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符合本規(guī)范的規(guī)定外，尚應符合現(xiàn)行行業(yè)標準《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計、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對由各種組成材料帶入混凝土中的堿含量進行控制外，尚應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。當條件不具備必須使用時，其他材料中的堿含量及混凝土中的最大總堿含量應符合本規(guī)范的規(guī)定。對一般橋涵混凝土中的最大總堿含量不宜大于3.0kg/m3，對特大橋、大橋和重要橋梁不宜大于1.8kg/m3，當混凝土結(jié)構(gòu)處于受嚴重侵蝕環(huán)境中時，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時，應選用優(yōu)質(zhì)水泥和級配良好的優(yōu)質(zhì)集料，同時應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、標準稠度低、強度等級不低于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)要求除應符合現(xiàn)行國家標準《通用硅酸鹽水泥》（GB175）的規(guī)定外，尚應符合下表的規(guī)定。水泥的技術(shù)要求項目技術(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細集料宜選用級配良好、質(zhì)地均勻堅固、吸水率低、空隙小、細度模數(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。細集料的技術(shù)要求除應符合一般混凝土要求用細集料的規(guī)定外，其有害物質(zhì)含量的限值尚應符合下表的規(guī)定。細集料有害物質(zhì)含量限值項目混凝土強度等級≤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有機物含量合格硫化物及硫酸鹽含量≤0.5注：對可能處于干濕循環(huán)、凍融循環(huán)環(huán)境中的混凝土，細集料的含泥量應小于1.0%。粗集料宜選用質(zhì)地均勻堅硬、粒形良好、級配合理、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)要求除應符合一般混凝土的規(guī)定外，其壓碎指標尚應不大于10%；堅固性試驗結(jié)果失重率對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)應小于8%，對預應力混凝土結(jié)構(gòu)應小于5%。粗集料應采用兩級配或多級配，其松散堆積密度應大于1500kg/m3；緊密孔隙率宜小于40%；吸水率應小于2%，當用于干濕循環(huán)、凍融循環(huán)環(huán)境中的混凝土時應小于1%。粗集料的最大粒徑不宜超過25mm，且不得超過保護層厚度的2/3。粗集料中有害物質(zhì)含量的限值應符合下表的規(guī)定。粗集料有害物質(zhì)含量限值項目混凝土強度等級＜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%）≤0.5氯離子含量（%）＜0.02有機物含量（比色法）合格外加劑應選用高效減水劑或復合減水劑，并應選擇減水率高、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。外加劑的性能指標應符合下表的規(guī)定。外加劑性能指標項目指標水泥凈漿流動度（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時≥3.0用于配置抗凍混凝土時≥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抗壓強度比（%）3d≥1307d≥12528d≥120對鋼筋銹蝕作用無銹蝕收縮率比（%）≤135相對耐久性指標（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。

礦物摻合料應選用品質(zhì)穩(wěn)定、來料均勻的粉煤灰、磨細礦渣粉和硅灰。所用摻合料的技術(shù)要求除應符合一般混凝土的規(guī)定外，尚應分別符合下表的規(guī)定。粉煤灰的技術(shù)要求項目技術(shù)要求C50以下混凝土C50及以上混凝土細度（%）≤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磨細礦渣粉的技術(shù)要求項目技術(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。符合標準對于原材料的要求即可。應使用合格的原材料。配合比設計基本要求高性能混凝土的配合比應根據(jù)原材料品質(zhì)、設計強度等級、耐久性以及施工工藝對工作性能的要求，通過計算、試配和調(diào)整等步驟確定。仍然應符合JGJ55的一般規(guī)定。膠凝材料總量對不同強度等級混凝土的膠凝材料總量應進行控制，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符合設計要求，設計未要求時應符合下表的規(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)境作用等級強度等級最大水膠比最小膠凝材料用量強度等級最大水膠比最小膠凝材料用量設計基準期100年設計基準期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不大于0.42。

2.對壞境作用等級為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.凍融和化學腐蝕環(huán)境中的薄壁結(jié)構(gòu)或構(gòu)件，其水膠比宜適當?shù)陀诒碇袑臄?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確定，且不宜小于膠凝材料總量的20%。當混凝土中粉煤灰摻量大于30%時，混凝土的水膠比不得大于0.45；在預應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Ρ仍囼瀸δ途眯杂休^高要求的混凝土結(jié)構(gòu)，試配時應進行混凝土和膠凝材料抗裂性能的對比試驗，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D級及以上的混凝土必須摻用引氣劑，并應滿足相應強度等級的最大水膠比和最小膠凝材料用量的要求；對處于其他環(huán)境作用等級的混凝土，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)應符合現(xiàn)行行業(yè)標準《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期或頻繁接觸水或濕潤土體，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)場新拌混凝土中取樣測得的平均值，允許誤差±1.0%。

3.氣泡間距系數(shù)為在現(xiàn)場或模擬現(xiàn)場的硬化混凝土中鉆芯取樣測得的值。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)施工與驗收規(guī)范的要求進行施工，不能保證大型結(jié)構(gòu)能夠防止混凝土施工時的開裂。需要特別注意混凝土施工過程的溫度控制與潮濕養(yǎng)護混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)和控制要求重視保護層混凝土質(zhì)量──保證厚度和密實度。設計計算和施工圖上的保護層厚度必須考慮施工允差普通鋼筋的混凝土保護層厚度

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cmin+Δ施工允差Δ對現(xiàn)澆混凝土構(gòu)件一般可取10mm，如有專門的施工質(zhì)量控制和檢驗制度，能夠嚴格保證表層混凝土的養(yǎng)護質(zhì)量和混凝土保護層的厚度時可為5mm；對工廠生產(chǎn)的預制構(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)場制造的墊塊水泥基墊塊的強度不低于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檢查，通過重復檢查保證施工質(zhì)量合同中規(guī)定保護層厚度合格率的要求以及不合格時的懲罰與補救措施施工圖中需標注定位墊塊和架設筋的位置與要求控制混凝土的早期裂縫當代混凝土結(jié)構(gòu)的特點決定了早期裂縫高發(fā)的傾向已有裂縫的擴展比新產(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,溫度收縮應變增加自收縮增加早期彈性模量提高，徐變減小拉應變增加約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度

水灰比(水膠比)降低水泥強度提高混合材料活性提高

(用水量)漿骨比增加拉應力增加早期強度大幅度提高的要求

混凝土抗裂性測試

影響混凝土抗裂性能的因素復雜，傳統(tǒng)的混凝土干燥收縮試驗，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。當前水泥的發(fā)熱量大，混凝土強度提高，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方法，評定某一水泥、外加劑或摻合料對混凝土抗裂性能影響?；炷恋拈_裂趨勢，可用開裂測試環(huán)，板式試件、開裂測試架或溫度應力試驗機進行評價。自由收縮不能用于評價混凝土的抗裂性。小收縮環(huán)：用于評價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。混凝土收縮開裂試驗環(huán)模具尺寸為：R1=127.5mm，R2=152.5mm，R3=187.5mm，混凝土高度h=140mm。

現(xiàn)行國標的混凝土平板收縮裝置只用于相對評價塑性收縮引起的開裂敏感性無法評價溫度收縮引起的開裂敏感性開裂測試架開裂測試架得出的典型時程曲線溫度應力試驗機設計和施工單位應結(jié)合混凝土配合比、結(jié)構(gòu)尺寸、環(huán)境溫度、模板和復蓋層熱學特性以及混凝土攪拌、運輸、澆筑、養(yǎng)護的具體條件，對構(gòu)件中的混凝土水化熱溫升、降溫過程以及內(nèi)部溫差進行估計，在溫度計算的基礎上，對溫度應力進行估計，并結(jié)合經(jīng)驗提出具體溫度控制指標。

混凝土的溫度控制混凝土的溫度控制指標a、澆筑溫度澆筑溫度應不高于25℃。熱天施工時如難于達到，也不宜高于30℃；并應同時調(diào)整混凝土配合比，降低水泥用量以減小水化放熱量?；炷翝仓囟扔撸磻?，釋放熱量愈多，升溫愈高，進一步加速水化反應。同樣配比混凝土當入模溫度為10℃時，24小時后升到30℃；當入模溫度為20℃時，20小時后升到55℃；即入模溫度相差10℃可使最大溫升差25℃?；炷恋臏囟瓤刂浦笜薭、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超過25℃?；炷帘砻媾c大氣的溫差不應超過25℃，混凝土表面與養(yǎng)護水的溫差不應超過15℃。d、降溫速度混凝土內(nèi)部一般不超過3℃/d?；炷恋酿B(yǎng)護養(yǎng)護包括保持濕度和溫度，實施溫度監(jiān)測可為混凝土的復蓋保溫和拆模時機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，應加復蓋，外界氣溫較低時也需復蓋地下結(jié)構(gòu)外墻和頂板應及早回填；長期暴露的頂板表面，溫濕度變化大，易開裂，需臨時用土復蓋。養(yǎng)護方法蓄水連續(xù)噴霧或噴淋噴涂養(yǎng)護劑塑料膜或防水膜覆蓋保水與透水模板內(nèi)養(yǎng)護對于低水膠比混凝土，必須早期加濕養(yǎng)護以減少混凝土早期的自收縮?；炷琉B(yǎng)護養(yǎng)護應在澆筑初步平整或抹平后立即開始高溫下養(yǎng)護，應噴霧或覆蓋濕氈散熱低水膠比混凝土養(yǎng)護應從澆筑開始，連續(xù)不斷地對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覆蓋前的階段，和揭開塑料膜進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酷環(huán)境中的混凝土，在養(yǎng)護結(jié)束后，仍應覆蓋混凝土或表面噴涂養(yǎng)護劑，防止水分蒸發(fā)過快或發(fā)生表面溫度的激烈變化養(yǎng)護條件對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)護對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度的發(fā)展強調(diào)澆筑、振搗的順序和方式改變“養(yǎng)護就是澆水”的概念：養(yǎng)護包括濕度控制