客运专线高性能混凝土的过程质量控制

铁道科学研究院仲新华客运专线高性能混凝土过程质量控制主要内容第一部分、高性能混凝土质量技术标准第二部分、原材料的选择与控制第三部分、配合比的设计第四部分、施工工艺设计及工序质量控制第五部分、武广铁路客运专线高性能混凝土质量控制措施第一部分高性能混凝土的质量技术标准一、部颁标准二、施工图及相关设计资料三、质量管理办法一、部颁标准（1）铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定（2）客运专线高性能混凝土暂行技术条件（3）客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件（4）铁路混凝土工程施工质量验收补充标准（5）客运专线桥梁混凝土桥面防水层暂行技术条件（6）客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准（7）客运专线铁路隧道工程施工质量验收暂行标准二、施工图及相关设计资料三、质量管理办法业主、咨询等部门制定的质量管理办法经审查和批准的新材料新工艺新技术的实施标准施工企业制定的高于国家和行业标准的企业标准介绍“铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定”（混凝土部分）(1)设计使用年限级别(2)环境类别及作用等级(3)混凝土耐久性指标（1）设计使用年限级别设计使用年限级别设计使用年限一100年二60年三30年（2）环境类别及作用等级（a）碳化环境（b）氯盐环境（c）化学侵蚀环境（d）冻融破坏环境（e）磨蚀环境（2）环境类别及作用等级（a）碳化环境环境作用等级环境条件特征T1室内年平均相对湿度＜60%长期在水下（不包括海水）或土中T2室内年平均相对湿度≥60%室外环境T3水位变动区干湿交替（b）氯盐环境环境作用等级环境条件特征L1长期在海水水下区离平均水位15m以上的海上大气区离涨潮岸线100m～300m的陆上近海区L2离平均水位15m以内的海上大气区离涨潮岸线100m以内的陆上近海区海水潮汐区或浪溅区（非炎热地区）L3海水潮汐区或浪溅区（南方炎热地区）盐渍土地区露出地表的毛细吸附区遭受氯盐冷冻液和氯盐化冰盐侵蚀部位（c）化学侵蚀环境化学侵蚀类型环境作用等级H1H2H3H4硫酸盐侵蚀环境水中SO42-含量，mg/L≥200≤600＞600≤3000＞3000≤6000＞6000强透水性环境土中SO42-含量，mg/kg≥2000≤3000＞3000≤12000＞12000≤24000＞24000弱透水性环境土中SO42-含量，mg/kg≥3000≤12000＞12000≤24000＞24000盐类结晶侵蚀环境土中SO42-含量，mg/kg≥2000≤3000＞3000≤12000＞12000酸性侵蚀环境水中pH值≤6.5≥5.5＜5.5≥4.5＜4.5≥4.0二氧化碳侵蚀环境水中侵蚀性CO2含量，mg/L≥15≤40＞40≤100＞100镁盐侵蚀环境水中Mg2+含量，mg/L≥300≤1000＞1000≤3000＞3000（d）冻融破坏环境环境作用等级环境条件特征D1微冻地区+频繁接触水D2微冻地区+水位变动区严寒和寒冷地区+频繁接触水微冻地区+氯盐环境+频繁接触水D3严寒和寒冷地区+水位变动区微冻地区+氯盐环境+水位变动区严寒和寒冷地区+氯盐环境+频繁接触水D4严寒和寒冷地区+氯盐环境+水位变动区严寒：t≤-8oC，寒冷：-8oC＜t＜-3oC，微冻：-3oC≤t≤2.5oC（e）磨蚀环境环境作用等级环境条件特征M1风蚀（有砂情况）风力等级≥7级，且年累计刮风时间大于90天M2风蚀（有砂情况）风力等级≥9级，且年累计刮风时间大于90天流冰冲刷被强烈流冰撞击、磨损、冲刷（冰层水位下0.5m～冰层水位上1.0m）M3风蚀（有砂情况）风力等级≥11级，且年累计刮风时间大于90天泥砂冲刷被大量夹杂泥砂或物体磨损、冲刷（3）混凝土耐久性指标（a）混凝土的耐久性一般包括混凝土抗裂性、护筋性、耐蚀性、抗冻性、耐磨性及抗碱－骨料反应性等。混凝土的耐久性指标应根据结构的设计使用年限、所处的环境类别及作用等级等确定。（b）混凝土耐久性的一般要求：A、混凝土的电通量应满足下表的规定设计使用年限级别一(100年)二(60年)、三（30年)56d电通量（C）C3020002500C30～C4515002000≥C5010001500B、混凝土的抗裂性应通对比试验。C、钢筋的混凝土保护层厚度应满足设计的规定。D、混凝土的抗碱—骨料反应性能应符合下列规定：（1）骨料的碱—硅酸反应砂浆棒膨胀率或碱—碳酸盐反应岩石柱膨胀率应小于0.10%；（2）当骨料的碱—硅酸反应砂浆棒膨胀率在0.10%～0.20%时，混凝土的碱含量应满足要求；当骨料的砂浆棒膨胀率在0.20%～0.30%时，除了混凝土的碱含量应满足要求外，混凝土中还应掺加具有明显抑制效能的矿物掺合料和外加剂，并经试验证明抑制有效。（c）氯盐环境下混凝土的电通量设计使用年限级别一(100年)二(60年)、三（30年)环境作用等级L1L2、L3L1L2、L3电通量（56d），C100080015001000（d）化学侵蚀环境下混凝土的电通量设计使用年限级别一(100年)二(60年)、三（30年)环境作用等级H1、H2H3、H4H1、H2H3、H4电通量56d，C1200100015001000（e）冻融破坏环境下混凝土的抗冻性设计使用年限级别一(100年)二(60年)三(30年)环境作用等级D1、D2、D3、D4D1、D2、D3、D4D1、D2、D3、D4抗冻等级（56d）≥F300≥F250≥F200（f）磨蚀环境下的混凝土结构，应进行混凝土耐磨性对比试验。（g）处于严重腐蚀环境下的混凝土结构，尚应采取必要的附加防腐蚀措施。第二部分原材料的选择与控制1、水泥2、矿物掺合料3、外加剂4、骨料（砂、碎石）5、拌合用水1、水泥生产：生料粉磨－熟料烧制（1300~1400度）－再磨细（石膏）水泥组成：CaO----60~67%;SiO2----17~25%Al2O3----3~8%;Fe2O3----0.5~6%MgO----0.1~5.5%;Na2O+K2O----0.5~1.3%SO3----1~3%水泥分类ASTMC150根据水泥熟料（C3S、C2S、C3A、C4AF）的组成分成五类：化合物Ⅰ型Ⅱ型Ⅲ型Ⅳ型Ⅴ型C3S5146563044C2S2329174636C3A1261254C4AF1014101312我国水泥的主要品种（6种）硅酸盐水泥（波特兰水泥）普通硅酸盐水泥粉煤灰硅酸盐水泥火山灰质硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥复合硅酸盐水泥（1）水泥宜选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，混合材宜为矿渣或粉煤灰。有耐硫酸盐侵蚀要求的混凝土也可选用中抗硫酸盐硅酸盐水泥或高抗硫酸盐硅酸盐水泥。不宜使用早强水泥。（2）除国标外，应满足下表规定序号项目技术要求1比表面积≤350m2/kg（硅酸盐水泥、抗硫酸盐硅酸盐水泥）280µm方孔筛筛余≤10.0%（普通硅酸盐水泥）3游离氧化钙含量≤1.0%4碱含量≤0.80%5熟料中的C3A含量≤8%，氯盐环境下≤10%6氯离子含量不宜大于0.10%（钢筋混凝土）≤0.06%（预应力混凝土）注：1当骨料具有碱—硅酸反应活性时，水泥的碱含量不应超过0.60%。2C40及以上混凝土用水泥的碱含量不宜超过0.60%。（2）除国标外，应满足下表规定序号项目技术要求1比表面积≤350m2/kg（硅酸盐水泥、抗硫酸盐硅酸盐水泥）280µm方孔筛筛余≤10.0%（普通硅酸盐水泥）3游离氧化钙含量≤1.0%4碱含量≤0.80%5熟料中的C3A含量≤8%，氯盐环境下≤10%6氯离子含量不宜大于0.10%（钢筋混凝土）≤0.06%（预应力混凝土）注：1当骨料具有碱—硅酸反应活性时，水泥的碱含量不应超过0.60%。2C40及以上混凝土用水泥的碱含量不宜超过0.60%。（3）检验要求检验项目进场检查复检日常检验项目频次项目频次项目频次水泥烧失量氧化镁含量三氧化硫含量碱含量比表面积√更换料源或每批进货时核查供应商提供的报告施工、监理单位均全部检查√下列任一情况为一批，每批检验一次：①任何新选货源；②同厂家、同批号、同品种的水泥达3个月及出厂日期达3个月的水泥。同厂家、同批号、同品种、同强度等级、同出厂日期且连续进场的散装水泥每500t（袋装水泥每200t）检验一次，当不足500t或200t时，也需检验一次。细度凝结时间安定性强度√√√游离氧化钙含量助磨剂名称及掺量石膏名称及掺量混合材名称及掺量氯离子含量熟料C3A含量√2、矿物掺和料主要三类（1）胶凝作用：矿渣、钢渣、高钙粉煤灰（2）火山灰材料：天然火山灰、浮石、凝灰岩、硅藻土、低钙粉煤灰、硅灰等（3）惰性材料：生黏土、石灰石粉、气冷矿渣2－1粉煤灰煤粉－燃烧－残渣粉磨加工－磨细灰设备集尘－原状灰序号名称技术要求C50以下混凝土C50及以上混凝土1细度，%≤20≤122氯离子含量，%不宜大于0.023需水量比，%≤105≤1004烧失量，%≤5.0≤3.05含水量，%≤1.0（干排灰）6SO3含量，%≤3.07CaO含量，%≤10（对于硫酸盐侵蚀环境）粉煤灰检验要求检验项目进场检查复检日常检验项目频次项目频次项目频次粉煤灰细度烧失量需水量比√每品种每料源核查供应商提供的报告施工单位和监理单位全部检查√下列任一情况为一批，每批检验一次：①任何新选货源；②同厂家、同批号、同品种达3个月及出厂日期达3个月。√同厂家、同编号、同品种、同出厂日期的产品每120吨检验一次，不足120吨时，也需检验一次。碱含量含水率三氧化硫含量氧化钙含量氯离子含量√√2－2矿渣粉矿渣：化学成分与水泥熟料类似，氧化钙含量较低，氧化铝和氧化硅的含量较高。在碱环境或硫酸盐环境下活性逐步激发序号名称技术要求1MgO含量，%≤142SO3含量，%≤4.03烧失量，%≤3.04氯离子含量，%≤0.025比表面积，m2/kg350～5006需水量比，%≤1007含水率，%≤1.08活性指数，%，28d≥95矿渣粉检验要求检验项目进场检查复检日常检验项目频次项目频次项目频次矿渣粉比表面积烧失量需水量比√更换料源或每批进货时核查供应商提供的报告施工单位和监理单位全部检查√下列任一情况为一批，每批检验一次：①任何新选货源；②同厂家、同批号、同品种达3个月及出厂日期达3个月。√同厂家、同编号、同品种、同出厂日期的产品每120吨检验一次，不足120吨时，也需检验一次。碱含量含水率三氧化硫含量氧化镁含量氯离子含量活性指数√√2－3硅灰石英在2000度条件下蒸发为气体部分氧化凝结为圆球状微珠。颗粒细小，形状浑圆而且活性高贮存和运输比较困难序号名称技术要求1烧失量，%≤62氯离子含量，%不宜大于0.023SiO2含量，%≥854比表面积，m2/kg≥180005需水量比，%≤1256含水率，%≤3.07活性指数，%，28d≥85硅灰检验要求检验项目进场检查复检日常检验项目频次项目频次项目频次硅灰比表面积烧失量需水量比活性指数√更换料源或每批进货时核查供应商提供的报告施工单位和监理单位全部检查√下列任一情况为一批，每批检验一次：①任何新选货源；②同厂家、同批号、同品种达3个月及出厂日期达3个月。√同厂家、同编号、同品种、同出厂日期的产品每30吨检验一次，不足30吨时，也需检验一次。碱含量含水率二氧化硅含量氯离子含量√√3、外加剂混凝土外加剂：减水剂缓凝剂引气剂泵送剂防冻剂膨胀剂速凝剂早强剂等（1）外加剂应采用减水率高、坍落度损失小、适量引气、能明显提高混凝土耐久性且质量稳定的产品。外加剂与水泥之间应有良好的相容性。掺量流动性AB时间流动性ABC序号项目指标1水泥净浆流动度，mm≥2402硫酸钠含量，%≤10.03氯离子含量，%≤0.24碱含量(Na2O+0.658K2O),%≤10.0序号项目指标备注5减水率，%≥206含气量，%≥3.0用于配制非抗冻混凝土时≥4.5用于配制抗冻混凝土时7坍落度保留值，mm30min≥180用于泵送混凝土时60min≥150用于泵送混凝土时8常压泌水率比，%≤209压力泌水率比，%≤90用于泵送混凝土时10抗压强度比，%3d≥1307d≥12528d≥12011对钢筋锈蚀作用无锈蚀12收缩率