铁路混凝土施工质量控制

铁路混凝土施工质量控制主要内容第一章铁路混凝土设计的基本规定----3第二章原材料技术要求及检验----8第三章混凝土耐久性----32第四章混凝土配合比----52第五章混凝土工程过程质量控制----55第六章特殊环境下混凝土质量控制----72第七章混凝土实体质量核查----77第八章混凝土常见质量通病及预防和纠正措施---78第一章铁路混凝土设计的基本规定•设计使用年限级别使用年限一100年二60年三30年耐久性要求（电通量）设计使用年限级别一(100年)二(60年)、三（30年)56d电通量（C）C3015002000、2500C30～C4512001500、2000≥C5010001200、1500混凝土的最大水胶比和最小胶凝材料用量（kg/m3）不同环境下混凝土中矿物掺和料掺量范围(%)混凝土最大碱含量（kg/m3）第二章原材料技术要求及检验1、水泥2、掺合料3、外加剂4、细骨料5、粗骨料6、拌合用水水泥的技术要求、检验方法水泥检验要求2、粉煤灰的技术要求、检验方法粉煤灰检验要求磨细矿渣粉的技术要求、检验方法序号检验项目技术要求检验方法1密度≥2.8g/cm3按GB/T208检验2比表面积350～500m2/kg按GB/T208检验3流动度比≥95%按GB/T18046检验4烧失量≤3.0%按GB/T176检验5MgO含量≤14.0%按GB/T176检验6SO3含量≤4.0%按GB/T176检验7CI含量≤0.06%按GB/T176检验8含量水率≤1.0%按GB/T18046检验97d活性指数≥75%按GB/T18046检验28d活性指数≥95%按GB/T18046检验磨细矿渣粉的检验要求硅灰的技术要求、检验方法硅灰的检验要求轨道板和双块式轨枕混凝土用复合惨和料的技术要求、检验方法轨道板和双块式轨枕混凝土用复合惨和料的检验要求聚羧酸系减水剂的技术要求、检验方法减水剂的技术要求、检验方法减水剂的检验要求引气剂的技术要求、检验方法引气剂的检验要求膨胀剂的技术要求、检验方法膨胀剂的检验要求拌和用水的技术要求、检验方法拌和用水的检验要求细骨料的技术要求、检验方法细骨料的检验要求粗骨料的技术要求、检验方法粗骨料的检验要求第三章混凝土耐久性混凝土的耐久性指标一般是指混凝土的抗裂性、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。•混凝土在使用期间，由于环境水、气体及其中所含有害介质的浸入，产生物理和化学反应而逐渐劣化，结构的设计使功能受到影响。对高性能混凝土耐久性目前还没有一个确定的评价指标，并仍沿用普通混凝土的试验和检测方法。常用抗渗性来评价混凝土抵抗外部介质浸入的能力，用冻融循环评介混凝土抵抗物理作用劣化的能力，用抗碳化来评价混凝土抵抗钢筋锈蚀的能力等。混凝土所处环境对耐久性的要求•氯盐环境下：（≤1000C，800C）•化学侵蚀环境下：（≤1200C，1000C）•冻融破坏环境下：（≥F300）•磨蚀环境下：除按化学侵蚀环境要求外，增加耐磨性要求•处于严重腐蚀环境下：除上述要求外，还应采取必要的防腐蚀措施影响混凝土耐久性能因素（1）、冻融循环破坏（2）、化学腐蚀（3）、混凝土内钢筋锈蚀(碳化或氯盐引起)（4）、碱-骨料反应破坏（5）、物理磨损破坏(磨蚀)充足的水份、水中所含的有害物质、所处的环境气温是影响混凝土耐久性能的主要因素。1、冻融循环破坏•冻融破坏：混凝土在负温与正温交替循作用下发生表层剥落、开裂、强度降低、结构疏至破坏现象的产生。•由于水结冰后体积增加9%左右,混凝土孔隙内充满水结冰产生的膨胀压力就会使混凝土结破坏。•结晶水破坏与混凝土内部孔隙率和孔径大小有关，孔径越小冰点越低,许多凝胶孔中水在很低的负温下都不结冰。•有利于混凝土抗冻的孔结构是：大孔较少小孔、微孔较多，孔分布均匀。•改善混凝土抗冻性可掺引气剂。引气剂的作用（抗冻措施）•引气剂引入细而小封闭球形孔隙切断了毛细孔渗水的通路,提高了混凝土的抗渗性、降低了混凝土的饱水程度和冰点。这些球形孔可以成为冰、水迁移的“蓄水池”，缓冲结冰引起的静水压和渗透压，在幅度地提高了混凝土的抗冻融能力。2、化学腐蚀•混凝土在侵蚀环境中会受到化学侵蚀而破坏。化学侵蚀可分为三类：一是某些水化产物被水溶解、流失的溶出性侵蚀，二是混凝土的某些水化产物与侵蚀性介质发生化学反应的溶解性侵蚀，三是混凝土某些水化产物与侵蚀性介质反应，生成膨胀性产物的膨胀性侵蚀。（1）溶出性侵蚀•低碱度软水环境中，渗透性较大的混凝土在一定压力流动水的作用下，水化产物会不断溶出并流失。Ca（OH）2是维持水化产物的重要条件，Ca（OH）2的溶出使水化硅酸钙与水化铝酸钙失去稳定性而水解、溶出，这些水化物的流失使混凝土强度不断降低。（2）溶解性侵蚀•分为酸、碱侵蚀两种。•a、酸侵蚀：含高浓度C02的地下水、酸雨、工业废水以及微生物代谢作用都可以形成混凝土酸侵蚀的酸性水来源。当酸性水PH值小于6.5时就会对混凝土造成酸性侵蚀，酸与Ca（OH）2反应生成可溶性钙盐并溶出，使混凝土的碱度和强度不断降低而逐层破坏。另外，硫酸根离子还参与类似于硫酸盐侵蚀的反应，氯离子还会引起钢筋锈蚀，因此，硫酸盐的破坏作用更为严重。•b、碱侵蚀分化学和结晶两方面。化学侵蚀是苛性碱与水泥石中的水化硅酸钙、水化铝酸钙等水化产物反应生成胶结性差、易于浸析的产物所致。当混凝土与强碱溶液接触并处于干湿交替的环境中，或者一侧接触苛性碱溶液，另一侧具有蒸发面时，碱与空气中扩散进入混凝土的C02作用生成碳盐晶体，体积成倍增长，产生结晶压力，对混凝土产生破坏作用（3）膨胀性侵蚀•硫酸盐与水泥水化产物发生反应生成钙矾石、石膏和钙硅石，体积增大，对混凝土产生膨胀破坏作用。硫酸镁还能与水化硅酸钙发生反应，破坏其胶凝性，产生更强的破坏作用。另外，在干湿交替环境中，硫酸盐在混凝土孔隙中结晶膨胀，也会使混凝土产生破坏。抗化学腐蚀措施•降低水泥熟料中铝酸三钙的含量(5%)。•混凝土中掺入一定量的矿渣或粉煤灰。•掺加高效减水剂降低水胶比和用水量,以提高混凝土密实性。•在严重侵蚀环境下,在混凝土表面采取特殊防腐蚀措施,避免环境水直接接触混凝土。盐类结晶侵蚀环下的防腐蚀处理（涮的防腐涂料）盐类结晶侵蚀环下的防腐蚀处理（涮防水防腐涂料）3、混凝土中的钢筋锈蚀•钢筋锈蚀对钢筋混凝土结构的可靠性、使用寿命等有很大的影响。•混凝土中的孔溶液呈碱性，其PH值约为12～13，混凝土在强碱环境中，钢筋表面形成一层致密的钝化膜，从而使钢筋处于钝化状态不发生锈蚀。•当混凝土碱性降低，钢筋表面的钝化膜全部或局部遭到破坏，钢筋表面的不同部位出现较大的电位差，形成阳极和阴极，当有水分和氧气时，钢筋就会发生电极反应而开始生锈。•对钢筋侵蚀危害最大的是CI-1，混凝土中的CI-1来源于内掺和外掺，内掺主要来源于骨料、水和外加剂，外掺主要来源于环境中的CI-1。CI-1腐蚀速快，短期危害相当明显。CI-1环境下钢筋腐蚀过程分三个阶段：①腐蚀诱导阶段。是CI-1通过混凝土保护层到达钢筋表面并积聚到临界浓度。临界浓度是指混凝土中钢筋位置处引起钢筋抗腐蚀的CI-1最低水平。当CI-1浓度达到临界值，CI-1就会局部渗进氧化铁层，引起氧化铁层溶解，更进一步引起钢筋腐蚀。②腐蚀发展阶段。由于钢筋开始锈蚀并引起体积膨胀、微裂缝产生、钢筋截面损失和黏结强度损失。③腐蚀破坏阶段。从混凝土保护层因钢筋锈蚀开裂到混凝土结构失效所需要的时间。•碳化---空气中二氧化碳通过孔隙进入砼内与氢氧化钙反应生成碳酸钙,使碱度从PH12.5降到PH9，使混凝土中性化。中性化过程称为碳化。•二氧化碳只能在孔隙内空气中扩散,完全水饱和的混凝土是不会碳化的。•碳化最大的危害是引起钢筋锈蚀，从而影响混凝土的耐久性。•混凝土保持适当的高碱度，不仅保护钢筋，还保持水泥水化产物的稳定性。保持一定碱度是水泥石中各水化产物能稳定存在并保持良好的胶结能力的必要条件。碳化过程中混凝土碱度降低，水泥水化产物分解，最终会导致混凝土强度降低或丧失。•碳化过程中释放出水化产物中的结晶水，使混凝土产生了不可逆的收缩，碳化收缩若在条件约束下进行，往往引起表面裂纹，由此又加剧了碳化过程。碳化使混凝土变脆，构件延性变差。•碳化过程中释放出水化产物中的结晶水，使混凝土产生了不可逆的收缩，碳化收缩若在条件约束下进行，往往引起表面裂纹，由此又加剧了碳化过程。碳化使混凝土变脆，构件延性变差。•防止混凝土碳化的有效措施是提高混凝土的密实度和采用覆盖层隔离二氧化碳与混凝土表层接触。4、碱-骨料反应破坏•碱—骨料反应是指混凝土中碱性物质与具有碱活性的骨料间发生的化学反应。碱—骨料反应会引起混凝土体积膨胀和开裂，改变混凝土的微结构，是影响混凝土耐久性最主要原因之一。•分为碱—硅酸反应和碱—碳酸反应。•碱—硅酸反应：碱(NaOH,KOH)和活性二氧化硅发生反应,生成碱硅胶会吸收微孔中的水分产生体积膨胀,当膨胀压超过混凝土抗拉强度时,会引起开裂。•碱—碳酸盐反应：破坏原因归结为白云石质石灰石骨料脱白云石化引起体积膨胀,这种反应不同于碱—硅酸反应在骨实颗粒与水泥浆的界面，而是发生于骨料颗粒内部，不过这种反应比较少,但目前还没有有效遏制办法.•碱-骨料反应的有效办法就是在混凝土中掺加磨细矿渣和粉煤灰。5、物理磨损破坏(磨蚀)•混凝土表面磨蚀有以下三种类：一是机械磨耗，如路面、机场跑道等混凝土表面受到反复摩擦、冲击造成的；二是冲磨，如桥墩、水工泄水结构物受到高速水流中夹带的泥砂，砾石颗粒的冲刷、撞击和摩擦造成的；三是空蚀，水式泄水结构物受水流速度和方向改变形成的空穴冲击作用造成的。•到目为止，混凝土磨损破坏还没有一个广泛接受的试验的评价标准。第四章铁路混凝土配合比设计的基本要求胶凝材料总量：﹤C30≤360kg/m3，C30～C35≤400kg/m3（自密性550kg/m3），C40～C45≤450kg/m3（自密性600kg/m3），C50≤480kg/m3，﹥C50≤500kg/m3。混凝土中宜适量掺加符合技术要求的粉煤灰、矿渣粉或硅灰等矿物掺和料。不同矿物掺和料的掺量应根据混凝土的施工环境条件特点、拌和物性能、力学性能以及耐久性要求通过试验确定。一般情况下，矿物掺和料掺量不宜小于胶凝材料总量的20%。当粉煤灰掺量大于30%时，混凝土水胶比不宜大于0.45。预应力钢筋混凝土及处于冻融环境中的混凝土中粉煤灰的掺量不宜大于30%。（应考虑水泥中原有的掺合料品种及掺量）•混凝土中宜适量掺加能提高混凝土耐久性能的外加剂，宜选用多功能复合外加剂。•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规定；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相应规定外，还应在混凝土中掺加具有明显抑制效能的矿物掺和料和外加剂，并经试验证明抑制有效。•钢筋混凝土结构的混凝土氯离子总含量不应超过胶凝材料总量的0.10%，预应力钢筋混凝土结构的混凝土氯离子总含量不应超过胶凝材料总量的0.06%。•不同环境下各种混凝土的配合比设计参数参阅相关规范及规定。•当混凝土原材料和施工工艺等发生变化时，必须重新选定配合比。当施工工艺和环境条件未发生明显变化、原材料的品种在合格的基础上发生波动时，可对混凝土外加剂用量、粗骨料比例、砂率进行适当调整，调整后混凝土的拌合物性能应与原配合比一致。第五章混凝土施工过程质量控制•混凝土除严格按要求控制原材料质量外，还应在施工前对有关人员进行专门的技术和操作培训，使他们对混凝土的各项性能有充分的了解，掌握应急处理问题的能力，如拌合机出现故障、混凝土拌合物不能满足施工工艺要求、计量器具突然失准等。•对混凝土的搅拌、运输、浇注、振捣、养护和拆模整个工艺流程都必须严格控制。•混凝土的搅拌必须采用自动计量强制式搅拌机拌合，集料计量误差必须保证在允许范围内，拌合时间一般控制在90～120秒。•混凝土的运输设备应根据环境条件采取保温