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北京地铁混凝土规程

来源:小侦探旅游网


北京市建设工程技术企业标准 QB

编 号:QGD-003-2008 备案号:XXX-XXX-2008

轨道交通工程

结构混凝土裂缝控制与耐久性技术规程

2008年-XX-XX 发布 2008年-XX-XX 发布

北京市轨道交通建设管理有限公司

前 言

为保证北京市轨道交通工程混凝土结构的施工质量,加强混凝土生产过程和施工过程质量控制,保证混凝土结构的耐久性,北京市轨道交通建设管理有限公司组织北京市混凝土协会外加剂分会、中冶集团建筑研究总院和参与北京市轨道交通工程建设的设计、施工、监理单位共同编制完成了《轨道交通工程结构混凝土裂缝控制与耐久性技术规程》。

本技术规程编制依据最新国家、行业和地方有关标准和规范。

本技术规程编制过程中编制组进行了广泛的调查研究,组织召开了多次专家论证会征求有关单位和专家意见,充分体现了北京市轨道交通工程的设计和施工要求、当前混凝土技术的新进展、北京市地方材料与环境特点以及节约资源和环境保护的指导思想。

本技术规程的主要内容为:总则、混凝土原材料、混凝土配合比设计、混凝土计量、拌制、运输和浇筑、混凝土养护与拆模、混凝土质量检验等。

本技术要求以黑体字标志的条文为强制性条文。

为提高标准质量,请各单位在执行本技术规程过程中,结合工程实践认真总结经验,不断积累资料,及时反馈信息,以供修订时参考。

本技术规程由北京市轨道交通建设管理有限公司负责解释。

主编单位:北京市轨道交通建设管理有限公司 参编单位: 北京市混凝土协会外加剂分会

中冶集团建筑研究总院

参编人员:罗富荣、马昕、佟丽华、徐凌、张成满、贺颖、

杨思忠、郝挺宇、王子明、苏波、宋作宝、王军民

目 录

1 总 则 .............................................................................................................................................. 1 2 混凝土原材料 ................................................................................................................................... 2

2.1 水泥........................................................................................................................................ 2 2.2 骨料........................................................................................................................................ 2 2.3 高性能减水剂 ........................................................................................................................ 4 2.4 水............................................................................................................................................ 6 2.5 掺合料 .................................................................................................................................... 6 3 混凝土配合比设计 ........................................................................................................................... 8 4 混凝土计量、拌制、运输和浇筑 ................................................................................................. 10

4.1 一般规定 .............................................................................................................................. 10 4.2 计量...................................................................................................................................... 11 4.3 拌制...................................................................................................................................... 11 4.4 运输...................................................................................................................................... 12 4.5 浇筑...................................................................................................................................... 12 5 混凝土的养护与拆模 ..................................................................................................................... 16

5.1 养护...................................................................................................................................... 16 5.2 拆模...................................................................................................................................... 17 6 混凝土质量检验 ............................................................................................................................. 19

6.1 一般规定 .............................................................................................................................. 19 6.2 检验要求 .............................................................................................................................. 19 本技术规程用词说明 ........................................................................................................................... 22

1 总 则

1.0.1 为保证北京市轨道交通工程混凝土结构的施工质量,加强混凝土生产过程和施工过程质量控制,促进技术进步,有利于控制混凝土结构裂缝、确保混凝土结构的耐久性、节约资源和环境保护,制定本技术规程。

1.0.2 本技术规程适用于北京市轨道交通工程地下结构、高架结构、道床结构与附属地面建筑结构的主体结构现浇混凝土施工和预制构件混凝土施工。

1.0.3 混凝土工程除应符合本技术规程外,尚应符合相关国家、北京市现行标准、规范的规定和设计要求。

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2 混凝土原材料

2.1 水泥

2.1.1 应采用符合现行国家标准《通用硅酸盐水泥》(GB175)的普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥。水泥比表面积宜小于350m2/kg;水泥碱含量应小于0.6%。水泥中不得掺加窑灰。

2.1.2 进场的每个批号水泥的安定性、凝结时间、强度、比表面积为必检项目;烧失量、氧化镁、氯离子、碱含量、三氧化硫、不溶物为定期检验项目。设计有其它要求时,尚应检验其它性能。

2.1.3 水泥应按不同生产厂家、品种、强度等级分别存储在专用仓罐内。水泥存储不宜超过三个月。对存储超过三个月的水泥,应重新进行物理性能检验,并按复验的结果使用。

2.1.4 严禁使用有结块的水泥。严禁不同品牌和强度等级的水泥混用。 2.1.5 水泥的进场温度不宜高于60℃;不应使用温度大于60℃的水泥拌制混凝土。

2.2 骨料

2.2.1 粗骨料应选用级配合理、粒形良好、质地坚固的洁净碎石,不宜采用砂岩碎石。应根据混凝土的强度等级和工程部位选择粗骨料的种类,配制C50(含C50)以上等级的混凝土、预应力结构混凝土以及易开裂的墙体部位混凝土,宜选用山碎石。

2.2.2 粗骨料的最大公称粒径不得超过构件截面最小尺寸的1/4,且不得超过钢筋最小净间距的3/4。配制C50及以上等级的混凝土时,粗骨料最大公称粒径不应大于25mm。

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2.2.3 应采用二级或多级级配粗骨料,粗骨料的堆积密度宜大于1500kg/m3,紧密密度的空隙率宜小于40%。

2.2.4 粗骨料的质量要求除应满足《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》(JGJ52)外,还应满足表2.2.4的规定。

表2.2.4 北京市轨道交通工程用粗骨料的质量要求

强度等级 项 目 含泥量(%) 泥块含量(%) 针、片状颗粒含量(%) 坚固性指标(%) 氯离子含量(%) ≥C55 ≤0.5 ≤0.20 ≤8 ≤5 <0.02 C50~C30 ≤1.0 ≤0.5 ≤10 ≤8 2.2.5 细骨料应优先选用II区中砂,不得单独使用细砂和特细砂。采用天然砂配制混凝土时,砂的质量要求除应满足《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》(JGJ52)外,还应符合表2.2.5的规定。

表2.2.5 北京市轨道交通工程用天然砂的质量要求

强度等级 项 目 含泥量(%) 泥块含量(%) 坚固性指标(%) 氯离子含量(%) ≥C55 ≤2.0 ≤0.5 ≤5 C50~C30 ≤3.0 ≤1.0 ≤8 <0.02 颜色不应深于标准色,如深于标准色,则应按水泥胶砂强度试验方法进行强有机物含量(用比色法试验) 度对比试验,抗压强度比不应低于0.95。 2.2.6 采用人工砂或混合砂配制混凝土时,砂的质量要求除应满足《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》(JGJ52)外,还应符合表2.2.6的规定。

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表2.2.6北京市轨道交通工程用人工砂或混合砂的质量要求

强度等级 项 目 MB<1.4 或合格 石粉含量(%) MB≥1.4 或不合格 泥块含量(%) 氯离子含量(%) 压碎值指标(%) ≥C55 ≤5.0 ≤2.0 ≤0.5 <0.02 ≤25 C50~C30 ≤7.0 ≤3.0 ≤1.0 2.2.7 骨料的碱活性应符合《预防混凝土结构工程碱集料反应规程》(DBJ 01-95)的规定。

2.2.8 骨料中严禁混入烧结物等影响混凝土性能的有害物质,也不得混入粉煤灰、水泥和外加剂等粉状材料。冬季施工时不得含有冰、雪。

2.2.9 骨料不宜直接露天堆放、暴晒,宜分级堆放,堆场上方宜设罩棚。高温季节,骨料使用温度不宜大于28℃。

2.3 高性能减水剂

2.3.1应采用聚羧酸系高性能减水剂,并根据不同季节、不同施工工艺分别选用早强型、标准型、缓凝型或防冻型产品,其中早强型产品为预制构件专用型。

2.3.2 按照标准规定的基准原材料和基准配合比检验高性能减水剂性能,其混凝土性能指标检验结果应符合表2.3.2的规定;施工过程中抽样检验高性能减水剂性能时,可采用实际工程使用的原材料参照标准规定的基准配合比进行,其混凝土性能指标检验结果应符合表2.3.2的规定。

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表2.3.2 混凝土性能指标 试验项目 减水率,%,不小于 泌水率比,%,不大于 含气量,% 凝结时间初凝 之差,min 终凝 1小时坍落度保留值,mm,不小于 1d 3d 抗压强度比,%,不小于 7d 28d -7d -7+28d -7+56d 28d收缩率比,%,28d 不大于 早强型 25 50 2.0~4.0 -90~+90 — 180 170 — 130 — — — 105 标准型 25 60 3.0~6.0 -90~+120 150 — 160 150 140 — — — 105 缓凝型 25 70 3.0~6.0 >+120 — 150 — 155 145 140 — — — 105 20 防冻型 -5℃ -10℃ -15℃ 25 60 3.0~6.0 –120~+120 — — — — 130 12 100 110 105 10 检验标准和方法 GB8076 GB8076 GB8076 GB8076 JC473 GB8076 GB8076 GB8076 GB8076 JC475 JC475 JC475 GB8076 2.3.3 高性能减水剂出厂检验项目、检验频率和指标应符合表2.3.3的规定。

表2.3.3 高性能减水剂出厂检验项目、检验频率和指标 试验项目 氨含量,%,不大于 甲醛含量(按折固含量计),%,不大于 总碱量(以Na2O+0.658K2O计),%,不大于 氯离子含量(按折固含量计),%,不大于 硫酸盐含量(以Na2SO4计),%,不大于 减水率,%,不小于 含固量 密度 早强型 — 标准型 — 0.05 生产厂控制值 生产厂控制值 生产厂控制值 缓凝型 — 防冻型 0.1 检验频率 每年至少一次 每年至少一次 每3个月至少一次 每3个月至少一次 每3个月至少一次 每批号必测 每批号必测 每批号必测 25 S>25%时,应控制在0.95S~1.05S; S≤25%时,应控制在0.90S~1.10S; D>1.1时,应控制在D±0.03; D≤1.1时,应控制在D±0.02; -5-

pH值 应在生产厂控制范围内 每批号必测 注:1、 生产厂应在相关的技术资料中明示产品匀质性指标的控制值; 2、 表中的S和D分别为含固量和密度的生产厂控制值。

2.3.4 高性能减水剂使用前,应使用工程现场用水泥做适应性试验,不得有假凝、速凝、分层或离析现象。高性能减水剂进厂检验项目、检验频率和指标应符合表2.3.4的规定。

表2.3.4 高性能减水剂进厂检验项目、检验频率和指标

试验项目 减水率,%,不小于 坍落度损失 密度 pH值 早强型 标准型 25 1小时坍落度保留值合格 D>1.1时,应控制在D±0.03; D≤1.1时,应控制在D±0.02; 应在生产厂控制范围内 缓凝型 防冻型 检验频率 每批号必测 每批号必测 每批号必测 每批号必测 注:1、生产厂应在相关的技术资料中明示产品匀质性指标的控制值; 2、表中的D为密度的生产厂控制值。 2.3.5 高性能减水剂释放氨限量应符合现行国家标准《混凝土外加剂释放氨限量》GB18588的相关规定。

2.3.6 高性能减水剂引入混凝土中的碱含量(以Na2O+0.658K2O计)应小于0.3kg/m3。

2.3.7 高性能减水剂引入混凝土中的氯离子含量应小于0.02kg/m3。 2.3.8 高性能减水剂引入混凝土中的硫酸盐含量(以Na2SO4计)应小于0.2kg/m3。

2.4 水

2.4.1 混凝土拌合用水应符合现行国家标准《混凝土用水标准》(JGJ63)的规定。高温季节施工时,水温不宜大于20℃。

2.5 掺合料

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2.5.1 采用的粉煤灰矿物掺合料,应符合现行国家标准《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》(GB1596)的规定。粉煤灰的级别不应低于Ⅱ级,且粉煤灰的需水量比应不大于100%,烧失量应小于5%。严禁采用C类粉煤灰和Ⅱ级以下级别的粉煤灰。

2.5.2 采用的矿渣粉矿物掺合料,应符合现行国家标准《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》(GB/T18046)的规定。 矿渣粉的比表面积应小于450m2/kg,流动度比应大于95%,28d活性指数不宜小于95%。

2.5.3 掺合料在运输与存储过程中,应有明显标志。严禁与水泥等其它粉状材料混装、混储。

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3 混凝土配合比设计

3.0.1 混凝土配合比应根据原材料品质、混凝土强度等级、混凝土耐久性以及施工工艺对工作性的要求,通过计算、试配、调整等步骤选定。

3.0.2 轨道交通工程混凝土配合比设计时,混凝土最小胶凝材料用量不应低于300 kg/m3,其中最低水泥用量不应低于220kg/m3。配制防水混凝土时最低水泥用量不宜低于260kg/m3。混凝土最大水胶比不应大于0.45。

3.0.3 单独采用粉煤灰作为掺合料时,硅酸盐水泥混凝土中粉煤灰掺量不应超过胶凝材料总量的35%,普通硅酸盐水泥混凝土中粉煤灰掺量不应超过胶凝材料总量的30%。预应力混凝土中粉煤灰掺量不得超过胶凝材料总量的25%。

3.0.4 采用矿渣粉作为掺合料时,应采用矿渣粉和粉煤灰复合技术。混凝土中掺合料总量不应超过胶凝材料总量的50%,矿渣粉掺量不得大于掺合料总量的50%。

3.0.5 当混凝土结构服役中可能遇到硫酸盐腐蚀环境时,混凝土中应掺加矿渣粉和粉煤灰掺合料,具体掺量应通过试验确定。

3.0.6 理论配合比应校核单方混凝土氯离子含量。钢筋混凝土中氯离子含量不应超过胶凝材料总量的0.10%。预应力混凝土中氯离子含量不应超过胶凝材料总量的0.06%。

3.0.7 配制的混凝土应符合《预防混凝土结构工程碱集料反应规程》(DBJ 01-95)中关于重点工程混凝土碱含量的规定,单方混凝土中总碱含量不得大于3.0kg。

3.0.8 配制的混凝土除满足抗压强度、抗渗等级等常规设计指标外,还

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应考虑满足耐久性指标要求,硬化混凝土应进行氯离子扩散系数或电通量试验。除有特殊设计要求外,硬化混凝土氯离子扩散系数或电通量试验结果应满足表3.0.8的规定。

表3.0.8 混凝土氯离子扩散系数和电通量指标

强度等级 C30~C35 ≥C40 氯离子扩散系数 DRCM(×10-12m2/s) <10.0 <5.0 电通量 C6h(C) <2000 <1000 注:1. 两种试验方法可以任选一种。 2. 表中评价指标均以56d龄期混凝土试件试验结果为准。

3.0.9 对在冻融环境中服役的混凝土,应采用引气混凝土。配制的混凝土含气量或气泡间距系数应满足表3.0.9的规定。

表3.0.9 混凝土含气量和气泡间隔系数

环境条件 骨料最大粒径(mm) 15 25 40 平均气泡间隔系数(μm) 混凝土高度饱水 混凝土中度饱水 盐或化学腐蚀下冻融 6.5 6.0 5.5 250 5.0 4.5 4.0 300 6.5 6.0 5.5 200 注:表中含气量对于C50混凝土可降低0.5%,对于C60混凝土可降低1%,但不应低于3.5%。

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4 混凝土计量、拌制、运输和浇筑

4.1 一般规定

4.1.1 严禁在不清洗搅拌机情况下交替拌制聚羧酸系高性能减水剂和非聚羧酸系高性能减水剂混凝土。严禁在不清洗运输车情况下交替运输聚羧酸系高性能减水剂混凝土和非聚羧酸系高性能减水剂混凝土。严禁在不清洗泵送设备和输送管路的情况下交替泵送和输送聚羧酸系高性能减水剂和非聚羧酸系高性能减水剂混凝土。

4.1.2 清洗聚羧酸系高性能减水剂混凝土和非聚羧酸系高性能减水剂混凝土搅拌设备和运输设备时,必须设置的回收水池,严禁混合水再次用于拌制混凝土。

4.1.3 在混凝土运输过程中、浇筑入模前以及成型过程中严禁向混凝土内加水。

4.1.4 大体积混凝土施工前,宜对施工阶段混凝土浇筑体的温度、温度应力及收缩应力进行试算,确定施工阶段混凝土浇筑体的温升峰值,里表温差及降温速率的控制指标,制定相应的温控的技术措施。

一般情况下,温控指标宜不大于下列数值:

1. 混凝土浇筑体在入模温度基础上的温升值为40℃;

2. 混凝土浇筑体的里表温差(不含混凝土收缩的当量温度)为25℃; 3. 混凝土浇筑体的降温速率为2.0℃/d; 4、混凝土浇筑体表面与大气温差为20℃;

4.1.5 厚度大于800mm的明挖车站的底板(含底梁)、暗挖车站的底梁和顶梁;厚度大于500mm(含500mm)的车站、区间(含折返线)的侧墙和

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顶板(或拱部衬砌)应按大体积混凝土有关规定采取措施。超长大体积混凝土施工,应按设计要求留置变形缝,当设计无规定时,宜采用下列方法:

1、后浇带施工:后浇带的设置和施工应符合现行国家有关规范的规定; 2、跳仓法施工:底板分段长度不宜大于40m,侧墙和顶板分段长度不宜大于16m。跳仓间隔施工的时间不宜小于7天,跳仓接缝处按施工缝的要求设置和处理。

4.2 计量

4.2.1 在整个生产期间,每盘混凝土各组成材料计量结果的偏差应符合表4.2.1的规定。

表4.2.1 混凝土组成材料计量结果的允许偏差

组成材料 水泥、掺合料 粗、细骨料 水、高性能减水剂 允许偏差 ±1% ±2% ±1% 4.2.2 每一工作班正式称量前,应对计量设备进行零点校核。

4.2.3 生产过程中应测定骨料的含水率,每一工作班不应少于一次,当含水率有较大变化时,以及雨天施工时,应增加测定次数,依据检测结果及时调整用水量和骨料用量。

4.2.4 计量器具应定期检定。

4.3 拌制

4.3.1 聚羧酸系高性能减水剂混凝土搅拌时间要比普通混凝土搅拌时间适当延长。从投料到出机,混凝土总的搅拌时间不得少于60s。对于混凝土的搅拌时间,每一工作班至少应抽查二次。

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4.3.2 混凝土的坍落度应在搅拌站和浇筑地点分别取样检测,每一工作班不应少于二次。评定时应以浇筑地点的测值为准。在搅拌站和浇筑地点检测坍落度时,还应观察混凝土的和易性,不得存在泌水、离析、分层现象。

4.4 运输

4.4.1 应选用能确保浇筑工作连续进行、运输能力与混凝土搅拌机的搅拌能力相匹配的运输设备运输混凝土。不得采用机动翻斗车、手推车等工具长距离运输混凝土。

4.4.2 应保证混凝土在运输过程中保持均匀性,运到浇筑地点时不分层、不离析、不漏浆。

4.4.3 必要时应对运输设备采取保温隔热措施,防止局部混凝土温度升高(夏季)或受冻(冬季)。应采取适当措施防止罐内水分蒸发和外部水分进入运输容器。

4.4.4 应尽量减少混凝土的转载次数和运输时间。从搅拌机卸出混凝土到混凝土浇筑完毕的延续时间不宜超过180 min。

4.4.5 当搅拌罐车到达浇筑现场,坍落度不能满足要求时,应采取相应措施,严禁加水。混凝土拌合物均匀一致达到施工要求后方可喂入泵车受料斗或混凝土料斗。

4.5 浇筑 (Ⅰ)浇筑前的准备

4.5.1 模板安装应按现行国家标准《地下铁道工程施工及验收规范》(GB50299)执行,确保安装牢固。夏季施工时,对于桥梁和车站墙体等易裂结构宜优先采用钢模板。

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4.5.2 混凝土浇筑前应对支架、模板、钢筋、保护层和预埋件等分别进行检查验收。为保证车站、隧道二衬、桥梁等结构混凝土保护层厚度符合要求,应采用高强高耐久性专用砂浆垫块作为支架。模板内的杂物、积水和钢筋上的污垢应清理干净。箱梁施工时,底模上遗留的木屑等杂物严禁用水冲洗,用风吹方式清理模板时必须设置杂物出口。模板如有缝隙、应填塞严密,模板内面应涂刷脱模剂。

4.5.3 应根据工程设计条件、混凝土的供给能力,运输、浇筑机械的能力,气候条件,施工管理水平等事先设计浇筑方案,包括浇筑起点、浇筑进展方向和分层厚度等。

浇筑用设备应满足聚羧酸系高性能减水剂混凝土的要求。 混凝土浇筑过程中,不得无故更改确定的浇筑方案。

4.5.4 混凝土入模前,应测定混凝土的温度、坍落度和含气量等性能,不满足要求的混凝土不得入模。

(Ⅱ)浇筑

4.5.5 不同强度等级,不同配合比的混凝土不得混合浇筑。当不同强度等级混凝土必须接茬浇筑时,应先浇高强度等级混凝土。

4.5.6 混凝土入模坍落度应根据施工部位和施工工艺确定。

4.5.7 混凝土应不离析、不泌水。预制构件混凝土坍落度宜小于120mm。隧道二衬、箱梁(含预制梁)以及配筋密集的顶梁等难以振捣部位的混凝土入泵坍落度宜控制在200±20mm或采用自密实混凝土施工。其他部位现浇混凝土入泵坍落度宜控制在160±20mm。

4.5.8 对有抗冻要求的混凝土应进行现场含气量测定,入泵混凝土含气

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量应满足配合比控制值的要求。同一次浇筑的同结构部位混凝土现场至少测定一次含气量。

4.5.9 在高温季节浇筑混凝土时,混凝土入模温度应小于30℃,应避免模板和新浇筑的混凝土直接受阳光照射。混凝土入模前模板和钢筋的温度以及附近的局部气温均不应超过40℃。混凝土成型后应及时覆盖,并应尽可能避开炎热的白天浇筑混凝土。

4.5.10 在低温条件下(当昼夜平均气温低于5℃或最低气温低于-3℃时)浇筑混凝土时,应采取适当的保温防冻措施,防止混凝土提前受冻。保温防冻措施应满足施工安全要求。

4.5.11 在相对湿度较小、风速较大的环境下浇筑混凝土时,应采取适当挡风措施,防止混凝土失水过快,此时应避免浇筑有较大暴露面积的构件。雨季施工时,必须有防雨措施。

4.5.12 在每个浇筑区段内应连续浇筑混凝土,不得中断,以避免出现冷缝。混凝土接茬时间不得超过90分钟。

4.5.13 混凝土浇筑时的自由落距应小于3m。超过3m时,应通过串筒、溜管或振动溜管等设施下落。

(Ⅲ)振捣和成型

4.5.14 可采用插入式振动棒、附着式振捣器、表面平板振捣器等设备振捣混凝土。采用振动棒振捣时应避免碰撞模板、钢筋及预埋件。

4.5.15 应按事先规定的工艺路线和方式振捣混凝土,在混凝土浇筑过程中应及时将入模的混凝土均匀振捣密实,不得随意加密振点或漏振,每点的振捣时间以表面泛浆或不冒大气泡为准,一般不宜超过30s。

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4.5.16 采用插入式振捣棒振捣混凝土时,宜采用垂直点振方式振捣。若需变换振捣棒在混凝土拌合物中的水平位置,应首先竖向缓慢将振捣棒拔出,然后再将振捣棒移至新的位置,不得将振捣棒放在拌合物内平拖,也不得用插入式振捣棒平拖驱赶下料口处堆积的混凝土拌合物。

4.5.17 在振捣混凝土过程中,应加强检查模板支撑的稳定性和接缝的密合情况,以防漏浆。混凝土浇筑完成后,应仔细将混凝土暴露面压实抹平,抹面时严禁洒水。

4.5.18 明挖车站、通道、风道的底板、中楼板和顶板,暗挖车站、区间(含折返线)、通道和风道的仰拱,混凝土浇筑完毕后,在混凝土终凝前应进行多次抹压并进行覆盖,边抹压边覆盖;最后一次抹压时,采取“边掀开、边抹压、边覆盖”的措施,覆盖材料应与混凝土表面严密粘贴,以抑制混凝土由于塑性沉陷和表面失水过快而产生的非结构性表面裂缝。已经出现的表面裂缝,应在混凝土终凝前予以修整。

4.5.19 混凝土强度达到1.2MPa前,不得在其上踩踏或安装模板及支架。 4.5.20 在浇筑混凝土时,应按相关规范的规定制作拆模和强度合格评定的试件。需要时,还应制作抗冻、抗渗或其它性能试验用的试件。

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5 混凝土的养护与拆模

5.1 养护

5.1.1 混凝土振捣完成后,应及时对混凝土暴露面进行紧密覆盖(可采用蓬布、塑料布等进行覆盖),尽量减少暴露时间,防止表面水分蒸发。

5.1.2 混凝土带模养护期间,应采取带模包裹、浇水、喷淋洒水或通蒸汽等措施进行保湿或潮湿养护。

5.1.3 明挖车站、风道、通道、风道的底板、中楼板和顶板混凝土宜采取覆盖并洒水方式养护,车站的顶板宜采用蓄水方式养护。暗挖车站、区间(含折返线)、通道、风道等,宜采用洒水方式养护,亦可涂刷养护剂养护。

5.1.4 混凝土保温保湿养护时间应不少于7天,且达到混凝土设计强度等级值75%以上。

5.1.5 混凝土养护期间应注意采取保温措施,防止混凝土表面温度受环境因素影响(如曝晒、气温骤降等)而发生剧烈变化。养护期间混凝土浇筑体的里表温差不宜超过25℃、混凝土浇筑体表面与大气温差不宜超过20℃。大体积混凝土施工前应制定严格的养护方案,控制混凝土内外温差满足设计要求。

5.1.6 对于严重腐蚀环境下混凝土,应适当加强养护措施。

5.1.7 对于盾构管片,蒸汽养护结束后应继续采取二次养护措施保湿养护7天以上,冬期施工严禁采用室外泡水养护方法。大型预制构件脱模后宜采用涂刷养护剂的方法继续养护。

5.1.8 混凝土养护期间,应对有代表性的结构进行温度监控,定时测定混凝土芯部温度、表层温度以及环境气温、相对湿度、风速等参数,并根据

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混凝土温度和环境参数的变化情况及时调整养护制度,严格控制混凝土表里温差满足要求。

5.1.9 混凝土养护期间,应对混凝土的养护过程作详细记录,并建立严格的岗位责任制。

5.2 拆模

5.2.1 混凝土拆模时的强度应符合设计要求。当设计未提出要求时,应符合下列规定:

1、侧模应在其表面及棱角不因拆模而受损时,方可拆除。 2、底模应在混凝土强度符合表5.2.1的规定后,方可拆除。

表5.2.1 拆除底模时所需混凝土强度

结构类型 结构跨度(m) ≤2 2~8 >8 ≤8 >8 ≤2 >2 达到混凝土设计强度等级值的百分比(%) 50 75 100 75 100 75 100 板、拱 梁 悬臂梁(板) 5.2.2 明挖车站、通道、风道的侧墙,拆模时间不宜早于3天;拆模后宜采用涂刷养护剂的方法养护。涂刷养护剂时,必须边拆模边涂刷,不得延误涂刷时间和漏刷。

5.2.3 混凝土的拆模时间除需考虑拆模时的混凝土强度外,还应考虑到拆模时的混凝土温度不能过高,以免混凝土接触空气时降温过快而开裂,更不能在此时浇筑凉水养护。混凝土内部开始降温以前以及混凝土内部温度最高时不得拆模。

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一般情况下,结构或构件混凝土的里表温差大于25℃、混凝土表面与大气温差大于20℃时不宜拆模。大风或气温急剧变化时不宜拆模。在炎热和大风干燥季节,应采取逐段拆模、边拆边盖的拆模工艺。

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6 混凝土质量检验 6.1 一般规定

6.1.1 为了确保混凝土结构工程质量,对主要原材料(水泥、高性能减水剂)、预制构件生产企业和混凝土搅拌站实行资格准入制度,对混凝土搅拌站实行驻站监理制度。

6.1.2 当混凝土试件检验结果评定不合格或对混凝土实体质量产生怀疑时,应进行混凝土实体质量检验。

6.2 检验要求

6.2.1 施工前混凝土搅拌站(包括预制构件企业)和监理单位应对所使用的混凝土原材料质量进行检验,检验内容包括:产品合格证、出厂检验报告和型式检验报告。混凝土搅拌站(包括预制构件企业)应按照混凝土工作性要求、混凝土强度等级、抗渗等级和耐久性要求分别进行混凝土配合比设计。混凝土配合比首次开盘时监理单位应进行旁站。

6.2.2 施工过程中混凝土搅拌站(包括预制构件企业)应对原材料进行进场检验。进场检验项目和检验频次应符合表6.2.2的要求。监理单位应对水泥、粉煤灰、矿渣粉和高性能减水剂进行见证试验。

表6.2.2 原材料进场检验项目及检验频次

原材料名称 水泥 检验项目 比表面积、凝结时间、安定性、强度 细度、烧失量、需水量比 检验频次 同厂家、同编号、同品种、同强度等级、同出厂日期的散装水泥每1000t检验一次,当不足1000t时,也需检验一次。 同厂家、同编号、同品种、同出厂日期的产品每200t检验一次,不足200t也需检验一次。 同厂家、同编号、同品种、同出厂日期的产品每200t检验一次,不足200t也需检验一次。 -19-

粉煤灰 矿渣粉 比表面积、流动度比

外加剂 满足本规程2.3.4条规定 同厂家、同编号、同品种、同出厂日期的产品每60t检验一次,不足60t也需检验一次 颗粒级配、压碎值指标、3连续供应同厂家、同规格的粗骨料400m(或600t)检粗骨料 针、片状颗粒含量、含3验一次,不足400m(或600t)也需检验一次。 泥量、泥块含量 筛分、细度模数、含泥量(石粉含量细骨料 *)、泥块*含量、云母含量、轻物质含量、压碎值指标 连续供应同厂家、同规格的细骨料400m(或600t)检3验一次,不足400m(或600t)时也需检验一次。 3注:带“*”项目表示采用非天然砂时需要进行检验的项目。

6.2.3 施工过程中应对混凝土工作性、强度、抗渗等级等性能进行检验。检验项目、检验频次、取样和试件留置、检验结果应满足国家相关标准和北京市地方标准《混凝土结构工程施工质量验收规程》(DBJ01-82)的要求。监理单位应按照相关规定进行见证试验。

6.2.4 施工过程中应对结构混凝土进行耐久性能检验。除有特殊耐久性设计要求的混凝土外,施工单位检验项目和检验频率应满足表6.2.4的规定。

表6.2.4 混凝土耐久性能检验项目和检验频次

检验项目 氯离子扩散系数或电通量 检验频次 同施工标段、同施工工艺、同配合比混凝土至少检验一次。 同施工标段、同施工工艺、同配合比混凝土至抗冻性(有设计要求时) 少检验一次。 氯离子扩散系数(RCM法) 测试方法、试验取样和试件留置参见《混凝土结构耐久性设计与施工指南》(CCES 01-2004)。

电通量测试方法、试验取样和试件留置参见《高性能混凝土应用技术规程》(CECS 207-2006)。

抗冻性检验可以采用现场混凝土含气量检验或间隔系数检验。混凝土含气量为从现场新拌混凝土中取样用含气量测定仪(气压法)测得的平均值,

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允许绝对误差为±1.5%,测定方法参见《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》(GB/T50080)。气泡间隔系数为从结构实体或同条件养护试件混凝土中取样(芯)测得的数值,用直线导线法测定,根据抛光混凝土截面上气泡面积推算三维气泡平均间隔,方法参见《水工混凝土试验规程》(DL/T5150)。

监理单位见证取样和送检的比例不得低于施工单位应取样数量的30%。 6.2.5 在混凝土施工过程中,如更换水泥、外加剂、矿物掺合料和骨料等主要原材料供应单位、品种和规格,应重新进行混凝土配合比选定试验,以保证混凝土拌合物性能、力学性能和耐久性能满足要求。

6.2.6 对施工过程中检验混凝土强度等级、抗渗等级和耐久性能的检验试件,应在混凝土浇注地点随机抽取,同一批试件应从同一盘混凝土或同一车运送的混凝土中取出。

6.2.7 混凝土实体质量检验内容包括:外观质量检验、钢筋保护层厚度检验、强度检验和渗透性能检验。

外观质量检验、钢筋保护层厚度检验和强度检验应满足国家相关标准和北京市地方标准《混凝土结构工程施工质量验收规程》(DBJ01-82)的要求。

实体渗透性能检验应在不影响结构安全的情况下,选择有代表性的结构部位取芯进行氯离子扩散系数检验或电通量检验。预制混凝土构件或预应力混凝土构件可采用同条件养护试件代替。检验结果应满足第3.0.的规定。

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本技术规程用词说明

1 为了便于在执行本技术规程条文时区别对待,对要求严格程度不同的用词说明如下:

(1)

表示严格,非这样做不可的用词: 正面词采用―必须‖;反面词采用―严禁‖。 (2)

表示严格,在正常情况下均应这样做的用词: 正面词采用―应‖;反面词采用―不应‖或―不得‖。 (3)

表示允许稍有选择,在条件许可时首先这样做的用词: 正面词采用―宜‖;反面词采用―不宜‖。

表示有选择,在一定条件下可以这样做的,采用―可‖。

2 技术规程中指定应按其它有关标准、规范执行时,写法为:―应符合……的规定‖或―应按……执行‖。

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轨道交通工程

结构混凝土裂缝控制与耐久性技术规程

部分条文说明

北京市轨道交通建设管理有限公司

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1 总 则

1.0.1 该条阐述了本规程编制的目的。2008年北京市轨道交通通车里程近200km,根据2007年北京市《城市快速轨道交通规划》,预计2015年北京轨道交通将达到561km,2020年将达到700km,北京轨道交通将迎来新一轮建设高潮。为了加强混凝土的质量控制,确保混凝土结构的耐久性,有利于节约资源和可持续发展,特编制本规程。

1.0.2 该条规定了本规程的适用范围。本规程适用于影响北京轨道交通工程所有主体结构,既适用于现浇混凝土施工,也适用于预制构件混凝土施工,提出的指标和控制措施综合考虑了北京地区的气候特点、原材料状况、环境条件、施工技术水平等因素。

1.0.3 本规程是在国家、行业标准规范最新版本基础上,参考了国内外最新研究成果编制的,部分重要性能指标的要求高于现有标准和规范。

本规程的编写主要参考和引用了下列规范、规程: 1、《地铁设计规范》(GB50157-2003)

2、《地下工程防水技术规范》(GB50108-2001,2008报批稿) 3、《大体积混凝土施工技术规范》(新制订国标报批稿) 4、《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2002)

5、《混凝土结构耐久性设计与施工指南》(CCES 01-2004, 2005修订版) 6、《建筑用砂》(GB/T14684-2001) 7、《建筑用卵石、碎石》(GB/T14685-2001)

8、《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》(JGJ52-2006) 9、《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》(GB/T18046-2008) 10、《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》(GB1596) 11、《混凝土外加剂》(GB8076-2009报批稿) 12、《聚羧酸系高性能减水剂》(JG/T223-2007) 13、《混凝土泵送剂》(JC473-2001) 14、《防冻剂》(J C475-2004)

15、科技基[2005]101号《客运专线高性能混凝土暂行技术条件》 16、科技技[2006]104号《客运专线高性能混凝土用外加剂产品检验细则》 17、《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》(铁建设【2005】157号) 18、《高性能混凝土应用技术规程》(CECS 207-2006)

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2 混凝土原材料

2.1 水泥

2.1.1 现行国家水泥标准《通用硅酸盐水泥》(GB175)取消了P·O32.5水泥,水泥活性提高。新标准规定水泥比表面积不小于300m2/kg,未规定水泥细度上限。虽然水泥细度增大可以提高水泥水化速率和混凝土早期强度,有利于加快工程进度,但是混凝土体积稳定性降低,不利于控制结构裂缝,根据目前北京市水泥细度现状,本规程限定水泥比表面积不宜大于350m2/kg更有利于保证结构耐久性。

水泥的碱含量直接影响混凝土的体积稳定性以及与外加剂的适应性。美国垦务局的R.Burrows经过大量工程调查和试验研究发现,采用活性骨料和高碱水泥,即使不发生碱骨料反应,也可能由于高含碱量导致混凝土收缩而开裂,因此Burrows建议水泥中的碱含量不超过0.6%Na2O当量,本规程采用了这一建议。

2.1.2 水泥本身的性质及有害成份含量直接关系到混凝土的耐久性,因此应严格控制。水泥厂家出据的出厂检测报告,应该涵盖本规程要求的所有指标。搅拌站应重视对每批进厂水泥实际性能的复检。水泥的安定性、凝结时间应按《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》(GB/T1346)检验;强度按《水泥胶砂强度检验方法(ISO法)》(GB/T17671)检验;比表面积按《水泥比表面积测定方法(勃氏法)》(GB8074)检验;碱含量、烧失量、氧化镁、氯离子、三氧化硫和不溶物按《水泥化学分析方法》(GB/T176)检验。根据需要,可按《水泥强度快速检验方法》(JC/T738-2004)对水泥强度进行快速评定,为混凝土配合比设计提供依据。

2.1.3 不同厂家、不同品种的水泥性能指标一般不同,与外加剂的适应性也不同,混合使用必然影响混凝土性能。因此严禁不同水泥混合使用及存放。

2.1.5 目前,北京市主要使用散装水泥,夏季施工旺季,经常出现刚生产完的水泥未经熟化直接装运到搅拌站的情况,水泥的温度可达到70℃以上。水泥温度过高,不仅不利于混凝土入模温度的控制,而且使用未熟化的水泥对混凝土质量也有影响,因此,本条规定“严禁使用温度大于60℃的水泥拌制混凝土”。

2.2 骨料

2.2.1~2.2.2 我国混凝土质量不如欧美发达国家的重要原因之一是骨料质量差,具体表现在重视骨料强度、含泥量和泥块含量等指标,对骨料粒形和级配质量不够重视。骨料

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级配和粒形不好,会增加胶凝材料的用量,降低混凝土工作性,对混凝土性能不利。

砂岩骨料的吸水率可达石灰岩和石英岩的20倍左右,配制的混凝土1年龄期的收缩率约为后者的3倍左右,因此建议不采用砂岩碎石。

与卵石相比,碎石混凝土的骨料与浆体的界面有较好的结合,抗裂性好些,因此规定预应力结构混凝土以及易开裂的墙体部位混凝土,宜选用山碎石。

骨料的粒径小,自身缺陷少,混凝土抗渗性提高。当有耐久性设计要求时,应尽可能采用小粒径骨料。对于钢筋混凝土,粒径过大不能顺利通过钢筋缝隙,不利于浇筑和振捣。

2.2.3 粗骨料在运输和装卸过程中,其级配极易发生变化。为了确保骨料级配良好和稳定,有效可行的技术措施是采用多级配配制技术,也就是对粗骨料实行分级采购、分级贮存、分级计量,混凝土配料时再确定各级配碎石的具体用量。良好的级配可以使骨料具有尽可能小的空隙率,从而降低混凝土胶凝材料用量。降低粗骨料空隙率的另一种有效措施是采用反击式、锤式破碎机生产骨料,可以获得更多球形粒形的骨料产品。用这种骨料配制的混凝土,其工作性可以得到进一步的改善,因而也是骨料生产工艺发展的方向。本规程规定骨料堆积密度宜大于1500kg/m3,紧密密度的孔隙率宜小于40%。考虑到北京市骨料质量实际状况,实际使用骨料紧密密度的孔隙率可放宽至42%。

2.2.5~2.2.6 细砂和特细砂增加单方需水量,不利于配制耐久性混凝土,粗砂增加胶凝材料用量,混凝土拌合物性能往往较差,因此规定优先选用II区中砂。

一般情况下,由于人工砂的粒形不好、棱角较多,因此配制的混凝土拌合物流动性差。国内标准对石粉含量控制较严往往造成骨料中粗颗粒多,细颗粒少,对配制泵送混凝土不利。为了增加细颗粒成分,本规程允许人工砂与细砂和特细砂混合使用,但是混合比例应由试验确定,搅拌时应严格执行配料比例。应严格控制混合砂的含泥量和含粉量符合标准要求。

2.2.7 试验研究证明,北京及周遍地区用于实际工程的真正非碱活性骨料几乎没有。虽然北京地区骨料中含部分高碱活性矿物,但是大多数实际工程用骨料碱活性较低,通过控制混凝土单方含碱量以及采取使用活性混合材抑制措施,完全可以预防碱骨料反应的发生。《预防混凝土结构工程碱集料反应规程》(DBJ 01-95)对北京地区使用的混凝土骨料碱活性进行了明确分级,对不同使用环境下混凝土单方碱含量提出了明确限值,对于抑制碱硅酸反应提出了有效的预防措施,各施工单位应严格遵守。

2.2.8~2.2.9 骨料堆场设罩棚,高温季节可以防止骨料暴晒;雨雪天气可以防止骨料

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淋湿和夹杂冰雪,对于保证骨料的洁净、温度等都有较好的作用。骨料在混凝土中占80%以上,骨料的温度对于混凝土拌合物的温度有决定性作用,因此高温施工应优先考虑降低骨料温度。

2.3 高性能减水剂

2.3.1 聚羧酸系高性能减水剂在配制高性能混凝土时具有明显技术优势,主要表现在:

(1)掺量低,减水率高。萘系减水剂在饱和掺量0.75%~1.2%(折固)时,减水率在20%左右,聚羧酸系高性能减水剂在0.2%~0.3%(折固)时,减水率可达25%~40%;

(2)保塑性好,对水泥适应性强;

(3)增强效果好。以28d抗压强度为例,萘系高效减水剂28d抗压强度比一般在130%左右,而聚羧酸系高性能减水剂为150%左右;

(4)收缩低。与萘系减水剂相比,聚羧酸系高性能减水剂混凝土体积稳定性有较大的提高,降低了结构混凝土的开裂机率。28d收缩率比,掺萘系高效减水剂的混凝土一般在120%以上,而掺聚羧酸系高性能减水剂可达100%左右,甚至更低;

(5)有害成分含量少:碱含量、硫酸根离子含量、氯离子含量和甲醛等显著低于萘系减水剂的含量;

(6)绿色环保,符合可持续发展战略。

因此,本规程规定轨道交通工程混凝土应采用聚羧酸系高性能减水剂。

2.3.2 为了严格控制聚羧酸系减水剂的质量,依据相关国家标准和行业标准提出了北京轨道交通工程用聚羧酸系减水剂性能指标要求。

所有外加剂均存在和混凝土中其它材料的适应性问题,比如水泥品种变化、水泥批次变化、砂石级配变化、砂石含泥量变化。实际工作中,即使对同一种外加剂,也要根据原材料变化的情况对外加剂配方进行适当调整,以满足混凝土施工性能和其它性能的要求。如果全部采用基准原材料对掺外加剂的混凝土性能进行检验往往和实际情况相去甚远。有时用某种外加剂配制的实际施工混凝土性能很好,但用基准水泥和基准配合比检验其效果却不好。为了解决外加剂生产企业和用户之间的矛盾,本条规定“施工过程中抽样检验外加剂性能时,可采用实际工程使用的原材料参照标准规定的基准配合比进行”更符合实际情况 。

2.3.4 由于我国水泥生产技术水平参差不齐,不同厂家产品质量差异大,甚至同一厂

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家不同批次的水泥质量都有差别,这直接导致水泥与外加剂之间的相容性问题。由于水泥与外加剂相容性不好产生的假凝、速凝、超缓凝等现象,对工程危害较大。因此外加剂在正式使用之前必须验证和水泥之间的相容性。搅拌站采购的每批外加剂,进厂时必须按照表2.3.4规定的检验项目进行检验合格后才能使用。检验减水率最准确的方法是用实际原材料拌制混凝土,采用水泥净浆和砂浆检测的减水率值和用混凝土检测的减水率值并不一定是线形关系,有时甚至相差甚远,因此除非进行了充分比对试验,不建议采用水泥净浆或砂浆检验减水率。

2.3.5 城市轨道交通工程,特别是地铁工程,通风透气效果较差,因此工程材料的有害气体释放量越少越好,必须严格控制有害气体的释放量。

2.3.6~2.3.7 外加剂中的碱、氯离子和硫酸盐会影响混凝土耐久性。考虑到不同厂家提供产品浓度不同,难以规定合理的外加剂碱含量、氯离子含量和硫酸盐含量限值。因此,本规程通过规定外加剂带入混凝土中的碱含量、氯离子含量和硫酸盐含量限值的方法检验高性能减水剂质量更科学。

2.4 水

2.4.1 高温季节施工时,尽管通过加冰块、液氮等方式很容易降低混凝土的温度,但成本太贵,暂时无法推广,通过降低水温来降低混凝土拌合物的温度是最常用的做法。考虑到水温对混凝土温度影响较小,因此,规定拌合水温度不宜大于20℃。

2.5 掺合料

2.5.1~2.5.2 优质粉煤灰、矿粉等活性掺合料在混凝土中主要有三个作用:一,润滑作用。这些材料的颗粒类似一颗颗珠子,表面―光滑‖,在混凝土各成分颗粒之间起到了滚珠轴承的作用,改善新拌混凝土的工作性;二,火山灰效应(二次水化反应)。这些材料具有二次水化反应活性,即和水泥水化产生的氢氧化钙反应,产生后期强度和填充空隙;三,填充效应。一部分不参与反应的微细颗粒填充到水泥水化产物之间的空隙中去,作为填充物,增加混凝土密实性。

Ⅱ级以下的粉煤灰质量不稳定,不能起到对混凝土性能的改善作用,在地铁等工程中禁止使用。C类粉煤灰属于高钙粉煤灰,在混凝土中大量使用有可能造成混凝土体积稳定性不良,因此在地铁等工程中禁止使用。

国内有试验和工程实践证明,矿渣粉的比表面积过大和掺量过高时,混凝土收缩增加,

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不利于控制结构裂缝,因此规定矿渣粉的比表面积应小于450m2/kg。

3 混凝土配合比设计

3.0.1 耐久性混凝土的配合比设计思想是首先根据结构物所处的环境、气候条件确定其耐久性指标,并根据耐久性指标选择合适的原材料,然后根据结构和构件的施工方式和结构部位确定拌合物性能指标,根据拌合物性能指标和耐久性指标确定配合比的基本参数范围,最后经过试拌、调整,配制出各项指标均满足要求的施工用混凝土。

3.0.2 混凝土的最小胶材用量与混凝土的强度等级、施工工艺、骨料粒形、骨料级配、砂率等都有关系。由于我国地大物博、原材料种类繁多,要制定一个放之四海皆准的最小胶材用量是不现实的。针对北京地区的原材料品质状况,结合中冶集团建筑研究总院高性能混凝土研究院在京沪高速铁路高性能混凝土配合比试验研究过程中所做的原材料调研以及试验结果,参考国内相关规范,本规程规定混凝土的最小胶材用量不应低于300kg/m3。

鉴于掺合料对混凝土性能的有利作用,近年来掺合料在混凝土中的掺量不断增加,美国加州大学曾用355kg/m3(粉煤灰取代量67%)胶凝材料配制C30混凝土和390kg/m3(粉煤灰取代量50%)配制C45混凝土,用于剪力墙和基础的加固工程。中冶集团建筑研究总院高性能混凝土研究院在京沪高速铁路高性能混凝土配合比试验研究中采用总胶凝材料360kg/m3(粉煤灰35%+矿粉15%)配制C35混凝土,56d强度近45Mpa。但是,大掺量掺合料混凝土也存在一些缺点:如早期强度低,不利于快速施工;大坍落度时掺和料容易上浮,造成匀质性差;水胶比必须要低等。因此,本规程规定混凝土中最低水泥用量不应低于220kg/m3。由于北京轨道交通多数结构为地下工程结构,长期处于潮湿环境中,保证混凝土抗渗性非常重要,根据最新制订的“地下工程防水技术规范”报批稿,本规程规定“防水混凝土水泥用量不宜低于260kg/m3。”

3.0.3 由于粉煤灰的作用现在学术上还存在不同观点,并且考虑到大坍落度的大掺量粉煤灰混凝土中粉煤灰容易上浮的特点,本规程对粉煤灰最大掺量进行了。根据水泥品种规定不同掺量限值,对预应力混凝土从严控制更符合工程实际。

3.0.4 国内有试验和工程实践证明,高细度、大掺量矿渣粉增大混凝土收缩,不利于控制结构裂缝。本规程规定矿渣粉必须和粉煤灰复合使用,一方面是为了发挥其叠加效应,另一方面也通过矿粉最大掺量减少混凝土开裂的几率。

3.0.5中冶集团建筑研究总院和中国铁道科学研究院在京沪高速铁路高性能混凝土配

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合比试验研究过程中,采用大掺量掺合料混凝土技术(复掺比例40%~50%),配制的混凝土电通量低到200C左右。混凝土的根据国内外研究资料表明,这种混凝土的渗透性可以忽略不计,可以抵抗强腐蚀环境(H3、H4)。因此,规定“当混凝土结构服役中可能遇到硫酸盐腐蚀环境时,混凝土中应掺加矿渣粉、粉煤灰掺合料,其掺量必须通过试验确定”。

3.0.6 混凝土中的氯离子含量是导致钢筋混凝土中钢筋锈蚀的重要因素。因此控制混凝土中氯离子含量是配制耐久性混凝土的重要环节。对于混凝土中的氯离子含量的,各国标准规定有所不同。美国ACI混凝土结构设计规范规定钢筋混凝土的氯离子量应不超过0.3%,如环境干燥可到1%,如果处在海水等氯盐环境下工作,则应不超过0.15%,预应力混凝土不超过0.06%。因为本规程规定采用有害物质含量极低的聚羧酸系高性能外加剂,因此规定的指标和国外标准相比也是较严格的。

3.0.7~3.0.8 鉴于地铁工程结构长期处于阴暗潮湿环境,提高混凝土结构耐久性应重点突出混凝土的抗渗透性和碱骨料反应。

目前,国内外检测混凝土渗透性通常借助于电化学方法,检测方法也很多,比如RCM法、NEL法以及电通量法。虽然电通量法在使用过程中曾遭到一些质疑,但现在的试验方法已经在原始方法的基础上进行了较大的改进,避免了一些可能存在的影响,而且此方法在国际上使用较多,使用时间较长,有大量的工程实例和试验数据可供参考和比照。RCM法源于欧洲,原理清楚合理,受到国际专家广泛关注,经过各国专家学者研究改进,将被列为RILEM推荐方法。Gjørv d在1996年曾给出了用RCM法测得的氯离子渗透系数对混凝土进行等级划分的标准,见表3.0.2

表3.0.2 基于非稳态迁移试验的混凝土抵抗氯离子渗透能力

混凝土氯离子扩散系数(×10-12m2/s) >15 10~15 5~10 2.5~5 <5 抵抗能力 低 中 高 很高 极高 国外新近建造的设计寿命100年的重大工程中,有关混凝土氯离子扩散系数的数据参考如下:德国Western Scheldt海底隧道混凝土用RCM法测定28d龄期扩散系数DRCM=4.75×10-12m2/s;新加坡一座海底隧道混凝土用RCM法测定28d龄期扩散系数DRCM=2.3~2.6×10-12m2/s;荷兰Green Heart海底隧道混凝土氯离子扩散系数设计均值为DRCM=3.4×10-12m2/s;加拿大Northumberland大桥混凝土测定6个月龄期的扩散系数

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DP=0.48×10-12m2/s;加拿大安大略省要求海底隧道混凝土管片的扩散系数为0.6~1.0×10-12m2/s;青马大桥(设计寿命120年)从模拟构件中取28d龄期的混凝土芯样,采用自然浸泡法试验,规定试件在氯化钠溶液中浸泡84d后,切片测得氯离子扩散系数0.9×10-12m2/s。

3.0.9 混凝土中掺加优质引气剂是提高混凝土抗冻融性能的最有效手段。在混凝土中引入一定量尺寸优良的气泡,不但可以提高混凝土的抗冻性,还可以改善新拌混凝土的工作性,提高混凝土耐久性。一般认为非抗冻混凝土的引气量在3.0%左右比较合适,这时混凝土拌合物状态较好。

混凝土中引入气体可以提高混凝土的抗冻性,前提是气泡的尺寸、形状以及分布满足要求。如果引入的全是大气泡,含气量提高,抗冻性还有可能下降。一般用气泡间隔系数来综合评价气泡的质量,并且认为气泡间隔系数在200μm以下时,混凝土具有较好的抗冻性。但这一指标是在混凝土充分水化后测得的,不能作为验收新拌混凝土的指标。对于气泡间隔系数,欧洲国家标准中多有规定,如美国标准规定抗冻混凝土气泡间距系数不得大于200μm,德国规定不得大于250μm。

本条规定数值参考了国家标准《混凝土结构耐久性设计规范》的报批稿的规定。

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4 混凝土计量、拌制、运输和浇筑

4.1 一般规定

4.1.1~4.1.2 由于聚羧酸系减水剂与其它种类减水剂有根本的区别,当聚羧酸系减水剂和其它外加剂接触时,会发生不良化学反应,导致聚羧酸减水剂不能很好的发挥其性能,因此不仅要保证聚羧酸系减水剂和其它减水剂不混用,还要保证各种设备不能交叉使用,严禁混合清洗用水再次搅拌混凝土。应特别注意在更换减水剂之前,应充分清洗相关设备。

4.1.4~4.1.5 本规程结合轨道交通工程结构特点对大体积混凝土概念进行了细化,对温控指标进行了明确。

4.2 计量

4.2.1~4.2.4 计量是混凝土拌制过程中的重要环节,准确的计量是实现混凝土性能的必要条件。在计算施工配合比时,应该考虑骨料含水和液体外加剂中的含水。

4.3 拌制

4.3.1 聚羧酸系外加剂具有很好的保塑效果,其分子结构决定其在使用过程存在―缓释‖现象,即随着搅拌时间的延长,其作用才能完全显现出来,规定总的搅拌时间不得少于60s。

4.3.2 质量优良的新拌混凝土应做到坍落度损失小,混凝土和易性好,不存在泌水、离析和分层现象,尤其是近年来经常发生的混凝土滞后泌水现象应引起重视。因此,规定在搅拌站和浇筑地点分别取样进行坍落度检测,每一工作班不应少于二次,评定时以浇筑地点的测值为准。

4.4 运输

4.4.5 采用聚羧酸外加剂配制的混凝土也会有坍落度经时损失。当罐车到达浇筑现场坍落度不能满足要求时,宜通过现场二次添加减水剂解决。二次掺加减水剂后,应使罐车高速旋转20~30s,再将混凝土拌合物喂入泵车受料斗或混凝土料斗。

4.5 浇筑

4.5.1 根据施工部位正确选择模板类型可以减少混凝土结构裂缝。实践经验表明,控制木(竹)质覆膜模板使用次数,可以保证混凝土外观质量。对于有外观质量要求的混凝土,当采用木(竹)质覆膜模板时,模板使用次数不得大于两次。

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4.5.2使用预制的高强高耐久性专用砂浆垫块代替塑料垫块以及工地自行制作的砂浆垫块,对于保证钢筋保护层满足设计要求异常重要。采用塑料垫块往往由于刚度不够、采用自行制作的砂浆垫块往往由于强度不足极易造成钢筋保护层不能满足设计要求。使用的专用垫块强度和耐久性检测指标必须高于结构混凝土本体。

4.5.6~4.5.7 对于泵送混凝土,在保证混凝土能泵和能顺利通过钢筋间隙的前提下,尽量选取较小的坍落度。在施工过程中,工人为了易泵或易振捣,总希望混凝土坍落度越大越好。混凝土的坍落度过大,势必增加混凝土离析泌水的趋势,增加混凝土的沉降收缩。

4.5.8 由于混凝土含气量也存在经时损失,因此要求浇筑现场测试的含气量应满足控制值要求。

4.5.9~4.5.10 在冬季和夏季施工过程中,应尽量避开一天中最冷时段或最热时段,防止混凝土入模温度过高产生温控裂缝,或入模温度过低受冻。

4.5.14~4.5.20 振捣被认为是混凝土浇筑过程中最重要的步骤。美国ACI委员会把混凝土表观质量缺陷统一归结为没有充分―捣实‖所致。振捣工人需要经过专业培训或有较多的工作经验,针对不同性能的混凝土,很好的掌握振捣时间与振捣间距。严格的讲,混凝土浇筑方案应对振捣点的布置,振捣时间有明确的安排,但我国工程界目前的施工方案还不能做到如此细致。

振捣完成以后,抹面也尤为重要,一般采用两次抹面,要注意控制抹面时间。

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5 混凝土的养护与拆模

5.1 养护

5.1.1~5.1.10 混凝土的养护是保证混凝土性能的必要措施。结构表层混凝土的耐久性在很大程度上取决于施工养护过程中的温度和湿度控制。暴露于大气中的新浇混凝土表面应及时浇水或覆盖湿麻袋、湿棉毡等进行养护。如条件许可,尽可能采用蓄水或洒水养护,但在混凝土发热阶段最好采用喷雾养护,避免混凝土表面温度产生骤然变化。当采用塑料薄膜或喷涂养护膜时,应确保薄膜搭接处的密封。

由于聚羧酸系高性能外加剂混凝土早期强度发展快,总收缩较小,有利于控制裂缝,因此规定保温保湿养护期至少为7天。

5.2 拆模

5.2.1~5.2.4 混凝土拆模条件应满足设计要求或相关标准规范要求,防止因过早拆模引起表面质量缺陷,同时应考虑混凝土温度(水化热引起的)和环境温度之差,防止温差过高引起温控裂缝。

拆模之后应注意养护,防风、防雨。

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6 混凝土质量检验 6.1 一般规定

6.1.1 目前,北京市场混凝土原材料质量良莠不齐,价格恶性竞争,管理较混乱。对影响结构质量的主要原材料和供应商实行资格准入制度是一个有效手段。对预拌混凝土搅拌站实行驻站监理制度是北京轨道交通工程混凝土质量管理的一大创新,从近几年的实施应用效果看,对于提高实体结构质量作用明显。

6.1.2 混凝土结构质量验收主要依据施工过程中各种检测结果。规定当混凝土试件检验结果评定不合格时、在进行工程质量检查时或者由于结构外观等质量缺陷对结构实体质量产生怀疑时,应采用非破损或局部破损的检测方法进行结构实体质量检测。

6.2 检验要求

6.2.1 混凝土搅拌站在混凝土开始供应前往往没有足够的时间进行完整的配合比设计,虽然搅拌站在原材料选择和配合比设计上积累了大量经验数据,但是对于原材料和配合比的检验认证工作仍然不能放松。原材料检验的重点应该是审查产品合格证、产品出厂检验报告和型式检验报告。监理单位对于搅拌站的混凝土配合比试拌应旁站检验,混凝土正式供应前至少应获得混凝土的工作性状况和早龄期强度见证记录。

6.2.2~6.2.6 施工过程检验是保证混凝土结构质量的最重要环节,必须包括原材料品质检验、混凝土拌合物性能检验、力学性能检验和耐久性能检验等全部内容。混凝土拌合物性能检验、力学性能检验和耐久性能应在搅拌站和施工现场分别检验,当出现矛盾时,应以施工现场检验结果为准。考虑到粉煤灰和矿渣粉已经成为胶凝材料的一部分,其质量严重影响混凝土质量,因此规定“监理单位应对水泥、粉煤灰、矿渣粉和高性能减水剂进行见证试验”。

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