孫軻

【摘 要】針對鐵路客運專線工程用混凝土，在分析其耐久性評價指標的基礎(chǔ)上，提出混凝土施工質(zhì)量控制措施，為保證混凝土施工質(zhì)量提供具體的方法。

【Abstract】On the basis of analyzing the durability evaluation index of concrete for railway passenger dedicated line project， this paper puts forward concrete construction quality control measures to provide concrete method for guaranteeing concrete construction quality.

【關(guān)鍵詞】鐵路；混凝土；耐久性；施工質(zhì)量控制

【Keywords】railways； concrete； durability； construction quality control

【中圖分類號】U215 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2018）03-0151-02

1 引言

抗壓強度是人們長期以來注重的混凝土指標，而對由于材料自身性能劣化出現(xiàn)后期安全質(zhì)量問題或使用壽命縮短卻考慮不夠、做得不好，特別是鐵路工程混凝土。因此，在始終關(guān)注強度的同時，還應(yīng)充分考慮混凝土在復(fù)雜環(huán)境下抵抗有害物質(zhì)侵入的能力。這就產(chǎn)生了耐久性這一新指標。

2 鐵路客運專線混凝土耐久性評價指標分析

鐵路客運專線主體結(jié)構(gòu)所用滿足現(xiàn)行標準各項要求的混凝土實際上就是所謂的高性能混凝土。由于其設(shè)計指標主要為耐久性，綜合考慮所處環(huán)境種類與作用等級，以及使用年限，設(shè)計過程中應(yīng)提高一定綜合性能，同時在施工時進行綜合考量與深度控制。

2.1 電通量

電通量能充分反映出混凝土所處密實狀態(tài)。相關(guān)研究表明，因混凝土構(gòu)件處在碳化、氯鹽、侵蝕、凍融及磨蝕等多種作用并存的復(fù)雜環(huán)境，所以其耐久性和密實度有著直接關(guān)系。

密實度最初采用抗?jié)B等級進行表示，但通過實踐可知，該表示方法更適用于強度較低的混凝土，如果強度等級在C30以上，則抗?jié)B等級可以超過P20[1]。僅采用抗?jié)B等級衡量混凝土性能并不準確。

目前，應(yīng)用較多的混凝土抗有害物質(zhì)侵入能力評價方法主要為氯離子擴散系數(shù)法和電通量法。這兩種方法無論是配合比設(shè)計，還是質(zhì)量監(jiān)控均能使用。電通量和密實度成反比，即電通量越小越密實。以主體結(jié)構(gòu)為例，其在氯鹽環(huán)境當(dāng)中的電通量應(yīng)控制在800C以內(nèi)；而強度等級低于C30的結(jié)構(gòu)，其在碳化環(huán)境當(dāng)中的電通量應(yīng)控制在2000C以內(nèi)。

2.2 保護層厚度

處在碳化環(huán)境當(dāng)中的結(jié)構(gòu)，當(dāng)密實度確定時，其鋼筋銹蝕發(fā)生時間與發(fā)展速度都和保護層厚度有關(guān)。隨著保護層厚度的不斷增加，銹蝕發(fā)生時間延后，且發(fā)展速度減慢。雖然保護層厚度一般在設(shè)計過程中確定，但施工中必須予以控制，實際厚度必須等于或大于設(shè)計厚度。以往規(guī)范對保護層厚度提出的要求往往偏小，而且主要指的是受力主筋，未考慮箍筋與分布筋。就耐久性而言，箍筋最早被侵蝕，銹蝕發(fā)生后會造成其環(huán)線開裂脫落，而且在箍筋分布較密的位置，還會出現(xiàn)大面積脫落現(xiàn)象。因此，無論布置在外側(cè)的鋼筋類型如何，都應(yīng)有一致的保護層厚度。其他國家的相關(guān)技術(shù)規(guī)范對保護層厚度提出了常規(guī)環(huán)境下不小于35mm的要求。

2.3 抗凍等級

抗凍性能的表示方式有很多種，目前以動性彈性模量的實際損失為主?？箖龅燃壥俏覈嚓P(guān)行業(yè)對抗凍性能進行評價的主要指標。將試樣凍融試驗的動性彈性模量降至初始值的60%作為抗凍等級。結(jié)構(gòu)使用年限不同其抗凍等級也不同，一般主體結(jié)構(gòu)應(yīng)達到F300以上，其他結(jié)構(gòu)為F250以上[2]。

2.4 原材料品質(zhì)

高品質(zhì)原材料是使混凝土具有良好耐久性的重要基礎(chǔ)。通過實踐可知，如果水泥較細，且C3A實際含量較高，則能增大強度，但水泥的水化速度會變化，釋放更多的水化熱，使混凝土產(chǎn)生較大的收縮，容易發(fā)生開裂，影響耐久性。此外，不論是否采用活性骨料，如果堿含量超過標準較多，也會增大開裂傾向?？紤]到氯離子是造成銹蝕現(xiàn)象的主要因素，所以對氯離子的實際含量也應(yīng)有所限制。骨料中泥塊含量的控制，不單是出于對強度的考慮，也是防止宏觀缺陷的方法，同樣能提高耐久性。

3 鐵路客運專線混凝土施工質(zhì)量控制措施

3.1 混凝土配合比設(shè)計

施工前必須進行配合比設(shè)計，設(shè)計質(zhì)量決定了施工質(zhì)量，并對成本效益有直接影響。相比于過去，應(yīng)在選定試驗過程中增加一些檢驗項目，比如除坍落度、抗壓強度、含氣量等必做項目外，還應(yīng)根據(jù)實際情況檢驗試件耐磨性、抗凍性與彈性模量。

綜合考慮結(jié)構(gòu)種類、所處環(huán)境類型、作用等級與使用年限，還提出水膠比要求及膠凝材料實際用量要求，這些都和耐久性有關(guān)。根據(jù)耐久性的要求設(shè)計混凝土配合比，和根據(jù)強度的要求設(shè)計混凝土配合比是完全不同的。前者需要結(jié)合混凝土所處環(huán)境種類與作用程度，選定合適的水膠比與不同膠凝材料最佳用量。當(dāng)條件允許時，應(yīng)選用小的水膠比，同時減小水及膠凝材料實際用量。通過這樣的處理，能增加密實度，減小收縮。除此之外，水膠比的降低還能提高各類摻合料強度貢獻度。然而，需要注意，如果膠凝材料實際用量太少，則對工作性能、強度及耐久性均不利，所以應(yīng)按照標準有效控制。

3.2 入模控制

①含氣量。增加含氣量能提高抗凍性，還能增強抗腐蝕能力，減少膨脹反應(yīng)，改善綜合性能，避免熱擴散和泌水?；诖耍?dāng)條件為非凍融時，其含氣量應(yīng)達到2%以上，而為凍融時，應(yīng)達到4%以上。此外，在拌制的過程中應(yīng)對含氣量進行測試，每50m3至少測試一次[3]。②溫度?？刂迫肽囟仁穷A(yù)防裂縫的前提。但實際施工中的溫度控制往往不到位，普遍認為只有大體積砼才應(yīng)進行溫度控制。而通過實踐可知，水泥細度及強度的增加，也會使內(nèi)部大幅溫升而開裂。外界環(huán)境氣溫較高時，需要采取有效措施控制入模溫度，但溫度的降低不能太多，否則會使表面快速硬化，待內(nèi)部膨脹后，產(chǎn)生裂縫。由此可見，應(yīng)在冬季施工中使用溫度較高的混凝土。而夏季施工除了要做好降溫，還應(yīng)避免光照日曬。對此現(xiàn)行標準也給出了相應(yīng)的規(guī)定，如冬季施工過程中入模溫度應(yīng)控制在5℃以上；而夏季施工過程中入模溫度應(yīng)控制在當(dāng)時環(huán)境氣溫以下，并且不能超過30℃；施工時安排專人進行測溫，每班不少于3次[4]。

3.3 養(yǎng)護溫度

通常情況下，養(yǎng)護都采用澆水保濕的方法，而對溫度變化沒有引起注意。在養(yǎng)護過程中，若表面溫度和內(nèi)部溫度之間、表面溫度與外部環(huán)境氣溫之間存在較大差別，或升溫和降溫的速度較快，則也會造成開裂現(xiàn)象。基于此，現(xiàn)行標準提出了以下補充規(guī)定：芯部溫度應(yīng)在65℃以下，采用蒸汽養(yǎng)護的方法時，升溫和降溫的速度都應(yīng)控制在10℃/h以內(nèi)，不同部分的溫度差不得超過20℃，而為橋梁時不能超過15℃[5]。在混凝土工程施工中，需根據(jù)結(jié)構(gòu)類型、養(yǎng)護條件等制定切實可行的測溫方案，以此檢驗養(yǎng)護溫度是否達到要求。

3.4 施工過程控制

標準要求，在進行配合比設(shè)計選定時，需要對抗凍等級與電通量進行檢測。由于對混凝土耐久性方面的研究工作還處在初期階段，抗凍等級與電通量兩項指標的實驗數(shù)據(jù)存在一定離散性，而且各種試驗方法還未能找出準確的替代規(guī)律，進而無法像強度檢測那樣。實際工作中，應(yīng)嚴格按照已選好的材料、混凝土配合比及技術(shù)組織方案實施：要注重原材料的檢驗批次并及時對比分析檢驗結(jié)果，一旦發(fā)現(xiàn)原材料質(zhì)量不穩(wěn)定，要及時停止使用或調(diào)整配合比以滿足設(shè)計要求；要注重混凝土振搗及振搗效果，避免出現(xiàn)混凝土構(gòu)筑物中夾雜氣泡和局部不密實；諸如此類問題，若施工中未加控制，則必定會產(chǎn)生質(zhì)量缺陷，從而無法達到耐久性要求。因此，做好施工過程控制，減少質(zhì)量缺陷、降低質(zhì)量缺陷等級，能更好地滿足混凝土工程耐久性要求。

4 結(jié)語

綜上所述，耐久性是高性能混凝土重要指標之一，但衡量耐久性的指標很少，在常規(guī)檢驗中也并不一定涉及，所以在實際工作中應(yīng)做出相應(yīng)的調(diào)整，并通過施工質(zhì)量控制保證耐久性，以此滿足實際要求。

【參考文獻】

【1】李化建，謝永江.我國鐵路混凝土結(jié)構(gòu)耐久性研究的進展及發(fā)展趨勢[J].鐵道建筑，2016（02）：1-8.

【2】李全堂，李蘇明，李茜茜.如何保障大模板現(xiàn)澆混凝土冬期施工進程[J].商品混凝土，2016（01）：5-7.

【3】仇國元.鐵路混凝土結(jié)構(gòu)耐久性損傷及控制措施[J].科技信息，2013（12）：402.

【4】李化建，謝永江，易忠來，譚鹽賓.氯鹽環(huán)境下鐵路混凝土配合比參數(shù)的研究[J].鐵道學(xué)報，2012，34（09）：111-116.

【5】李化建，易忠來，謝永江.高速鐵路混凝土結(jié)構(gòu)硅烷浸漬防腐蝕措施技術(shù)要求的研究[J].混凝土與水泥制品，2011（10）：1-8.