(%)10(对于硫酸盐侵蚀环境)游离CaO含量(%)F类粉煤灰1.0C类粉煤灰4.0氯离子含量(%)0.02安定性(mm)5.0(C类)磨细矿渣粉的技术要求应满足下表4-6的规定。表4-6 磨细矿渣粉的技术要求序号名称技术要求1
9、比表面积(m2/kg)3504502需水量比(%)1003含水率(%)1.04烧失量(%)3.05SO3含量(%)46MgO含量(%)147氯离子含量(%)0.02828d活性指数(%)95硅灰的技术要求应满足下表4-7的规定。表4-7 硅灰的技术要求序号名称技术要求1比表面积(m2/kg)180002需水量比(%)1253含水率(%)3.04烧失量(%)65SiO2含量(%)856氯离子含量(%)0.02728d活性指数(%)85拌和用水拌合用水可采用饮用水。当采用其他来源的水时,水的品质应符合下表4-8的要求。表4-8 拌合用水的品质指标项目预应力混凝土钢筋混凝土素混凝土PH值5.04.5
10、4.5不溶物(mg/L)200020005000可溶物(mg/L)2000500010000氯化物(以CL-计)(mg/L)50010003500硫酸盐(以SO42-计)(mg/L)60020002700碱含量(rag/L)150015001500用拌合用水和蒸馏水(或符合国家标准的生活饮用水)进行水泥净浆试验所得的水泥初凝时间差及终凝时间差均不得大于30min,其初凝和终凝时间尚应符合水泥的国家标准的规定。用拌合用水配制的水泥砂浆或混凝土的28d抗压强度不得低于用蒸馏水(或符合国家标准的饮用水)拌制的对应砂浆或混凝土抗压强度的90%。当混凝土处于氯盐环境时,拌合用水中Cl-含量应不大于200
11、mg/L。外加剂外加剂应采用减水率高、坍落度损失小、适量引气、与水泥之间应有良好的相容性、质量稳定、能明显提高混凝土耐久性能的高效减水剂或复合减水剂;引气剂或引气型减水剂应有良好的气泡稳定性。用于提高混凝土抗冻性的引气剂、减水剂和复合外加剂中不得掺有木质硫酸盐组分,并不得采用含有氯盐的防冻剂。外加剂的性能应满足下表4-9的要求。表4-9 外加剂的性能序号项 目指 标1水泥净浆流动度(mm)2402硫酸钠含量(%)5.03氯离子含量(%)0.24碱含量(Na2O+0.658K2O)(%)10.05减水率(%)206含气量(%)用于配制非抗冻混凝土时3.0用于配制抗冻混凝土时4.57坍落度保留值(
12、mm)30min18060min1508常压泌水率比(%)209压力泌水率比(%)9010抗压强度比(%)3d1307d12528d12011对钢筋锈蚀作用无锈蚀12收缩率比(%)13513相对耐久性指标(%,200次)804.2.原材料储存与管理混凝土原材料进场后,对原材料的品种、规格、数量以及质量证明书等进行验收核查,并按有关标准的规定取样和复验。经检验合格的原材料方可进场。对于检验不合格的原材料,按有关规定清除出场。混凝土用水泥、矿物掺和料等采用散料仓分别存储。袋装粉状材料在运输和存放期间用专用库房存放,不得露天堆放,且应特别注意防潮。水泥储运过程中,还应符合下列规定:装运水泥的车、船应
13、有棚盖。贮存水泥的仓库设在地势较高处,周围设排水沟。在装卸、搬移过程中不得抛掷袋装水泥。按品种、强度等级分批堆垛水泥,堆垛高度不宜大于2.0m。堆垛架离地面0.2m以上,并距离四周墙壁0.20.3m,或预留通道。水泥不宜露天堆放,临时露天堆放时上盖下垫。储存散装水泥过程中,采取措施降低水泥的温度或防止水泥升温。混凝土用粗骨料按要求分级采购、分级运输、分级堆放、分级计量。不同混凝土原材料应有固定的堆放地点和明确的标识,标明材料名称、品种、生产厂家、生产日期和进厂(场)日期。原材料堆放时应有堆放分界标识,以免误用。骨料堆场应事先进行硬化处理,并设置必要的2%坡排水设施,搭设遮阳(雨)棚5.0配合比
14、设计高性能混凝土的配合比根据混凝土原材料品质、设计强度等级、混凝土耐久性以及施工工艺对工作性能的要求,通过计算、试配、调整等步骤选定。配制的混凝土拌合物应满足施工要求,配制成的混凝土应满足设计强度、耐久性等质量要求。(1)对不同强度等级的混凝土的胶凝材料总量应进行控制,C40以下的混凝土不宜大于400kg/m3,C40C50不宜大于450kg/m3,C60及以上的非泵送混凝土不宜大于500kg/m3,泵送混凝土不宜大于530kg/m3。配有钢筋的混凝土结构,在不同环境条件下其最大水胶比和单方混凝土中胶凝材料的最小用量应符合设计要求,设计未做要求时应符合表5-1规定表5-1 高性能混凝土最大水胶
15、比和最小凝胶材料用量(kg/m3)环境作用等级强度等级最大水胶比最小凝胶材料用量强度等级最大水胶比最小凝胶材料用量设计基准期100年设计基准期100年AC300.55280C250.60260BC350.50300C300.55280CC400.45320C350.50300DC450.40340C400.45320EC500.36360C450.40340FC500.32380C500.36360(2)混凝土中宜适量掺加优质的粉煤灰、磨细矿渣粉或硅灰等矿物掺合物,用以提高其耐久性,改善其施工性能和抗裂性能,其掺量宜根据混凝土的性能要求通过试验确定,且不宜小于胶凝材料总量的20%。当混凝土中粉
16、煤灰掺量大于30%时,混凝土的水胶比不得大于0.45;在预应力混凝土及处于冻融环境的混凝土中,粉煤灰的掺量不宜大于30%,且粉煤灰的含碳量不宜大于20%。对暴露于空气中的一般构件混凝土,粉煤灰的掺量不宜大于20%,且单方混凝土的胶凝材料中的硅酸盐水泥用量不宜小于240kg。(3)对耐久性有较高要求的混凝土结构,试配时应进行混凝土和胶凝材料抗裂性能得对比试验,并从中优选抗裂性能良好的混凝土原材料和配合比。(4)混凝土中宜适量掺加符合要求的外加剂,外加剂选用质量可靠、稳定的产品。(5)冻融环境下宜采用引气混凝土。冻融环境作用等级D级及以上的混凝土必须产用引气剂。对处于其他环境作用等级的混凝土,也可
17、通过掺加引气剂提高其耐久度。(6)混凝土的碱含量除对应各种原材料带入混凝土中的碱含量进行控制外,对混凝土的总碱含量也应进行控制。每立方米混凝土的总碱含量,对一般桥涵不宜大于3.0kg/m3,对特大桥、大桥和重要桥梁不宜大于1.8kg/m3,当混凝土结构处于严重侵蚀的环境时,不得使用有碱活性反应的集料。(7)混凝土中氯离子总含量,对于钢筋混凝土不应超过胶凝材料总质量的0.10%;对于预应力混凝土不应超过0.06%。(8)混凝土的坍落度根据施工工艺要求确定,条件允许时宜选用低坍落度的混凝土施工。6.0施工配合比调整高性能混凝土批量生产前,取进场原材料到试验室进行试拌,根据试拌情况适当调整配合比。高
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