论文导读:新建青藏铁路唐古拉越岭地段位于温泉断陷盆地和唐古拉山区,是青藏铁路线路最高地段。青藏铁路唐古拉越岭地段耐久砼施工技术的内容及应注意的问题。
关键词:越岭地段,耐久砼,施工技术
新建青藏铁路唐古拉越岭地段位于温泉断陷盆地和唐古拉山区,是青藏铁路线路最高地段。区内气候寒冷干旱、空气稀薄、一年内冻结期从9月至次年的4、5月。铁路所穿越的多年冻土区太阳直接辐射强。
在如此严峻恶劣的自然环境下进行铁路工程建设,作为最大宗的建筑材料—混凝土材料将面临着严峻的挑战,这就提出了青藏铁路砼耐久性的要求。
一、混凝土遭破坏的机理及抑制措施
1、混凝土强度随时间衰减
正常情况下混凝土强度随时间的延长而增长,且这种增长可持续十几年。但在下列因素下,混凝土强度将随时间延长而衰减。
l干燥、脱水情况下混凝土强度降低、衰减。
l掺速凝剂的混凝土,水泥水化会使原受力结构破坏。
l掺有过多膨胀剂的混凝土,造成原内部结构破坏,强度衰减。
l掺过多减水剂的混凝土,掺量超过常量的3倍时,凝结时间就会大大延长,甚至不能凝结,早期强度极低,造成工程事故。
l特大水泥用量(550Kg/m 3 以上)混凝土,也可造成强度随时间而衰减。
l碱-骨料反应,也会使混凝土内部结构破坏,强度衰减。
l腐蚀介质存在,强度衰减。
2、混凝土遭受冻害
由于水结冰体积膨胀9.07%,如果混凝土内部孔隙中水的体积超过临界值(91.7%)时,则水结冰就会对孔壁产生很大的压力,使混凝土出现微裂缝,发生破坏。而混凝土中孔隙水的存在是由于内部有连通的毛细孔,连通毛细孔的形成是因混凝土泌水,拌和用水量过大所致。
3、抑制措施:
掺入高活性混合材料(如硅灰、粉煤灰),吸收水泥中的碱成份;控制粗骨料中活性物质含量;潮湿环境比干燥环境更易发生碱-骨料反应。
混凝土抗渗是指抵抗压力水渗透的能力。水渗入混凝土内部才能发生破坏,才会碱-骨料反应,才能发生腐蚀,因此提高混凝土抗渗能力就能提高混凝土耐久性。对于混凝土圬工的施工缝、结构缝,更要加强防渗水的措施。
二、混凝土耐久性技术条件
1、混凝土的抗冻融循环次数不小于300次。在青藏线特殊的环境条件下,要使混凝土结构的使用寿命达到普通地区混凝土的水平,其抗冻融循环次数至少应达到300次以上。
2、混凝土的抗渗等级应不小于P12。青藏沿线河流中不同程度地存在SO 4 2- 、Mg 2+ 、Cl - 侵蚀,因此混凝土必须具备较强的抗渗能力。
3、护筋性:混凝土砂浆中的钢筋不得锈蚀。
4、抗氯离子渗透值不得大于1000库仑。当混凝土的氯离子渗透值小于1000库仑时,其抗氯离子渗透性较好。混凝土中的钢筋不至于锈蚀。
5、抗裂性:混凝土的表面非受力裂缝平均宽度不得大于0.20mm。
6、耐腐蚀性
当环境水或岩土中存在有害离子侵蚀时,混凝土受有害离子侵蚀的浓度允许值应符合规范规定。
7、抗碱-骨料反应性能
青藏沿线河流中的砂石具有较强的碱活性。为使混凝土不致发生碱-骨料反应膨胀破坏,混凝土骨料的砂浆膨胀率不得大于0.1%,混凝土的总碱含量应满足现行规范的规定。
三、耐久混凝土目标管理措施
1、原材料
(1)水泥 水泥应采用普通硅酸盐水泥。其性能应符合现行规范的规定。不得使用高铝水泥或复合硅酸盐水泥。
(2)细骨料 宜选用含泥量小,坚固性优良、有害物含量少、非碱活性,级配良好的中粗河砂。不宜选用机制砂。
(3)粗骨料 粗骨料应选用含泥量小,针片状颗粒含量少、压碎指数值小、坚固性优良、非碱活性、连续级配,坚固耐久的碎石、卵石或两者的混合物。
(4)水 混凝土搅拌和养护用水宜选用饮用水,满足现行规范的规定,PH值在5~9。
(5)外加剂 外加宜选用具有早强、减水、防冻、引气、能细化孔结构等功能的复合型产品。
(6)掺和料
在混凝土中掺加粉煤灰或硅灰时,其掺量应通过试验确定,一般为15%。
2、配合比
在按设计强度和耐久性要求计算出不同冻土地段、不同环境条件、不同温度范围以及不同地质条件下的理论配合比后。不同混凝土的施工配合比还应满足下表要求规定。正常施工时,每班搅拌混凝土之前,应根据当班测定的骨料含水率随时调整混凝土的施工配合比。骨料含水率测定频率视天气情况酌情增减。
3、混凝土拌制
耐久混凝土的拌和应采用具有自动计量上料系统的强制式搅拌机集中拌和,集中供应。搅拌时间5min>t2min。
4、混凝土运输
混凝土宜用搅拌运输车运送,途中宜以2-4r/min的转速转动。在运输中不应发生离析、露浆、严重泌水及坍落度损失过多等现象。
5、混凝土浇注及养护
l混凝土养护应严格控制养护温度不低于混凝土外加剂规定的最低适用温度。当养护温度低于0 0 C时,应采用临时保温措施,直至混凝土达到临界抗冻强度。
l新浇注混凝土与流动的地表水和或地下水相接触时,应保温养护,直到混凝土获得50%以上的设计强度为止。
l当环境温度低于-20 0 C时,应采用外部热源养护混凝土。
四、耐久混凝土现场检测及试件养护规定
1、耐久混凝土现场检测项目
l在耐久混凝土施工过程中,拌和站对首盘混凝土进行出机温度、含气量、坍落度、0.5h的泌水率检测。浇注现场按50m 3 抽检一次的频率对混凝土含气量、坍落度、入模温度进行测定。浇注点与拌和站之间要保持联系,以保证现场混凝土的质量状况能及时反馈到拌和站。
l0.5h泌水率按静态泌水率的试验方式检测。
2、试件养护
l用于评定混凝土临界抗冻强度测定的试件与工程结构物同条件养护,分别测定7d、10d、14d抗压强度。
l用于评定低温、负温混凝土强度的试件与工程结构物同环境养护7d,再转入标养28d。
l用于进行耐久性检验的试件与工程结构物相同的环境条件下成型并养护28d。
五、参考文献
《青藏高原冻土区混凝土耐久性技术条件》
《青藏铁路高原地区耐久性混凝土目标管理措施》
《青藏铁路高原多年冻土区桥涵工程施工技术细则》