水泥混凝土性能及其施工講義

1、水泥混凝土性能及其施工一水泥混凝土的定義1. 定義：主要由水泥、外摻料、骨料、外加劑、水按比例進行配制并拌合運輸至現(xiàn)場澆搗入模，經(jīng)養(yǎng)護最終硬化成型而成的人工石稱為水泥混凝土。以下簡稱混凝土。2. 高性能混凝土定義：現(xiàn)在高速鐵路使用的“高性能混凝土”，英文名稱為： High Performance Concrete，以下簡稱HPC。自HPC提出來的十幾年來，至今對它沒有統(tǒng)一的解釋或定義。HPC是一種新型的高技術(shù)混凝土，是在大幅度提高常規(guī)混凝土性能的基礎(chǔ)上，采用現(xiàn)代混凝土技術(shù)，選用優(yōu)質(zhì)原材料，在有效的質(zhì)量控制下（計量精度、攪拌時間）制成的。除采用優(yōu)質(zhì)水泥、水和集料以外，必須采用

2、低水膠比和摻加足夠數(shù)量的礦物外摻料與高性能外加劑。二混凝土拌合物的施工性能混凝土拌合物的施工性能主要是指混凝土在拌合均勻后的和易性，它包括流動性、黏聚性、保水性幾方面的內(nèi)容。1. 流動性：指混凝土拌合后所具有的緩慢向四周擴散并經(jīng)振搗能充滿模型的性能。施工中一般以坍落度和擴展度試驗加以判定。在臨界值之前流動性越好，坍落度和擴展度越大。2. 黏聚性：是指混凝土拌合后水泥漿具有均勻包裹骨料使拌合物在流動中水泥漿帶動骨料均勻地向四周擴散而不分離的性能。這種性能在坍落度試驗中可以通過混凝土的坍落狀態(tài)加以判別。如果混凝土能均勻地向四周擴散，說明黏聚性好，當(dāng)坍落物出現(xiàn)剪損或石子堆積而導(dǎo)致趨于某個方向流動，則

3、說明黏聚性不好。3. 保水性：是指混凝土拌合物在運輸澆搗和硬化過程中具有不泌水的性能。這種性能在坍落度試驗中可以從坍落后的混凝土四周有無泌水或稀漿加以判別。無泌水或稀漿，或是很少量，則說明保水性好，反之則不好。三影響混凝土拌合物施工性能的因素主要有以下幾點1. 膠凝材料用量。當(dāng)混凝土強度不變即水灰比一定時，水泥漿數(shù)量的多少對其有明顯影響。當(dāng)水泥漿過少時，由于其不能滿足包裹骨料所需數(shù)量，致使混凝土流動性和黏聚性降低，甚至喪失。當(dāng)水泥漿數(shù)量過多時其多余的水泥漿就會在混凝土表面形成泛漿和浮漿。只有當(dāng)水泥漿數(shù)量滿足能完全包裹骨料且略有富余時，拌合物的工作性為最優(yōu)。2. 粗細骨料的級配及其比例。當(dāng)骨料的

4、級配不符合要求和粗細骨料的比例不是最優(yōu)時，由于其大小顆粒不能最優(yōu)的相互填充，其間的空隙增大，而水泥漿數(shù)量一定時，那么由于填充空隙占用掉一部分水泥漿，故骨料不能很好的被水泥漿包裹到，致使混凝土的流動性和黏聚性變差，也容易使混凝土不密實。當(dāng)細骨料即砂的粗細波動大時，也會嚴重影響混凝土拌合物的和易性。砂越粗，其保水性越差，混凝土易離析；砂越細，保水性較好，但是要滿足施工所需流動性，就會增加用水量。所以在混凝土的拌合施工中要根據(jù)砂的粗細程度來調(diào)整砂率。3. 粗細骨料所含有害物質(zhì)。若其中的含泥量過大，由于細小泥土顆粒吸水性強的特點，其使得拌合物中的水分一部分被泥土所消耗，使得拌合物的流動性降低，加上吸水

5、的泥土粘附性強，從而降低混拌合物內(nèi)部的潤滑能力，這些都導(dǎo)致拌合物的流動性降低和損失迅速。所以在砂石料加工中要嚴格控制骨料的含泥量等有害物質(zhì)，否則會使混凝土拌合物的施工性大大降低，不能滿足現(xiàn)場施工需要，也嚴重影響混凝土成品的質(zhì)量。4. 用水量的多少。在保持混凝土強度不變即水灰比不變的情況下，用水量越多，膠凝材料用量越多，那么水泥漿就越多，這和上面第1條差不多。如果單純增加用水量而不增加膠凝材料，那么就是改變了混凝土的水灰比，使混凝土的強度變低。所以在施工中要堅決杜絕直接向混凝土中加水。5. 外加劑的品種和用量。外加劑必須和水泥要驗證相容性。在混凝土拌合施工中，外加劑用量較其他材料來說用量很小，其

6、摻配量要嚴格按配合比進行控制，其調(diào)整的范圍要嚴格控制。6. 混凝土拌合物的攪拌時間。其攪拌時間必須滿足各種材料拌合均勻，且達到外加劑在混凝土中充分發(fā)揮作用。四混凝土拌合物施工性能在生產(chǎn)中的控制1. 對混凝土拌合物拌合時進行嚴格監(jiān)控，對其性能及時檢測，并根據(jù)檢測情況及時調(diào)整。2. 加強對原材料質(zhì)量的把控。對進場原材料及時取樣進行檢測，特別要嚴格控制骨料中的有害物質(zhì)，對不合格砂石料堅決杜絕進場，對進場的堅決予以清場。3. 加強對砂在加工中粗細的控制，使其質(zhì)量能基本保持穩(wěn)定。對拌和站使用的砂要根據(jù)其粗細程度對砂率進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。4. 混凝土在拌合時要根據(jù)拌和機的種類嚴格控制攪拌時間，不得隨意縮短。5

7、. 當(dāng)混凝土拌合物坍落度過小時，一般情況下可退回拌和站，在試驗人員的指導(dǎo)下加入一定數(shù)量的同配合比的水泥漿；在現(xiàn)場可摻一定數(shù)量的減水劑，以增加混凝土的流動性，但不得盲目摻加，必須按試驗人員給的范圍和在現(xiàn)場管理人員監(jiān)督下進行摻加。6. 對拌和站計量設(shè)備定期進行校準，以保證在混凝土生產(chǎn)中各種配料的計量準確。五混凝土施工1. 混凝土原材料每盤稱量允許偏差應(yīng)符合表1的規(guī)定。表1 原材料每盤稱量允許偏差序 號原 材 料 名 稱允 許 偏 差 （%）1水泥、礦物摻和料±12粗、細骨料±23外加劑、拌和用水±1注：各種衡器應(yīng)定期檢定，每次使用前應(yīng)進行零點校核，保證計量準確。檢驗數(shù)

8、量：每工作班抽查不應(yīng)少于一次。檢驗方法：施工單位復(fù)稱；監(jiān)理單位見證檢驗。2. 混凝土拌制前，應(yīng)測定砂、石含水率，并根據(jù)測試結(jié)果及時調(diào)整施工配合比。當(dāng)遇雨天時，應(yīng)增加含水率檢測次數(shù)。檢驗數(shù)量：施工單位每工作班檢查不應(yīng)少于一次；監(jiān)理單位全部檢查測試結(jié)果。檢驗方法：施工單位進行砂、石含水率測試，提出施工配合比；監(jiān)理單位見證試驗，確認施工配合比。3. 混凝土拌制過程中，應(yīng)對混凝土拌和物的坍落度進行測定，測定值應(yīng)在理論配合比坍落度控制范圍內(nèi)。檢驗數(shù)量：施工單位每拌制50 m3或每工作班測試不應(yīng)少于一次；監(jiān)理單位全部檢查測試結(jié)果。檢驗方法：施工單位進行坍落度測試；監(jiān)理單位見證試驗。4. 混凝土拌和物的入模

9、含氣量應(yīng)滿足設(shè)計要求。當(dāng)設(shè)計無要求時，入模含氣量應(yīng)按表2的規(guī)定控制。表2 混凝土入模含氣量環(huán)境條件凍融破壞環(huán)境鹽類結(jié)晶破壞環(huán)境D1D2、D3D4Y1、Y2、Y3、Y4含氣量（%）4.05.06.04.0檢驗數(shù)量：施工單位每拌制50 m3混凝土或每工作班測試不應(yīng)少于一次；監(jiān)理單位全部檢查測試結(jié)果。檢驗方法：施工單位進行含氣量試驗；監(jiān)理單位見證試驗。5. 混凝土的入模溫度不宜高于30。冬期施工時，混凝土的出機溫度不宜低于10，混凝土的入模溫度不應(yīng)低于5。檢驗數(shù)量：施工單位每工作班至少測溫3次并填寫測溫記錄；監(jiān)理單位至少測溫一次。檢驗方法：溫度測試。6. 新澆筑混凝土入模溫度與鄰接的己硬化混凝土或巖

10、土介質(zhì)表面溫度的溫差不得大于15。與新澆筑混凝土接觸的已硬化混凝土、巖土介質(zhì)、鋼筋和模板的溫度不得低于2。檢驗數(shù)量：施工單位每部位測溫一次并填寫測溫記錄；監(jiān)理單位每部位測溫一次。檢驗方法：溫度測試。7. 施工縫的留設(shè)位置和連接形式應(yīng)符合設(shè)計和施工技術(shù)方案的要求。檢驗數(shù)量：施工單位、監(jiān)理單位全部檢查。檢驗方法：觀察和尺量。8. 施工縫處的混凝土表面，在后澆混凝土前應(yīng)進行鑿毛處理并充分濕潤，但不得有積水。鑿毛后露出的新鮮混凝土面積不低于75%。鑿毛時，混凝土應(yīng)達到下列強度：(1).用人工鑿毛時，不低于2.5MPa。(2).用機械鑿毛時，不低于10MPa。檢驗數(shù)量：施工單位、監(jiān)理單位全部檢查。檢驗方

11、法：觀察和尺量。施工單位有代表性的做同條件養(yǎng)護試件強度試驗；監(jiān)理單位檢查試驗報告。9. 混凝土澆筑完畢后，應(yīng)按有關(guān)專業(yè)標準的規(guī)定和施工技術(shù)方案的要求及時采取有效的養(yǎng)護措施，并應(yīng)符合下列規(guī)定：(1).混凝土養(yǎng)護期間，混凝土芯部溫度不宜超過60，最高不得大于65，混凝土芯部溫度與表面溫度之差、表面溫度與環(huán)境溫度之差不宜大于20（梁體混凝土不宜大于15），養(yǎng)護用水溫度與混凝土表面溫度之差不得大于15。 (2).自然養(yǎng)護時，應(yīng)在混凝土澆筑完畢后對混凝土進行保溫保濕養(yǎng)護，養(yǎng)護時間應(yīng)符合表3的規(guī)定。當(dāng)環(huán)境溫度低于5時禁止灑水。表3 不同混凝土潮濕養(yǎng)護的最低期限水膠比大氣潮濕(RH 50%)，無風(fēng)，無陽光直

12、射大氣干燥(20%RH <50%)，有風(fēng)，或陽光直射大氣極端干燥(RH<20%)，大風(fēng)，大溫差日平均氣溫T（）養(yǎng)護時間（d）日平均氣溫T（）養(yǎng)護時間（d）日平均氣溫T（）養(yǎng)護時間（d）0.455T10215T10285T103510T201410T202110T2028T2010T2014T20210.455T10145T10215T102810T201010T201410T2021T207T2010T2017 注：大體積混凝土的養(yǎng)護時間不宜小于28d。 (3).混凝土蒸汽養(yǎng)護期間，混凝土靜停環(huán)境溫度不應(yīng)低于5，靜停時間宜為4h6h；混凝土周圍蒸汽的升、降溫速度不宜大于10/h。蒸

13、汽養(yǎng)護的預(yù)制梁脫模后的保溫保濕養(yǎng)護時間不少于14d。蒸汽養(yǎng)護的預(yù)制軌道板脫模后的保溫保濕養(yǎng)護時間不少于10d。檢驗數(shù)量：選擇有代表性的結(jié)構(gòu)或部位進行測溫檢查，其它項目施工單位、監(jiān)理單位全部檢查。檢驗方法：測溫、觀察，并檢查測溫和養(yǎng)護記錄。10. 拆模時混凝土芯部與表面、表面與環(huán)境之間的溫差不得大于20（軌道板、梁體均不得大于15）。混凝土內(nèi)部開始降溫前不得拆模，大風(fēng)及氣溫急驟變化時不應(yīng)拆模。檢驗數(shù)量：選擇有代表性的結(jié)構(gòu)或部位進行測溫檢查。檢驗方法：施工單位測溫檢查；監(jiān)理單位檢查測溫記錄。11. 混凝土的強度等級必須符合設(shè)計要求。預(yù)應(yīng)力混凝土、噴射混凝土、蒸汽養(yǎng)護混凝土的力學(xué)性能標準條件養(yǎng)護試件

14、的試驗齡期為28d，其它混凝土力學(xué)性能標準條件養(yǎng)護試件的試驗齡期為56d。力學(xué)性能標準條件養(yǎng)護試件應(yīng)在混凝土的澆筑地點隨機抽樣制作，其試件的取樣與留置頻率應(yīng)符合下列規(guī)定：(1).每拌制100盤且不超過100m3的同配合比的混凝土，取樣不得少于一次。(2).每工作班拌制的同一配合比的混凝土不足100盤時，取樣不得少于一次。(3).現(xiàn)澆混凝土的每一結(jié)構(gòu)部位，取樣不得少于一次。(4).每次取樣應(yīng)至少留置一組試件。檢驗數(shù)量：施工單位按規(guī)定的取樣與留置頻率所需數(shù)量制作試件。檢驗方法：施工單位進行混凝土抗壓強度試驗；監(jiān)理單位檢查試驗報告。12. 混凝土同條件養(yǎng)護法試件的抗壓強度必須符合設(shè)計要求?；炷量箟?/p>

15、強度同條件養(yǎng)護法試件的留置組數(shù)應(yīng)按設(shè)計要求、相關(guān)標準規(guī)定和實際需要確定。橋梁的梁體、墩臺身，隧道的襯砌、仰拱、底板等重要部位應(yīng)制作抗壓強度同條件養(yǎng)護試件，其取樣、養(yǎng)護方式和試件留置數(shù)量應(yīng)符合鐵道部現(xiàn)行鐵路工程結(jié)構(gòu)混凝土強度檢測規(guī)程（TB10426）的規(guī)定(至少2組)。對于標準條件養(yǎng)護法試件試驗齡期為56d的，同條件養(yǎng)護法試件的逐日累積溫度為 1200·d，但養(yǎng)護齡期不宜超過120d。檢驗數(shù)量：施工單位按設(shè)計要求、相關(guān)標準規(guī)定和實際需要數(shù)量進行檢驗。對橋梁每片（孔）梁、每墩臺，隧道每200m襯砌、每500m仰拱、底板應(yīng)按不同強度等級檢驗各不少于一次；監(jiān)理單位按施工單位檢驗次數(shù)的10%進

16、行平行檢驗，但至少一次。檢驗方法：施工單位進行混凝土抗壓強度試驗；監(jiān)理單位檢查混凝土抗壓強度試驗報告并進行平行檢驗。13. 當(dāng)設(shè)計對混凝土的彈性模量有要求時，其彈性模量必須符合設(shè)計要求。彈性模量試件應(yīng)在混凝土的澆筑地點隨機抽樣制作，試件制作數(shù)量應(yīng)符合下列規(guī)定：(1).隨構(gòu)件同條件養(yǎng)護的終張拉/放張彈性模量試件不得少于一組。(2).標準條件養(yǎng)護28d彈性模量試件不得少于一組。(3).其它條件養(yǎng)護試件按設(shè)計要求、相關(guān)標準規(guī)定和實際需要確定。檢驗數(shù)量：施工單位按規(guī)定制作彈性模量試件。檢驗方法：施工單位進行混凝土彈性模量試驗；監(jiān)理單位檢查試驗報告。14. 當(dāng)設(shè)計對混凝土抗?jié)B等級有要求時，其抗?jié)B等級應(yīng)符合設(shè)計要求?？?jié)B標準條件養(yǎng)護試件的試驗齡期為56d?？?jié)B試件應(yīng)在混凝土的澆筑地點隨機抽樣制作。檢驗數(shù)量：施工單位每5000m3同配