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1、-铁路混凝土配合比设计的几个问题-第 3 页铁路混凝土配合比设计的几个问题随着科学的不断的发展，在铁路工程建设过程中，混凝土配合比设计越来越显示出其重要的地位，从铁道部到设计单位都非常的重视，用于铁路工程的混凝土不仅要求混凝土的拌合物具有大流动性的施工性能，而且要求混凝土具有良好的力学性能和耐久性。我作为材料检测试验员，通过日常检测试验过程，对混凝土的质量因素有了一定的了解。如何能够保证混凝土质量是我们一项最重要的工作，我对混凝土配合比中设计中应该注意的几个问题进行了分析，并提出相应的措施。一、 混凝土配合比设计前应做好准备工作 要熟悉掌握本施工段的设计图纸对混凝土结构的全部要求，主要是各个施
2、工部位的混凝土强度和耐久性能要求，环境类别，及各构件的截面积尺寸、钢筋布置，确定水泥品种以及石子粒径大小参数。 熟悉掌握最新标准规范，用于铁路工程的混凝土设计指标应符合铁标（TB）要求，我国现行关于铁路混凝土的规范有：普通混凝土配合比设计规程（JGJ55-2011）、铁路混凝土工程施工质量验收标准（TB10424-2010）、普通混凝土拌合物性能试验方法标准（GB/T50080-2002）、普通混凝土力学性能试验方法标准（GB/T50081-2002)、普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准（GB/T50082-2009）。这些规范都是铁路混凝土配合比设计中要直接用到的，除了上述这些规范外，
3、我们还应熟悉各种原材料检测方法标准，这样我们才能混凝土配合比设计的技术性和准确性。了解是否有特殊性能要求，便于决定所用水泥的品种和骨料粒径的大小，了解施工工艺，比如运输距离、浇筑的措施，使用机械化的程度，主要就是对工作性能和凝结时间的要求，便于选用外加剂及确定其参量。掌握了以上这些资料，我们才能合理的选用适当的设计参数进行配合比的设计。二、掌握并检验各种原材料的特性及其指标原材料的质量控制及其波动，对混凝土质量和施工工艺有很大的影响。如水泥的强度波动，将直接影响混凝土的强度；骨料的颗粒级配变化导致混凝土级配的改变，而且会影响新拌混凝土的和易性；外掺料的需水量比、烧失量和减水剂与水泥的相容性、减
4、水率也会直接影响混凝土的工作性能；骨料的含水率对混凝土的水灰比影响很大。为保证混凝土的质量在生产过程中，一定要对混凝土的原材料进行质量检验，全部符合技术性能指标才能应用。骨料中含有害物质，超过规范规定范围，可能会妨碍水泥水化，降低混凝土强度，消弱骨料与水泥的粘结，也可能与水的水化物产生化学反应，而产生有害的膨胀物质使混凝土开裂。细骨料含泥量如果超过3%，粗骨料含泥量超过2%，这些很细的物质会在骨料表面形成包裹，妨碍骨料与水泥的粘结；他们或者以松散颗粒式出现，很大程度的增加了用水量。混凝土拌合水选用有机杂质的沼泽水、海水等会在混凝土表面形成盐霜。在混凝土生产过程中，骨料的含水率是影响水灰比而导致
5、混凝土强度过大波动的主要原因。因此除了对原材料的质量控制除了常规性的检测外，还要求试验人员随时掌控各种指标变化规律，并制定相应的对策措施。如砂石骨料含泥量超出规范要求，应及时反馈给材料部门，及时对含泥量超标的骨料进行清洗并采取能够保证混凝土质量的其他措施。骨料的含水率在施工现场宜用快速炒干法，及时根据测定的含水率调整混凝土配合比中各种原材料的实际用量。水泥、骨料、外掺料、外加剂、拌合用水各项性能指标必须达到规范要求。（一）水泥的检验项目和技术指标水泥的质量对混凝土的质量起着决定性的作用。它是混凝土的最重要胶凝材料，混凝土的强度、长期性、耐久性都是水泥遇水硬化后完成的所以混凝土配合比设计时应坚持
6、检验水泥的各项指标。一般铁路混凝土选择水泥宜选用硅酸盐水泥或者普通硅酸盐水泥。以下罗列以及技术要求： 面积是用来表示硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥细度的，水泥的细度是反应水泥质量的重要指标。要求比表面积为300Kg/m350Kg/m，比表面积越大，单位重量的水泥与水接触的面积也就越大，水化反应也就越快，水化热引起干收缩增大，并产生裂缝。严重影响耐久性及混凝土结构的安全性。比表面积太小水化慢早期强度增长缓慢，不利于施工。初凝时间45min ，终凝时间600min，硅酸盐水泥的终凝时间390min。安定性由煮沸法测定其是否合格。水泥的强度由3d和28d抗折、抗压强度检验是否符合规范要求。PO规格水泥烧
7、失量需5.0%，P规格的水泥烧失量需3.5%，PI规格的水泥烧失量需3.0%，游离CaO含量1.0%，MgO含量5.0%，SO3含量3.5%，CL含量0.06%，碱含量0.80%，熟料中C3A含量8%。当骨料具有碱硅酸反应活性时，水泥的碱含量不应超过0.60%。C40以上混凝土用水泥的碱含量不宜超过0.60%。在氯盐环境条件下，混凝土宜采用低CL含量的水泥，不宜使用抗硫酸盐硅酸盐水泥。在硫酸盐化学侵蚀环境条件下，混凝土应采用低C3A含量的水泥，且胶凝材料的抗侵蚀系数（56d）不得小于0.8 。（二）粉煤灰的检验项目和技术指标粉煤灰是铁路混凝土工程中比较常见，运用最广泛的矿物掺合料之一。现在的混
8、凝土不紧要求具有高强度和良好的耐久性，而且要求混凝土拥有大流动性以利于施工。粉煤灰本身的化学成分、矿物成分和颗粒形貌等特征在水泥混凝土中可产生三个作用，即形态减水效应：粉煤灰在高温燃烧过程中形成的粉煤灰颗粒，绝大多数为玻璃微珠，可减少内摩擦，从而保持混凝土的塌落度不变的情况下减少用水量；活性效应：粉煤灰中所含的玻璃体与水泥水化产物发生二次水化反应生成C-S-H和C-A-H、水化硫酸钙，强化了混凝土界面过渡区，同时也能提高混凝土后期强度；微集（骨）料效应：粉煤灰本来是高温煅烧的产物，其颗粒本身很小，而且强度很高。粉煤灰颗粒分布于水泥浆体中水泥颗粒之间，填充空隙和毛细孔，改善了混凝土的孔结构，提高
9、了混凝土胶凝体系的密实性。用于铁路混凝土工程的粉煤灰用于C50以上混凝土细度12.0，需水量比95，烧失量5.0。用于C50以下混凝土，细度25.0，需水量比105，烧失量8.0。氯离子含量0.02，含水率1，三氧化硫含量3.0，氧化钙含量10，游离氧化钙含量1.0。特别注意的是在冻融破坏环境下，粉煤灰的烧失量不宜大于3.0。粉煤灰在使用前应对每一项指标进行检验以确保其质量。（三）骨料的检验项目和技术指标砂石骨料约占混凝土总体积的70以上，在混凝土中起着骨架作用，是混凝土中的主要材料。细骨料应选用级配合理、质地坚固、吸水率低、孔隙率小的洁净天然中粗砂，也可选用专门机组生产的人工砂，严禁使用海砂
10、。粗骨料应选用粒形良好、质地坚固、线性膨胀系数小的洁净碎石，在无抗拉和抗疲劳要求C40以下混凝土也可采用卵石。为确保混凝土的和易性，粗骨料应由两个或两个以上粒径组成连续级配，以求得最小孔隙率和最大容重，自然也保证了混凝土的和易性。细骨料主要需要检验颗粒级配、含泥量、泥块含量、云母含量、轻物质含量、有机物含量。在冻融破坏环境下，细骨料的含泥量不得大于2.0，吸水率不应大于1。当细骨料含有颗粒状的硫酸盐或硫化物杂质时，应进行专门的检验，确认能满足混凝土耐久性要求时，方能采用。粗骨料需要检验颗粒级配、压岁指标、针片状颗粒总含量、含泥量、泥块含量、紧密空隙率。特别要注意的是，选用骨料的最大粒径不宜超过
11、混凝土保护层厚度的2/3，（在严重腐蚀环境条件下不宜超过1/2），配制强度等级C50及以上混凝土时，粗骨料的最大公称粒径不宜超过25，所以设计配合比前一定要看清图纸以免造成不可挽回的损失。（四）减水剂的检验项目和技术指标减水剂是耐久性混凝土中不可缺少的材料，高性能减水剂具有一定的引气效果、较高的减水率和良好的塌落度保持性能。目前铁路工程运用最广泛的是聚羧酸减水剂。聚羧酸减水剂分为早强型、标准型、缓凝型，一般来说早强型减水剂只适用与现拌现用的混凝土，对于运输有很大的限制，而铁路工程所使用的混凝土一般要求采用拌合楼集中拌制混凝土，由混凝土罐车运送至施工现场。所以我们使用的一般是缓凝型减水剂。聚羧酸
12、减水剂需要检验的项目以及规范要求值，减水率25，含气量3.0，泌水率比20，7d抗压强度比140、28d抗压强度比130和凝结时间差90min。当配制泵送混凝土时还要检验其压力泌水率和塌落度一小时经时变化量。应注意的是检验以上项目时，混凝土塌落度宜控制在8010，而且抽检所用水泥必须为工程用水泥，以保证减水剂与其他混凝土材料有良好的适应性。三、保证混凝土质量下，注重经济效益现在不少的施工单位在配合比设计时纯粹为了达到设计强度，按照规范要求或以往经验进行配合比设计，适配后强度达到要求就算完成了若是达不到设计要求，唯一的方法就是增加水泥用量，很少有人从材料调配、经济效益、混凝土工作质量等方面综合考
13、虑。水泥用量过多，往往导致混凝土收缩裂缝的产生和徐变增大，而且也相应的增加了成本。我认为，混凝土配合比设计核心意义就是，1.保证混凝土工程的质量。2.保证混凝土的工作性能，达到施工要求。3.降低混凝土成本。应在规范要求允许的条件下，试验室应配制不同的配合比，从经济、工作性能、工程质量等方面综合考虑择优选用，并针对不同的施工部位、不同的环境要求、不同的评定方法给予配比参数作适当的调整，尽量避免凡是同一强度等级的混凝土均使用同一个配合比的做法，试验室还要收集每次配合比及施工情况的详细数据，并注意对这些数据进行统计分析，以便得出本试验室的水灰比、用水量、砂率、水泥用量范围以及标准差值变化情况，日积月累，就能成为一个很可观，很宝贵的参考资料，对以后的施工将会起到不可估量的作用。当然，这些事情实际操作起来会很枯燥无谓，短期效益并不会很明显，应选派工作责任心强，业务水平高的专业人员去组织收集，最重要的是需要施工现场领导们的理解和支持。