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透水模板布對鐵路混凝土性能影響研究

文檔作者：易忠來1，謝永江1，李化建1，譚鹽賓1，黃直久2 文檔來源： 1．中國鐵道科學(xué)研究院鐵道建筑研究所 2．中鐵十二局集團(tuán)公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2025年05月11日
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201 1年11月下
第40卷第353期
施工技術(shù)
CONSTRUCTl0N TECHNOLOGY 47
透水模板布對鐵路混凝土性能影響研究
易忠來1，謝永江1，李化建1，譚鹽賓1，黃直久2
(1．中國鐵道科學(xué)研究院鐵道建筑研究所，北京100081；2．中鐵十二局集團(tuán)公司，山西太原030024)
[摘要]采用透水模板布澆筑大尺寸試驗墩，從表面回彈、permit測試、吸水性、電通量等方面對比研究了透水模板
布對混凝土力學(xué)性能及表層滲透性的影響。結(jié)果表明，采用透水模板布施工能使混凝土外觀顯著改善，表面力學(xué)
性能大幅提高，同時混凝土表層滲透性大幅降低。透水模板布能有效提高混凝土表層性能，進(jìn)而提高混凝土結(jié)構(gòu)
的耐久性。
[關(guān)鍵詞]鐵路工程；混凝土；透水模板布；滲透性；permit測試
(中圖分類號】TU755．2；U214．03 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A [文章編號】1002—8498(2011)22-0047-03
Influence of Controlled Permeability Formwork Liner
on the Performance of Railway Concrete
Yi Zhonglail，Xie Yongjian91，Li Huajianl，Tan Yanbinl，Huang Zhijiu2
(1．Railway Engineering Research Institute，China Academy of Railway Sciences，Beijing 1 00081，China；
2．China Railway 1 2th Bureau Group Co．，Ltd．，Taiyuan，Shanxi 030024，China)
Abstract：Controlled permeability formwork liner is used to pour large—scale test piers．The influence of
controlled permeability formwork liner to the mechanical properties and surface permeability of concrete
are studied by surface rebound，permit test，water absorption and electric flux．The results show that
controlled permeability formwork liner can significantly improve the appearance of concrete and the
surface mechanical properties，while the surface permeability of concrete decreased significantly．
Controlled permeability formwork liner can effectively improve the surface properties of concrete，and
concrete structure has a good durability．
Key words：railways；concrete；controlled permeability formwork liner；permeability；permit test
混凝土的表層抗?jié)B透性是決定混凝土耐久性的
重要指標(biāo)，盡管導(dǎo)致混凝土耐久性能降低的因素很
多，但都與環(huán)境中液體、氣體及有害離子等通過混凝
土表層向混凝土內(nèi)部滲透有關(guān)，因此提高混凝土的
表層抗?jié)B透性是提高混凝土耐久性的重要技術(shù)措
施。透水模板布是一種有效提高混凝土表層性能的
技術(shù)措施，透水模板布(controlled permeability
formwork liner，CPF liner)又稱滲透可控混凝土模板
襯墊，是一種安裝在混凝土模板內(nèi)側(cè)，以排出混凝土
表層多余水分和空氣，并截留混凝土表層顆粒的纖
維結(jié)合體，透水模板布一般由過濾層和透水層復(fù)合
而成。日本和歐洲的丹麥、德國、英國等于20世紀(jì)
80年代中后期開始對透水模板布的研究和產(chǎn)品應(yīng)
[收稿日期]2011-04-1I
[基金項目】鐵道部科技研究開發(fā)計劃(2008G031．N，2010G004一E，
2010G024)
[作者簡介]易忠來，中國鐵道科學(xué)研究院鐵道建筑研究所助理研究
員，博上，北京市海淀區(qū)大柳樹路2號10008l，電話：(010)
51874183．E．mail：yizhonglai@163．eom
用。國內(nèi)關(guān)于透水模板布的研究和應(yīng)用較少，但在
深圳鹽田港、杭州灣大橋和蘇通大橋等少數(shù)大型海
港工程中已開始應(yīng)用透水模板布產(chǎn)品，應(yīng)用效果良
好。鐵路工程條狀結(jié)構(gòu)及露天服役環(huán)境決定了其混
凝土結(jié)構(gòu)必然要經(jīng)受外部氣候和所接觸土體和水體
的腐蝕作用，但透水模板布還較少應(yīng)用于鐵路工程
中，基于此，本文研究了透水模板布對鐵路混凝土性
能的影響。
1試驗材料與方法
1．1原材料
試驗原材料：①水泥P·042．5水泥；②粉煤灰
I級粉煤灰，燒失量2％，細(xì)度7％；③礦粉$95
礦渣，比表面積421m2／kg；④細(xì)骨料河砂，細(xì)度模
數(shù)2．6；⑤粗骨料5～16mm，10～25mm兩級配碎
石，連續(xù)級配；⑥外加劑AN4000聚羧酸系高效減
水劑，減水率27％；⑦水地下水。
1．2混凝土配合比及拌合物性能
設(shè)計混凝土強(qiáng)度等級為C35，試驗所采用的配
萬方數(shù)據(jù)
48 施工技術(shù)第40卷
合比(kr,／m3)為水泥：砂：碎石(5—16mm，10—
25mm)：粉煤灰：礦粉：外加劑：水=254：757：(436，
653)：78：58：3．9：144?；炷撂涠?70ram，擴(kuò)展
度360ram，含氣量3．8％。
1．3試驗方法
1)施工方法
考慮到透水模板布的排水量與混凝土體積有
關(guān)，且實際工程中多為大體積混凝土，混凝土體積越
大，澆筑高度越高，排出水量越多，本文試驗采用大
尺寸混凝土試驗墩，尺寸為2m×1m×2m。共澆筑
4個大尺寸混凝土試件，其中麗個采用普通鋼模板
刷油施工，另兩個采用透水模板布鋼模板施工。
2)混凝土表面回彈強(qiáng)度
參照《回彈法檢測混凝土抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》
JGJT23--2001進(jìn)行。
3)混凝土吸水性
鉆芯取樣的試件參照《海港工程混凝土結(jié)構(gòu)防
腐蝕技術(shù)規(guī)范》JTJ275--2000附錄E．2．1進(jìn)行
測試。
4)電通量
鉆芯取樣的試件，保留混凝土表層，參照《客運
專線高性能混凝土?xí)盒屑夹g(shù)條件》附錄A的規(guī)定進(jìn)
行測試。
5)混凝土表面氯離子滲透性能
采用permit氯離子滲透性測試儀測試。
2試驗結(jié)果分析
2．1混凝土試件外觀質(zhì)量
可以看出，采用涂油鋼模板的試驗墩表面有大
量的孔洞存在，具有較多的缺陷。而采用透水模板
布的試驗墩表面均勻致密。這是由于透水模板布是
由過濾層和排水層組成。過濾層允許水分子和空氣
分子通過，但不允許水泥顆粒通過，這樣就把富集在
其表面的水和空氣排出，一方面減少了因為這部分
水和空氣形成孑L洞的可能；另一方面，滲出的水同時
帶動水泥顆粒向混凝土表面運動，這樣澆筑的混凝
土表面均勻密實，幾乎看不到孔洞。
2．2表面強(qiáng)度
表1為采用不同模板施工的試驗墩的3d和
28d表面回彈強(qiáng)度。表中同條件養(yǎng)護(hù)試件尺寸為
150mm×150mm×150mm，不同施工方式澆筑試驗
墩表面強(qiáng)度通過回彈法測得。
從表1可知，對于涂油鋼模板施工的試驗墩，其
3d和28d抗壓強(qiáng)度與同條件養(yǎng)護(hù)試件相當(dāng)，28d抗
壓強(qiáng)度達(dá)到C35強(qiáng)度等級要求。采用透水模板布
施工的試驗墩3d和28d抗壓強(qiáng)度均大大高于涂油
鋼模板施工的試驗墩，3d和28d抗壓強(qiáng)度比涂油鋼
表1試驗墩混凝土抗壓強(qiáng)度
Table l Concrete compression strength of test piers
模板施工試驗墩抗壓強(qiáng)度分別高出76％和60％。
這是由于透水模板布能夠?qū)⒒炷帘砻娑嘤嗟乃?
出，降低混凝土表面水灰比，從而使混凝土表面抗壓
強(qiáng)度明顯提高。
2．3鉆芯試樣吸水性測試
圖1為不同模板施工試驗墩28d鉆芯試樣的吸
水量測試?yán)簿€，試驗方法參照《海港工程混凝土結(jié)
構(gòu)防腐蝕技術(shù)規(guī)范)JTJ275--2000。由圖i可知，采
用涂油鋼模板澆筑的試驗墩吸水量顯著高于采用透
水模板布澆筑的試驗墩，后者24h吸水量僅為前者
吸水量的1／2左右。由此可以看出，采用透水模板
布可明顯增加混凝土表面的密實度，提高表面混凝
土的抗?jié)B性。
25
2．0
∞1．5
嘲
簧
簽1．o
0．5
o．O
o 400 800 l 200 l 600
時間／min
圖1試驗墩28d鉆芯試樣吸水量曲線
Fig．1 Water absorption curves of test pier
samples at 28d
2．4實體結(jié)構(gòu)氯離子擴(kuò)散測試
permit試驗是由北愛爾蘭女王大學(xué)的P．A．M．
Basheer教授等基于穩(wěn)態(tài)電遷移試驗的基本原理改
進(jìn)而成。該方法具有試驗設(shè)備簡單便攜、試驗過程
時間短、易于操作、試驗數(shù)據(jù)自動采集的優(yōu)點。試驗
設(shè)備已投入商業(yè)生產(chǎn)，是一種比較成熟的能夠現(xiàn)場
測定混凝土保護(hù)層氯離子滲透性的試驗方法，試驗
結(jié)果與穩(wěn)態(tài)電遷移試驗結(jié)果具有很好的相關(guān)性。
圖2為采用涂油鋼模板和透水模板布澆筑試驗
墩的permit測試結(jié)果。
從圖2a可知，采用涂油鋼模板澆筑試驗墩的電
導(dǎo)率隨著時問增長而快速增加，4h左右電導(dǎo)率即達(dá)
萬方數(shù)據(jù)
、
易忠來等：透水模板布對鐵路混凝土性能影響研究49
f量
U
●
們
3
將
曲
腳
8000
7000
6000
5 000
4 o()o
3 Ooo
2000
l 000
O
O 200 400 600
時問／min
a電導(dǎo)率一時間曲線
0 100 200 300 400 500 600
時間／min
b溫升一時間曲線
0 200 400
時間／rain
c電流一時間曲線
0 200 400 600
時問／min
d電導(dǎo)率變化率一時間曲線
圖2不同模板澆筑試驗墩permit測試結(jié)果
Fig．2 Permit test result of piers poured by
different formworks
到7 000}上S／cm以上，而采用透水模板布的試驗墩
電導(dǎo)率隨時間增長而緩慢增加，測試lOh以后電導(dǎo)
率仍在7 000斗S／cm以內(nèi)。permit測試過程中因電
流通過而產(chǎn)生的熱量使被測混凝土的溫度升高，
permit試驗中外室溶液的溫度近似混凝土的溫度。
由圖2b可知，采用涂油鋼模板澆筑混凝土測試過程
中的溫升顯著高于透水模板布澆筑混凝土測試過程
中的溫升。由圖2c可知，采用涂油鋼模板澆筑混凝
土測試過程中的電流顯著高于透水模板布澆筑混凝
土測試過程中的電流，透水模板布澆筑混凝土的測
試電流幾乎為一條水平直線，在測試過程中幾乎沒
有變化，在50mA以內(nèi)，而采用涂油鋼模板澆筑的混
凝土的測試電流最高在250mA以上。由圖2d可
知，涂油鋼模板澆筑混凝土的電導(dǎo)率變化率也大大
高于透水模板布澆筑混凝土的電導(dǎo)率變化率。通過
permit測試表明使用透水模板布可顯著降低混凝土
表面的滲透性。
通過計算可知，采用涂油鋼模板澆筑混凝土的
氯離子擴(kuò)散系數(shù)為2．09 X 10’12m2／s；而采用透水模
板布澆筑混凝土的氯離子擴(kuò)散系數(shù)僅為0．38×1042
m2／s。采用透水模板布可大大降低混凝土表面的滲
透性。
2．5 電通量
鉆芯取樣試件，保留試驗墩表層混凝土，測試其
電通量，采用涂油鋼模板施工混凝土電通量為
1 731C，而采用透水模板布施工的混凝土電通量僅
為303C，大大低于未采用透水模板布襯里施工的混
凝土，表明采用透水模板布施工能提高混凝土密實
性，進(jìn)而提高混凝土耐久性。
3 結(jié)語
1)采用透水模板布施工能有效改善混凝土外
觀質(zhì)量，消除孔洞等表面缺陷。
2)透水模板布能夠?qū)⒒炷帘砻娑嘤嗟乃?
排出，降低混凝土表面水灰比，從而使混凝土表面的
強(qiáng)度顯著提高。
3)吸水率、permit測試、電通量等測試結(jié)果表
明，使用透水模板布施工的混凝土表面滲透性大大
降低，能夠有效提高混凝土耐久性。
參考文獻(xiàn)：
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