摘要：通過(guò)高性能混凝土在哈大鐵路客運(yùn)專(zhuān)線的應(yīng)用，介紹了高性能混凝土原材料的選擇、配合比優(yōu)化設(shè)計(jì)及施工質(zhì)量控制，可為高性能混凝土在客運(yùn)專(zhuān)線的應(yīng)用提供參考。
　　關(guān)鍵詞：高性能混凝土，原材料，配合比設(shè)計(jì)，質(zhì)量控制
　　
　　1、前言
　　高性能混凝土是一種新型高技術(shù)混凝土,是在大幅度提高普通混凝土性能的基礎(chǔ)上采用現(xiàn)代混凝土技術(shù)制作的混凝土;它以耐久性作為設(shè)計(jì)的主要指標(biāo)；針對(duì)不同用途的混凝土，保證混凝土的適用性和強(qiáng)度并達(dá)到高耐久性、高工作性、高體積穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性。為此，高性能混凝土在配制上，在保證混凝土強(qiáng)度指標(biāo)的同時(shí)，同時(shí)注重混凝土的耐久性指標(biāo)，采用低水膠比，選用優(yōu)質(zhì)原材料，除水泥、水、集料外，摻加足夠數(shù)量的礦物摻料和高效外加劑。原材料的選擇和配合比的優(yōu)化是最關(guān)鍵的因素，配制出的混凝土不僅要滿(mǎn)足硬化性能的要求，還要滿(mǎn)足拌合物可泵性要求。由于其性能要求較高,所以質(zhì)量控制較難,這就要求在施工過(guò)程中,制定嚴(yán)格的質(zhì)量控制措施,控制好各個(gè)施工環(huán)節(jié),確保工程質(zhì)量。本文結(jié)合哈大客專(zhuān)的實(shí)際情況，對(duì)高性能混凝土原材料的選擇、配合比設(shè)計(jì)及施工生產(chǎn)過(guò)程質(zhì)量控制進(jìn)行闡述。
　　2、高性能混凝土原材料的選擇
　　高性能混凝土在配置上不同于普通混凝土，為確保橋梁主要承重結(jié)構(gòu)能滿(mǎn)足100年使用年限的要求，必須有優(yōu)質(zhì)的原材料作保障，綜合高性能混凝土的配制原則及高性能混凝土的要求，在配合比設(shè)計(jì)之初必須嚴(yán)格把好原材料料源關(guān)。本工程各原材料選用情況如下：
　　2.1水泥的選擇
　　水泥應(yīng)選用標(biāo)號(hào)不低于42.5的低堿硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥。C3A的含量不宜超過(guò)8%,Cl-含量不宜超過(guò)水泥重的0.06%，堿含量不宜超過(guò)0.6%，其余性能應(yīng)符合《客運(yùn)專(zhuān)線預(yù)應(yīng)力混凝土混凝土預(yù)制梁暫行技術(shù)條件》的規(guī)定。本工程選用的黑龍江賓州水泥廠低堿P.O42.5水泥。
　　2.2骨料的選擇
　　(1)砂:工程使用的是五常河?xùn)|中砂，其級(jí)配良好、質(zhì)地堅(jiān)硬而潔凈的天然河沙。要求細(xì)度模數(shù)在2.6-3.0的中砂,含泥量不應(yīng)大于2.0％，選用的砂在使用前要送鐵道部質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心進(jìn)行堿活性試驗(yàn)，合格后才能使用。
　　(2)碎石:選用堅(jiān)硬耐久滿(mǎn)足要求的碎石，其壓碎指標(biāo)不應(yīng)大于10％，母巖抗壓強(qiáng)度與梁體混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度之比應(yīng)大于2，含泥量不應(yīng)大于0.5％，針片狀顆粒含量不應(yīng)大于5％；最大粒徑不應(yīng)大于25mm。選用的骨料在使用前應(yīng)送鐵道部質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心進(jìn)行堿活性試驗(yàn)，合格后才能使用。該工程選用的是阿城小嶺碎石。
　　2.3外加劑的選擇
　　采用新一代的聚羧酸高效減水劑，能有效降低混凝土用水量，增大混凝土坍落度，并有效控制混凝土坍落度損失。高效減水劑廠家應(yīng)經(jīng)鐵道部鑒定或評(píng)審，并經(jīng)鐵道部質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心檢驗(yàn)合格后方可使用。哈大鐵路客專(zhuān)使用的混凝土外加劑經(jīng)鐵道部統(tǒng)一招標(biāo)，從中標(biāo)單位選取。本工程采用的是山西黃騰和山東聯(lián)強(qiáng)兩家外加劑。
　　2.4礦物摻和料
　　高性能混凝土常用的礦物摻和料主要有硅灰、粉煤灰、磨細(xì)礦渣粉。本工程礦物摻和料選用粉煤灰和磨細(xì)礦渣粉雙摻。粉煤灰選用哈爾濱熱電廠Ⅰ級(jí)灰，細(xì)度≤12％，需水量比要求≤100％。礦渣粉選用遼源金剛S95以上的礦渣粉，比表面積要求宜為400～500kg/m3。
　　2.5拌和用水
　　拌制和養(yǎng)護(hù)用水應(yīng)符合飲用水標(biāo)準(zhǔn)的要求。
　　3、高性能混凝土配合比設(shè)計(jì)及選用
　　高性能混凝土配合比設(shè)計(jì)是鐵路客運(yùn)專(zhuān)線預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁預(yù)制的關(guān)鍵技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)耐久性的基礎(chǔ)，配合比的優(yōu)劣將直接影響箱梁的質(zhì)量。高性能混凝土配合比設(shè)計(jì)主要包括2個(gè)步驟:一是選擇高性能混凝土的適宜組分(水泥、集料、水、外加劑、摻和料)。二是設(shè)計(jì)它們的相關(guān)數(shù)量或比例,使之滿(mǎn)足混凝土的抗裂、抗凍、耐磨、抗?jié)B等其它性能要求。而傳統(tǒng)的配合比設(shè)計(jì)方法僅以混凝土的某一指定工作性能和某一齡期的抗壓強(qiáng)度為基準(zhǔn),這在高性能混凝土設(shè)計(jì)中是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。下面筆者結(jié)合哈大鐵路客運(yùn)專(zhuān)線工程實(shí)踐介紹高性能混凝土配合比設(shè)計(jì)及選用情況。
　　3.1設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮的因素
　　掌握設(shè)計(jì)圖紙，了解混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求的強(qiáng)度等級(jí)，混凝土耐久性能、工程所處環(huán)境、結(jié)構(gòu)的斷面尺寸及鋼筋的配置情況，同時(shí)還要考慮混凝土的攪拌、運(yùn)輸及振搗等施工條件，以選定適當(dāng)品種、標(biāo)號(hào)的水泥，選定合適的集料、摻合料以及外加劑等材料，確定適宜的拌和物稠度。
　　3.2設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇及檢驗(yàn)項(xiàng)目
　�。�1）C50預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁高性能混凝土的膠凝材料總量一般不宜高于500kg/m3。
　�。�2）混凝土中宜雙摻粉煤灰和磨細(xì)礦渣粉兩種礦物摻和料，礦物摻和料等量取代水泥的推薦摻量20～30%，水膠比≤0.35。
　　（3）砂率主要影響和混凝土的工作性，可根據(jù)膠凝材料總量、粗細(xì)骨料的顆粒級(jí)配及混凝土泵送要求等因素來(lái)確定，一般宜采用37%～42%。
　　（4）高效減水劑的摻量根據(jù)坍落度要求確定，其最佳摻量一般占膠凝材料質(zhì)量的1%～2%。
　�。�5）當(dāng)骨料的堿—硅酸反應(yīng)砂漿棒膨脹率在0.10～0.20%時(shí)，混凝土的總堿含量應(yīng)≤3.0kg/m3的規(guī)定，還應(yīng)在混凝土中摻加具有明顯抑制效能的礦物摻合料和復(fù)合外加劑，并應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)證明抑制有效。預(yù)應(yīng)力混凝土的氯離子總含量（包括水泥、礦物摻合料、粗骨料、細(xì)骨料、水、外加劑等所含氯離子含量之和）不應(yīng)超過(guò)膠凝材料總量的0.06％。
　�。�6）配合比選定應(yīng)檢驗(yàn)的項(xiàng)目有坍落度、泌水率、含氣量、抗裂性、抗壓強(qiáng)度、電通量、彈性模量、抗凍性、抗?jié)B性、抗蝕系數(shù)。
　　3.3配合比設(shè)計(jì)及選用
　�。�1）確定混凝土配制強(qiáng)度(Mpa)，
　　fcu,o=fcu,k+1.645σ，式中
　　fcu,o—混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值(Mpa)
　　σ—混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差,當(dāng)無(wú)統(tǒng)計(jì)資料時(shí),混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差σ可取5.5MPa。
　�。�2）水膠比的選定
　　水膠比根據(jù)哈大環(huán)境類(lèi)別為碳化環(huán)境，作用等級(jí)T2選用，本工程水膠比為0.31
　�。�3）膠凝材料用量的選定
　　膠凝材料用量通過(guò)選用原材料的實(shí)際情況和技客專(zhuān)梁術(shù)條件要求確定，選用膠凝材料用量為490Kg/m3,其中水泥為350Kg/m3,粉煤灰為60Kg/m3,礦粉為80Kg/m3。

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