高速铁路GRTS三型板式无砟轨道自密实混凝土配合比技术.ppt

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1、中国上海工程局集团有限公司济青高铁项目部中心试验室2016年12月20日,高速铁路CRTS型板式无砟轨道自密实混凝土配合比技术要点,2,目 录,概况无砟轨道混凝土施工流程自密实混凝土技术要点,1 概况,轨道板,门型筋,自密实混凝土层,土工布离层,钢筋混凝土底座,CRTS型板式无砟轨道结构特点：以轨道板与充填层自密实混凝土形成复合整体结构共同承受列车荷载。轨道板与充填层自密实混凝土以“门型筋”进行强化连接，充填层自密实混凝土与底座板间设中间隔离层，通过底座板上限位凹槽进行限位。其中，影响CRTS型板式无砟轨道整体性能的关键就是自密实混凝土。,4,1 概况,核心问题,关键词1：黏,关键词2：脆,关

2、键词3：裂,关键词4：费,CRTS型无砟轨道自密实混凝土：具有高的流动性、间隙通过性和抗离析性，浇筑时仅靠其自重作用而无需振捣便能均匀密实成型的高性能混凝土（硬化体具有高耐久性和高体积稳定性）。,普通混凝土振捣,自密实混凝土非振捣,1.1 自密实混凝土特点,6,自密实混凝土性能特点,原材料敏感性,环境敏感性,时间敏感性,用水量均质性,施工气候施工温度,工作性能保持施工组织,施工敏感性,泵送压力、距离水平运输,高粉体用量,低水胶比,高流动性,低骨料用量,敏感性,稳健性,1.1 自密实混凝土特点,7,多重阻碍,封闭体系,柔性基础,1.2 自密实混凝土结构特点,8,CRTS型板式无砟轨道（水泥乳化沥

3、青砂浆）,CRTS型板式无砟轨道（水泥乳化沥青砂浆）,CRTS型板式无砟轨道（自密实混凝土）,1.3 自密实混凝土工艺特点,9,水泥乳化沥青砂浆,自密实混凝土,含粗骨料的混凝土体系,不含粗骨料的砂浆体系,1.3 自密实混凝土工艺特点,10,水泥乳化沥青砂浆,自密实混凝土,流动界面阻力大,流动界面阻力小,1.3 自密实混凝土工艺特点,11,水泥乳化沥青砂浆,自密实混凝土,直接采用线下搅拌站原材料,原材料工厂化生产,1.3 自密实混凝土工艺特点,12,水泥乳化沥青砂浆,自密实混凝土,1.3 自密实混凝土工艺特点,13,水泥乳化沥青砂浆,自密实混凝土,技术难点：自密实混凝土的原材料质量、生产水平和施

4、工水平均远弱于水泥乳化沥青砂浆，但却要达到相同的质量和精度要求。,1.3 自密实混凝土工艺特点,14,自密实混凝土,15,目 录,概况无砟轨道混凝土施工流程自密实混凝土技术要点,16,2 无砟轨道混凝土施工流程,17,试验目的适用范围验收程序验收要求提交资料验收标准,2.1 工艺性试验主要内容,18,2.2 工艺性试验目的,（1）确定底座混凝土施工工艺和模板工装。（2）确定轨道板标高测量与有效控制方法通过工艺性试验，确定轨道板粗铺精调、安装、固定和限位控制方法等。（3）确定自密实混凝土施工配合比和拌制工艺参数。确定灌注工艺：模板和工装、压紧工艺、自密实混凝土灌注工艺及其参数等。（4）培养锻炼关

5、键岗位技术人员，降低正式上线后不必要质量事故出现几率，确保施工进度和工程质量。,2.3 验收内容,工艺性试验验收主要内容：工艺性试验验收主要包括原材料检验、无砟轨道底座板及嵌缝施工，自密实混凝土配合比选定、配制、灌注，轨道板精调、揭板等无砟轨道施工工艺及各项技术文件和交底资料的准备工作。,2.4 验收程序,（1）所有原材料、配合比等送检（施工、咨询、监理单位参加）（2）试验场地、模板工装和相关技术文件准备（施工、设计、咨询、监理）（3）施工单位工艺性试验自检试验（施工、咨询单位参加）（4）监理初验（施工、监理、咨询单位参加）（5）公司验收（建设、施工、设计、监理、咨询单位参加）,2.5 验收要

6、求,工艺性试验应在线下进行，模拟现场实际工况进行，工艺性灌注试验需连续灌注4块轨道板，其中至少灌注一块本标段范围内最大曲线外轨超高的轨道板，自密实混凝土运输时间按最大运距和最不利施工组织考虑，试验环境温度应尽量接近实际施工期间环境温度，有隧道的施工单位灌注方式改变时应包括一块隧道内的轨道板。,2.6 提交资料,(1)工艺性试验施工总结。(2)底座板、自密实混凝土配合比报告。(3)无砟轨道施工作业指导书。(4)工艺性试验施工检验报告（须由监理平行检查签认）；(5)施工人员培训情况、施工图纸到位情况及三级技术交底情况报告。(6)无砟轨道施工设备、物资准备情况报告（底座模板工装、自密实模板工装、灌注

7、工装、精调检测设备、隔离层土工布、弹性缓冲垫层、嵌缝材料等）。(7)无砟轨道工艺性试验验收评估申请。,2.7 验收标准,工艺性试验验收依照中国铁路总公司关于印发高速铁路CRTS 型板式无砟轨道后张法预应力混凝土轨道板、自密实混凝土、隔离层用土工布、弹性缓冲垫层暂行技术条件的通知(铁总科技2013125号)、中国铁路总公司关于印发高速铁路CRTS 型板式无砟轨道先张法预应力混凝土轨道板、高速铁路无砟轨道嵌缝材料暂行技术条件的通知（铁总科技2013162号）、郑徐客专CRTS 型先张板式无砟轨道施工质量验收暂行技术要求（工管线路函2014367号）进行验收。轨道结构验收依照设计文件进行验收。,其他

8、项目验收参考高速铁路轨道工程施工质量验收标准(TB 10754-2010)进行验收。,24,目 录,概况无砟轨道混凝土施工流程自密实混凝土技术要点,25,25,方量,搅拌混凝土,装入罐车,罐车运输,二次转入灌注斗,吊装到位,灌注,3 自密实混凝土技术要点,26,3.1 自密实混凝土技术要求,配合比参数要点工作性能控制要点原材料控制要点,27,3.1.1 配合比参数要点,粉体材料用量：宜小于580kg/m3（宜小于540kg/m3）用水量：不宜大于180kg/m3单位体积浆体含量：不宜大于0.40m3氯离子含量：不大于胶凝材料的0.10%总碱含量：不大于3.0kg/m3三氧化硫含量：不大于胶凝材

9、料的4.0%,自密实混凝土配合比设计、试验和检验周期：90天。,28,自密实混凝土矿物掺合料掺量大，长期力学性能均有富余，从降低收缩和经济性考虑，可适当降低胶凝材料用量。,3.1.1 配合比参数要点,29,拌和物技术要求,3.1.2 工作性能控制要点及试验方法,30,3.1.2.1 坍落扩展度、扩展时间T500试验方法,1.仪器要求 1.1 混凝土坍落度筒：应符合混凝土坍落度仪（JC/T248）的相关规定。1.2 底板：为硬质不吸水的光滑正方形平板，边长为900mm，最大挠度不超过3mm。在平板表面标出坍落度筒的中心位置和直径分别为200mm、300mm、500mm、600mm、700mm、8

10、00mm的同心圆。,1.3 工具：铲子、抹刀、钢尺（精度1mm）、秒表。2.试验步骤 2.1润湿底板和坍落度筒，保证坍落度筒内壁和底板上无明水；底板放置在坚实的水平面上，坍落度筒放在底板中心位置，下缘与200mm刻度圈重合，然后用脚踩住两边的脚踏板，装料时保持坍落度筒位置不变。2.2用铲子将混凝土加入到坍落度筒中，不分层一次填充至满，且整个过程中不施以任何振动或捣实，加满后用抹刀抹平。2.3用抹刀刮除坍落度筒中已填充混凝土顶部的余料，使其与坍落度筒的上缘齐平，将底盘坍落度筒周围多余的混凝土清除。随即垂直平稳地提起坍落度筒，使混凝土自由流出。坍落度筒的提离过程应在5s内完成；从开始装料到提离坍落

11、度筒的整个过程应不间断地进行，并在150s内完成。,31,3.1.2.1 坍落扩展度、扩展时间T500试验方法,3.试验记录 3.1测定扩展度达到500mm的时间T50，计时从提离坍落度筒开始，至扩展开的混凝土外缘初触平板上所绘直径500mm的圆周为止，以秒表测定时间，精确至0.1s。（单位：s）3.2用钢尺测量混凝土扩展后最终的扩展直径，测量在相互垂直的两个方向上进行并计算两个所测直径的平均值。（单位：mm)注：混凝土扩展度测试时，如扩展开的混凝土偏离圆形，测得两直径之差在50mm以上时，需从同一盘混凝土中另取试验重新试验。3.3观察最终坍落后的混凝土的状况，如发现粗骨料在中央堆积或最终扩展

12、后的混凝土边缘有较多水泥浆析出，表示此混凝土拌合物抗离析性不好，应予记录。,32,3.1.2.2 J环障碍高差试验方法,1.仪器要求 1.1 J环：J环16根18钢筋组成，J环的直为300mm。,1.2 底板：为硬质不吸水的光滑正方形平板，其形状尺寸3.1.2.1中1.2中图所示相同。1.3工具：铲子、抹刀、钢尺（精度lmm）、10L铁桶。2.试验步骤 2.1 在10L铁桶中装入6-7L新拌混凝土，并静置1min（10s）2.2 在混凝土静置的1min时间内，用海绵或毛巾润湿底板和坍落度筒，在坍落度筒内壁和底板上应无明水；底板放置在坚实的水平面上，坍落度筒放在底板中心位，下缘与200mm刻度圈

13、重合，J环则套在坍落度筒外，下缘与300mm刻度圈重合，坍落度筒在装料时保持位置固定不动。2.3将铁筒内混凝土加入到坍落度筒中，不分层一次填充至满，且整个过程中不施以任何振动或捣实。2.4 用抹刀刮除坍落度筒中已填充混凝土顶部的余料，使其与坍落度筒的上缘齐平，将底盘坍落度筒周围多余的混凝土清除。随即垂直平稳地提起坍落度筒（从混凝土填充满坍落度筒至提起坍落度筒，时间间隔不超过30s)，使混凝土自由流出。坍落度筒的提离过程应在5s内完成；从开始装料到提离坍落度筒的整个过程应不间断地进行，并在150s内完成。,33,3.1.2.2 J环障碍高差试验方法,2.5用钢尺测量J环中心位置混凝土拌合物顶面至

14、J环顶面的高度差（h0），然后再沿J环外缘两垂直方向分别测量4个位置混凝土拌合物顶面至J环顶面的高度差（hx1，hx2，hy1，hy2)单位：mm）。J环障碍高差BJ按下式计算，结果精确至1mm。,2.6观察坍落后的混凝土的状况，如发现粗骨料在中央堆积或最终扩展后的混凝土边缘有较多水泥浆析出，表示此混凝土拌合物抗离析性不好，应予记录。,34,3.1.2.3 L型仪充填比试验方法,1.仪器要求 1.1L型仪用硬质不吸水材料制成，由前槽（竖向）和后槽（水平）组成，具体外形尺寸。前槽与后槽之间有一活动门隔开。活动六前设有一垂直钢筋栅，钢筋栅由3根（或2根）长为150mm的12光圆钢筋组成，钢筋净间距

15、为40mm或60mm。,1.2 试样筒：金属制成的容积为5L的容量筒并配有盖子，两旁装有提手。其内径与内高均为186mm2mm，筒壁厚为3mm。容量筒上缘及内壁应光滑平整，顶面与底面平行并与圆柱体的轴直。1.3台秤：称量为50kg、感量为50g。1.4量筒：容量为10ml、50ml、100ml量筒及吸管。1.5工具：铲子、抹刀、秒表、钢尺等。2.试验步骤 2.1将仪器水平放在地面上，保证活动门可以自由地开关。2.2润湿仪器内表面，清除多余的水。2.3用混凝土将L型仪前槽填满，用抹刀刮除前槽顶部混凝土的余料。2.4静置1min后，迅速提起活动门使混凝土拌合物流进水平部分，测定混凝土拌合物流过L型

16、仪水平部分的时间T700L，计时从提起活动门开始，至流出的混凝土外缘初触L型仪后槽端部为止，以秒表测定时间，精确至0.1s。,35,3.1.2.3 L型仪充填比试验方法,2.5当混凝土拌合物停止流动后，用钢筋测量并记录“H1”、“H2”，精确至0.1mm。（单位：mm）2.6以上试验应在5min内完成。2.7测试泌水率时，用湿布湿润试样筒内壁后立即称量，记录试样筒的质量。打开L型仪后槽端部闸门将自密实混凝土试样一次流入到试样筒中，并使混凝土拌合物表面低于试样筒筒口30mm3mm,用抹刀抹平。抹平后立即计时并称量，记录试样筒与试样的总质量。2.8在以下吸取混凝土拌合物表面泌水的整个过程中，保持试

17、样筒水平、不受振动；除了吸水操作外，应始终盖好盖子；室温保持在202。2.9从计时开始后60min内，每隔10min吸取1次试样表面渗出的水。60min后，每隔30min吸1次水，直至认为不再泌水为止。为了便于吸水，每次吸水前2min，将一片35mm厚的垫块垫入筒底一侧使其倾斜，吸水后平稳地复原。吸出的水放入量筒中，记录每次吸水的水量并计算累计水量，精确至lmL。2.10泌水率的结果计算确定按下世进行：式中：B泌水率（%)；VW泌水总量（mL)GW试样质量（g)；W混凝土拌合物总用水量（mL)；G混凝土拌合物总质量（g)；G1试样筒及试样总质量（g)；G0试样筒质量（g）。计算应精确至1。泌水

18、率取三个试样测试值的平均值。三个测试值中的最大值或最小值，如果有一个与中间值之差超过中间值的15%，则以中间值为试验结果；如果最大值和最小值与中间值之差均超过中间值的15时，则此次试验无效。,36,3.1.2.3 自密实混凝土竖向膨胀率的试验方法,1.仪器要求 1.1百分表：量程10mm；1.2百分表架：磁力表架；1.3有机玻璃板：长140mm宽80mm厚5mm；1.4试模板：100mm100mm100mm立方体试模的拼装缝应填入黄油，不得漏水；1.5铲勺：宽60mm，长160mm；6钢垫板：长 250mm宽250mm厚15mm普通钢板。2.仪表安装 2.1钢垫板：表面平装，水平放置在工作台上

19、，水平度不应超过0.2；2.2试模：放置在钢垫板上，不可摇动；2.3有机玻璃板：平放在试模中间位置，其左右两边与试模内侧边留出10mm空隙；2.4百分表：百分表与百分表架卡头固定牢靠。但表杆能够自由升降。安装百分表时要下压表头，使表针指到量程的1/2处左右。百分表不可前后左右倾斜。2.5百分表架固定在钢垫板上。尽量靠近试模，缩短横杆悬臂长度。,37,3.1.2.3 自密实混凝土竖向膨胀率的试验方法,3.试验步骤及计算 3.1自密实混凝土搅拌均匀后立即灌模。从玻璃板的一侧灌入。一次灌至两侧流出浆体为止，灌注过程中尽量排出气体。注意尽量减少浆体对有机玻璃板产生的向上冲浮作用；3.2有机玻璃板两侧浆

20、体表面，用小刀轻轻抹成斜坡，斜坡的高边与有机玻璃相平。斜坡的低边与试模内侧顶面相平。抹斜坡的时间不应超过30s。成型温度、养护温度均为（20）；3.3做完斜坡，把百分表测量头垂直放在玻璃板上，在30s内记录百分读数h0。为初始读数；3.4测定初始读数后30s内，有机玻璃板两侧自密实混凝土表面盖上二层湿棉布；3.5从测定初始读数起，每隔2h浇水1次。连续浇水4次。以后每隔4h浇水1次。保湿养护至要求龄期，测定1h、3h、6h、12h、1d、3d试件高度读数；3.6从测量初始读数开始，测量装置和试件应保持静止不动，并不受振动。3.7竖向膨胀率应按下式进行计算式中：t竖向膨胀率；h0试件高度的初始读

21、数（mm）；ht试件龄期t时的高度读数（mm）；h试件基准高度100（mm）。试验结果取一组三个试件的算术平均值，计算精确至0.01。,38,（1）吻合性控制：配制自密实混凝土的原材料品质要和技术要求相吻合。（2）均质性控制：每一批次原材料的性质指标的波动要确保在一定范围内，不宜超过10%。（3）含水率控制：细骨料含水率控制在1%以内。（4）储存管理控制：专仓专用，防水防污染。,3.1.3 原材料控制要点,39,3.1.3 原材料控制要点,（1）水泥,水泥宜选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，混合材宜为矿渣或粉煤灰，不宜使用早强水泥。,40,3.1.3 原材料控制要点,（2）矿物掺和料粉煤灰,粉煤

22、灰脱硝处理易导致大量碳酸氢铵残留，在混凝土凝结过程会释放氨气。,41,3.1.3 原材料控制要点,（2）矿物掺和料矿渣粉,42,3.1.3 原材料控制要点,（3）细骨料,细度模数一般在2.3-2.7之间较为适宜。,43,3.1.3 原材料控制要点,（4）粗骨料,粗骨料宜采用5-16mm级配碎石。,44,3.1.3 原材料控制要点,优质聚羧酸减水剂：（保坍剂单独应用）先消泡再引气工艺 含气量适宜（优质）保坍性良好（180min）,（5）外加剂,消除劣质大泡,改善工作性能,保证运输与施工,45,3.1.3 原材料控制要点,选用原则：型膨胀剂。早期膨胀率不需太高，后期持续膨胀时间长，膨胀值回落幅度小

23、。,（6）膨胀剂,自密实混凝土的必要组分，起补偿自密实混凝土收缩变形作用。,A,B,C,收缩,膨胀,时间,46,3.1.3 原材料控制要点,（7）粘度改性材料,有效解决自密实混凝土拌和物离析、泌水、气泡问题以及对用水量波动的敏感性。,47,实体质量要求,（1）侧面状态：与上下表面充盈度、侧面致密度。（2）表面状态：表面无发泡层、致密度高、工艺性气泡少，无明显水纹。（3）断面状态：切开断面处骨料分布均匀，无骨料堆积、浆骨分离、蜂窝、贯通气孔等。,48,实体质量要求,自密实混凝土断面骨料分部均匀,49,3.2.3自密实混凝土管理控制要点,四固一强：固定原材料、固定配合比、固化施工工艺、固定施工人员、强化过程检查，强化工艺性试验,静态管理：原材料品质管理，搅拌设备与施工设备管理。动态管理：配合比调整，自密实混凝土现场入模指标控制。,一把手负责制,50,谢谢大家！,