轨道交通工程结构混凝土原材料控制指标.pdf
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1、8 8 江苏建筑 2 0 1 2年第 3期(总第 1 4 8期)轨道交通工程结构混凝土原材料控制指标 李春喜,施毅,周华新 2,5,1 建忠:(。苏州 轨道 交通有 限公 司,江苏 苏 州 2 1 5 0 0 2;江苏 省建筑 科 学研究 院有 限公 司,江苏 南京2 1 0 0 0 8)【摘 要 地铁工程对混凝土的质量要求高,在原材料选择上也更为严格。在苏州轨道交通工程地下结构混凝土特殊环境 条件的调查与分析的基础 上,确定 了环境类别及作用等级,提 出了系统 的高性 能混凝土原材料控制指标 和原材料 质量控制 方法,为苏州轨道 交通 1 号线工程 配制 高性能混凝土和保证工程混凝土质量提供
2、 了依据和保 障。关键词】轨道交通工程;高性能混凝土原材料;控制指标与控制方法;苏州轨道交通1 号线工程【中图分类-U 2 3 1:T U 5 2 8 文献标i P -q B 文章编1 1 0 0 5 6 2 7 0(2 0 1 2)0 3 0 0 8 8 0 5 Co n t r o l S t a n d a r d o f Hi g h-P e r f o r ma n c e Co n c r e t e M a t e r i a l s f o r Ra i l Tr a ffi c En g i n e e r i n g L I C h u n-x i S HI Yi Z HO
3、U Hu a x i n L I U J i a n z h o n g (1 S u z h o u R a i l T r a f fi c C o ,L t d,S u z h o u J i a n g s u 2 1 5 0 0 2 C h i n a;2 J i a n g s u R e s e a r c h I n s t i t u t e o f B u i l d i n g S c i e n c e C o ,L t d,N a n j i n g J i a n g s u 2 1 0 0 0 8 C h i n a)Ab s t r a c t:S u b w
4、a y p r o j e c t o n t h e q u a l i t y o f c o n c r e t e m a d e h i g h d e m a n d s,t h e c h o i c e o f r a w ma t e ri a l s w a s m o r e s t rin g e n t I n t h i s p a p e r,b a s e d o n t h e s u r v e y a n d a n a l y s i s o f t h e u n d e r g r o u n d s t r u c t u r a l c o n
5、c r e t e s p e c i a l e n v i-r o n me n t a l c o n d i t i o n f o r S u z h o u r a i l t r a f fi c l i n e No 1 e n g i n e e ri n g,d e t e r mi n e t h e c o n c r e t e e n v i r o n me n t c a t e g o r y a n d f u n c t i o n gra d e,p r o p o s e s y s t e ma t i c c o n t r o l s t a n
6、 d a r d a n d c o n t r o l me t h o d for h i【g h p e r f o r ma n c e c o n c r e t e ma t e r i a l s,for p r e p a r a t i o n o f s u b w a y p r o j e c t h i g h p e rf o r m a n c e c o n c r e t e a n d e n s u r e e n g i n e e ri n g q u a l i t y o f c o n c r e t e a n d p r o v i d e
7、s t h e t h e o r e t i c a l b a s i s a n d s e c u ri t y Ke y wo r d s:r a i l t r affi c e n g i n e e ri n g;h i g h-p e rfo r ma n c e c o n c r e t e ma t e ria l s;c o n t r o l s t a n d a r d a n d c o n t r o l me t h o d:S u z h o u r a i l t r affi c l i n e N o 1 e n g i n e e r i n g
8、 O引言 苏州轨道交通 1 号线 它起 自天平山东边 的灵天路站,终于金鸡湖东 的钟南街站 路线全长 2 6 k m,建设车站 2 4 座 全线 采用 全地 下施工 其主要 目的是 为了节约宝贵土地 资源、减少轨道交通对环境影响和保 护苏州古城原有历史 风貌等 该工程还 同步建设轨道交通 控制 中心 1 座,总投资 约 l 1 0亿元 是苏州市投 资规模最大、建设周期长 和涉 及面 最广 的综合性 城市基础设施 工程。建设 轨道交通,是市委、市政府立 足苏州长远发展作 出的重大战略决策,是预防和 缓解城市交通难题关键性举措 不仅有利于苏州历史文化 名城保护 而且将对全市经济社会快速发展起到巨大
9、推动 作用【。苏州轨道交通 1 号线是该市投资巨大的城市 基础设施 和重要的生命线工程 因此作 为该工程最 主要 的材料一 结 构混凝土 其 制备用原材料性能直接影响着抗裂、耐久性 能 决定着整个工程的服役寿命。这对于提高整个工程质量 及其服役 年限都是 至关重要 的。本文在对苏州市轨道交通 工程环境进行调研 与分析 的基础上 开展了苏州轨道交通 l 号线 工程 各部位结 构混凝 土用原材料 控制指标研 究 旨 在为配制高性能混凝土和保证 工程 混凝 土质量提供依 据和 保证。1 苏州城市轨道 交通工程的环境条件 1 1 特殊环境状况分析 苏州市地处以太湖为中心的浅碟形平原 东部 地势低 洼
10、其水系是在太湖平原 的成陆、开发过程中,由天然湖泊、河 道和人工开 挖河道组 合而成 基底岩体 由泥盆 系砂页 岩、砂岩。石炭系砂页岩、灰 岩,二叠系灰岩、泥岩,侏罗 系火 山岩系与白垩系及第三系半固结沉积岩组成。多年平均气 温 1 5 7 极端 最高气 温 4 0 1 c C,极端最低 气温 一 1 2 7,是典型的海 洋性气候 高于微冻 地区的气 温要求,混凝土结 构基本不受冻融循环作用 的影响。苏州地 区潜水水位埋深 0 3 m 1 5 m:微承压水或 承压 水水头的埋深分别为地下 3 0 m 8 0 m 和 3 0 m 1 0 0 m 并 呈幅度不等的周期性 变化:轨道交通 1 号线
11、的地铁车 站和 盾构隧道的埋深一般为 l 0 m 2 0 m 而计划建设或者在建的 地铁线路 的车站 和盾构隧道 在部分地 段 的埋 深接近 3 0 m 收稿日 2 0 1 2 0 2-1 3 作者简介】李 春 喜,男,苏 州 轨 道 交 通 有 限 公 司,高 级 工 程 师。江苏建筑 2 0 1 2年第 3期(总第 1 4 8 期)或更深。因此 地铁车站和盾构隧道外表面的水压力较大,从而使得地下水和水中的有害介质 渗透 速度增大。对 我国地铁工程结构 的地铁车站、盾构 隧道混凝 土结 构裂缝和渗漏情况调查结果表明 地铁车站的地下连续墙、内衬侧墙、顶板和底板等不可避免会有一定裂缝 和渗 漏现
12、 象存在 盾构 隧道管片接缝处也有不 同程度渗漏,且处 于特 殊 的干湿交替环境 中 苏州地 铁车站运营期间 的温度为 l 5一 2 8 相 对湿 度 为 4 0 8 0。站台及站厅的相对湿度变化幅度较大,且 C O (二氧化 碳)浓度较 高,运 营期间接 近 O 1 5;区间隧道 及 站台交界处 的相对湿度变化幅度较小。且 C O 浓度较低。因此站 台及站厅 的混凝土结构容易发生碳化腐蚀破坏。研究表 明钢筋混凝土结构物在杂散电流的腐 蚀作用下 易被破坏 如地铁工程运营期 间以 1 5 0 0 V直流对列车供 电 地铁牵引供电的接触网或受流器 产生 的杂散 电流较 小。在 1 0 mA 1 0
13、 0 m A以下因而钢筋受 到迷流腐蚀的作用很 小。但是在个别结构部位和排流 网局部(如各个变 电所 的回 流点附近)仍存在杂散电流局部腐蚀 的隐患。根据 以上分析结果 苏州地铁 工程 混凝土主要的劣化 因素有:水压渗透、开裂、碳 化、杂散 电流。1 2 环境 类别及作用等级确定 参 照 T B 1 0 4 2 4 2 0 1 0(铁路 混凝 土结构耐久性设计暂行 规定 唧、G B T 5 0 4 7 6 2 0 0 8(混凝土结构耐久性设计 规范 H、C C E S 0 1 2 0 0 4(混凝土结构 耐久性设计 与施 工指南 嘲、J T G T B 0 7 0 l 一 2 0 0 6(公路
14、工程混凝 土结构 防腐蚀技术规范 嘲 和 S T B D G 一 0 1 0 0 0 1 2 0 0 7(地铁隧道工程盾构施工技 术规程 r 7】的相关规定 苏州市 轨道交通 1 号线车站和盾构隧道混凝 土结构按照环境类别及作用具体划分见 表 1 2 车站结构 高性 能混凝土原材料控制指标 2 1 胶凝材料控制参考指标(1)水泥 根据苏州轨道交 通 l号线工程 混凝 土主要的劣化 因素 及 环境作用类别 的分析 提出了考虑抗裂、耐久性设计 的地 铁 高性 能混凝土用水泥 的技术要求,除满足 通用硅酸盐水 泥标准 嘲(G B 1 7 5 2 0 0 7)中硅酸盐水泥和普通硅 酸盐水泥 的技术要求
15、 外,还 就 比表面积、细 度(8 0 m方孔 筛筛余)、碱含量、熟料 中的 C A 含量提 出了具体 的技术要求。如表 2 所示。说明如下:增加水泥比表面积的上限。即不大于 3 8 0 m 2 k g,主 要考虑到水泥比表面积过 大 将会产生高的水泥水化放热 该水泥所配制的混凝 土收缩将会偏 大也将会影响水 泥与 外加剂 的相适应问题 水泥中的碱含量不是控制在 0 6 o 的低碱水泥范围 内而是选取了 O 8 这主要是为 了增加水泥选择 的余 地 也可将水泥 的碱含量控制在适当范围内。但 当采用碱 活 性骨料时 水泥 中的碱含量应严格控制 0 6 0。对熟料中的 C 含量提出了8 的上限要求
16、,主要 考虑到水泥 C 含量过大,早期将会水化放热速率较快。不 利 于主体结构大体积混凝土温升控制 也会 影响水泥与外 加剂适应性(2)粉煤灰 苏州轨道交通 l 号线工程 混凝 土用粉煤 灰除满足 用 于水泥和混凝土 中的粉煤灰)(G B f r 1 5 9 6 2 0 0 5)的技 术要 求外。对 细度(4 5 p m方孔筛筛余)、需水量 比、氯离子含 量 和含水率等技术指标提出要求 如表 3所示。具体指标说明:表 l 地铁车站和隧道盾构 混凝 土结构环境类别及作用等级 若采用碱活性骨料 水泥 中的碱含量应 0 6 0 江苏建 筑 2 0 1 2年第 3期(总第 1 4 8期)表 3 粉 煤
17、灰 的技术要求 0)c 5 o以下混凝土的细度、需水量比、烧失量根据 I I 级 粉煤灰 的技术要求提 出 但 为了提高混凝土性能 将 细度从 I I 级 粉煤 灰标准 的2 5 调整到 2 0:将 烧失量从 I I 级 粉煤灰标 准的 8 0 调整到 I 级粉煤灰 标准 的5 0 这 样对保证 混凝 土耐久性更有利 c 5 o 及以上混凝土的细度、需水量比、烧失量根据 I 级粉煤灰的技术要求提 出但为 了提高混凝土性能并考虑 到苏州地区粉煤灰的供应情况 将需水量 比从 I 级粉煤灰 标准的9 5 放宽到1 0 0 但将烧失量从 I 级粉煤灰标 准的 5 0 加严到 3 0 这样 同样对保证高
18、强混 凝土耐 久 性 更 有 利 与标准相比。增加了氯离子含量的限制,其指标参照 铁 路混凝 土结构耐 久性设计暂 行规定 4 2 2粉煤灰 的技 术要求中对氯离子含量 的限制给 出 (3)矿 粉 苏州轨道 交通 1 号线工程混凝土用矿渣粉除满足 用 于水泥和混凝土 中的粒化高炉矿 渣粉)(G B t T 1 8 0 4 6 2 0 0 8)E O l 的技术要求 对 比表面积氯 离子含量等技术指标提 出了具 体要求 如表 4所示。表 4 矿渣粉的技术要求 具体 指标说 明:为了避免矿渣粉过细,比表面积过大,而带来矿渣粉 水化过快,放热量过大,引起混凝土收缩加大 将其 比表面积 由标准中要求的
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- 关 键 词:
- 轨道交通 工程 结构 混凝土 原材料 控制 指标
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