水泥混凝土性能及其施工講義

1、水泥混凝土性能及其施工一水泥混凝土的定義1. 定義：主要由水泥、外摻料、骨料、外加劑、水按比例進(jìn)行配制并拌合運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)澆搗入模，經(jīng)養(yǎng)護(hù)最終硬化成型而成的人工石稱為水泥混凝土。以下簡(jiǎn)稱混凝土。2. 高性能混凝土定義：現(xiàn)在高速鐵路使用的“高性能混凝土”，英文名稱為： High Performance Concrete，以下簡(jiǎn)稱HPC。自HPC提出來的十幾年來，至今對(duì)它沒有統(tǒng)一的解釋或定義。HPC是一種新型的高技術(shù)混凝土，是在大幅度提高常規(guī)混凝土性能的基礎(chǔ)上，采用現(xiàn)代混凝土技術(shù)，選用優(yōu)質(zhì)原材料，在有效的質(zhì)量控制下（計(jì)量精度、攪拌時(shí)間）制成的。除采用優(yōu)質(zhì)水泥、水和集料以外，必須采用

2、低水膠比和摻加足夠數(shù)量的礦物外摻料與高性能外加劑。二混凝土拌合物的施工性能混凝土拌合物的施工性能主要是指混凝土在拌合均勻后的和易性，它包括流動(dòng)性、黏聚性、保水性幾方面的內(nèi)容。1. 流動(dòng)性：指混凝土拌合后所具有的緩慢向四周擴(kuò)散并經(jīng)振搗能充滿模型的性能。施工中一般以坍落度和擴(kuò)展度試驗(yàn)加以判定。在臨界值之前流動(dòng)性越好，坍落度和擴(kuò)展度越大。2. 黏聚性：是指混凝土拌合后水泥漿具有均勻包裹骨料使拌合物在流動(dòng)中水泥漿帶動(dòng)骨料均勻地向四周擴(kuò)散而不分離的性能。這種性能在坍落度試驗(yàn)中可以通過混凝土的坍落狀態(tài)加以判別。如果混凝土能均勻地向四周擴(kuò)散，說明黏聚性好，當(dāng)坍落物出現(xiàn)剪損或石子堆積而導(dǎo)致趨于某個(gè)方向流動(dòng)，則

3、說明黏聚性不好。3. 保水性：是指混凝土拌合物在運(yùn)輸澆搗和硬化過程中具有不泌水的性能。這種性能在坍落度試驗(yàn)中可以從坍落后的混凝土四周有無泌水或稀漿加以判別。無泌水或稀漿，或是很少量，則說明保水性好，反之則不好。三影響混凝土拌合物施工性能的因素主要有以下幾點(diǎn)1. 膠凝材料用量。當(dāng)混凝土強(qiáng)度不變即水灰比一定時(shí)，水泥漿數(shù)量的多少對(duì)其有明顯影響。當(dāng)水泥漿過少時(shí)，由于其不能滿足包裹骨料所需數(shù)量，致使混凝土流動(dòng)性和黏聚性降低，甚至喪失。當(dāng)水泥漿數(shù)量過多時(shí)其多余的水泥漿就會(huì)在混凝土表面形成泛漿和浮漿。只有當(dāng)水泥漿數(shù)量滿足能完全包裹骨料且略有富余時(shí)，拌合物的工作性為最優(yōu)。2. 粗細(xì)骨料的級(jí)配及其比例。當(dāng)骨料的

4、級(jí)配不符合要求和粗細(xì)骨料的比例不是最優(yōu)時(shí)，由于其大小顆粒不能最優(yōu)的相互填充，其間的空隙增大，而水泥漿數(shù)量一定時(shí)，那么由于填充空隙占用掉一部分水泥漿，故骨料不能很好的被水泥漿包裹到，致使混凝土的流動(dòng)性和黏聚性變差，也容易使混凝土不密實(shí)。當(dāng)細(xì)骨料即砂的粗細(xì)波動(dòng)大時(shí)，也會(huì)嚴(yán)重影響混凝土拌合物的和易性。砂越粗，其保水性越差，混凝土易離析；砂越細(xì)，保水性較好，但是要滿足施工所需流動(dòng)性，就會(huì)增加用水量。所以在混凝土的拌合施工中要根據(jù)砂的粗細(xì)程度來調(diào)整砂率。3. 粗細(xì)骨料所含有害物質(zhì)。若其中的含泥量過大，由于細(xì)小泥土顆粒吸水性強(qiáng)的特點(diǎn)，其使得拌合物中的水分一部分被泥土所消耗，使得拌合物的流動(dòng)性降低，加上吸水

5、的泥土粘附性強(qiáng)，從而降低混拌合物內(nèi)部的潤(rùn)滑能力，這些都導(dǎo)致拌合物的流動(dòng)性降低和損失迅速。所以在砂石料加工中要嚴(yán)格控制骨料的含泥量等有害物質(zhì)，否則會(huì)使混凝土拌合物的施工性大大降低，不能滿足現(xiàn)場(chǎng)施工需要，也嚴(yán)重影響混凝土成品的質(zhì)量。4. 用水量的多少。在保持混凝土強(qiáng)度不變即水灰比不變的情況下，用水量越多，膠凝材料用量越多，那么水泥漿就越多，這和上面第1條差不多。如果單純?cè)黾佑盟慷辉黾幽z凝材料，那么就是改變了混凝土的水灰比，使混凝土的強(qiáng)度變低。所以在施工中要堅(jiān)決杜絕直接向混凝土中加水。5. 外加劑的品種和用量。外加劑必須和水泥要驗(yàn)證相容性。在混凝土拌合施工中，外加劑用量較其他材料來說用量很小，其

6、摻配量要嚴(yán)格按配合比進(jìn)行控制，其調(diào)整的范圍要嚴(yán)格控制。6. 混凝土拌合物的攪拌時(shí)間。其攪拌時(shí)間必須滿足各種材料拌合均勻，且達(dá)到外加劑在混凝土中充分發(fā)揮作用。四混凝土拌合物施工性能在生產(chǎn)中的控制1. 對(duì)混凝土拌合物拌合時(shí)進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)控，對(duì)其性能及時(shí)檢測(cè)，并根據(jù)檢測(cè)情況及時(shí)調(diào)整。2. 加強(qiáng)對(duì)原材料質(zhì)量的把控。對(duì)進(jìn)場(chǎng)原材料及時(shí)取樣進(jìn)行檢測(cè)，特別要嚴(yán)格控制骨料中的有害物質(zhì)，對(duì)不合格砂石料堅(jiān)決杜絕進(jìn)場(chǎng)，對(duì)進(jìn)場(chǎng)的堅(jiān)決予以清場(chǎng)。3. 加強(qiáng)對(duì)砂在加工中粗細(xì)的控制，使其質(zhì)量能基本保持穩(wěn)定。對(duì)拌和站使用的砂要根據(jù)其粗細(xì)程度對(duì)砂率進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。4. 混凝土在拌合時(shí)要根據(jù)拌和機(jī)的種類嚴(yán)格控制攪拌時(shí)間，不得隨意縮短。5

7、. 當(dāng)混凝土拌合物坍落度過小時(shí)，一般情況下可退回拌和站，在試驗(yàn)人員的指導(dǎo)下加入一定數(shù)量的同配合比的水泥漿；在現(xiàn)場(chǎng)可摻一定數(shù)量的減水劑，以增加混凝土的流動(dòng)性，但不得盲目摻加，必須按試驗(yàn)人員給的范圍和在現(xiàn)場(chǎng)管理人員監(jiān)督下進(jìn)行摻加。6. 對(duì)拌和站計(jì)量設(shè)備定期進(jìn)行校準(zhǔn)，以保證在混凝土生產(chǎn)中各種配料的計(jì)量準(zhǔn)確。五混凝土施工1. 混凝土原材料每盤稱量允許偏差應(yīng)符合表1的規(guī)定。表1 原材料每盤稱量允許偏差序 號(hào)原 材 料 名 稱允 許 偏 差 （%）1水泥、礦物摻和料±12粗、細(xì)骨料±23外加劑、拌和用水±1注：各種衡器應(yīng)定期檢定，每次使用前應(yīng)進(jìn)行零點(diǎn)校核，保證計(jì)量準(zhǔn)確。檢驗(yàn)數(shù)

8、量：每工作班抽查不應(yīng)少于一次。檢驗(yàn)方法：施工單位復(fù)稱；監(jiān)理單位見證檢驗(yàn)。2. 混凝土拌制前，應(yīng)測(cè)定砂、石含水率，并根據(jù)測(cè)試結(jié)果及時(shí)調(diào)整施工配合比。當(dāng)遇雨天時(shí)，應(yīng)增加含水率檢測(cè)次數(shù)。檢驗(yàn)數(shù)量：施工單位每工作班檢查不應(yīng)少于一次；監(jiān)理單位全部檢查測(cè)試結(jié)果。檢驗(yàn)方法：施工單位進(jìn)行砂、石含水率測(cè)試，提出施工配合比；監(jiān)理單位見證試驗(yàn)，確認(rèn)施工配合比。3. 混凝土拌制過程中，應(yīng)對(duì)混凝土拌和物的坍落度進(jìn)行測(cè)定，測(cè)定值應(yīng)在理論配合比坍落度控制范圍內(nèi)。檢驗(yàn)數(shù)量：施工單位每拌制50 m3或每工作班測(cè)試不應(yīng)少于一次；監(jiān)理單位全部檢查測(cè)試結(jié)果。檢驗(yàn)方法：施工單位進(jìn)行坍落度測(cè)試；監(jiān)理單位見證試驗(yàn)。4. 混凝土拌和物的入模

9、含氣量應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。當(dāng)設(shè)計(jì)無要求時(shí)，入模含氣量應(yīng)按表2的規(guī)定控制。表2 混凝土入模含氣量環(huán)境條件凍融破壞環(huán)境鹽類結(jié)晶破壞環(huán)境D1D2、D3D4Y1、Y2、Y3、Y4含氣量（%）4.05.06.04.0檢驗(yàn)數(shù)量：施工單位每拌制50 m3混凝土或每工作班測(cè)試不應(yīng)少于一次；監(jiān)理單位全部檢查測(cè)試結(jié)果。檢驗(yàn)方法：施工單位進(jìn)行含氣量試驗(yàn)；監(jiān)理單位見證試驗(yàn)。5. 混凝土的入模溫度不宜高于30。冬期施工時(shí)，混凝土的出機(jī)溫度不宜低于10，混凝土的入模溫度不應(yīng)低于5。檢驗(yàn)數(shù)量：施工單位每工作班至少測(cè)溫3次并填寫測(cè)溫記錄；監(jiān)理單位至少測(cè)溫一次。檢驗(yàn)方法：溫度測(cè)試。6. 新澆筑混凝土入模溫度與鄰接的己硬化混凝土或巖

10、土介質(zhì)表面溫度的溫差不得大于15。與新澆筑混凝土接觸的已硬化混凝土、巖土介質(zhì)、鋼筋和模板的溫度不得低于2。檢驗(yàn)數(shù)量：施工單位每部位測(cè)溫一次并填寫測(cè)溫記錄；監(jiān)理單位每部位測(cè)溫一次。檢驗(yàn)方法：溫度測(cè)試。7. 施工縫的留設(shè)位置和連接形式應(yīng)符合設(shè)計(jì)和施工技術(shù)方案的要求。檢驗(yàn)數(shù)量：施工單位、監(jiān)理單位全部檢查。檢驗(yàn)方法：觀察和尺量。8. 施工縫處的混凝土表面，在后澆混凝土前應(yīng)進(jìn)行鑿毛處理并充分濕潤(rùn)，但不得有積水。鑿毛后露出的新鮮混凝土面積不低于75%。鑿毛時(shí)，混凝土應(yīng)達(dá)到下列強(qiáng)度：(1).用人工鑿毛時(shí)，不低于2.5MPa。(2).用機(jī)械鑿毛時(shí)，不低于10MPa。檢驗(yàn)數(shù)量：施工單位、監(jiān)理單位全部檢查。檢驗(yàn)方

11、法：觀察和尺量。施工單位有代表性的做同條件養(yǎng)護(hù)試件強(qiáng)度試驗(yàn)；監(jiān)理單位檢查試驗(yàn)報(bào)告。9. 混凝土澆筑完畢后，應(yīng)按有關(guān)專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定和施工技術(shù)方案的要求及時(shí)采取有效的養(yǎng)護(hù)措施，并應(yīng)符合下列規(guī)定：(1).混凝土養(yǎng)護(hù)期間，混凝土芯部溫度不宜超過60，最高不得大于65，混凝土芯部溫度與表面溫度之差、表面溫度與環(huán)境溫度之差不宜大于20（梁體混凝土不宜大于15），養(yǎng)護(hù)用水溫度與混凝土表面溫度之差不得大于15。 (2).自然養(yǎng)護(hù)時(shí)，應(yīng)在混凝土澆筑完畢后對(duì)混凝土進(jìn)行保溫保濕養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間應(yīng)符合表3的規(guī)定。當(dāng)環(huán)境溫度低于5時(shí)禁止灑水。表3 不同混凝土潮濕養(yǎng)護(hù)的最低期限水膠比大氣潮濕(RH 50%)，無風(fēng)，無陽(yáng)光直

12、射大氣干燥(20%RH <50%)，有風(fēng)，或陽(yáng)光直射大氣極端干燥(RH<20%)，大風(fēng)，大溫差日平均氣溫T（）養(yǎng)護(hù)時(shí)間（d）日平均氣溫T（）養(yǎng)護(hù)時(shí)間（d）日平均氣溫T（）養(yǎng)護(hù)時(shí)間（d）0.455T10215T10285T103510T201410T202110T2028T2010T2014T20210.455T10145T10215T102810T201010T201410T2021T207T2010T2017 注：大體積混凝土的養(yǎng)護(hù)時(shí)間不宜小于28d。 (3).混凝土蒸汽養(yǎng)護(hù)期間，混凝土靜停環(huán)境溫度不應(yīng)低于5，靜停時(shí)間宜為4h6h；混凝土周圍蒸汽的升、降溫速度不宜大于10/h。蒸

13、汽養(yǎng)護(hù)的預(yù)制梁脫模后的保溫保濕養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于14d。蒸汽養(yǎng)護(hù)的預(yù)制軌道板脫模后的保溫保濕養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于10d。檢驗(yàn)數(shù)量：選擇有代表性的結(jié)構(gòu)或部位進(jìn)行測(cè)溫檢查，其它項(xiàng)目施工單位、監(jiān)理單位全部檢查。檢驗(yàn)方法：測(cè)溫、觀察，并檢查測(cè)溫和養(yǎng)護(hù)記錄。10. 拆模時(shí)混凝土芯部與表面、表面與環(huán)境之間的溫差不得大于20（軌道板、梁體均不得大于15）。混凝土內(nèi)部開始降溫前不得拆模，大風(fēng)及氣溫急驟變化時(shí)不應(yīng)拆模。檢驗(yàn)數(shù)量：選擇有代表性的結(jié)構(gòu)或部位進(jìn)行測(cè)溫檢查。檢驗(yàn)方法：施工單位測(cè)溫檢查；監(jiān)理單位檢查測(cè)溫記錄。11. 混凝土的強(qiáng)度等級(jí)必須符合設(shè)計(jì)要求。預(yù)應(yīng)力混凝土、噴射混凝土、蒸汽養(yǎng)護(hù)混凝土的力學(xué)性能標(biāo)準(zhǔn)條件養(yǎng)護(hù)試件

14、的試驗(yàn)齡期為28d，其它混凝土力學(xué)性能標(biāo)準(zhǔn)條件養(yǎng)護(hù)試件的試驗(yàn)齡期為56d。力學(xué)性能標(biāo)準(zhǔn)條件養(yǎng)護(hù)試件應(yīng)在混凝土的澆筑地點(diǎn)隨機(jī)抽樣制作，其試件的取樣與留置頻率應(yīng)符合下列規(guī)定：(1).每拌制100盤且不超過100m3的同配合比的混凝土，取樣不得少于一次。(2).每工作班拌制的同一配合比的混凝土不足100盤時(shí)，取樣不得少于一次。(3).現(xiàn)澆混凝土的每一結(jié)構(gòu)部位，取樣不得少于一次。(4).每次取樣應(yīng)至少留置一組試件。檢驗(yàn)數(shù)量：施工單位按規(guī)定的取樣與留置頻率所需數(shù)量制作試件。檢驗(yàn)方法：施工單位進(jìn)行混凝土抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)；監(jiān)理單位檢查試驗(yàn)報(bào)告。12. 混凝土同條件養(yǎng)護(hù)法試件的抗壓強(qiáng)度必須符合設(shè)計(jì)要求?；炷量箟?/p>

15、強(qiáng)度同條件養(yǎng)護(hù)法試件的留置組數(shù)應(yīng)按設(shè)計(jì)要求、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定和實(shí)際需要確定。橋梁的梁體、墩臺(tái)身，隧道的襯砌、仰拱、底板等重要部位應(yīng)制作抗壓強(qiáng)度同條件養(yǎng)護(hù)試件，其取樣、養(yǎng)護(hù)方式和試件留置數(shù)量應(yīng)符合鐵道部現(xiàn)行鐵路工程結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度檢測(cè)規(guī)程（TB10426）的規(guī)定(至少2組)。對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)條件養(yǎng)護(hù)法試件試驗(yàn)齡期為56d的，同條件養(yǎng)護(hù)法試件的逐日累積溫度為 1200·d，但養(yǎng)護(hù)齡期不宜超過120d。檢驗(yàn)數(shù)量：施工單位按設(shè)計(jì)要求、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定和實(shí)際需要數(shù)量進(jìn)行檢驗(yàn)。對(duì)橋梁每片（孔）梁、每墩臺(tái)，隧道每200m襯砌、每500m仰拱、底板應(yīng)按不同強(qiáng)度等級(jí)檢驗(yàn)各不少于一次；監(jiān)理單位按施工單位檢驗(yàn)次數(shù)的10%進(jìn)

16、行平行檢驗(yàn)，但至少一次。檢驗(yàn)方法：施工單位進(jìn)行混凝土抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)；監(jiān)理單位檢查混凝土抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)報(bào)告并進(jìn)行平行檢驗(yàn)。13. 當(dāng)設(shè)計(jì)對(duì)混凝土的彈性模量有要求時(shí)，其彈性模量必須符合設(shè)計(jì)要求。彈性模量試件應(yīng)在混凝土的澆筑地點(diǎn)隨機(jī)抽樣制作，試件制作數(shù)量應(yīng)符合下列規(guī)定：(1).隨構(gòu)件同條件養(yǎng)護(hù)的終張拉/放張彈性模量試件不得少于一組。(2).標(biāo)準(zhǔn)條件養(yǎng)護(hù)28d彈性模量試件不得少于一組。(3).其它條件養(yǎng)護(hù)試件按設(shè)計(jì)要求、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定和實(shí)際需要確定。檢驗(yàn)數(shù)量：施工單位按規(guī)定制作彈性模量試件。檢驗(yàn)方法：施工單位進(jìn)行混凝土彈性模量試驗(yàn)；監(jiān)理單位檢查試驗(yàn)報(bào)告。14. 當(dāng)設(shè)計(jì)對(duì)混凝土抗?jié)B等級(jí)有要求時(shí)，其抗?jié)B等級(jí)應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求?？?jié)B標(biāo)準(zhǔn)條件養(yǎng)護(hù)試件的試驗(yàn)齡期為56d?？?jié)B試件應(yīng)在混凝土的澆筑地點(diǎn)隨機(jī)抽樣制作。檢驗(yàn)數(shù)量：施工單位每5000m3同配