公路橋涵施工規(guī)范-高性能混凝土

高性能混凝土《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTGTF50-2011）高性能混凝土的原材料和配合比除應(yīng)符合本規(guī)范的規(guī)定外，尚應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《公路工程混凝土結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)規(guī)范》（JTG/TB07-01）的規(guī)定規(guī)范將“高性能混凝土”放在“混凝土工程”一章中，與其它具體的混凝土品種并列，將其視為一種混凝土，并不合適。高性能混凝土不是與普通混凝土截然不同的新品種混凝土。高性能混凝土是由設(shè)計(jì)、混凝土制造者、施工部門通力協(xié)作，共同完成的混凝土施工過程?；炷恋男阅苄枰诮Y(jié)構(gòu)中體現(xiàn)。原材料基本要求除應(yīng)對(duì)由各種組成材料帶入混凝土中的堿含量進(jìn)行控制外，尚應(yīng)控制混凝土的總含堿量。公路橋涵混凝土宜使用非堿活性的集料。當(dāng)條件不具備必須使用時(shí)，其他材料中的堿含量及混凝土中的最大總堿含量應(yīng)符合本規(guī)范的規(guī)定。對(duì)一般橋涵混凝土中的最大總堿含量不宜大于3.0kg/m3，對(duì)特大橋、大橋和重要橋梁不宜大于1.8kg/m3，當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)處于受嚴(yán)重侵蝕環(huán)境中時(shí)，不得使用堿活性的集料。原材料基本要求配制高性能混凝土?xí)r，應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)水泥和級(jí)配良好的優(yōu)質(zhì)集料，同時(shí)應(yīng)摻加與水泥相匹配的高效減水劑及優(yōu)質(zhì)摻合料?！豆窐蚝┕ぜ夹g(shù)規(guī)范》（JTGTF50-2011）對(duì)高性能混凝土所用原材料提出如下具體要求。水泥宜選用品質(zhì)穩(wěn)定、標(biāo)準(zhǔn)稠度低、強(qiáng)度等級(jí)不低于42.5的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥不宜采用礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥及粉煤灰硅酸鹽水泥。水泥的技術(shù)要求除應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《通用硅酸鹽水泥》（GB175）的規(guī)定外，尚應(yīng)符合下表的規(guī)定。水泥的技術(shù)要求項(xiàng)目技術(shù)要求比表面積（m2/kg）≤350(硅酸鹽水泥、抗硫酸鹽硅酸鹽水泥)80μm方孔篩篩余（%）≤10.0（普通硅酸鹽水泥）游離氧化鈣含量（%）≤1.5堿含量（%）≤0.60熟料中C3A含量（%）≤8；海水環(huán)境下≤10氯離子含量（%）≤0.03細(xì)集料宜選用級(jí)配良好、質(zhì)地均勻堅(jiān)固、吸水率低、空隙小、細(xì)度模數(shù)2.6~3.2的潔凈天然中粗河砂，或符合要求的人工砂，不得使用山砂和海砂。細(xì)集料的技術(shù)要求除應(yīng)符合一般混凝土要求用細(xì)集料的規(guī)定外，其有害物質(zhì)含量的限值尚應(yīng)符合下表的規(guī)定。細(xì)集料有害物質(zhì)含量限值項(xiàng)目混凝土強(qiáng)度等級(jí)≤C30C30~C45≥C50含泥量（%）≤3.0≤2.5≤2.0泥塊含量（%）≤0.5云母含量（%）≤0.5輕物質(zhì)含量（%）≤0.5氯離子含量（%）＜0.02有機(jī)物含量合格硫化物及硫酸鹽含量≤0.5注：對(duì)可能處于干濕循環(huán)、凍融循環(huán)環(huán)境中的混凝土，細(xì)集料的含泥量應(yīng)小于1.0%。粗集料宜選用質(zhì)地均勻堅(jiān)硬、粒形良好、級(jí)配合理、線膨脹系數(shù)小的潔凈碎石或卵石，不宜采用砂石加工成的碎石。粗集料的技術(shù)要求除應(yīng)符合一般混凝土的規(guī)定外，其壓碎指標(biāo)尚應(yīng)不大于10%；堅(jiān)固性試驗(yàn)結(jié)果失重率對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)小于8%，對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)小于5%。粗集料應(yīng)采用兩級(jí)配或多級(jí)配，其松散堆積密度應(yīng)大于1500kg/m3；緊密孔隙率宜小于40%；吸水率應(yīng)小于2%，當(dāng)用于干濕循環(huán)、凍融循環(huán)環(huán)境中的混凝土?xí)r應(yīng)小于1%。粗集料的最大粒徑不宜超過25mm，且不得超過保護(hù)層厚度的2/3。粗集料中有害物質(zhì)含量的限值應(yīng)符合下表的規(guī)定。粗集料有害物質(zhì)含量限值項(xiàng)目混凝土強(qiáng)度等級(jí)＜C30C30~C45≥C50含泥量（%）≤1.0≤1.0≤0.5泥塊含量（%）≤0.25針片狀顆粒含量（%）≤7硫化物及硫酸鹽含量（按SO3質(zhì)量計(jì)%）≤0.5氯離子含量（%）＜0.02有機(jī)物含量（比色法）合格外加劑應(yīng)選用高效減水劑或復(fù)合減水劑，并應(yīng)選擇減水率高、坍落度損失小、適量引氣、與水泥之間具有良好的相容性、能明顯改善或提高混凝土耐久性能且質(zhì)量穩(wěn)定的產(chǎn)品；引氣劑或引氣型外加劑應(yīng)有良好的氣泡穩(wěn)定性。用于提高混凝土抗凍性的引氣劑、減水劑和復(fù)合外加劑中均不得摻有木質(zhì)素磺酸鹽組分，并不得采用含有氯鹽的防凍劑。外加劑的性能指標(biāo)應(yīng)符合下表的規(guī)定。外加劑性能指標(biāo)項(xiàng)目指標(biāo)水泥凈漿流動(dòng)度（mm）≥240硫酸鈉含量（%）≤5.0氯離子含量（%）≤0.02堿含量（Na2O+0.658K2O，%）≤10.0減水率（%）≥20含氣量（%）用于配置非抗凍混凝土?xí)r≥3.0用于配置抗凍混凝土?xí)r≥4.5坍落度保留值（mm）30min≥18060min≥150常壓泌水率比（%）≤20壓力泌水率比（%）≤90抗壓強(qiáng)度比（%）3d≥1307d≥12528d≥120對(duì)鋼筋銹蝕作用無銹蝕收縮率比（%）≤135相對(duì)耐久性指標(biāo)（200次，%）≥80注：塌落度保留值、壓力泌水率比僅適用于泵送混凝土外加劑。

礦物摻合料應(yīng)選用品質(zhì)穩(wěn)定、來料均勻的粉煤灰、磨細(xì)礦渣粉和硅灰。所用摻合料的技術(shù)要求除應(yīng)符合一般混凝土的規(guī)定外，尚應(yīng)分別符合下表的規(guī)定。粉煤灰的技術(shù)要求項(xiàng)目技術(shù)要求C50以下混凝土C50及以上混凝土細(xì)度（%）≤20≤12需水量比（%）≤105≤100含水率（%）≤1.0（干排灰）燒失量（%）≤5.0≤3.0SO3含量（%）≤3CaO含量（%）≤10（硫酸鹽侵蝕環(huán)境）游離CaO含量（%）F類粉煤灰≤1.0C類粉煤灰≤4.0氯離子含量（%）≤0.02安定性（mm）C類粉煤灰≤5.0磨細(xì)礦渣粉的技術(shù)要求項(xiàng)目技術(shù)要求比表面積（m2/kg）350~450需水量比（%）≤100含水率（%）≤1.0燒失量（%）≤3SO3含量（%）≤4MgO含量（%）≤14氯離子含量（%）≤0.0228d活性指數(shù)（%）≥95硅灰的技術(shù)要求項(xiàng)目技術(shù)要求比表面積（m2/kg）≥18000需水量比（%）≤125含水率（%）≤3.0燒失量（%）≤6SiO2含量（%）≥85氯離子含量（%）≤0.0228d活性指數(shù)（%）≥85總體上，高性能混凝土的原材料要求并沒有特殊之處。符合標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于原材料的要求即可。應(yīng)使用合格的原材料。配合比設(shè)計(jì)基本要求高性能混凝土的配合比應(yīng)根據(jù)原材料品質(zhì)、設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)、耐久性以及施工工藝對(duì)工作性能的要求，通過計(jì)算、試配和調(diào)整等步驟確定。仍然應(yīng)符合JGJ55的一般規(guī)定。膠凝材料總量對(duì)不同強(qiáng)度等級(jí)混凝土的膠凝材料總量應(yīng)進(jìn)行控制，C40以下不宜大于400kg/m3；C40～C50不宜大于450kg/m3；C60及以上的非泵送混凝土不宜大于500kg/m3，泵送混凝土不宜大于530kg/m3。配有鋼筋的混凝土結(jié)構(gòu)，在不同環(huán)境條件下其最大水膠比和單方混凝土中膠凝材料的最小用量應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)未要求時(shí)應(yīng)符合下表的規(guī)定。高性能混凝土的最大水膠比和最小膠凝材料用量（kg/m3）環(huán)境作用等級(jí)強(qiáng)度等級(jí)最大水膠比最小膠凝材料用量強(qiáng)度等級(jí)最大水膠比最小膠凝材料用量設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期100年設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期50年AC300.55280C250.60260BC350.50300C300.55280CC400.45320C350.50300DC450.40340C400.45320EC500.36360C450.40340FC500.32380C500.36360注：1.大摻量物摻合料混凝土的水膠比應(yīng)不大于0.42。

2.對(duì)壞境作用等級(jí)為E或F的重要工程，其混凝土材料的用水量不宜高于150kg/m3。3.凍融和化學(xué)腐蝕環(huán)境中的薄壁結(jié)構(gòu)或構(gòu)件，其水膠比宜適當(dāng)?shù)陀诒碇袑?duì)應(yīng)的數(shù)值。礦物摻合料混凝土中宜適量摻加優(yōu)質(zhì)的粉煤灰、磨細(xì)礦渣粉或硅灰等礦物摻合料，用以提高其耐久性，改善其施工性能和抗裂性能，其摻量宜根據(jù)混凝土的性能要求通過試驗(yàn)確定，且不宜小于膠凝材料總量的20%。當(dāng)混凝土中粉煤灰摻量大于30%時(shí)，混凝土的水膠比不得大于0.45；在預(yù)應(yīng)力混凝土及處于凍融環(huán)境的混凝土中，粉煤灰的摻量不宜大于30%，且粉煤灰的含碳量不宜大于2%。對(duì)暴露于空氣中的一般構(gòu)件混凝土，粉煤灰的摻量不宜大于20%，且膠凝材料中的硅酸鹽水泥用量不宜小于240kg/m3?？沽研阅軐?duì)比試驗(yàn)對(duì)耐久性有較高要求的混凝土結(jié)構(gòu)，試配時(shí)應(yīng)進(jìn)行混凝土和膠凝材料抗裂性能的對(duì)比試驗(yàn)，并從中優(yōu)選抗裂性能良好的混凝土原材料和配合比。外加劑混凝土中宜適量摻加符合規(guī)定的外加劑，且宜選用質(zhì)量可靠、穩(wěn)定的多功能復(fù)合外加劑。凍融環(huán)境下混凝土凍融環(huán)境中的混凝土宜采用引氣混凝土。凍融環(huán)境作用等級(jí)D級(jí)及以上的混凝土必須摻用引氣劑，并應(yīng)滿足相應(yīng)強(qiáng)度等級(jí)的最大水膠比和最小膠凝材料用量的要求；對(duì)處于其他環(huán)境作用等級(jí)的混凝土，亦可通過摻加引氣劑(含氣量不小于4%)提高其耐久性?；炷量箖鲂缘哪途眯灾笖?shù)(DF)應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《公路工程混凝土結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)規(guī)范》(JTG/TB07-01)的規(guī)定。引氣混凝土的適宜含氣量和氣泡間距系數(shù)應(yīng)符合下表的規(guī)定。引氣混凝土的適宜含氣量和氣泡間距系數(shù)集料最大粒徑（mm）含氣量（%）高度水飽和環(huán)境中度水飽和環(huán)境鹽凍環(huán)境107.05.57.0156.55.06.5256.04.56.0405.54.05.5氣泡間距系數(shù)（μm）≤250≤300≤200注：1.高度飽水指冰凍前長(zhǎng)期或頻繁接觸水或濕潤(rùn)土體，混凝土體內(nèi)高度水飽和；中度水飽和指冰凍前偶受雨水或潮濕，混凝土體內(nèi)飽水程度不高。

2.表中含氣量為在現(xiàn)場(chǎng)新拌混凝土中取樣測(cè)得的平均值，允許誤差±1.0%。

3.氣泡間距系數(shù)為在現(xiàn)場(chǎng)或模擬現(xiàn)場(chǎng)的硬化混凝土中鉆芯取樣測(cè)得的值。高性能混凝土的施工為了保證高性能混凝土的質(zhì)量，需要提高施工過程控制水平。單純根據(jù)現(xiàn)行混凝土結(jié)構(gòu)施工與驗(yàn)收規(guī)范的要求進(jìn)行施工，不能保證大型結(jié)構(gòu)能夠防止混凝土施工時(shí)的開裂。需要特別注意混凝土施工過程的溫度控制與潮濕養(yǎng)護(hù)混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)和控制要求重視保護(hù)層混凝土質(zhì)量──保證厚度和密實(shí)度。設(shè)計(jì)計(jì)算和施工圖上的保護(hù)層厚度必須考慮施工允差普通鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度

c

cmin+Δ施工允差Δ對(duì)現(xiàn)澆混凝土構(gòu)件一般可取10mm，如有專門的施工質(zhì)量控制和檢驗(yàn)制度，能夠嚴(yán)格保證表層混凝土的養(yǎng)護(hù)質(zhì)量和混凝土保護(hù)層的厚度時(shí)可為5mm；對(duì)工廠生產(chǎn)的預(yù)制構(gòu)件可取0～5mm。提高鋼筋施工安裝的定位精度采用定型的鋼筋定位墊塊或定位夾

不使用工地現(xiàn)場(chǎng)制造的墊塊水泥基墊塊的強(qiáng)度不低于C50，誤差±1mm

墊塊間距50d（鋼筋直徑）且不大于1000mm制定具體的質(zhì)量控制與質(zhì)量保證制度，澆筑混凝土前和澆筑過程中都應(yīng)檢查，通過重復(fù)檢查保證施工質(zhì)量合同中規(guī)定保護(hù)層厚度合格率的要求以及不合格時(shí)的懲罰與補(bǔ)救措施施工圖中需標(biāo)注定位墊塊和架設(shè)筋的位置與要求控制混凝土的早期裂縫當(dāng)代混凝土結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)決定了早期裂縫高發(fā)的傾向已有裂縫的擴(kuò)展比新產(chǎn)生裂縫容易裂縫是侵蝕性介質(zhì)侵入混凝土的通道需控制早期裂縫以減少后期裂縫的寬度和數(shù)量當(dāng)前混凝土早期開裂的根本原因及其后果

水化溫升提高,溫度收縮應(yīng)變?cè)黾幼允湛s增加早期彈性模量提高，徐變減小拉應(yīng)變?cè)黾蛹s束早期開裂傾向增加大氣環(huán)境作用耐久性下降超過抗拉強(qiáng)度

水灰比(水膠比)降低水泥強(qiáng)度提高混合材料活性提高

(用水量)漿骨比增加拉應(yīng)力增加早期強(qiáng)度大幅度提高的要求

混凝土抗裂性測(cè)試

影響混凝土抗裂性能的因素復(fù)雜，傳統(tǒng)的混凝土干燥收縮試驗(yàn)，不能很好地反映混凝土的抗裂性能。造成混凝土結(jié)構(gòu)早期開裂的收縮不僅是干縮，更主要是溫度收縮。當(dāng)前水泥的發(fā)熱量大，混凝土強(qiáng)度提高，即使是體積并不大的構(gòu)件，早期開裂也有約60%來源于受到約束的溫度收縮。需尋求更為直觀的試驗(yàn)方法，評(píng)定某一水泥、外加劑或摻合料對(duì)混凝土抗裂性能影響。混凝土的開裂趨勢(shì)，可用開裂測(cè)試環(huán)，板式試件、開裂測(cè)試架或溫度應(yīng)力試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行評(píng)價(jià)。自由收縮不能用于評(píng)價(jià)混凝土的抗裂性。小收縮環(huán)：用于評(píng)價(jià)膠凝材料的性能半徑：內(nèi)41.3mm，外66.7mm（即膠凝材料環(huán)厚25.4mm），高度25.4mm?；炷潦湛s開裂試驗(yàn)環(huán)模具尺寸為：R1=127.5mm，R2=152.5mm，R3=187.5mm，混凝土高度h=140mm。

現(xiàn)行國(guó)標(biāo)的混凝土平板收縮裝置只用于相對(duì)評(píng)價(jià)塑性收縮引起的開裂敏感性無法評(píng)價(jià)溫度收縮引起的開裂敏感性開裂測(cè)試架開裂測(cè)試架得出的典型時(shí)程曲線溫度應(yīng)力試驗(yàn)機(jī)設(shè)計(jì)和施工單位應(yīng)結(jié)合混凝土配合比、結(jié)構(gòu)尺寸、環(huán)境溫度、模板和復(fù)蓋層熱學(xué)特性以及混凝土攪拌、運(yùn)輸、澆筑、養(yǎng)護(hù)的具體條件，對(duì)構(gòu)件中的混凝土水化熱溫升、降溫過程以及內(nèi)部溫差進(jìn)行估計(jì)，在溫度計(jì)算的基礎(chǔ)上，對(duì)溫度應(yīng)力進(jìn)行估計(jì)，并結(jié)合經(jīng)驗(yàn)提出具體溫度控制指標(biāo)。

混凝土的溫度控制混凝土的溫度控制指標(biāo)a、澆筑溫度澆筑溫度應(yīng)不高于25℃。熱天施工時(shí)如難于達(dá)到，也不宜高于30℃；并應(yīng)同時(shí)調(diào)整混凝土配合比，降低水泥用量以減小水化放熱量。混凝土澆筑溫度愈高，水化反應(yīng)愈快，釋放熱量愈多，升溫愈高，進(jìn)一步加速水化反應(yīng)。同樣配比混凝土當(dāng)入模溫度為10℃時(shí)，24小時(shí)后升到30℃；當(dāng)入模溫度為20℃時(shí)，20小時(shí)后升到55℃；即入模溫度相差10℃可使最大溫升差25℃。混凝土的溫度控制指標(biāo)b、最高溫度

混凝土澆筑后的最高溫度一般不超過75℃。

c、最大溫差混凝土內(nèi)部和表面的溫差不應(yīng)超過25℃?；炷帘砻媾c大氣的溫差不應(yīng)超過25℃，混凝土表面與養(yǎng)護(hù)水的溫差不應(yīng)超過15℃。d、降溫速度混凝土內(nèi)部一般不超過3℃/d?；炷恋酿B(yǎng)護(hù)養(yǎng)護(hù)包括保持濕度和溫度，實(shí)施溫度監(jiān)測(cè)可為混凝土的復(fù)蓋保溫和拆模時(shí)機(jī)的選擇提供可靠的依據(jù)。墻體的保濕措施：1）模板外側(cè)復(fù)蓋保水掛簾

2）及早松開模板，并從模板與墻體的縫隙中注水

3）采用可保水和注水的特殊模板拆模后的混凝土表面仍需保持潮濕，應(yīng)加復(fù)蓋，外界氣溫較低時(shí)也需復(fù)蓋地下結(jié)構(gòu)外墻和頂板應(yīng)及早回填；長(zhǎng)期暴露的頂板表面，溫濕度變化大，易開裂，需臨時(shí)用土復(fù)蓋。養(yǎng)護(hù)方法蓄水連續(xù)噴霧或噴淋噴涂養(yǎng)護(hù)劑塑料膜或防水膜覆蓋保水與透水模板內(nèi)養(yǎng)護(hù)對(duì)于低水膠比混凝土，必須早期加濕養(yǎng)護(hù)以減少混凝土早期的自收縮?；炷琉B(yǎng)護(hù)養(yǎng)護(hù)應(yīng)在澆筑初步平整或抹平后立即開始高溫下養(yǎng)護(hù)，應(yīng)噴霧或覆蓋濕氈散熱低水膠比混凝土養(yǎng)護(hù)應(yīng)從澆筑開始，連續(xù)不斷地對(duì)暴露的混凝土表面噴霧（包括澆筑到初步平整后用塑料膜臨時(shí)覆蓋前的階段，和揭開塑料膜進(jìn)行最終抹面后用濕氈覆蓋前的階段）直接與大氣接觸的混凝土表面防止陽光直射用于嚴(yán)酷環(huán)境中的混凝土，在養(yǎng)護(hù)結(jié)束后，仍應(yīng)覆蓋混凝土或表面噴涂養(yǎng)護(hù)劑，防止水分蒸發(fā)過快或發(fā)生表面溫度的激烈變化養(yǎng)護(hù)條件對(duì)不同水灰比混凝土的空氣滲透性的影響

2天和7天濕養(yǎng)護(hù)對(duì)氯離子侵入濃度的影響炎熱海洋環(huán)境下，水灰比0.5的混凝土中不同深度的氯離子濃度分布

上圖－暴露1年后

下圖－暴露5年后施工中觀念的更新控制早期強(qiáng)度的發(fā)展強(qiáng)調(diào)澆筑、振搗的順序和方式改變“養(yǎng)護(hù)就是澆水”的概念：養(yǎng)護(hù)包括濕度控制