石武客专SWZQ-2标段三分部

中国铁建

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中铁十九局集团有限公司石武客专河南段项目部

二○##年九月二十五日

目录

1试验目的……………………………………………………………………………………1

1试验目的……………………………………………………………………………………1

3原材料………………………………………………………………………………………1

4室内试配试验………………………………………………………………………………2

5试验依据……………………………………………………………………………………2

6灌板试验……………………………………………………………………………………2

6.1灌板自密实混凝土配合比………………………………………………………2

6.2钢筋安装及定位…………………………………………………………………3

6.3道岔板铺设………………………………………………………………………3

6.4模板支护…………………………………………………………………………3

6.5灌注的方式……………………………………………………………………4

6.6混凝土搅拌………………………………………………………………………4

6.7混凝土运输………………………………………………………………………4

6.8灌注………………………………………………………………………………4

6.9养护………………………………………………………………………………5

6.10拆模………………………………………………………………………………5

7质量检验……………………………………………………………………………………6

7.1揭板………………………………………………………………………………6

7.2硬化混凝土的性能检验…………………………………………………………6

8人工安排……………………………………………………………………………………6

9徐州车站灌板工艺试验情况………………………………………………………………6

9.1灌注及揭板情况…………………………………………………………………6

10结论…………………………………………………………………………………………9

1试验目的

试验旨在模拟实际施工条件，探索自密实混凝土搅拌、灌注工艺及灌注效果评价, 包括原材料性能检测、自密实混凝土试验室试配试验。通过灌注及揭板试验，实地检验自密实混凝土的施工性能，确定自密实混凝土的基本施工配合比，以及底座板台座浇筑、机具加工准备以及灌板现场模板安装等工艺参数，确保道岔板充填层混凝土灌注一次成功。通过现场试验，初步探讨了岔区自密实混凝土的性能指标和施工工艺参数，包括原材料性能指标、自密实混凝土拌和物性能和施工工艺参数，为岔区自密实混凝土施工应用积累了经验。我分部自20##年9月1日至20##年9月25日期间共实验自密实性混凝土7次，其中失败3次，成功4次（最后4次为连续成功）已经能够掌握自密实性混凝土的灌注工艺，并满足相关要求。

2试验内容

试验场地位于我分部路基线下DK599+601处试验基地，距离搅拌站500米，道路平整，交通便利, 整个试验过程主要包括前期准备、灌注施工、灌注效果评价和性能监测四个阶段，具体流程见图1。

 

                       施工组织安排

3原材料

水泥：新乡平原同力有限责任公司水泥（低碱）P·042.5级。

粉煤灰：安阳电力（集团）有限责任公司FⅠ类粉煤灰。

砂：叶县河砂（中砂），细度模数2.8，含泥量1.4%

碎石：辉县燕窝大王山石料厂，5~10mm碎石和5~16mm碎石，针片状颗粒含量4%。

减水剂：浙江五龙ZWL-A-LX型。

 密实剂：浙江五龙ZWL型。

膨胀剂：浙江五龙化工有限公司ZWL－I型。

水：拌和站地下水。

4室内试配试验

试验主要以两种胶凝材料总用量600kg和550kg的自密实混凝土配合比为基准配合比，针对现场原材料情况（包括粗骨料最大粒径、砂的细度模数、减水剂的引气与保坍）进行了配合比优化调整，最终选定如表1中配合比作为试验配合比，其拌和物性能见表2，成型力学及耐久性能指标包括抗压强度（7d、28d、56d）、弹性模量(28d)、 电通量(56d)和抗盐冻。表1中配合比仅为基准配合比，实际使用应根据原材料情况作适当调整。

5试验依据

本次工艺试验参照的主要技术标准如下：

1、《京沪高速铁路道岔板充填层自密实混凝土暂行技术要求》；

2、《岔区板式无砟轨道自密实混凝土暂行技术条件》

3、《铁路混凝土结构耐久性设计规范》；

4、《自密实混凝土应用技术规程》（CECS203-2006）；

5、《客运专线高性能混凝土暂行技术条件》科技基〔2005〕101号。

6灌板试验

6.1灌板自密实混凝土配合比

灌板试验主要以表1配合比为基准进行，在此基础上适当变化水胶比。混凝土配合比和拌和物性能分别见表3和表4。

6.2钢筋安装及定位

充填层设置HR335级钢筋。纵向采用Ф25的钢筋，横向采用Ф12的钢筋，间距均为200mm。人工现场绑扎成型，纵横向钢筋间用绝缘卡隔开，以满足无绝缘轨道电路的要求。

6.3道岔板铺设

用报废的轨道板代替遒岔板模拟铺设。其尺寸为6.45*2.55米满足最不利宽度下的自密实性混凝土流动性等相关实验参数的实验要求。

充填层外形尺寸根据图纸设计厚度为180mm，在混凝土找平层上放置垫木，垫木厚200mm，宽40mm，长200mm，其位置在道岔板的四角位置及中部位置，其目的是将道岔板垫起。

将两根钢丝绳套住道岔板对称两端部位，釆用吊车将道岔板吊放就位，在道岔板两端的定位片及板中心位置安放精调器，在道岔板的四角位置安放扣压装置，调整道岔板高度及中心位置。

6.4模板支护

模板及其支护应具有足够的承载能力、刚度和稳定性，应能可靠地承受浇注混凝土的自重、侧压力和施工过程中产生的荷载。外侧模板与道岔板边缘距离约220mm，保证内外侧模板间保证相对充足的混凝土存量。外侧模板采取可调丝杠与在找平层连接、固定，纵向模板与端头模板采取垂直焊接。

道岔板自密实混凝土灌注口外侧模板应高出道岔板上表面至少360mm；灌注口内侧，即道岔板上表面边缘也应进行模板支护，模板上缘高度宜高出灌注口外侧模板上缘高度50mm或以上。内外侧模板釆取拉筋固定。

内外侧模板均应密封，防止混凝土浆外流。

6.5灌注

自密实性混凝土的灌注采用2个1.5方小中专料斗配合一个3方大的固定存料斗。首先由混凝土运输车将自密实性混凝土放入到两个中转料斗中，再由2台50T吊车把中专料斗吊装至固定料斗上方并填满固定料斗，由固定料斗放料。需要注意的是在固定料斗放料的同时，中专料斗随时往固定料斗中加入混凝土。务必保证自密实混凝土灌注的连贯性，中间不能有间断。

6.6混凝土搅拌

自密实混凝土应在配有自动计量系统和强制式搅拌机的搅拌站内搅拌，混凝土原材料称量最大允许偏差应符合下列规定（按重量计）：胶凝材料（水泥、矿物掺和料等）士1%；外加剂士1%；骨料±2%；拌合用水±1%。

搅拌时，宜先向搅拌机投入细骨料、水泥和矿物掺和料，搅拌均匀后，再加入所需用水量和外加剂，待砂浆充分搅拌后再投入粗骨料，并继续搅拌至均匀为止。上述 每一阶段的搅拌时问不宜少于30s,总搅拌时间不宜少于2min，也不宜超过3min。

正式生产前必须对自密实混凝土拌合物进行开盘鉴定，检测其工作性能。

6.7混凝土运输

应选用能确保浇筑工作连续进行、运输能力与混凝土搅拌机的搅拌能力相匹配的混凝土专用运输设备运输自密实混凝土。灌注过程中，在灌注现场应确保一台罐车等待灌注。

自密实混凝土的运输速率应保证施工的连续性，当罐车到达浇筑现场时，应使罐车高速旋转20?30s方可卸料。

运输自密实混凝土过程中，应保持运输混凝土的道路平坦畅通，确保混凝土在运输过程中能够保持均匀性，运到浇筑地点不发生分层、离析和泌浆等现象。

应尽量减少自密实混凝土的转载次数和运输时间。从搅拌机卸出混凝土到混凝土浇筑完毕的延续时间以不影响混凝土的各项性能为限。

6.8灌注

6.8.1灌注前，应检查以下准备工作：

(1）灌注口位置的模板加固以及一次灌注所需的自密实混凝土的方量等。

（2）钢筋网片的位置、保护层垫块数量及其紧固程度。

(3)道岔板四周模板的密封情况，道岔板之间横向边缝的密封情况。

（4）底座混凝土表面和道岔板底面用水润湿情况，并确定不得有明显积水。

6.8.2自密实混凝土入模前，应检测混凝土拌合物的温度、坍落扩展度、T50和含气量。

6.8.3自密实混凝土宜从道岔板单侧灌注，当道岔板宽度大于4m，可从道岔板两侧进行灌注。灌注时应通过漏斗或溜槽注入，自由倾落高度不宜大于1.0m。自密实混凝土灌注速度不宜过快,应保证下料的连续性和混凝土拌合物在道岔板下的连续流动。

6.8.4通过灌注口模板内混凝土下降情况和在灌注口另外一侧用木棒触探混凝土流动到的部位，随时检查混凝土在道岔板下的流动情况，在道岔板下的流动较快的灌注口调节减少混凝土供应量，增加道岔扳下的流动较慢部位的灌注口混凝土供应量； 需要的情况下，移动灌注口位置，保持混凝土均匀分布流动。

6.8.5自密实混凝土从轨道板四周流出，混凝土拌合物没有离析、没有上下分层， 碎石在上表面可见，流出的混凝土与轨道板底面没有空气排出了，说明灌板已经饱满,待模板内混凝土比轨道板高出20mm以上，停止灌注。

6.8.6如果自密实混凝土没有从轨道扳四周流出，或者流出的混凝土拌合物明显离析说明灌板失败。应当分析原因，采取措施，重新进行工艺试验。

6.8.7灌注完毕后，模板内保留混凝土比轨道板高出15mm，多余混凝土应及时清除，并设置向轨道板外侧4%排水坡。

6.8.8在炎热季节灌注自密实混凝土时，应避免模板和混凝土直接受阳光照射，保证混凝土入模前模板和钢筋的温度以及附近的局部气溫均不超过40℃。

6.8.9在自密实混凝土灌注过程中，应桉要求取样制作混凝土强度和耐久性试件，试件制作数量应符合相关规定。

6.9养护

6.9.1自密实混凝土灌注完成后，应及时养护，养护时间不得少于14天。

6.9.2带模养护期间，应采取带模覆盖（麻布、土工布等）、喷淋浇水等措施进行保湿养护；混凝土暴露面初凝后，应卷起覆盖物，用抹子压光表面后再次覆盖；去除覆盖物或拆模后，应对混凝土釆用覆盖浇水养护，也可用养护膜、喷养护剂进行养护。

6.9.3养护用水温度与混凝土表面温度之差不得大于15℃。 10拆模

6.10.1道岔板两侧模板的拆除应在自密实混凝土强度达到5.0MPa以上，且其表面及棱角不因拆模而受损。

6.10.2拆模宜按立模顺序逆向进行，不得损伤道岔板四周混凝土，并减少模板破损。当模板与自密实混凝土脱离后，方可拆卸、吊运模板。

7质量检验

7.1揭板

揭板试验是对道岔板自密实混凝土灌注效果最直观的检验手段，一般在养护1天后进行揭板试验。

揭板试验过程如下：

拆除四周模板，观察周边及四个角灌注情况；先用吊车吊起轨道板一端，再将轨道板整体吊起，观察自密实混凝土上表面有无灌注空洞，同时观察自密实混凝土与轨道板底面粘结情况；撬起自密实混凝土，观察自密实混凝土与找平层粘结情况，并观察自密实混凝土断面有无分层现象，观察自密实混凝土断面，分析自密实混凝土中气孔孔径分布情况。

7.2硬化混凝土的性能检验                                   

核查混凝土力学性能、收缩性能和耐久性能等试验结果。

8人工安排

9新乡东站灌板工艺试验情况

9.1灌注及揭板情况

分七次共灌注7块板，其中前3次为失败后4次为连续成功。详见照片。

小中转料斗往固定料斗中加料

现场检测自密实混凝土

加高的外模与内模

流动中的混凝土

监理见证

第一块板揭板后大量气泡（不合格）

第二块板揭板后表面有浮浆及蜂窝现象（不合格）

10结论

（1）原材料性能

骨料性能。自密实混凝土对骨料性能要求很高，应严格控制骨料中的针片状含量和级配。对于粗骨料最大粒径的选择，根据试配试验情况，可选择较大粒径，但不宜超 过20mm。骨料中的含泥量和泥块含量也应严格控制，含泥量和泥块含量过大不但会增加对用水量和减水剂的需求量，还会引起混凝土拌和物流动度异常损失。

减水剂。为保证自密实混凝土拌和物性能，应选用性能优良的减水剂，以确保自密实混凝土拌和物的流动性和稳定性。

增稠剂：为改善自密实混凝土拌和物的粘聚性和抗离析能力，可适当添加增稠剂

组分。

⑵自密实混凝土拌和物性能

流动性。为实现自流平、自填充能力，自密实混凝土拌和物应具有较大的流动性，但流动性过大后，拌和物稳定性降低，分层、离析趋势将大大增加。根据灌板试验结果可知，在满足灌注施工的前提下，自密实混凝土拌和物坍落扩展度不宜过大，才有利于保证自密实混凝土的自填充能力和拌和物体系的稳定性。

流动性经时损失。为满足现场施工的需求，自密实混凝土应具有小的流动性经时损

失值，这不但指自密实混凝土拌和物要在一定时间内流动性不显著降低，还要求其在一定时间内流动性也不显著增大，即自密实混凝土拌和物流动性从搅拌站到灌注现场均保持在较为稳定的水平范围内，才有利于现场控制自密实混凝土拌和物的性能。

（3）灌注施工工艺

模板高度。本次试验结果表明，模板高度是影响岔区自密实混凝土灌注效果的关键。 通常自密实混凝土拌和物流动性越大，其自流平、自填充能力越强，越有利于灌注施工。但拌和物流动性越大，拌和物越易出现离析、分层、浮浆等严重影响灌注质量的问题。试验通过增加灌注端模板高度，并在轨道板上表面也支护模板，从而形成一高出轨道板上表面一定距离的自密实混凝土灌注空间，增加自密实混凝土自身重力势能，从而实现了低坍落扩展度自密实混凝土在轨道板下的自填充、自流平。同时，模板的加高也有利于加快混凝土下料速度，从而缩短施工时间，并能防止混凝土污染轨道板面。因此，建议在岔区自密实混凝土施工时釆用加高灌注端模板的工艺；。

灌注方式。现有岔区自密实混凝土灌注方式为三点或两点灌注，其均为考虑能提高下料速度和加快自密实混凝土在道岔板下的流动填充。通过采用提高灌注端模板的工艺后，则可以将灌注方式改为单点灌注即可，同样能实现自密实混凝土的快速灌注。

灌注速度。自密实混凝土的灌注速度可能会影响自密实混凝土与道岔板结合面的质量，过快的灌注速度会造成道岔板下空气来不及排除而积聚在轨道板下，从而形成大气泡空洞，影响自密实混凝土与道岔板的粘结强度。灌注速度太慢则会延长施工时间，影响施工进度。通过本次试验，初步认为当道岔板灌注宽度为3m左右时，灌完一块道岔 板的时间不宜低于10min。

第二篇：自密实混凝土的试验配制与应用

商品混凝土

20xx年第08期 Beton Chinese Edition —— Ready-mixed Concrete 工程档案

自密实混凝土的试验配制与应用

柱

（北京住总商品混凝土中心，北京 101304）

［摘 要］自密实混凝土是混凝土技术发展的新方向，本文介绍了自密实混凝土在北京爱慕内衣生产建设项目中的应用，测定了影响自密实混凝土性能的因素，通过试验确定了配合比参数，在实际应用中取得了良好效果。［关键词］自密实混凝土；配合比优化；应用

1 工程概况

北京爱慕内衣生产建设项目工程地址位于北京市顺义区马坡镇聚源工业区，属框架结构，建筑面积 53000m2，地上四层，局部六层，建筑高度 25.2m。施工过程中，经设计方和施工方研究决定，对一层至六层柱采用了 C40 自密实混凝土，共计 3581m3，一层至六层部分梁采用了 C30 自密实混凝土。工程实践表明，和普通混凝土相比，采用自密实混凝土不仅能够有效提高施工效率，同时对于提高工程质量也有显著的作用。

混凝土拌合物按照拌合物坍落度的性能测试要求采用坍落度、扩展度试验和流空时间试验分别对混凝土的流动能力、扩展能力进行测试。

在中心现有配合比的基础上，参照《自密实混凝土设计与施工指南》，确定自密实混凝土试验的基础配合比，依照上述方法进行流动性、粘聚性试验。3.3.1 粉煤灰、矿粉粉体优化组合试验

水泥、粉煤灰、矿粉三者由于颗粒级配的差异性，存在最佳颗粒级配组合，在此组合下，可以达到最密实状态。胶凝粉体在最大堆积密度下，可以把浆体中的填充水置换出来，从而可获得最大流动性。因此，浆体的流动度试验可在宏观上表示粉体的紧密堆积状态。在中心配合比的基础上，结合工地最小水泥用量要求，分别调整粉煤灰、矿粉比例测定浆体流动度，使两者可以最优比例组合。试验结果如表 1 所示。

2 自密实混凝土配合比设计

本工程按照《自密实混凝土配合比设计规程》和中国土木工程学会标准《自密实混凝土设计与施工指南》进行，目的是寻找混凝土的流动性、稳定性以及通过钢筋间隙的能力的最佳配合比，以期达到混凝土的高流动性和高稳定性之间的平衡。和普通混凝土不同的是，自密实混凝土设计以性能作为导向，强度仅最终校核即可。

表 1 不同比例矿物掺合料浆体流动度

矿粉∶粉煤灰流动度 (mm)

3∶1235

2∶1240

1∶1255

1∶2275

1∶3260

3 设计要求及试验

3.1 设计要求

混凝土强度等级 C40，坍落度 (260±10)mm，扩展度大于 650mm。3.2 试验原材料

水泥：P·O42.5，唐山冀东水泥股份有限公司，实测强度51.2MPa。

细骨料：涿州市众兴砂石厂，II 区中砂，细度模数 2.7，含泥量 1.8%，表观密度 2.61g/cm3。

粗骨料：三河联铭有限责任公司，碎石，5～20 mm。矿粉：首钢嘉华 S95 级。

粉煤灰：河北大唐国际唐山热电有限责任公司，II 级。高性能减水剂：北京市建筑工程研究院生产的 AN4000 高性能减水剂；河北某建材科技公司生产的聚羧酸高性能减水剂（WZ）；日本某化学建材有限公司生产的保坍型聚羧酸高性能减水剂（PF）。3.3 试验方法

由表可知，矿粉、粉煤灰比例以 3∶1～1∶1 组合时，浆体流动性呈增加趋势，比例达到 1∶2 时，流动度达到最大，经过进一步调整，最佳比例应为 1∶2。3.3.2 减水剂适应性

不同类型的减水剂和胶凝材料存在适应性问题，适应性包括减水率、保坍性、拌合物和易性多个方面。如果胶凝材料和减水剂相容性差，自密实混凝土将达不到期望的工作性能。按照 3.3.1 确定的胶材比例，对三种不同类型外加剂进行适应性试验，试验结果如表 2 所示。

表 2 不同品种高性能减水剂适应性试验

(mm)

类型

WZAN4000PF

0h230230235

0.5h225235240

1h210240265

1.5h180230260

由表 2 可知，不同类型外加剂和胶凝材料适应性存在一

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工程档案 Beton Chinese Edition —— Ready-mixed Concrete 20xx年第08期

定差异，WZ 类型后期有一定损失；PF 类型 1.5h 出现返大，但在砂石料质量稍差时，可起到补偿作用，因此可选择性应用；AN4000 类型初始、1h 浆体流动度变化不大，可选择应用。最终确定配合比见表 3。

表 3 爱慕内衣自密实混凝土配合比

材料用量 (kg/m3)

水泥350

水175

砂831

石858

外加剂粉煤灰矿粉12.7

110

80

此在生产过程中应优选分仓存放，按照规范要求进行定期检验。外加剂、水泥、掺合料是影响混凝土质量的主要材料，使用前必须进行严格检验。砂石骨料粒径大小、级配对混凝土流动性、自密实性影响很大，因此应优选级配较好的骨

料。

3.3.3 试验结果

按照上述配合比，称量各种原材料后，采取 60L 搅拌机搅拌 60s，进行性能测试，试验结果见表 4 。

表 4 基础配合比性能测试

坍落度(mm)0h265260260

2h260255260

扩展度(mm)0h685675690

2h670675670

流空时间 (s)

566

图 1 混凝土出机状态 图 2 拆模后混凝土外观

4.2 生产过程质量控制

生产过程中应及时检测砂含石、砂含水，并依此对混凝土配合比进行适时调整。出站混凝土须安排专人检测混凝土坍落度、扩展度，如不能满足要求及时进行调整。并对运输、浇筑过程进行监控，同时现场人员应及时与施工方技术人员进行技术交底，及时解决混凝土浇筑、养护过程中出现的问题。

4.3 施工过程质量控制

（1）检测：由于自密实混凝土要求混凝土拌合物具有较大的坍落度，因此，入模前必须进行混凝土坍落度和扩展度的测定，以确保坍落度 (260±10)mm、扩展度大于 600mm，并及时关注拌合物有无离析、泌水现象，发现问题及时进行现场调整。

（2）浇筑：浇筑应选取适宜浇筑方法，为防止分离，须控制卸料高度，保证混凝土连续供应。针对结构复杂区域可进行模板外侧辅助振捣，以使混凝土更加密实。

（3）养护：浇筑后必须在一定时间内进行及时养护，保持必要的温、湿度。由于自密实混凝土胶材用量的砂率大，易形成混凝土收缩，及时养护可有效避免收缩裂缝的产生。

为进一步检验自密实混凝土自密实填充能力，制作试块时分别采取三种方法：

A）振动台振动 20s；

B）不做振动，试模表面抹平；C）不做振动，试模外侧稍加敲打。

对三类试块分别同时进行标准养护，7d、28d 抗压试验结果见表 5。

表 5 不同装模方式对混凝土拌合物强度影响

试验次数123

A (MPa)7d42.541.942.2

28d54.253.755.6

7d40.941.240.8

B (MPa)

28d52.852.553.1

7d41.041.540.8

C (MPa)

28d53.253.051.2

由试验结果可知：该基础配合比可完全满足自密实混凝土设计性能要求，无泌水离析现象（见图 1），拆模后混凝土表面光洁，试块破碎后内部均匀密实、无分层现象。和振捣过的试块相比，未经振捣的试块强度基本无损失。

5 结论

自密实混凝土的试验与应用，对传统混凝土的技术性能有了重大的突破，对工程经济、质量、节能、环境和保护等方面都有重大的意义。

自密实混凝土的配制须进行严格的试配，寻求最佳原材配合比，最佳配合比可有效降低混凝土的水、聚羧酸外加剂的敏感性，在最佳配合比的基础上，通过生产控制，达到混凝土性能的动态平衡。

［作者简介］柱（1978—），男，工程师，研究方向为高性能混凝土和外加剂应用技术。

［通讯地址］北京顺义区李天路南半壁店 17 号（101304）

4 工程应用与质量控制

根据确定的配合比，浇筑了爱慕内衣生产建设项目厂一至六层柱及部分梁。拆模后混凝土表面光滑平整，无漏浆、孔洞、蜂窝、麻面现象，取得了预期的效果，见图 2。在市政重点工程温榆河大桥中，自密实混凝土也有成功应用。混凝土生产质量控制自密实混凝土生产过程中主要通过以下三方面进行控制：

4.1 原材料质量控制

原材料质量波动，必然会引起混凝土质量的波动，因

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