北京市政集团总工、北京港创瑞博混凝土有限公司总经理 杨思忠教授
北京城市轨道交通工程混凝土技术路线的变化情况
--制定标准混凝土驻站监理合格分供方管理
标准 + 培训
地铁5号线：
轨道交通工程混凝土合格分供方：5个站点（每个企业只有经过批准的1个站点能为轨道交通工程提供混凝土）；
采用抗裂防水剂的技术路线
主要采用萘系或其他非PCE外加剂品种
地铁4号线、10号线、机场线：
轨道交通工程混凝土合格分供方：10个站点
采用抗裂防水剂的技术路线
主要采用萘系
个别标段试用PCE外加剂
2009年后的技术路线
轨道交通工程混凝土结构裂缝控制与耐久性技术规程
编制过程
大型论证会：
2008年5月23日
2008年9月5日
2008年10月7日
参加人员：
建筑、建筑材料、铁路、冶金、市政……
轨道交通工程结构混凝土裂缝控制与耐久性技术规程（搅拌站和外加剂厂集中培训）
使用聚羧酸系高性能减水剂
2008年12月底，北京市共有预拌混凝土单位175家，有混凝土站点210个；
2009年前的轨道交通工程混凝土10个合格分供方中有技术实力提供稳定的聚羧酸系减水剂混凝土的站点约占50%；个别搅拌站点供应聚羧酸系减水剂混凝土10万m3以上（含其他工程）。
其它搅拌站对PCE大多数处于只是了解的程度
2008年前，聚羧酸系高性能减水剂主要供应商：西卡、巴斯夫、北京建工研究院、瑞帝斯、雍阳、同科建材等公司提供。
北京市使用聚羧酸系减水剂混凝土的典型工程：首都机场三号航站楼、部分高速公路的桥梁（如六环路、机场北线、机场南线、京津第二通道、机场二通道、阜石路高架桥等）、部分重要建筑工程（如北京银泰中心、北京电视中心、水立方等）以及部分水利工程（如南水北调工程）。
北京城市轨道交通工程保证混凝土质量的创新管理模式--搅拌站驻站监理
北京轨道交通工程商品混凝土监理实施细则
本细则编制依据：
《北京市建设工程监理规程》
《北京市轨道交通工程混凝土结构裂缝和耐久性控制技术规程》
《北京轨道交通建设管理公司商品混凝土合格供方管理办法（试行）》
北京市轨道交通建设管理公司有关商品混凝土管理办法
相关的国家标准、规范及北京市有关标准、规程
混凝土生产与供应的全过程、全方位监管：
四控：（原材料、混凝土配合比、生产过程、出场验收）
四证：（《商品混凝土浇注任务单》、《混凝土开盘鉴定》、《预拌混凝土交接验收单》、《预拌混凝土出厂合格证》）
一评价：（对混凝土搅拌站的履约评价）实现对。
本细则主要包括：
生产方案审批、原材料管理、混凝土配合比管理、生产计划管理、开盘鉴定管理、生产过程管理、混凝土供应管理、混凝土质量验收管理、质量跟踪与服务管理、试验检测管理、混凝土合格供方的履约评价、商品混凝土监理工作管理等内容。
严格的分供方选择
搅拌站分供方选择的三个层次：
搅拌站实地考察、理论考试、面试；
选择原则：硬件设施和技术人员素质并重
对关键外加剂供应厂家也进行合格分供方管理：抗裂防水剂、聚羧酸系高性能减水剂。
2009年开始，地铁新线建设大提速，预拌混凝土合格分供方重新选择；
目前，混凝土合格分供方共40家， 其中：
可以为北京市所有地铁提供混凝土的合格分供方增加到23个站点；
考虑到远郊区线实际情况，新增加部分只能单线供应混凝土的搅拌站：昌平线5家，亦庄线4家、房山线6家。
聚羧酸系减水剂合格分供方
聚羧酸系减水剂市场爆发式发展，供应厂家众多、产品质量良莠不齐、价格恶性竞争
为保证工程中使用的聚羧酸系减水剂产品质量，采用了公开公正的筛选方式，公开向各个轨道交通工程项目部、施工单位、监理单位和搅拌站征集聚羧酸系高性能减水剂供应商，同时也接纳外加剂生产企业自主报名和专家推荐报名
2009年初开始合格分供方筛选
在产品质量检测时采取了“编号盲测”的方式，并做到了所有厂家一视同仁。
有15个外加剂厂送样进行入围检测，每个厂家提供标准型和防冻型产品各1个。
合格分供方检测中暴露出
我国混凝土外加剂生产企业存在的共性问题
（1）原材料质量差，原材料进货检验不严或者根本不检验。比如：个别厂家送检防冻型外加剂样品中氯离子含量检测结果不合格，不仅证明该企业使用了质量低劣或者说假冒伪劣防冻组分，更严重的是该防冻组分可能大量被其他外加剂厂使用到了全国的混凝土工程中，对混凝土耐久性的危害巨大！
（2）生产过程质量控制不严，不重视产品出厂检验。比如：外加剂复配厂的原料计量不够准确，加水量存在随意性，没有准确的生产记录，甚至只是靠经验配料。
（3）缺乏控制产品质量的快速检验设备或在线检验手段，部分外加剂厂靠经验控制产品质量。
（4）国内厂家产品品种单一或和性能雷同。
（5）某些厂家技术力量不足，解决实际工程问题的能力不够。
混凝土和外加剂合格分供方管理
（1）外加剂分供方：6个月试用期
（2）加大监督和检查力度，外加剂不合格，即取消合格分供方资格，同时混凝土搅拌站停止供应混凝土3个月；
重点条款解读
规程目录 1.总则 2.混凝土原材料 3.混凝土配合比设计 4.混凝土计量、拌制、运输和浇筑 5.混凝土的养护与拆模 6.混凝土质量检验 本技术规程用词说明 条文说明
1. 总则
编制目的：为保证北京市轨道交通工程混凝土结构的施工质量，加强混凝土生产过程和施工过程质量控制，促进技术进步，有利于减少混凝土结构裂缝、有利于提高混凝土结构的耐久性、有利于节约资源和环境保护，特制定本技术规程。重点是：减少裂缝，提高耐久性。
适用范围：地下结构（包括永久性结构受力桩）、高架结构、道床结构与附属地面建筑结构的主体结构现浇混凝土施工和预制构件
2. 混凝土原材料
主要思路：
(1).从防开裂、提高耐久性角度，针对北京市混凝土原材料实际状况，对所有原材料重点指标提出明确要求 。
关键指标：高于国标、行标、地标。
(2). 强调使用聚羧酸系高性能减水剂 。
(3). 从混凝土耐久性角度限制某些有害成分含量。
原材料质量现状不容乐观
水泥：28个水泥样品检测结果：3个样品抗压强度（28d）不合格，分别为41.5\41.8\42MPa；
石子：15家搅拌站检查结果：粗骨料松散堆积密度为1336~1618kg/m3，平均值为1450kg/m3；紧密堆积空隙率为37.4~48.5%，平均值为41.3%。
砂子：细度模数为0.9~2.0的细砂和面砂含泥量普遍严重超标，最大含泥量达10%；有的样品泥块含量也严重超标，最大值为4%；有的样品含石量过高，最大值为47%。
粉煤灰：19个II级粉煤灰样品，其中8个样品细度超标，最大筛余大于50%。
矿粉：8个矿粉样品，按国标判定5个样品不合格，不合格率62.5%。比表面积检测结果为322~489m2/kg，主要原因是比表面积小导致活性指数不合格；其中1个样品比表面积高达489m2/kg，7天和28天活性指数均不合格。按照本《规程》判定，只有1个样品合格。
PCE质量
a、送样检测15家：合格10家，占66.7%；不合格5家，占33.3%；
b、不合格项：氯离子含量、碱含量、凝结时间、-7天强度、含气量。
c、泵送剂问题少，防冻剂问题多。
轨道公司企标对原材料质量的特殊规定
2.1 水泥
(1).一般规定
水泥比表面积宜小于350m2/kg；水泥碱含量应小于0.6％。水泥中不得掺加窑灰。
(2).质量检验
必检项目：安定性、凝结时间、强度、比表面积为 ；
定检项目：烧失量、氧化镁、氯离子、碱含量、三氧化硫、不溶物
（设计有其它要求时，尚应检验其它性能）
(3).储存
水泥应按不同生产厂家、品种、强度等级分别存储在专用仓罐内。水泥存储不宜超过三个月。对存储超过三个月的水泥，应重新进行物理性能检验，并按复验的结果使用。
4.其他规定
严禁使用有结块的水泥。严禁不同品牌和强度等级的水泥混用。
水泥的进场温度不宜高于60℃；不应使用温度大于60℃的水泥拌制混凝土。
1#水泥 ；W/C = 0.30；7d
2#水泥；W/C =0.30；14d
2.2 骨料
[1].粗骨料要求
（1） 粗骨料应选用级配合理、粒形良好、质地坚固的洁净碎石，不宜采用砂岩碎石。应根据混凝土的强度等级和工程部位选择粗骨料的种类，配制C50（含C50）以上等级的混凝土、预应力结构混凝土以及易开裂的墙体部位混凝土，宜选用山碎石。
（2）粗骨料的最大公称粒径不得超过构件截面最小尺寸的1/4，且不得超过钢筋最小净间距的3/4。配制C50及以上等级的混凝土时，粗骨料最大公称粒径不应大于25mm。
（3）应采用二级或多级级配粗骨料，粗骨料的堆积密度宜大于1500kg/m3，紧密密度的空隙率宜小于40%。
（4）粗骨料的质量要求除应满足《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》（JGJ52）外，还应满足表2.2.4的规定。
[2].细骨料要求
（1）细骨料应优先选用II区中砂，不得单独使用细砂和特细砂。采用天然砂配制混凝土时，砂的质量要求除应满足《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》（JGJ52）外，还应符合表2.2.5的规定。
（2）采用人工砂或混合砂配制混凝土时，砂的质量要求除应满足《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》（JGJ52）外，还应符合表2.2.6的规定。
[3].其他规定
（1）骨料的碱活性应符合《预防混凝土结构工程碱集料反应规程》（DBJ 01-95）的规定。
（2）骨料中严禁混入烧结物等影响混凝土性能的有害物质，也不得混入粉煤灰、水泥和外加剂等粉状材料。冬季施工时不得含有冰、雪。
（3)骨料不宜直接露天堆放、暴晒，宜分级堆放，堆场上方宜设罩棚。高温季节，骨料使用温度不宜大于28℃。
[Page] 2.3 高性能减水剂
[1].种类：聚羧酸系高性能减水剂
[2].分类：早强型、标准型、缓凝型以及防冻型四种。
[3].检验：混凝土性能指标检验结果应符合附表2.3.2的规定。
28天收缩率比，此处规定为不高于105%
对所有混凝土含气量提出了要求。尤其是对无抗冻设计要求的混凝土提出了最小含气量要求。
[4].出厂检验
[5].进场检验
[6].其他规定
氨限量应符合现行国家标准GB18588的相关规定。
引入混凝土中的碱含量（以Na2O+0.658K2O计）应小于 0.3kg/m3。
引入混凝土中的氯离子含量应小于0.02kg/m3。
引入混凝土中的硫酸盐含量（以Na2SO4计）应小于0.2kg/m3。
2.5 掺合料
[1].粉煤灰
符合现行国家标准《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》（GB1596）的规定。粉煤灰的级别不应低于Ⅱ级，且粉煤灰的需水量比应不大于100%，烧失量应小于5%。严禁采用C类粉煤灰和Ⅱ级以下级别的粉煤灰。
[2].矿渣粉
符合现行国家标准《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》（GB/T18046）的规定。 矿渣粉的比表面积应小于450m2/kg，流动度比应大于95%，28d活性指数不宜小于95%。
[3].其他规定
掺合料在运输与存储过程中，应有明显标志。严禁与水泥等其它粉状材料混装、混储。
3 混凝土配合比设计
[1].胶凝材料要求
最小胶凝材料用量不应低于300 kg/m3，其中最低水泥用量不应低于220kg/m3。配制防水混凝土时最低水泥用量不宜低于260kg/m3。混凝土最大水胶比不应大于0.45。
[2].粉煤灰用量要求
单独采用粉煤灰作为掺合料时，硅酸盐水泥混凝土中粉煤灰掺量不应超过胶凝材料总量的35%，普通硅酸盐水泥混凝土中粉煤灰掺量不应超过胶凝材料总量的30%。预应力混凝土中粉煤灰掺量不得超过胶凝材料总量的25％。
[3].矿粉用量要求
采用矿渣粉作为掺合料时，应采用矿渣粉和粉煤灰复合技术。混凝土中掺合料总量不应超过胶凝材料总量的50%，矿渣粉掺量不得大于掺合料总量的50%。
[4].氯离子及碱含量限制
钢筋混凝土中氯离子含量不应超过胶凝材料总量的0.10％。预应力混凝土中氯离子含量不应超过胶凝材料总量的0.06％。单方混凝土中总碱含量不得大于3.0kg。
[5].耐久性要求
硬化混凝土应进行氯离子扩散系数或电通量试验。除有特殊设计要求外，硬化混凝土氯离子扩散系数或电通量试验结果应满足表3.0.8的规定。
注意：
当混凝土结构服役中可能遇到硫酸盐腐蚀环境时，混凝土中应掺加矿渣粉和粉煤灰掺合料，具体掺量应通过试验确定。
耐久性要求指标
配合比现状和控制重点
《轨道交通工程结构混凝土裂缝控制与耐久性技术规程》第3.0.2条的规定对于配制C30和C35混凝土有一定难度。
北京市多个搅拌站的统计结果表明，目前搅拌站配制的 C30混凝土单方水泥用量为160~220 kg/m3，个别的已经低到140 kg/m3，水胶比多数为0.45~0.48。
重点与《地下工程防水技术规范》(GB50108)、《大体积混凝土施工规范》（GB0496-2009）等规范进行了协调
和水泥质量相比，掺和料质量更不稳定，因此严格遵守《轨道交通工程结构混凝土裂缝控制与耐久性技术规程》中水泥最少用量规定是保证轨道交通质量的前提。
掺和料对混凝土收缩的影响
混凝土体积稳定性试验方法研究
（1）测长法：采用GBJ82-85标准中的混凝土干燥收缩试验方法, 磨细矿渣试验结果与实际工程不符合！（100X100X515mm，3天测初长）
（2）圆环限制收缩开裂试验方法：目前各国研究者普遍采用的一种方法，最早由MIT（美国麻省理工学院）的Roy Carlson于1942年提出。近几年国内许多单位也进行了试验研究。
结果：磨细矿渣试验结果与实际工程相吻合！
圆环试验
磨细矿渣对收缩影响
§磨细矿渣在提高混凝土耐腐蚀性方面有良好效果，可以改善混凝土的和易性、降低混凝土的绝热温升；
§磨细矿渣配制高性能混凝土的体积稳定性越来越引起工程界的重视。磨细矿渣细度越大，混凝土工程早期开裂的现象越多。
§使用磨细矿渣掺和料配制混凝土时，应控制其比表面积不宜过大和掺量不宜过高。
§推荐磨细矿渣比表面积在430±20m2/kg。
不同细度和掺量磨细矿渣混凝土收缩
不同细度和掺量磨细矿渣混凝土开裂时间
碱激发矿渣管片和普通水泥管片对比
碱激发矿渣管片裂缝
粉煤灰掺合料对收缩的影响
§使用优质粉煤灰可以明显延长混凝土的初裂时间，减少混凝土收缩，提高体积稳定性。
粉煤灰混凝土收缩
粉煤灰混凝土开裂时间
[Page] 4、浇筑
共9条，从4.5.5到4.5.13，主要考虑了影响混凝土性能的环节，强制条文有3条。
4.5.6 混凝土应不离析、不泌水，混凝土入模坍落度应根据施工部位和施工工艺确定
4.5.7 预制构件混凝土入模坍落度宜小于120mm。隧道二衬、箱梁（含预制梁）以及配筋密集的顶梁等难以振捣部位的混凝土入模坍落度宜控制在200±20mm，宜采用免振捣自密实混凝土施工。其他部位现浇混凝土入模坍落度宜控制在160±20mm。
4.5.8 有抗冻要求的混凝土应进行现场含气量测定，入模混凝土含气量应满足配合比控制值的要求。同一次浇筑的同结构部位混凝土现场至少测定一次含气量。
5. 养护和拆模
5.1 养护：共10条，主要考虑了满足混凝土强度增长及控制裂缝的要求。如：
5.1.3 混凝土保温保湿养护时间不宜少于7天
5.1.5 养护期间混凝土浇筑体的里表温差、混凝土浇筑体表面与大气温差不宜超过25℃
5.1.8 对于盾构管片，蒸汽养护结束后应继续采取二次养护措施保湿养护7天以上。冬期施工严禁采用室外泡水养护方法
5.1.9 混凝土养护期间，应对有代表性的结构进行温度监控…
6. 混凝土的质量检验
6.1 一般规定
资格准入制度、驻站监理制度
在必要时进行实体质量检验
6.2 检验要求： 共9条，主要从原材料、施工过程、最终结构等方面进行检验、 明确了检验执行的主体、 规定了检验内容和频次。
PCE工程应用效果
预制箱梁
预制箱梁体积大，受交通运输限制不便于工厂预制生产，采用现场预制的方式；
采用预拌混凝土；
2008年前主要使用萘系减水剂；
2009年规定必须使用PCE
轨道交通工程高架线箱梁 -- 试验梁情况
萘系混凝土缺点之一-- 粘模
萘系混凝土箱梁缺点之二-- 外观花
萘系混凝土箱梁缺点之三-- 开裂
盾构管片
北京市有5个盾构管片厂；
2003年前主要采用萘系产品，个别单位采用氨基磺酸盐或三聚氰胺系产品。
北京港创瑞博混凝土有限公司从2004年开始在管片生产中推广使用聚羧酸系高性能减水剂，并和萘系及改性三聚氰胺系产品的性能进行了全面对比研究。
目前，5个管片厂已经全部采用聚羧酸系高性能减水剂；
管片模具周转次数：分为超早强型、普通早强型聚羧酸系高性能减水剂两大类。
超早强型聚羧酸系高性能减水剂可以保证24小时内模具周转3次以上，该类产品主要有北京同科公司生产的TK-PC01，西卡公司的ViscoCrete 20HE和巴斯夫公司的ACE68。
普通早强型聚羧酸系高性能减水剂只能作到24小时内模具周转2次，该类产品主要是一些国产品牌。
地铁盾构管片
铁路盾构
北京轨道交通工程高性能混凝土发展趋势
聚羧酸系高性能减水剂在轨道交通工程中应用难点
<1 现浇箱梁施工难点和质量通病 <2 柱子 <3 车站墙体 <4 隧道二衬
预拌混凝土外加剂：
适合配制经时损失小的中小坍落度混凝土；
泵送性能好的大坍落度混凝土；
工作性好的低强度等级混凝土外加剂。
聚羧酸系高性能减水剂生产技术
合成技术：（1）重点开发不同性能的母液品种，如高减水型、低减水高保坍型、增粘型、低成本型产品等等。（2）合成生产线应发展计算机自动控制技术，提高产品稳定性。（3）重点发展木质素和聚羧酸系外加剂复配应用技术或合成应用技术；（4）发展低粘度的高强高性能混凝土外加剂合成技术等。
复配技术：（1）重点研究不同母液的适应性，通过复合解决工程实际问题；（2）重点发展计算机自动控制的复配生产线，提高产品稳定性。
木质素的改性
聚羧酸系高性能减水剂应用技术
重点研究聚羧酸系高性能减水剂性能评价方法及评价指标体系。积极研究解决在搅拌站不同强度等级混凝土中全面推广聚羧酸系减水剂技术出现的问题。
重点研究原材料和产品质量快速检验的方法及设备，如氯离子快速检验设备、固含量快速检验设备等等。
预制构件外加剂：
为了加快模具周转，预制构件生产中将大量推广超早强型聚羧酸系高性能减水剂。
主要技术攻关方向：混凝土蒸养性能和标准养护性能俱佳的外加剂产品，也就是要做到：不仅1～3天标养强度高，而且28天以后的标养强度还要有较大程度发展，同时混凝土蒸养强度还要高；混凝土收缩要小。
如何选择预制构件早强型PCE ?
蒸养强度比较。
20 ℃标准养护1d~3d强度、28天强度、60天强度比较
收缩率比较
（中国混凝土与水泥制品网 转载请注明出处）< 完 >
