机制砂高性能混凝土在贵广高铁的应用实践
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浅谈高速铁路施工中对高性能混凝土的应用摘要:随着我国经济的飞速发展,我国的铁路基础建设也在迅猛发展,其中高速铁路的发展更是日新月异。
作为一种新型的混凝土,高性能混凝土已经越来越多的被应用于高铁的施工建设中。
将超塑化剂,矿物掺料,添加剂等添加进传统的混凝土中形成了高性能混凝土,具有了更高的粘结性,更优良的浇筑性,更高的流动性,更耐久,耐磨,耐侵蚀,以及更低的水胶比等优点。
关键词:高速铁路;高性能混凝土;高性能前言我国首次大规模使用高性能混凝土是在2001年的青藏铁路的建设中。
目前,随着我国高速铁路的迅猛发展,高性能混凝土被越来越广泛的应用在高铁建设中。
高速铁路的目标使用寿命是100年,为了实现这个目标,必须对高性能混凝土的质量进行把关,实行从生产到施工的高标准,严要求。
首先把好高性能混凝土生产的材料关,由于高性能混凝土的优异特性决定了其对原材料的高要求,因此,高性能混凝土的耐久性也就取决于材料的耐久性;同时,需要加强高铁施工的控制,在高铁建设的施工过程中,必须采用科学合理的工艺和技术手段,确保不会产生由于施工原因而造成高性能混凝土产生问题。
1我国对于高铁高性能混凝土的技术标准高速铁路是指在列车运行中最高的时速能达到200km或者大于200km的铁路。
我国2008年7月京津城际铁路开通,最高速度高于350km/h。
目前,我国大量的高速铁路相继开通,截止2009年,我国陆续开通了合武,石太,胶济,合宁,郑西,温福,武广,福夏等高速铁路,预计到2012年,我国高速铁路将有1.3万千米投入运营。
因此,我国铁路部门对于高速铁路的高性能混凝土技术条件,验收条件,施工条件,耐久性指标等做了具体的规定:①对于铁路混凝土结构的耐久性的设计实行暂行的规定;②铁路的混凝土的施工的技术标准;③进行铁路混凝土的施工的质量验收的补充标准;④专门针对客运专线的高性能的混凝土的技术标准;⑤专门针对客运专线的混凝土的预应力的暂行技术标准;⑥对于时速等于或者大于350km的客车专线的混凝土轨枕的暂行规定标准;⑦高速铁路CRTSⅠ/Ⅱ混凝土轨道暂行技术标准;⑧客运专线的铁路双块式混凝土轨枕的技术标准等等。
超高性能混凝土在高铁桥梁中的应用一、前言高铁是现代化交通运输的代表之一,具有速度快、安全可靠、环保节能等优势。
高铁的建设离不开桥梁的支撑,而桥梁的建设离不开具有高强度、高耐久性的混凝土材料。
近年来,超高性能混凝土作为一种新兴的建筑材料,其在高铁桥梁中的应用越来越广泛。
二、超高性能混凝土的定义及特点1. 定义超高性能混凝土(Ultra High Performance Concrete,UHPC)是一种新型的建筑材料,其强度、耐久性、抗渗性、抗冻性、抗震性等性能均优于传统混凝土。
2. 特点(1)强度高:UHPC的强度远高于传统混凝土,其抗压强度可达到150~200MPa,比传统混凝土高出4~6倍。
(2)耐久性好:UHPC的抗渗性、抗腐蚀性、耐久性均优于传统混凝土,可在恶劣的环境条件下使用。
(3)施工性能优良:UHPC的流动性好,可在模板内自流铺设,同时也具备较好的自充实性和自振实性。
(4)环保节能:UHPC的生产过程中采用的原材料比传统混凝土更少,同时其使用寿命也更长,能够降低建筑垃圾的产生,达到环保节能的效果。
三、超高性能混凝土在高铁桥梁中的应用1. 桥梁上部结构(1)梁体超高性能混凝土可用于高铁桥梁的梁体结构中。
由于其强度高、耐久性好,可以减小截面尺寸,降低梁体重量,提高桥梁的承载能力和抗震性能。
(2)板梁超高性能混凝土可用于高铁桥梁的板梁结构中。
由于其抗弯强度高,可以使得板梁的跨度更大,减少节点数,降低工程成本。
2. 桥梁下部结构(1)桥墩超高性能混凝土可用于高铁桥梁的桥墩结构中。
由于其强度高、耐久性好,可以减小截面尺寸,提高桥墩的承载能力和抗震性能,同时也可以减少桥墩的数量,降低工程成本。
(2)桥台超高性能混凝土可用于高铁桥梁的桥台结构中。
由于其抗弯强度高,可以使得桥台的跨度更大,减少节点数,降低工程成本。
四、超高性能混凝土在高铁桥梁中的优势1. 提高桥梁的承载能力和抗震性能由于超高性能混凝土的强度高、耐久性好,可以减小桥梁和桥墩的截面尺寸,提高桥梁的承载能力和抗震性能。
机制砂在铁路高性能混凝土中的应用摘要:铁路工程是保障人们正常出行的重要工具之一,对于混凝土材料的性能及质量要求较高。
本文主要研究了机制砂高性能混凝土的拌合物性能、力学特征、抗冻性及收缩性,说明了不同破碎方式对于机制砂混凝土材料强度的影响。
关键词:机制砂材料;铁路高性能混凝土;试验设计;将碎石粉碎加工成为机制砂能够给铁路高性能混凝土生产提供便利条件。
机制砂是经过岩石开采、机械捣碎及筛选分离等过程制作的混凝土砂石材料,颗粒外表棱角较多,表面较为粗糙,光滑性较差,粉末含量较高,颗粒可能存在缺陷。
因此,需要探索机制砂高性能混凝土的性能,明确其在铁路工程中的应用广度,探讨机制砂高性能混凝土材料的可行性,为制定机制砂混凝土材料提供质量依据,为铁路工程整体质量提供保障。
一、机制砂及其技术标准分析机制砂来源于天然岩石的开采过程中,经过机械加工、筛选除尘等工艺流程之后即可获得一定粒径大小的颗粒状岩石。
可以使用机制砂代替天然砂,制作细骨料材料,将其与胶凝材料、粗骨料、水及外加剂等材料充分混合起来,经过搅拌作用之后即可获得混凝土材料。
在加工机制砂过程中,需要将母岩材料研磨成为粒径小于0.075mm的颗粒,使其化学成分与母岩保持一致。
亚甲蓝是一种实验指示剂,可以判断机制砂中石粉的成分是否与母岩相同,判断膨胀性粘土矿物质中是否含有有害物质。
在潮湿环境中,骨料可以与混凝土中的碱材料发生化学反应,促使混凝土材料膨胀,导致混凝土结构物质发生开裂,对于整体工程产生破坏。
为了准确判断压碎程度,可以按照现行规定方法监测机制砂的抵抗破坏能力。
国家对于建筑用砂的质量做出了准确规定,明确规定了泥块质量、氯离子含量等要求,表现出石粉对于混凝土质量的重要性。
二、机制砂分类分析(一)按照化学成分划分根据化学成分可以将机制砂分为三类,分别为白云岩质碳酸镁钙、石灰岩质碳酸钙、硅质二氧化硅。
使用岩相法可以分析机制砂母材结构,在镜下鉴定各类机制砂的矿物组成成分及百分比,明确不同类型机制砂的构造状况及岩石组成情况。
机制砂配置高速铁路高性能混凝土应用技术
范登云
【期刊名称】《山西建筑》
【年(卷),期】2014(040)009
【摘要】结合云桂高速铁路混凝土的施工,主要介绍了机制砂混凝土的性能、配合比方面的探索和研究,对机制砂混凝土的高强度、高性能、高耐久性的持续性研究和探索有着重大的技术经济意义.
【总页数】3页(P120-122)
【作者】范登云
【作者单位】中铁十七局集团第四工程有限公司,重庆401121
【正文语种】中文
【中图分类】TU528
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4.国内外机制砂和机制砂混凝土应用技术指标研究 [J], 宁朝阳;刘龙龙;胥琳琳;黄均华;李秋俊
5.CECS团体标准为交通行业机制砂应用提供技术支撑——《公路机制砂高性能混凝土技术规程》T/CECS G:K50-30-2018介绍 [J], 蒋正武;杨黔;刘燚
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粉煤灰机制砂高性能混凝土在贵州高速公路的应用研究廖建(中铁二局思剑高速公路项目部)【摘要】本文通过试验分析的机制砂的基本材性,采用现代混凝土配合比设计理念,研究了机制砂高性能混凝土配合比的设计原则。
通过分析粉煤灰、石粉含量对机制砂高性能混凝土在工作性和力学性能上的影响,确定粉煤灰的最佳掺量和石粉含量的范围;通过在贵州思剑高速公路的应用,结果表明机制砂粉煤灰高性能混凝土在贵州高速公路建设有很好的推广价值。
【关键词】机制砂高性能混凝土配合比石粉高速公路应用1 引言我国关于机制砂的应用研究已有几十年的历史,贵州高速公路在我国最先研究机制砂混凝土,1978年颁布实施《山砂混凝土技术规定》,并于1995年修订后成为贵州省地方标准《山砂混凝土技术规程》(DBJ22-016-95)。
随着高速公路混凝土结构工程的发展,混凝土对施工性能和强度的要求越来越高,对耐久性越来越重视,已有的机制砂发展与应用水平已慢慢跟不上混凝土高性能化的进程,因此贵州在2010年又修订了《山砂混凝土技术规程》(DBJ52-016-2010)。
现贵州高速公路所生产的机制砂缺乏稳定性,未经处理的机制砂大部份石粉含量在10-15%左右,用水洗法除去石粉后不仅浪费材料,而且污染环境,且经水洗法后的机制年砂部份0.15mm、0.3mm乃至0.6mm的颗粒也被带出,严重破坏了机制砂原有的颗粒级配,导致配制的混凝土粘聚性较差,难以满足配制高性能混凝土的要求。
本文结合思剑高速二标机制砂高性能混凝土实际施工情况,研究了粉煤灰在机制砂高性能混凝土中的掺量,机制砂中的石粉含量、砂率、细度模数对机制砂高性能混凝土的体积稳定性与耐久性的影响,对机制砂高性能混凝土在贵州高速公路的应用有着重要的意义。
2 试验原材料2.1 水泥。
遵义江葛水泥有限公司生产的P.O42.5水泥,主要物理性能指标见表1表1 水泥主要性能凝结时间(min) 抗压强度(Mpa)抗折强度(Mpa)比表面积(m2/Kg)标准稠度用水量(%)初凝145 终凝2643d23.528d49.73d4.828d8.9345 26.52.2 粉煤灰。
浅谈高性能混凝土在高速铁路施工中的应用摘要:近年来,高性能混凝土作为一种性能优越的高技术混凝土在各种建筑工程中得到了广泛的运用,这对于高速铁路的施工来说也不例外。
高性能混凝土由于具有较低的水灰比,收缩性较强,因而,只有对高性能混凝土的性能及其使用方法进行科学的分析,才能使高性能混凝土在高速铁路的施工中充分发挥其优越性。
本文将结合高速铁路施工的具体特点及要求,分析高性能混凝土的特点,并指出其配比与施工中的注意事项。
关键词:高性能混凝土;高速铁路;施工;应用自2001年我国修建青藏铁路以来,高性能混凝土逐渐在我国高速铁路的施工中得到了广泛的运用。
高性能混凝土由于具有较强的收缩性,而其收缩性又是受混凝土本身的收缩特性、混凝土拌和原料、混凝土的拌合施工质量以及环境温度多方面影响的,因而只有结合高速铁路的施工特点和设计要求对高性能混凝土的配比和施工进行科学的设计,才能使高性能混凝土在高速铁路的施工中达到理想的效果。
1、高速铁路中高性能混凝土的施工特点及要求高速铁路由于具有一定的设计要求,因而其施工对于高性能混凝土的配比要求及施工要求往往更高,为了使高速铁路中的高性能混凝土的使用寿命更长、使用性能更好,高速铁路的施工通常会对其高性能混凝土的施工提出以下要求:1.1使用年限混凝土结构的使用年限通常可以分为三个级别,即一级,二级和三级,其设计使用年限分别是100年、6年、30年,不同的高速铁路应结合其设计年限的要求来确定其高性能混凝土的设计使用年限和级别。
1.2抗冻性严寒地区、寒冷地区和微冻地区是根据其最冷月的平均气温划分的。
严寒地区、寒冷地区和微冻地区最冷月的平均气温为:t≤一8℃,-8℃<t<一3℃和一3℃≤t≤2.5~C进行划分。
我国地域辽阔,不同地区的环境和气候差异较大,因而其寒冷程度不同,对高速铁路中混凝土结构的抗冻性要求也就不同。
不同的高速铁路工程应仔细分析其施工环境,并以此来确定对高性能混凝土抗冻性的要求。
机制砂配置高速铁路高性能混凝土应用技术作者:夏健男来源:《建材发展导向》2015年第01期摘要:近年来,我国建筑工程产业发展迅速,且为推动我国国民经济的增长做出了较大贡献。
作为建筑工程施工内容的重要组成部分,混凝土的配置工作不仅关系着施工的进度和效率,而且对于整个工程的质量也具有重要影响。
关键词:机制砂;高速铁路;高性能混凝土;粉煤灰;聚羧酸高效减水剂长期以来,高性能混凝土的配置和应用技术一直是建筑工程领域广为讨论的问题。
高性能混凝土是否具有较高性能一方面关系着工程的质量,另一方面,对混凝土制造技术的应用也具有较大影响。
本文以某高速铁路工程为例,通过引入机制砂的概念和特点,并结合高性能混凝土的“三掺”技术机理,对将机制砂应用到高速铁路高性能混凝土中的相关技术进行了详细分析。
1 工程简述重庆市某铁路段的客运专线设计时速为210km/h,站前工程5标段的线路总长为59.310km,其中桥梁长为4268延米/13座,该路段隧道共有9座,总长为35.846km,线路的主体结构使用年限为Ⅰ级。
通过该路段周边环境进行分析可知,区域内并无天然砂可以利用,因此,该铁路段以机制砂作为主要原料,对路段的高性能混凝土的拌和和配置进行了详细设计。
2 机制砂与高性能混凝土简述2.1 机制砂的定义及性能。
机制砂是指利用制砂机及其他外接附属装备对岩石进行除土开采和机械破碎等一系列加工而形成的砂子。
通常,经筛分而形成的机制砂的粒径一般要小于4.75mm,同天然砂相比,机制砂颗粒的表面比较粗糙,且以机制砂为主要原料的混凝土在制作的过程中对水的需求量也较大。
2.2 高性能混凝土的定义及特点。
高性能混凝土是以耐久性为基础的一种高技术混凝土,是在大幅提高普通混凝土性能的基础上,利用现代化的混凝土生产技术制造的混凝土。
由于高性能混凝土在原有的普通混凝土中加入了性能良好的引气型高效减水剂与粉煤灰等有机矿物掺合料,从而使得同普通混凝土相比,高性能混凝土具有更好的抗渗力、抗冻融力和抗侵蚀力等特点,而在工作性上又突出体现了其耐久性,大幅提高了混凝土的质量。
174YAN JIUJIAN SHE高墩柱机制砂混凝土泌水分析及解决措施Gao dun zhu ji zhi sha hun ning tu mi shui fen xi ji jie jue cuo shi韩养辉混凝土泌水是指混凝土在搅拌、运输、泵送、振捣的过程中出现粗骨料下沉,水分上浮的现象。
泌水是新拌混凝土工作性一个重要指标,通常以泌水量和泌水率表示。
根据高速铁路混凝土施工规范的相关要求,本文结合实际情况从水泥、粉煤灰、机制砂、碎石、外加剂、混凝土配合比、施工措施等几个方面对混凝土的泌水进行如下分析。
一、工程概况贵广铁路西河双线特大桥位于广西壮族自治区桂林市恭城县孟家村境内,跨越西河及201省道,桥梁全长894.83m。
本桥桥墩均采用圆端形实体墩,墩高18-23m,混凝土设计强度为C30;上部结构为现浇连续箱梁和450t 单箱单室简支梁组成。
其中工程所在地因河砂资源紧缺且质量不稳定,根据工程实际情况采用机制砂拌混凝土,其中6#、13#、14#、21#4个墩柱混凝土表面出现不同程度的树状流砂水纹,使混凝土表面形成一层含水量很大的浮浆层,造成表层混凝土疏松多孔、蜂窝,甚至露石现象。
混凝土在泌水部位产生空隙缺陷,导致该部位的混凝土抗压、抗拉强度降低。
二、高墩柱机制砂混凝土泌水原材料分析1.水泥根据《铁路混凝土工程施工质量验收标准》TB10424-2018按规定频率进行比表面积、凝结时间、安定性、胶砂强度、标准稠度用水量的相关指标检测。
其中水泥的凝结时间、细度、比表面积与颗粒分布都会影响混凝土的泌水性能。
水泥凝结时间越长,在混凝土静置、凝结硬化之前,水泥颗粒沉降的时间越长,混凝土越容易泌水;水泥细度越粗,比表面积越小,颗粒分布中细颗粒含量越少,混凝土泌水越严重;为防止大体积混凝土施工中混凝土温度裂缝影响,先选用水泥的比表面积为300m 2/kg-350 m 2/kg,其他指标相对稳定。
2.粉煤灰根据《铁路混凝土工程施工质量验收标准》TB10424-2018按规定频率进行细度、需水量比、烧失量、含水量、游离氧化盖的相关指标检测。
高速公路工程中机制砂高性能混凝土的应用摘要:天然砂属于自然资源,在当前城市化进程不断推进的当下天然砂总量是呈现下降趋势的,但社会需求并未随之减少,如何满足人们对于天然砂的需求,人们也在不断探寻解决方法,随着技术的成熟机制砂逐渐应用到高性能混凝土的应用中来,机制砂不仅能发挥出天然砂的功能,更重要的是机制砂高性能混凝土还具备耐久性能和力学性能,经过实践验证已经广泛应用于我国的公路工程中了。
在此背景下,本文重点探究机制砂高性能混凝土在高速公路工程中的使用措施,期望能为广大同仁提供一些参考建议。
关键词:高速公路工程;机制砂;高性能混凝土引言:随着我国高速公路体系的发展,对于施工材料有了更大的需求量,公路工程中离不开天然砂这种原材料,其需求量是巨大的,但日益增长的需求和原材料储备是呈负相关的,如何应对这一问题人们也在探寻新的解决途径,而机制砂高性能混凝土就是在实践探索中发现的行之有效的手段。
因此需要进一步加强机制砂高性能混凝土技术研究。
欧美国家在机制砂研究领域的起步相对较早,我国在这一领域的研究仍然处于探索阶段,应用技术还不够成熟。
为了更好地满足社会发展需要,必须加强对机制砂的深入研究,并将其作为主要原材料来制作出高性能混凝土。
1. 机制砂高性能混凝土应用背景我国经济日益增长中对基础设施的需求也在增量,这对于我国土木工程的发展来说既是机遇也是挑战,因为在当下的发展中不仅关注经济效益,社会越来越关注可持续发展,我国政策中也对绿色发展提出了要求,土木工程施工中会有一定的能源消耗,如何在推进行业发展中落实好绿色发展的要求,是当下从业者需要思考和探索的问题。
不可再生能源的消耗是当前人们需要解决的一大问题,特别是高速公路工程中运用的天然砂,随着我国公路网的不断发展对这一材料的需求也在不断攀升。
基于此背景,为了推进绿色可持续发展,在高速公路建设中运用机制砂高性能混凝土已然成为了发展趋势,如何让机制砂高性能混凝土有效运用到高速公路工程施工中去,就成为当前探究的重要课题。
人工砂配制高性能混凝土在高速铁路中的应用
王越云
【期刊名称】《高速铁路技术》
【年(卷),期】2011(002)002
【摘要】利用人工砂代替天然砂配制混凝土不仅满足了因天然砂资源越来越短缺而造成的对混凝土细骨料的需求,也是今后混凝土的发展方向.尤其是用人工砂配制高性能混凝土是目前混凝土发展的重要方向之一.结合大西铁路客运专线八标段在现场施工中应用人工砂配制高性能混凝土的经验,介绍了人工砂的来源、特点,利用人工砂配制高性能混凝土,混凝土配合比设计及现场施工应用控制等施工技术,为人工砂在高速铁路上的应用和生产提供一定参考.
【总页数】4页(P59-62)
【作者】王越云
【作者单位】中铁十二局集团有限公司,太原030024
【正文语种】中文
【中图分类】U214.1+8
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高速铁路隧道工程机制砂应用高速铁路隧道工程机制砂应用高速铁路隧道工程中,为了确保铁路线路的安全和可靠性,需要使用砂浆来加固隧道内的岩石。
砂浆是一种由水泥、砂等物质制成的粘土状块状物,被广泛应用于建筑和工程领域中。
但是,在高速铁路隧道工程中,传统的砂浆材料存在若干弊端,为此,机制砂的应用得到广泛关注。
机制砂是由矿物料、骨料和水泥等原材料混合而成,经过粉碎、筛分等工艺制成的机械化制品。
机制砂具有优异的物理和力学性能,与传统的砂浆相比,具有以下优点:1.强度高:机制砂大大提高了铁路隧道工程中的强度和硬度,让隧道更加牢固耐用。
2.密实性好:机制砂可以填充岩石间的空隙,使隧道内部更加密实。
3.抗冲击性好:机制砂可以提高铁路隧道的抗震能力,并减少地震对铁路的影响。
4.施工方便:机制砂可以机械化生产和施工,大大提高了工作效率。
在高速铁路隧道工程中,机制砂的应用是一个复杂的工程,需要考虑许多因素,包括材料的质量、施工方法、施工规范等等。
下面是一些关键问题。
1.材料选择机制砂的制备需要使用原材料,包括石子、水泥等。
在选择这些原材料时,需要考虑许多因素,包括原材料的质量、粉碎程度、筛分等等。
只有满足相关标准的原材料才能保证机制砂的质量。
2.施工方法机制砂的施工是一个复杂的过程,需要特殊的施工方法。
在施工机制砂时,应该先将砂料加入水泥中,使其充分混合,从而达到一定的粘附力和流动性。
然后,将混合物注入隧道内的空洞中,用振动器振动,让机制砂充分填充到岩石的空隙中。
3.施工规范机制砂的施工需要遵循相关的施工规范,除了安全和可靠性要求之外,还必须符合环保和节能的要求。
例如,在施工过程中,应使用低水泥量的机制砂,并采用先进的行业标准,以确保机制砂对环境的影响最小化。
总之,随着高速铁路建设的不断发展,机制砂在铁路隧道工程中的应用也越来越广泛。
机制砂具有良好的物理和力学性能,并可以提高隧道的强度、密实性和抗冲击性,是铁路隧道工程中不可或缺的材料。
| 工程设备与材料 | Engineering Equipment and Materials·136·2020年第18期关于铁路混凝土中机制砂的应用分析付建伟(中铁十一局集团有限公司第四工程有限公司,湖北 武汉 430074)摘 要:砂作为混凝土的填充骨料,在铁路工程建设过程中被广泛用于隧道、桥梁和路基等施工建设。
但由于当前国家环境保护需要及相关资源枯竭,天然河砂已远远不能满足大型铁路建设工程的施工需要。
机制砂是人工砂,通过现有碎石生产线与制砂机相结合,利用生产碎石的尾料生产出细度、级配等指标满足要求的人工砂,可以达到废物利用、节约成本的目的,能够在铁路工程建设中发挥巨大的经济效益。
文章将结合工程实践论述铁路混凝土对机制砂的要求,通过对传统机制砂、天然河砂与铁路混凝土用机制砂的试验检测结果对比及其混凝土性能的分析研究,确定机制砂混凝土的优缺点及工程适用性。
关键词:高性能混凝土;机制砂;河砂;细骨料中图分类号:TU528.041 文献标志码:A 文章编号:2096-2789(2020)18-0136-02作者简介:付建伟,男,本科,工程师,研究方向:铁路公路工程混凝土施工。
机制砂是指对岩石进行爆破、破碎、冲洗和筛分,使其成为颗粒粒径小于5mm ,级配合理、细度模数适中、石粉含量满足要求的人工砂。
与天然河砂相比,机制砂棱角突出、机械咬合力强、内摩擦力大、配制的混凝土强度高,但机制砂石粉含量高、2.5~5mm 颗粒多,级配不如河砂好(机制砂级配一般是2.5~5mm ,颗粒多、石粉多),坚固性比河砂差,因此在铁路混凝土的应用过程中,必须解决好传统机制砂的缺点问题,严格按照标准规范要求控制机制砂的各项物理参数及有害物质的含量,保证铁路混凝土结构质量满足规范和设计要求。
1 机制砂在铁路混凝土中的质量控制要点1.1 生产机制砂母材的选取母材是机制砂成品质量的基础,要想生产出优质的机制砂,必须选用料源优质稳定、强度高、风化石及软石含量少、岩体夹层及表层黏土含量少的母材。
机制砂高性能混凝土在贵广高铁的应用实践曾军试验室主任中铁二局一公司贵广高铁一项目部摘要:就地取材用洞渣生产优质机制砂,碎石,用25% 95级矿微粉,25%H级粉煤灰50% 42.5 P.O水泥,掺聚羧酸减水剂,配制C20-C40等级混凝土,用水量为150-160 kg/m3,,水胶比0.5-0.38,总胶凝材料为300-408,设计选定配合比,加上强有力的施工管理,使混凝土结构高性能化,满足1 00年耐久性技术标准要求。
关键词:技术条件、机制砂、水洗、配合比成分、耐久性一、引言混凝土是工程建设最主要、用量最多的工程材料,混凝土的耐久性直接关系到工程结构物的使用寿命,是关系着国家建设千秋功业的大事。
近代混凝土应用技术经历着许多挫折和变革,挫折反应在不少混凝土结构是不耐久的,设计使用寿命为50年,而在严酷的条件下经20年、10余年或更短的时间就劣化、破坏,需要维修、加固,甚至拆除重建,造成巨大的浪费和环境压力,挫折促使混凝土工作者、建造师们在普通混凝土基础上研究、发展高性能混凝土技术,使之成为混凝土技术发展的主要方向。
铁道部从80年代末立项研究混凝土劣化,历经高强混凝土研究阶段,高性能混凝土研究和应用阶段,特别是经过青藏铁路的工程实践,对高性能混凝土的推广应用有较为明确的认识。
强调高性能是与耐久性相关的,高铁混凝土工程必须将耐久性放在首位,无论混凝土强度等级高低,都应满足高性能混凝土技术条件,达到耐久性指标。
二、工程概况贵广高铁设计行车速度250km/h(预留进一步提速条件),设计使用年限100 年。
中铁二局一项目部管段线路全长36.39km,共有桥梁工程9301m/37座,其中特大桥4861.6m/6座,隧道21017m/15座,其中平寨隧道7. 1km,太阳庄隧道4. 5km且为一级风险隧道。
该管段桥、隧相连工程艰巨,混凝土数量大,仅高性能砼一项就达105万方。
管段内分设八个施工队,建9个搅拌站利用隧道出碴或就近建砂石场制备砂、碎石,配制机制砂高性能混凝土。
三、混凝土技术条件及基本要求1 、混凝土强度满足设计要求2、最大水胶比:w 0.503、最小胶凝材料用量:》300 kg/m4、抗渗性:》P85、电通量:<C30时,w 1500C; C30-C45< 1200C6、混凝土碱含量:w 3.0 kg/m 37、氯离子含量:w 0.01 %&抗蚀系数:》0.89、抗裂性:良好10、含气量:》2%为有效控制混凝土的耐久性,项目部新投入200余万元购置试验检测设备,充实了试验人员对混凝土耐久性指标进行测试。
四、混凝土配合比设计1、配合比的设计思路混凝土作为一种多孔材料,其耐久性与渗透性密切相关,我们以提高混凝土耐久性为设计原则,进行选材及优化确定配合比,配制路线如下:(1)低水胶比、低用水量是保证混凝土耐久性所需要的抗渗性与力学性能的重要技术参数,因此选择的外加剂必须具有高减水率、缓凝、保塑效果、尽量减少水泥用量。
(2)矿物掺合料是改善混凝土的抗渗性能特别是混凝土的抗氯离子渗透性能的主要措施之一,因此选择掺入适当比例的磨细矿渣粉和粉煤灰。
(3)以电通量( ASTMC 1202直流电量法测定)、抗渗性、强度为主要控制指标,兼顾经济合理、方便施工。
2、原材料的选用所选材料的性能均满足《铁路混凝土结构耐久性设计规范的要求》,其具体选用的原材料品种及规格如下:(1)水泥选用P.O42.5普通硅酸盐水泥,28天抗压强度53.6 Mpa比表面积336 m2 / kg ;(2)矿渣微粉选用S95级矿渣微粉,比表面积450 nV kg, 28天活性指数98;(3)粉煤灰选用U级粉煤灰,细度(筛余量)11.5%,烧失量度4.5%,需水量比96.8%;(4)外加剂选用聚羧酸高性能减水剂,减水率25.1%;( 5)细骨料选用水洗机制砂(石灰岩) ,细度模数 2.9 ,石粉含量 6.1 ;(6)粗集料选用级配为5-25mm石灰岩碎石,由5-10mm与10-25mm二级级配合成,母岩强度76.1Mpa,压碎指标为7.8%。
3、确定矿物掺合料的掺入比例在配合比试配前,利用标准砂,在相同水胶比的情况下,我们对矿物掺合料的不同掺量进行了对比试验,比较其需水量的大小及强度情况,详见下表。
同水胶比矿物掺合料不同掺量的砂浆对比试验用上表可以看出5号及6号掺配比例较为有利,考虑贵州粉煤灰货源情况,我们选取6号掺配比例,即矿粉和粉煤灰均按胶凝材料的25%掺入进行配合比试验。
4 、混凝土配合比成份5、混凝土配合比对应的性能试验结果五、混凝土的施工1、混凝土搅拌站的设立与管理项目管段设立了8个拌和站,均采用双卧轴浆式强制搅拌机、材料自动计量、混凝土搅拌运输车运输。
拌和站的建设和管理均按贵广公司的《混凝土拌和站的验收管理办法执行》,并通过了贵广公司和监理公司验收。
中铁二局贵广指挥部还开发一套混凝土拌和站信息化管理系统用于对拌和站的监控和管理。
2、砂、石生产线的设立与管理项目管段建立了8个砂石加工场,利用开山石灰岩或隧道石灰岩洞碴进行生产。
(1)母料监控:砂石场每班开机前必须请当班试验员对拟用于生产的母材进行检查,确认材质无明显变化(与委外检测时的样品比较),且清洁度满足含泥控制要求时,方可开机生产,否则不得生产,并做好相关记录。
(2)、工艺控制:母料进破碎机前必须要经过给料机筛分,以剥离母料中混有的软弱颗料、泥块、粉末和受污染小块石料;严格控制砂、石筛的孔径,以保证砂、石的粒径符合标准要求,在筛网有磨耗或破损时必须及时更换;机制砂需用螺旋洗机进行水洗,要及时调整水洗设备各项参数指标(如用水量、转速等), 以保证石粉含量控制在5%-7%为宜。
3 、混凝土试验室的设立与管理为更有效地控制施工质量,项目部建立了一个项目部中心试验室及8个拌和站工地试验室,形成1+8的管理模式。
中心试验室负责对原材料及混凝土的检测,拌和站工地试验室则负责对混凝土施工的过程控制及抽样工作。
4、混凝土原材料质量要求及检验要求水泥(P.O)性能及检验要求粉煤灰(C50以下)性能及检验要求矿粉性能及检验要求聚羧酸高性能减水剂(缓凝型)性能及检验要求碎石的性能及检验要求于0.10% 5、混凝土取样、检验规定及要求(1)搅拌:搅拌站对进场原材料应作到先检验后使用,应配备标准砝码,在混凝土生产前校准计量装置,严格砂石含水量检测,每作业班不少于两次,及时修正配合比;采用二次投料搅拌工艺,先投入细骨料、水泥、矿物掺合料、外加剂、水搅拌30S,待砂浆搅拌均匀后,再投入粗骨料搅拌,总搅拌时间不少于2min, 搅拌站电子称量系统与实验室计算机联网,监控拌合质量。
(2)运输:搅拌运输车运输混凝土途中应低速旋转罐体,到场后高速旋转罐体20-30S,将混凝土拌匀后再卸料。
(3)浇筑:浇筑混凝土前,应针对工程特点、施工环境条件与设计浇筑方案,确定布管方案,浇筑顺序,分层浇筑厚度,以保证混凝土不离析,不产生施工冷缝为原则,混凝土入模前,应测定混凝土坍落度和入模温度,坍落度控制误差土20mm温度控制夏季不大于40C,宜在夜间施工,冬季加热水搅拌混凝土,不低于5C,大体积混凝土施工采用搭棚、遮阳、预设循环冷却水系统等措施,控制混凝土内外温差不大于20C。
(4)振捣:混凝土振捣应防止振捣器碰撞模板、钢筋、预埋件;避免过振或漏振;检查混凝土木板的稳定性和严密性,防止跑模漏浆。
(5)养护:浇混凝振捣完成后,应尽量减少暴露时间,及时用塑料薄膜覆盖,防止表面水分过快蒸发。
在混凝土初凝前后,卷起塑料薄膜,用抹子进行压实抹面后再覆盖,保温保湿养护;现浇结构或构件应延迟拆模时间。
拆模后,应用塑料薄膜包裹覆盖养护7、机制砂高性能砼控制的重点与难点机制砂高性能砼控制的重点与难点是协调好混凝土单位用水量与混凝土工作性的关系。
实践证明,机制砂高性能混凝土对水极其敏感,2-5Kg的用水量差异就会造成混凝土拌和物性能极大的改变,从而出现假凝、泌浆等现象,导致混凝土作性能差、质量难也保证。
众所周知,因机制砂为机械破碎所得,因受母岩变化、打砂机筛板及分筛筛网的磨损影响,机制砂与河砂相比主要有两大特性:一是颗粒和级配不稳定、变化大,二是石粉含量高且变化大,而这些都会造成混凝土单位需水量相差巨大。
针对这一问题,我部提出了以单方用水量来动态控制施工这一理论,并成功地用于混凝土控制。
即以理论配合比的用水量扣除集料含水后的单方用水量为基准来控制施工:当砂较粗时或石粉含量较少时,用水量减少,此时增加砂率并相应降低减水剂掺量,这样就有效地解决了混凝土假凝、泌浆的现象;当砂较细或石粉含量相对较多时,用水量增加,此时应降低砂率并相应增加减水剂掺量,这样就有效地解决了水胶比增大的问题;整个过程均保持混凝的实际单方用水量不变。
通过一年多的实践证明,无论是在普通、泵送还是水下混凝土施工中,我部的耐久混凝土施工都达到了有效的控制8、混凝土施工质量检验评定(1)、混凝土强度结果统计对1号拌和站2009年8月4日至2010年10月20日期间生产的混凝土进行了统计:(2)、混凝土耐久性指标检验结果统计从开工到2010年10月20日期间共进行电通量试验37次,其结果均小于700C;共进行抗渗试验254次,其混凝抗渗性均能达到P10级以上。
(3)、检验结果评述从以上结果可以看出,高性能混凝土在我部的施工是是成功的,质量是可靠的。
六、结束语1、混凝土技术进步的推动力是耐久性,不是强度,混凝土配合比设计指导思想由重强度转向重耐久性势在必行。
2、低用水量、低水泥量、高活性掺合料,高效减水剂的应用是配制高性能混凝土的技术核心。
3、用机制砂配制高性能混凝土必须采用中级配机砂,10m m以上颗料为零, 5mm 以上颗料应v 10%且不可过度夸大石粉的填充效应,因为石粉毕竟是非硬性质的不能与活性掺合料并论。
4、严密的施工组织,是推行高性能混凝土技术、提高混凝土结构耐久性重要条件。