,*,客运专线铁路高性能混凝土技术,高 礼 雄 博士,石家庄铁道铁学院,主要内容,一、为什么要采用高性能混凝土,二、如何实现混凝土的高性能化,三、采用高性能混凝土的代价如何,四、有关高性能混凝土的几个问题,五、铁路采用高性能混凝土应重视的几项工作,六、工程应用实例, 据统计：在正常工作条件下，混凝土结构从建成到撤除重建的周期平均为4050年。,开裂的铁路桥梁和涵洞,石家庄百孔桥大桥,盐的腐蚀,青藏公路桥梁墩柱冻融剥蚀,混凝土结构冻融剥蚀和硫酸盐侵蚀破坏,罗马的万神殿,古罗马万神殿：公元,128,年,Hadrin,大帝时期建造的一座建筑物，它的圆形壁厚,6.1m,；穹顶的直径,43.3m,、高,21.6m,，使用了,12000,吨轻混凝土。,万神殿内景,古罗马圆形剧场,古罗马加尔输水道BC63-13年,英国南安普墩海港工程,美国西雅图海滨海上水泥船,旅顺、厦门的混凝土炮台,沿海、沿江商埠大量保存的 混凝土建筑物,历时,100,多年的波特兰水泥混凝土建筑物, 采用符合耐久要求的胶凝材料, 低水灰比, 工作性好，易于施工, 复合使用有机外加剂动物油 脂、乳液、动物血、糯米汁, 匀质性好, 具有合理的孔结构和密实度, 采用严格的施工工艺,这些建筑物耐久的共同特点,水泥质量,过细、水化过快,(C,3,A),水泥用量,过多,水灰比,过大,混凝土早期强度,过高,外加剂,过乱,施工质量,较差,为什么现代混凝土结构不耐久？,出 路？,出 路,?,主要内容,一、为什么要采用高性能混凝土,二、如何实现混凝土的高性能化,三、采用高性能混凝土的代价如何,四、有关高性能混凝土的几个问题,五、铁路采用高性能混凝土应重视的几项工作,六、工程应用实例,如何实现混凝土的高性能化？,按耐久性,设 计,混凝土结构,出 路？,出 路,?,从强度等级,设 计,混凝土结构,混凝土结构耐久性：在预定作用和预期的维护与使用条件下，结构及其部件能在预定的设计年限内维持其所需的最低性能要求的能力。,耐久性设计：现在根据结构的设计使用年限级别和环境类别及作用等级对结构进行的一种设计方法。,强度等级设计：过去按照结构强度等级对结构进行的一种设计方法。,何谓混凝土结构的耐久性设计？,何谓混凝土结构的耐久性设计？,环境条件：,碳化环境、氯盐环境、,化学侵蚀环境、冻融破坏环境、磨蚀环境,使用年限,100,年,60,年,30,年,何谓混凝土结构的耐久性设计？,级别,设计使用,年限,名 称,示 例,一,100,年,重要建筑物,标志性、纪念性建筑物，大型公共建筑物等,重要土木基础设施工程,大型桥梁，隧道，高速铁路上的桥涵等,二,60,年,一般建筑物和构筑物,一般民用建筑，大型工业建筑,次要的土木设施、构件,轨道、接触网支柱、电杆,三,30,年,不需较长寿命的结构物,可替换的易损构件,一般工业厂房、水沟人行道板,何谓混凝土结构的耐久性设计？,环境类别及作用等级,环境条件特征,碳化环境,T1,、,T2,、,T3,与水接触频率、干湿交替程度等,氯盐环境,L1,、,L2,、,L3,海洋环境中与水接触程度、盐渍地等,化学侵蚀环境,H1,、,H2,、,H3,、,H4,环境水中有害离子含量,冻融破坏环境,D1,、,D2,、,D3,、,D4,环境温度与水接触频率,磨蚀环境,M1,、,M2,、,M3,风蚀和泥砂冲蚀等,何谓混凝土结构的耐久性设计？,混凝土的耐久性包括：抗裂性、护筋性、耐蚀性、抗冻性、耐磨性及抗碱-骨料反响性等。,混凝土耐久性指标包括：电通量、抗渗等级、含气量 、抗冻等级、耐蚀系数及有害离子含量等。,何谓混凝土结构的耐久性设计？,表,1,正常环境下混凝土的电通量,设计使用年限级别,一,(100,年,),二,(60,年,),、三,(30,年,),56d,电通量（,C,）,C30,2000,2500,C30C45,1500,2000,C50,1000,1500,混凝土材料耐久性指标的一般规定：,何谓混凝土结构的耐久性设计？,表,2,氯盐环境下混凝土的电通量,设计使用年限级别,一,(100,年,),二,(60,年,),、三,(30,年,),环境作用等级,L1,L2,、,L3,L1,L2,、,L3,56d,电通量（,C,）,1000,800,1500,1000,表,3,化学侵蚀环境下混凝土的电通量,设计使用年限级别,一,(100,年,),二,(60,年,),、三,(30,年,),环境作用等级,H1,、,H2,H3,、,H4,H1,、,H2,H3,、,H4,56d,电通量（,C,）,1200,1000,1500,1000,何谓混凝土结构的耐久性设计？,同时，对有害离子含量进行规定如碱含量、Cl-含量、C3A含量、SO3含量、泥块含量、含泥量等。,具体内容参见铁建设2005157号?铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定?和铁建设2005160号?铁路混凝土工程施工质量验收补充标准?,设计使用年限级别,一,(100,年,),二,(60,年,),三,(30,年,),环境作用等级,D1,、,D2,、,D3,、,D4,抗冻等级,(56d ),F300,F250,F200,表,4,冻融破坏环境下混凝土的抗冻等级,实现混凝土高性能化的技术途径,一方面使混凝土具有较好的抗裂性和一定的密实性，阻挡和延缓外部各种有害物质侵入混凝土内部 ；,另一方面使混凝土含有一定的含气量，同时降低其自身有害离子的引入量。,1,、严格控制原材料品质；,2,、认真制定混凝土配合比；,3,、合理控制拌和物性能；,4,、切实作好施工前准备操作；,5,、强化混凝土施工；,6,、强化施工过程质量检验 。,具体措施,高工作度,高强度,高耐久性,可泵送的高强混凝土,掺有矿物掺合料的混凝土,对高性能混凝土的认识误区,1碾压混凝土,拌合物需要足够地干硬以支撑非常沉重的振动压实机械不致下陷而正常地行进和工作。,2低塑性混凝土,拌合物需要具备适当的坍落度(3050mm)，使摊铺机正常地行进和工作。,3自密实混凝土,拌合物的流动性和粘聚性良好，在没有外加振捣的条件下能够成型密实。,误区之,1-,工作度,Workability,高强混凝土已被证明是对早期开裂非常敏感的材料。这不仅是水化热的结果，由于自枯燥作用产生的自收缩和硫酸盐相的化学反响，可能也是重要起因。结构混凝土或大体积混凝土意外地出现开裂，不能总是归因于现场工程师缺乏经验，该领域里许多问题尚缺乏了解，激发全世界许多人去进一步开展研究。,Thermal Cracking in Concrete at Early Ages.,E & FN SPON 1994.,误区之,2-,高强混凝土与开裂,根据混凝土劣化的整体模型，不是强度，而是混凝土的巩固性没有裂缝对其运行条件下保证混凝土的水密性和耐久性起关键的作用。,P. K. Mehta. Durability-Critical Issues for the Future.,Concrete International July 1997.,裂缝,-,耐久性关系,一个不透水，但存在,非连续微裂缝，且多,孔的钢筋混凝土结构,由于微裂缝和孔隙,连通并延伸到外表,不透水性逐渐丧失,A：以下原因使孔隙内静水,压增大、混凝土膨胀：钢筋,锈蚀、碱-骨料反响、水结,冰、硫酸盐侵蚀,B：混凝土强度与刚度降低,环境作用第一阶段,无可见损伤,1. 侵蚀作用,冷热循环、干湿循环,2. 荷载作用,循环荷载、冲击荷载,环境作用第二阶段,损伤的开始与扩展,水的渗入、O2、CO2渗入,酸性离子Cl- , SO42-)渗入,开裂、剥落与整体性丧,混凝土劣化的“整体性模型,工作性能满足施工工艺和浇注构件的需要,强度开展满足强度设计等级和施工需要,不出现或少出现可见裂缝，满足环境条件要求的相关耐久性能,具有一定的经济性,高性能混凝土,25,50,75,100,0,检测,功能,倒塌（,Collapse,）,警戒线,目标（,Target,）,小修,中修,大修,加固,1.60,1.40,1.00,计划,年份（,Year,）,如何实现结构的设计使用年限,?,主要内容,一、为什么要采用高性能混凝土,二、如何实现混凝土的高性能化,三、采用高性能混凝土的代价如何,四、有关高性能混凝土的几个问题,五、铁路采用高性能混凝土应重视的几项工作,六、工程应用实例,混凝土原材料,原材料单价,（元,/,吨）,C30,普通外加剂混凝土,高性能混凝土,原材料用量,（,kg/m,3,）,分计成本,（元,/m,3,）,原材料用量（,kg/m,3,）,分计成本,（元,/m,3,）,普通硅酸盐水泥,360,360,129.6,252,90.72,砂,50,720,36,720,36,石,50,1180,59,1180,59,25%,粉煤灰,120,90,10.8,减水剂,7200,2.7,19.44,高性能外加剂,3000,18,54,合计,244.04,251.52,差价,7.48,不同混凝土材料本钱,不同混凝土材料本钱,混凝土原材料,原材料单价,（元,/,吨）,C30,普通外加剂混凝土,高性能混凝土,原材料用量（,kg/m,3,）,分计成本（元,/m,3,）,原材料用量（,kg/m,3,）,分计成本（元,/m,3,）,普通硅酸盐水泥,360,360,129.6,253,90.72,砂,50,720,36,720,36,石,50,1180,59,1180,59,30%,矿渣粉,200,108,21.6,减水剂,7200,2.7,19.44,高性能外加剂,3000,18,54,合计,244.04,261.32,差价,17.28,不同混凝土材料本钱,混凝土原材料,原材料单价,（元,/,吨）,C30,普通外加剂混凝土,高性能混凝土,原材料用量（,kg/m,3,）,分计成本（元,/m,3,）,原材料用量（,kg/m,3,）,分计成本（元,/m,3,）,普通硅酸盐水泥,360,360,129.6,198,71.280,砂,50,720,36,720,36,石,50,1180,59,1180,59,20%,粉煤灰,120,72,8.64,20%,矿渣粉,200,72,14.4,减水剂,7200,2.7,19.44,高性能外加剂,3000,18,54,合计,244.04,243.32,差价,0.72,不同混凝土材料本钱,混凝土原材料,原材料单价（元,/,吨）,C50,普通外加剂混凝土,高性能混凝土,原材料用量（,kg/m,3,）,分计成本,（元,/m,3,）,原材料用量（,kg/m,3,）,分计成本,（元,/m,3,）,水泥,360,480,172.8,360,129.60,砂,50,670,33.5,600,30.00,石,50,1100,55.0,1170,58.50,20%,粉煤灰,120,96,11.52,减水剂,7200,3.60,25.92,高性能外加剂,3500,24,84.00,合计,287.22,311.70,差价,24.48,不同混凝土材料本钱,混凝土原材料,原材料单价,（元,/,吨）,C50,普通外加剂混凝土,高性能混凝土,原材料用量（,kg/m,3,）,分计成本,（元,/m,3,）,原材料用量,（,kg/m,3,）,分计成本,（元,/m,3,）,水泥,360,480,172.8,336,120.96,砂,50,670,33.5,600,30.00,石,50,1100,55.0,1170,58.50,25%,磨细矿粉,200,120,24.0,减水剂,7200,3.60,25.92,高性能外加剂,3500,24,84.0,合计,287.22,317.46,差价,30.24,不同混凝土材料本钱,混凝土原材料,原材料单价,（元,/,吨）,C50,普通外加剂混凝土,高性能混凝土,原材料用量（,kg/m,3,）,分计成本,（元,/m,3,）,原材料用量（,kg/m,3,）,分计成本,（元,/m,3,）,水泥,360,480,172.8,336,120.96,砂,50,670,33.5,600,30.00,石,50,1100,55.0,1170,58.5,12.5%,矿粉,+12.5%,粉煤灰,200/120,60+60,19.2,减水剂,7200,3.60,25.92,高性能外加剂,3500,24,84,合计,287.22,312.66,差价,25.44,不同混凝土材料本钱差价比较,高性能混凝土种类,砼材料成本差价,（元,/m,3,）,C30,掺,25%,粉煤灰,7.48,掺,30%,磨细矿粉,17.28,掺,20%,粉煤灰,+20%,磨细矿粉,0.72,C50,掺,20%,粉煤灰,24.48,掺,25%,磨细矿粉,30.24,掺,12.5%,粉煤灰,+12.5%,磨细矿粉,25.44,主要内容,一、为什么要采用高性能混凝土,二、如何实现混凝土的高性能化,三、采用高性能混凝土的代价如何,四、有关高性能混凝土的几个问题,五、铁路采用高性能混凝土应重视的几项工作,六、工程应用实例,1、高性能混凝土容易开裂？,2、高性能混凝土的本钱必然增大？,3、及时浇水可以预防高性能混凝土开裂？,4、混凝土结构早期开裂就是因为养护不好？,5、抗压强度高的混凝土，其他性能亦好？,6、高强度混凝土必须采用高强度等级的水泥？,7、掺粉煤灰、矿渣后混凝土的pH值下降？,8、标准和标准具有法律效力吗？,目前对高性能混凝土认识所存在的一些争论,主要内容,一、为什么要采用高性能混凝土,二、如何实现混凝土的高性能化,三、采用高性能混凝土的代价如何,四、有关高性能混凝土的几个问题,五、铁路采用高性能混凝土应重视的几项工作,六、工程应用实例,1、根据线100年设计使用年限的总体要求，对主体混凝土结构进行耐久性设计。,2、应对主要建筑材料的产品品质、质量状况等进行调研。,3、及早开展混凝土配合比试验和耐久性检验工作。,4、采用高性能混凝土施工前应进行实体梁的浇注试验。,5、制定高性能混凝土施工细那么以及质量验收标准。,铁路采用高性能混凝土应重视的几项工作,6、针对不同层次人员的特点，分期分批进行高性能混凝土根本知识和施工技术培训。,7、高度重视防水层和封端的施作。,8、严格控制预应力张拉的时间。,9、高度重视后张梁的孔道压浆施工。,10 、配备相应的混凝土耐久性试验仪器设备。,铁路采用高性能混凝土应重视的几项工作,青藏铁路混凝土耐久性试验中心,铁路采用高性能混凝土应重视的几项工作,主要内容,一、为什么要采用高性能混凝土,二、如何实现混凝土的高性能化,三、采用高性能混凝土的代价如何,四、有关高性能混凝土的几个问题,五、铁路采用高性能混凝土应重视的几项工作,六、工程应用实例,高性能混凝土的应用,青藏铁路,杭州湾大桥,海工混凝土粉煤灰取代水泥,20-40%,三峡大坝混凝土,粉煤灰取代水泥,10-40%,Concrete works in Three Gorge Dam: Fly ash takes place of 10-40% content of cement,大小洋山深水港工程混凝土,矿渣粉,-,粉煤灰复合掺量,65%,美国,Sunshine Skyway Bridge in Florida,谢谢大家！,联系 ：0311-87936041，,E-mail：,工作单位：石家庄铁道学院,地 址：河北省石家庄市北二环东路17号,邮 编：050043,低面背景简约商务风,PPT,模板,2021,LOGO,所涉及提供的PPT模板、PPT图片、PPT图表等PPT素材大多 来自PPT设计大师PPT原创作者个人授权发布作品、PPT设计公司免费作品、互联网免费共享资源精选以及局部原创作品，分享给PPT爱好者交流学习 之用，我们并未授权您将这些PPT模板、素材、图片用于任何商业及其他用途，如果要使用请联系原作者并征求作者同意。,56,为什么要进行事故分析？,57,2021年15月份各类事故比照,月份,安全、环保事故,生产事故,未遂事故,事故总数,事故总损失（元）,一月,3,2,1,6,39028,二月,3,2,1,6,7100,三月,1,4,7,12,10590,四月,2,1,6,9,4128,五月,4,4,11,19,30200,合计,13,13,26,52,91046,分析说明：,1月TZB酯化岗位员工在分层提取时，未关闭通往排污池的排污阀，导致500L料液跑掉，直接经济损失30000元，占总损失77%。,3月份TZB员工白班交接班不到位，导致在回收车间的回收酒精操作一晚无人管，致玻璃冷凝器次日破裂，冰盐损失16公分，乙醇损失500kg，直接经济损失6000元，占总损失85%。,5月份回收车间员工烧伤6222元、仓储员工手压伤3448元、SBA车间员工脑部受伤7330元，PLA跑料5000元、回收车间跑冰盐5000元、中试车间跑冰盐5000元。,因员工操作马虎、工作不负责，造成的生产事故有12起，直接损失65200元，占总损失72%。,58,2021年国内事故摘录,1、 2021年5月28日晚上9点31分，位于淄博市桓台县唐山镇境内的山东宝源化工股份一车间发生爆燃事故，造成2人死亡，8人受伤。,2、2021年5月12日1时40分，位于山西运城市盐湖区龙居乡二十里店村的山西三维丰海化工发生火灾并伴随小规模的爆炸。,3、2021年5月10日13时许，位于广州市黄埔区的中石化广州分公司203号汽油罐灌顶呼吸阀着火爆炸。据介绍，爆炸事故是由气泄漏发生闪燃所致，导致7名施工人员受伤，其中3人伤势严重。,4、2021年5月2日中午12时52分，位于浙江省衢州市的巨化集团北二道的锦纶厂发生火灾，熊熊的火光借着风势蹿到空中达数十米之高。衢州消防支队接到报警后，立即调集市区三个消防中队以及巨化集团专职消防队共13辆消防车100多名官兵展开灭火战斗。,5、2021年4月13日22时12分，黑龙江省大庆市让胡路区喇嘛甸镇富鑫化工厂非法生产偶氮二异丁腈过程中发生爆炸燃烧。现场作业人员共计14人，9人当场死亡6男3女。,6、2021年4月12日凌晨5时47分，位于榆林锦界工业园区的神木化学工业公司一期20万吨甲醇装置因一处管线开裂，氢气泄露，引发闪爆并起火，事故未造成人员伤亡。,59,2021年国内事故摘录,7、 2021年4月1日晚上20时35分，位于缙云县东渡镇的浙江宏威车业一车,间发生一起爆炸事故，造成现场作业工人3人当场死亡，3人受伤。其中2名伤者,经医院抢救无效死亡，1人仍在救治中。,8、 2021年3月31日下午17时，位于武汉市东西湖区京港澳高速往港澳方向1147公,里处，一辆装载危险化学品的货车在等待加油时突发大火并爆炸，经过近一个半,小时的奋力扑救， 消防官兵成功将大火扑灭并保住了邻近的加油站。,9、 2021年3月17日12时40分，榆林市一化工厂工人在调试设备时，产生的电弧引,发大火。事故造成1人当场死亡，4人不同程度烧伤。,10、2021年3月15日下午1时20分左右，位于嘉兴工业园区东区的东方化工厂发生火,灾事故，经市、区两级消防部门全力扑救，火势于当天下午2时20分被扑灭。该,起火灾未造成人员伤亡。,11、2021年2月27日11时，307国道汾阳仁岩村附近的一家汽修厂门口，一辆正在焊,接的油罐车突然发生爆炸，事故造成一人当场死亡，两人受重伤。,60,2021年国内事故摘录,12、2021年1月13日上午11时许，江苏盐城大丰港工业园区的一家化工企业发生爆炸,并引发火灾。经消防官兵2个多小时的奋战，大火最终被扑灭。,13、2021年1月12日17时，裕华区槐北路一在建楼盘的25楼腾起滚滚浓烟，起火原因,是焊工操作不慎将焊花溅到水泥保温层引起的。,14、2021年1月2日中午12时，邢台市开发区富强路一家板厂的锅炉发生爆炸，据传事,故造成两人重伤两人轻伤。事故原因一方面是锅炉质量有问题，验收部门走过,场，另一方面是员工操作 不当，司炉工没有相应执照。,15、2021年12月30日上午10时10分，云南昆明一家生物化学制品厂发生爆炸。截至目,前，事故已经造成5人遇难，另有8人受伤。,61,启示,事故是最大的浪费。,事故是可以预防的。,学习、分析各类事故发生的原因是有必,要的,。,62,平安生产事故案例分析,EHS部 龚海琴,2021-6-13,63,操作本卷须知,工作中：,遵守有关平安管理、平安操作规程。,使用劳动保护用品和装备如防毒口罩、防护眼镜、耐酸手套、通风设施等。,专心工作，严禁睡岗和阅读与工作无关的书、报、杂志等。,严禁野蛮操作。,按工艺要求逐步操作。,检查和确认曾经出现过错误操作步骤和发生过事故的同类设备。,向上级领导汇报不平安状况和行为。,应注意生产区域中的各类警示标牌。,在使用设备前，最好对所使用的设备进行一次试运行，以确认其性能良好。,64,结束语,对待事故应有的正确态度是：,第一，坚持“平安第一，预防为主的方针。,第二，要有事故预案，并建立健全事故应急救援体系。,第三，对已发生的事故，要按照“四不放过的原那么，严肃,调查处理。,