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1、1,铁路混凝土工程施工质量验收标准,中国铁道科学研究院 朱长华,主要内容:,2,一、修订背景 二、原标准存在的问题及新标准修订原则 三、新标准的主要修订内容 四、施工中出现的问题及解析 五、观念方面的更新,3, 铁路混凝土施工质量验收补充标准已实施 多年，执行过程中出现一些问题。 京津、武广、郑西、合宁、合武、石太、东南 沿海等高速铁路工程建设取得大量经验。 国内外取得大量新的研究成果。 国内外相关标准已有较多更新。,一、修订背景,二、原标准存在的问题及新标准修订原则,原标准存在的问题：, 标准中部分条文已不满足工程的需要，如对大气极端干 燥（RH20%）地区混凝土的保温保湿养护最低期限没 有
2、明确规定。 标准中部分条文与更新后的国家混凝土相关标准规范不 一致，如胶凝材料抗蚀系数试验方法。 标准中没有体现近期国内外在混凝土方面取得的新的研 究成果，如对氯盐环境下混凝土的抗氯离子渗透性能采 用氯离子扩散系数进行评价。,6,二、原标准存在的问题及新标准修订原则,针对铁道部工程质量安全监督总站在现场抽检发现的粗细骨料含泥量、泥块含量超标问题，规定了粗细骨料的清洗工艺、粗细骨料清洗后的技术要求和检验规定；针对铁路混凝土结构物种类多，不同结构对混凝土性能要求差异较大等特点，将减水剂分为聚羧酸型减水剂和其他型减水剂，并根据其不同特点规定了技术要求，以便施工单位选择使用。,新标准修订的原则：, 针
3、对性,7,二、原标准存在的问题及新标准修订原则,根据行业标准和国家标准的最新修订情况，调整了不同原材料的检验项目和技术要求，与其保持一致。,新标准修订的原则：, 协调性,明确规定了混凝土各种原材料以及混凝土各种性能的试验方法，使得建设单位、监理单位和施工单位在对现场混凝土各种原材料和混凝土各种性能进行检测时能够有据可依、标准统一。, 可操作性,8,三、新标准的主要修订内容,1 增加了“C30以下混凝土，可采用矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水 泥和复合硅酸盐水泥。”的规定。 2 增加了“在氯盐环境条件下，混凝土宜采用低Cl-含量的水泥，不宜使用抗硫酸盐硅酸盐水泥。”的规定；调整了在硫酸盐化学侵蚀环
4、境条件下胶凝材料的抗蚀系数的试验龄期。 3 修改了粉煤灰的细度、需水量比和烧失量等指标，具体列于下表：,注：在冻融破坏环境下，粉煤灰的烧失量不宜大于3.0%。,9,三、新标准的主要修订内容,4 磨细矿渣粉增加了“密度”和“7d活性指数”的技术要求，与新国标 GB/T 18046-2008一致。 5 增加了“进场骨料含泥量超标、级配不合格时，必须进行冲洗、筛分并经检验合格方可使用的要求。”的规定。 6 增加了“无抗拉和抗疲劳要求的C40以下强度等级混凝土也可采用符 合要求的卵石。” 的规定。 7 将减水剂分为“高效减水剂”和“聚羧酸系高性能减水剂”两种，并对部分指标和试验方法进行了调整。 8 增
5、加了引气剂的技术要求，特别强调28d硬化混凝土的气泡间距系数 应300m。,10,三、新标准的主要修订内容,9 配合比设计时的检验项目增加了：气泡间距系数、氯离子扩散系数 、56d抗硫酸盐结晶破坏等级、三氧化硫含量，对无砟轨道底座板混凝 土、双块式轨枕道床板混凝土、自密实混凝土增加了收缩的要求。 10 增加了不同环境下混凝土中矿物掺和料掺量范围。 11 最小胶凝材料用量和最大水胶比限值增加了盐类结晶破坏环境。 12 增加了“对含气量要求大于等于4.0%的混凝土，必须采取减水剂和 引气剂双掺方式进行配制。”的规定。 13 调整了入模含气量的最低限值，具体列于下表：,注：梁体、轨道板混凝土的含气量
6、应为2.0%4.0%。,11,三、新标准的主要修订内容,14 增加了“当施工工艺和环境条件未发生明显变化、原材料的品质在合格的基础上发生波动时，可对混凝土外加剂用量、粗骨料分级比例、砂率进行适当调整，调整后混凝土的拌和物性能应与原配合比一致。” 15 增加了“与新浇筑混凝土接触的已硬化混凝土、岩土介质、钢筋和模板的温度不得低于2。”的规定。 16 增加了“凿毛后露出的新鲜混凝土面积应不低于总面积的75%。凿毛时，混凝土应达到下列强度：用人工凿毛时，不低于2.5MPa；用机械凿毛时，不低于10MPa。”的规定。 17 增加了“蒸汽养护的预制梁脱模后的保温保湿养护时间不少于14d。 蒸汽养护的预制
7、轨道板脱模后的保温保湿养护时间不少于10d”的规定； 增加了大气极端干燥（RH20%）下混凝土保温保湿养护期限。,12,三、新标准的主要修订内容, 价格便宜 市场占用量大 节能减排效果明显,2011年14月份不同品种水泥平均价格,不同品种水泥所占比率,能源节省和二氧化碳减排,13,三、新标准的主要修订内容,氯盐环境下，为防止钢筋锈蚀，应加强氯离子含量控制，因此，应采用低Cl-含量的水泥；抗硫酸盐水泥中的C3A含量较低，而C3A中的Al3+对氯离子有固化作用，因此，氯盐环境不宜采用抗硫酸盐水泥。 硫酸盐对混凝土的化学腐蚀是一个缓慢的过程，研究表明，大量对提高混凝土耐化学腐蚀作用的矿物掺和料在28
8、d龄期时，还没有参与反应或没有完全开始反应，因而用胶凝材料28d抗蚀系数评价其耐蚀性能是不恰当的。根据大量工程应用经验和室内试验结果，本规范将胶凝材料抗蚀系数的龄期修改为56d。对于盐碱地、盐池等硫酸盐浓度含量较高的地区，仅仅依靠在混凝土中掺加矿物掺和料是难以解决耐腐蚀问题的，这种情况可采用特种胶凝材料，并应通过试验论证。,14,三、新标准的主要修订内容,铁路建设初期，国内大量采用粉煤灰配制混凝土进行工程施工的经验缺乏，对细度、烧失量的技术要求比GB1596的高。建设过程中，大量工程建设都采用粉煤灰配制混凝土，已积累大量成功应用经验，在现阶段将细度和烧失量的技术要求调整为与国标一致，对缓解粉煤
9、灰资源紧张，绿色环保具有重要意义。但是，粉煤灰中未燃烧颗粒对外加剂具有很强的吸附作用（尤其对引气剂），因此，严重冻融环境下应严格控制粉煤灰中的烧失量，一般不宜大于3.0%。,三、新标准的主要修订内容,骨料的含泥量和泥块含量对混凝土的工作性能和耐久性能影响明显，必须严格控制骨料中的含泥量和泥块含量。然而，砂石资源基本掌握在当地强势势力的手中，一旦资源紧张，施工单位就很难做到源头控制，供货方提供的沙石容易含泥量和泥块含量超标。为此要求施工单位对进场的含泥量和泥块含量超标的砂石进行清洗。,细骨料一般采用螺旋式洗砂机进行清洗，具有洗净度高，冲洗过程中细颗粒流失少的特点。选型时应注意选用设备的类型、规格
10、、数量应满足产品质量和数量的要求。,三、新标准的主要修订内容,粗骨料一般采用筒式洗石机清洗或在振动筛上用高压水进行冲洗（水压大于0.2MPa），具体型号可以根据产量需要选取，常用结构形式见下图。采用筒式洗石机或振动筛配以带式输送机、料斗，即可组装成成套洗石设备，日产量应不低于搅拌站每天所用粗骨料的数量。,a 筒式洗石机 b 振动筛,三、新标准的主要修订内容,掺外加剂是制备高性能混凝土的关键技术之一。外加剂的性能品质、匀质性和与水泥的相容性是成功配制高性能混凝土的基本条件。由于目前外加剂品种繁多，产品质量参差不齐，市场管理又比较混乱，选用时，一定要注意不同外加剂的使用功能和特点。根据外加剂的性能
11、特点，将其分为高效减水剂和聚羧酸系高性能减水剂以便于施工单位结合工程特点选用。,三、新标准的主要修订内容,适量引气能够提高混凝土的抗冻性能，同时能够改善混凝土的其他性能。混凝土引气的方式有两种，一种是掺加引气型减水剂，一种是减水剂和引气剂双掺。客运专线高性能混凝土前期施工采用掺加引气型减水剂的方式引气，但在过程中发现掺加引气型减水剂引入的气泡质量较差，混凝土结构物表面气孔较多。本次修订在参考国内外相关标准的基础上，明确含气量要求大于等于4.0%的混凝土采用减水剂和引气剂双掺的方式引气，控制减水剂的含气量不大于3.0%。为了减少由于收缩而引起的混凝土开裂，结合目前高效减水剂的生产技术水平，将高效
12、减水剂的28d收缩率比规定为不大于125%。,三、新标准的主要修订内容,掺加优质引气剂和非引气型减水剂，混凝土含气量为5.5%,拌合物表面基本无可见气泡且无气泡上浮，表面状态良好。,掺加引入气泡质量差的引气减水剂，混凝土的含气量仅为1.5%,其拌合物表面有较多大的气泡浮出并破灭，在混凝土表面留下气孔。,三、新标准的主要修订内容,注：B样为巴斯夫减水剂，C样为竹本油脂减水剂,B-1、C-1为按GB80761997方法检验调整含气量（4.5以上）样品，B-2、C-2为按GB80762008方法检验调整含气量（4.5以上）样品。,外加剂检测问题：,三、新标准的主要修订内容,从上表检测结果可以发现：
13、（1）参照GB8076-2008进行检测，当含气量小于等于3.0%时，受检混凝土坍落度仅为170mm左右，根本达不到210mm左右的标准要求，与基准混凝土的坍落度不一致，无法进行比对，且混凝土拌合物状态较差，泌水率较大。 （2）参照GB8076-1997进行检测，无论含气量小于或大于3.0%，受检混凝土坍落度容易控制在80mm左右，容易与基准混凝土的坍落度一致，且混凝土拌合物状态较好，泌水率较小。 为此，要求对减水剂的减水率、含气量、泌水率比、抗压强度比、凝结时间之差、收缩率比进行检测时，混凝土坍落度宜控制为80mm10mm 。 另外，由于水泥品种对减水剂性能影响明显，对于现场抽检检测，宜采
14、用工程水泥。,三、新标准的主要修订内容,提高混凝土的耐久性，尤其是抗冻性，引气剂起到十分重要的作用。混凝土中掺入少量引气剂后，就能使每方混凝土中引入数千亿个微小气泡，使混凝土的工作性能和抗冻融性能大大提高。国内外大量研究表明，引气剂不仅能减少混凝土的用水量，降低泌水率，更重要的是混凝土引气后，水在拌和物中的悬浮状态更加稳定，可以改善骨料底部浆体泌水、沉陷等不良现象。因此适量引气是配制抗冻高性能混凝土的重要手段之一。引气剂所引气泡的直径及稳定性对混凝土的性能影响很大，因此，选择引气剂时，要检测引气混凝土的气泡间隔系数。研究表明，当混凝土中气泡间距系数小于300m时，混凝土抗冻性较高。,三、新标准
15、的主要修订内容,气泡间距系数能够较好的反应混凝土抵抗由于冻融破坏和盐类结晶破坏的能力，为此，在进行冻融环境和盐类结晶环境的混凝土配合比设计时，应增加该项指标。 氯盐环境下，混凝土的耐久性评价指标一般选择氯离子扩散系数，但存在不同的氯离子扩散系数测试方法。不同测试方法得到的扩散系数不尽相同，但各有其特定的用途。本规范选择基于RCM法测定的氯离子扩散系数作为评价混凝土在氯盐环境的耐久性指标，其原因有两方面，一是基于RCM法的氯离子扩散系数适用范围最广，能够客观反应不同种类混凝土中氯离子的渗透行为；二是氯离子扩散系数能够与设计使用寿命建立起联系，这为将来预测混凝土结构的使用寿命提供一条技术途径。氯离
16、子扩散系数试验按普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准（GB/T 50082）中抗氯离子渗透试验快速离子迁移系数法（或称RCM法）进行，试件的养护龄期为56d。,三、新标准的主要修订内容,盐类结晶破坏环境下如何评价混凝土抵抗硫酸盐结晶破坏性能，国内外做了大量的试验研究。混凝土在硫酸盐溶液中的干湿循环过程与混凝土结构毛细吸附区盐类结晶过程相似，能客观地反映混凝土在盐类结晶破坏环境下的腐蚀机理，且干湿循环能加速混凝土盐类结晶破坏，因此，本规范采用抗硫酸盐结晶干湿循环次数作为评价指标。研究表明能够经受150次以上抗硫酸盐干湿循环的混凝土，其抗硫酸盐结晶破坏能力很强，因此，本规范将KS150作为最严酷环境下耐久性的最高要求，其他环境下的耐久性要求依次递减。抗硫酸盐结晶干湿循环次数试验按普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准（GB/T 50082）中抗硫酸盐侵蚀试验方法进行，试件的养护龄期为56d。,三、新标准的主要修订内容,当混凝土中存在过量硫酸根离子（SO3）时，硫酸根离子可与剩余的铝酸三
