高速铁路耐久性混凝土的配制与施工要点

汲江涛

甘肃环通工程试验检测有限公司 陕西 西安 710043)

高速铁路耐久性混凝土的配制与施工要点

汲江涛

甘肃环通工程试验检测有限公司 陕西 西安 710043)

通过对高性能混凝土的试验结果，并结合京津城际铁路客运专线混凝土材料的选择、配合比的设计以及施工工艺的控制，系统的对高性能混凝土配合比设计要点及注意事项进行了阐述，对施工中混凝土质量缺陷的消除，希望对同类工程具有参考价值。

高度铁路 耐久性 混凝土 施工 配制

发达国家处于对混凝土的结构耐久性进行设计，发现了新概念混凝土，相比于传统的混凝土，高性能混凝土在结构耐久性方面有一套成熟的标准，对于混凝土材料硬化前的性能进行改善，以提高混凝土结构的耐久性和可靠性。高性能的混凝土在密实性能上具有抗冻性和耐侵蚀性，适宜于在耐久的建筑中使用，美国、日本、欧洲等发达国家对其应用最多，我国研究的高性能混凝土使用年限能达到一百年。

一、高性能混凝土的配制

对其进行配制，除了使用水泥、砂、石、水泥之外还需要一些化学添加剂和矿物细掺料。在选材上就要求和水泥有一定的相容性，配制要合理，配制的标准要符合黄金比例，选材更具有复杂性。为了达到耐久和高强的要求，用水量要低对胶凝材料总量要控制好。不仅具有耐久性、施工性、尺寸稳定性等力学性能，在经济和适用方面也具有一定的优势。第一是水泥，水泥在混凝土中扮演着非常重要的作用，水泥的细度和矿物组成及碱含量都是提高混凝土质量的重要因素。如果在水泥中含有太多的碱，会和活性骨料发生二次反映，因为不断的膨胀容易造成混凝土开裂，会给混凝土结构物带来影响。第二是高效减水剂，其是现代高性能混凝土中非常重要的一个因素，会使混凝土的水胶比降降低，打破水的表面张力，把物料颗粒中的游离水进行释放，得到一定的吸附和润滑作用，保证混凝土的坍落度不变的情况下单位用水量减少。和水泥汇总的游离氧化物进行凝胶，防止外界水进入孔隙。第三是矿物活性掺和料，其主要是粉煤灰、硅灰等。第四是骨料，主要有硅质河砂、石灰岩碎石等。

为了保证高性能混凝土的耐久性，需要对抗碳化性、抗冻性、抗化学侵蚀性等进行考虑，保证其坍落度、泌水率和含气量等符合要求。在配合比方面要注意以下几点。第一，水灰比法则，其决定了混凝土硬化后的强度，也能影响其耐久性。水灰比越低，混凝土强度越大，并保证低水胶比、低用水量、高密实度。第二，最大密实度法则，保证将各种材料对混凝土中可能产生的空隙进行填空，保证混凝土密实度最大。要对砂率进行确定，其主要取决于骨料的级配和颗粒形状、水泥浆的六边形，砂率应该在骨料的总体积的百分之三十到四十之内，确定配合比中的浆集比和砂率，促进混凝土的强度和耐久性。第三，最小单位用水量法则，混凝土的用水量要少，要保证在和易性允许的前提下，对坍落度和高效减水剂效果和矿物掺和料的关系进行考虑。对配合比进行设计可以分为三个步骤，先对空白混凝土的初步配合比进行计算，并确定外加剂和细掺料的掺量，对强度和耐久性进行试验，确定理论配合比，把含水量进行换算，确定其施工的配合比。要注意三个关键技术，第一是对外加剂进行合理使用，第二是对掺和料的技术进行合理使用，第三是混凝土的开裂和防裂进行控制。对混凝土中加入粉煤灰的量要进行合理选择，通过混凝土的性能来控制不同矿物掺和料的掺料，矿物掺和料的掺料不要小于胶凝材料总量的百分之20.

高性能混凝土配合比设计要有一定的步骤，第一是确定适配的强度，其试配强度要超过设计中的强度标准。第二是水胶比，高性能的混凝土在配制过程中，要求水胶比要较低，对密实度进行保证，抵制腐蚀性气体的损害从而提高耐久性。第三是单位用水量，在和易性允许的情况下，要保证混凝土的单位用水量要尽可能小，并对高效减水剂的质量和用量及掺和料的关系进行考虑。除了这三种情况还要对单位胶凝材料用量、初步砂率、胶浆量、初算骨料用量等进行计算。

二、高性能混凝土施工

为了保证混凝土的高性能，应该保证其密实度要高、在抗渗和抗冻、抗腐蚀方面具有一定的性能。这就需要对混凝土施工的整个工艺进行控制，不仅包括对模板的选用和支立、各种原材料品质、配制量拌合、灌注、捣固、养生等进行控制。

第一是模板，要保证其平整光滑，最好选用钢制材料，并采用一定的加固系统涂胶板，在模板支撑系统内对荷载进行计算，对受力程序进行验算，保证其强度、整体刚度和稳定性，在安装的过程中于鏊保证严丝合缝，不出现漏浆的情况。对于模板隔离剂的选择，可以采用工业油类等，目前应用最广的隔离剂主要有乳化机油类隔离剂和甲基硅树脂类隔离剂，前者在涂刷方面非常方便，后者在虽然效果好，但是价格高，如果对模板进行人工拆模，很容易损坏板面。一般对隔离剂均采用现场配置，将机油和柴油进行均匀搅拌，将模板进行清洁，用布蘸涂。

第二，是混凝土施工配料的拌合，注意配料和拌合两个工序，按照相关标准。

第三，混凝土的灌注和捣固，包括灌注、捣固、养护和拆模四个工序，就灌注来说，要保证搅拌站和灌注地点的距离尽可能的近，灌注布料要均匀，厚度每三十厘米进行一次捣固。就捣固来说，应采用模内插入式振捣器，控制振动的时间和振捣器拔出速度。就养护来说，要在浇筑初凝之后覆盖保湿，保持其养护时间不超过二十一天。用养护剂或者包裹塑料布也是一个不错的选择。就拆模来说，一定要对拆模时间进行控制，保证混凝土达到拆模强度。

三、混凝土施工中可能出现的现象、原因及注意避免

第一，混凝土出现泌水的原因，拌合好的混凝土在组分和气泡方面都分布均匀，如果出现骨料沉底、浆体上浮或者浆体沉底、骨料上浮就可能导致混凝土不均匀。如果组分的密度不同导致的沉降和上浮会导致混凝土拌合物泌水。如果混凝土内部泌水到表面，形成了一定的混凝土通道，不仅降低了混凝土的抗渗透能力，而且还影响了混凝土的抗腐蚀能力。水泥、粉煤灰、配合比、含气量、减水剂都可能对混凝土泌水造成影响。可以通过增加胶凝材料用量提高混凝土砂率，对混凝土适当引气，减少单位用水量。对掺和料、引气剂和骨料的应用一定要符合标准，对于减水剂的使用，要使用泌水较小的减水剂，对振捣实践进行控制，防止过振。

第二，逊强，如果拌合配料中胶凝材料出现太大的误差，水泥受潮，骨料级配变化太大都可能造成逊强。所以要避免对拌合配料计量器进行检查，保证水泥不受潮湿，对砂石等要经常检查。

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汲江涛（1987年-10月），男，汉族，山东潍坊人，西安建筑科技大学材料学硕士，主要从事高强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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