高速公路建设工程混凝土高性能化技术报告.docVIP

- PAGE 20 - 高速公路建设工程示范段混凝土高性能化关键技术研究 技 术 报 告 2020年5月 一、项目简介 郑州至洛阳段高速公路是国家规划的“五纵七横”之一“连霍高速公路”的重要组成部分，是河南省高速公路网的主骨架。该工程全长106公里，起于郑州西南绕城枢纽互通西侧，止于洛阳西南绕城任庄枢纽互通西侧。连霍高速郑州至洛阳段是河南省交通最繁忙的路段之一，现有双向四车道已无法满足需要。 2008年11月，连霍高速公路郑州至洛阳段改扩建工程正式开工。此次改扩建的路段全长106.39公里，在原四车道高速公路两侧各加宽8米，拼宽成整体式标准的双向八车道高速公路，使之成为河南省最宽的高速公路之一。该项目建设规模庞大，投资约50.4亿元，建成后将成为连霍国道主干线建设标准最高、设施最完善的路段，工程总体图如图0所示。 图0 连霍郑洛段高速改扩建总体图 为提高工程质量，连霍郑洛段改扩建工程指挥部联合中冶建筑研究总院有限公司（原治金部建筑研究总院）开展“连霍郑洛段改建工程示范段混凝土高性能化技术研究”的研究项目。 本项目以优化工程配合比、提高工程耐久性、节约工程投资和减少混凝土外观质量缺陷为目的。本项目研究主要以14标段为依托，利用现有原材料和硬件设施进行混凝土配合比优化，进而改善混凝土工作性、提高混凝土耐久性并达到减少外观质量缺陷的目的。 二、 主要研究内容 通过对连霍郑洛段混凝土现状的调研和结构实体缺陷，以改善混凝土性能、降低混凝土成本，提高混凝土耐久性并改善结构实体外观为目标，本次技术研究主要包括以下内容： 1、混凝土配合比优化。采用高性能混凝土理念对现行使用混凝土配合比进行优化，通过调整混凝土配合比参数，配制工作性能较好的混凝土，并保证混凝土的耐久性能。 2、混凝土搅拌工艺优化。在现有混凝土搅拌工艺的基础上，通过改进现有拌合设备或优化混凝土搅拌工艺，达到充分拌合高性能混凝土的目的。 3、混凝土振捣工艺优化。通过优化现有混凝土振捣工艺或引进混凝土先进混凝土振捣设备，并现场指导振捣工人振捣，避免因振捣不足或过振导致质量缺陷。 4、柱子、高墩、预制梁外观优化。通过从混凝土原材料、配合比、搅拌工艺和灌注工艺进行全过程质量控制，从而达到改进混凝土外观质量的目的，并确保混凝土工程耐久性。 5、混凝土高性能化指标体系建立。从自然环境条件出发，分析研究影响混凝土耐久性主要因素，并以此为主要考核指标，进行混凝土配合比调整，并建立检测工程实体构件混凝土质量的方法体系，确保混凝土工程的耐久性。 三、研究路线 本项目研究主要由工程建设指挥部牵头，以施工单位为主体，由中冶建筑研究总院有限公司选派专业技术人员进行指导，根据现有条件对混凝土进行配合比优化，再结合现有施工条件对施工工艺进行优化，最终达到减少混凝土外观质量缺陷的目的。其主要研究路线可用图1表示。 实地调研基础设施 实地调研 基础设施 原材料 配合比 施工工艺 结构物实体 配合比评估 基础设施及施工工艺评估 缺陷 配合比优化方案 基础设施及施工工艺改进建议 分析缺陷 试验室试验 实体构件试验 满足 降低 成本核算 形成工艺工法成果 是 否 是 否 缺陷 无 有 形成配合比优化成果 第一阶段 第一阶段 第二阶段 第二阶段 第三阶段 第三阶段 第四阶段 第四阶段 图1 技术路线图 根据图1描述的研究图线图，将研究工作划分为四个阶段（见图1虚线框所示）。 第一阶段，调研阶段。通过对现有基础设施、原材料、施工工艺、实体结构物以及配合比进行调研，针对调研发现的缺陷进行分析。 第二阶段，配合比优化阶段。根据调研及分析结果，提出混凝土配合比优化方案、基础设施及施工工艺改进方案，并通过试验室试验初步验证混凝土配合比的力学性能。 第三阶段，实体构件试验阶段。根据力学性能试验结果，采用改进后的施工工艺和优化后的配合比进行实体构件试验，并针对施工过程中混凝土的工作性以及实体构件出现的外观质量缺陷进行配合比再优化。 第四阶段，成果总结阶段。根据实体构件试验结果，形成混凝土配合比优化成果报告、相关施工工艺、工法成果报告。 四、主要研究工作 4.1 实地调研 实地调研工作目前已基本完成，本项目调研了NO.4、NO.6、NO.7、NO.14、NO.15等标段的施工现场、搅拌站、原材料、实体构件以及试验室。通过调研发现了诸多质量缺陷，包括外观质量缺陷（包括水纹、色差、锈迹、砂线、灰斑、烂根等）、涵身以及梁体表面存在微纹等图2。 图2(a) 锈迹 图2(b) 起粉 图2(c) 梁体腹板水纹 图2(d) 涵身裂纹 图2(e) 梁体腹板冷缝 图2(f) 梁体裂纹 根据调研发现的问题，专家组进行了分析讨论，研究认为： 1、混凝土表面锈迹主要因为模板未彻底清理干净就进行施工或模板处理完后遭遇阴雨天，开始施工前，没有对模板进行再次