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透水模板布对铁路混凝土性能影响研究

文档作者：易忠来1，谢永江1，李化建1，谭盐宾1，黄直久2 文档来源： 1．中国铁道科学研究院铁道建筑研究所 2．中铁十二局集团公司		点击数：	更新时间： 2025年05月11日
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201 1年11月下
第40卷第353期
施工技术
CONSTRUCTl0N TECHNOLOGY 47
透水模板布对铁路混凝土性能影响研究
易忠来1，谢永江1，李化建1，谭盐宾1，黄直久2
(1．中国铁道科学研究院铁道建筑研究所，北京100081；2．中铁十二局集团公司，山西太原030024)
[摘要]采用透水模板布浇筑大尺寸试验墩，从表面回弹、permit测试、吸水性、电通量等方面对比研究了透水模板
布对混凝土力学性能及表层渗透性的影响。结果表明，采用透水模板布施工能使混凝土外观显著改善，表面力学
性能大幅提高，同时混凝土表层渗透性大幅降低。透水模板布能有效提高混凝土表层性能，进而提高混凝土结构
的耐久性。
[关键词]铁路工程；混凝土；透水模板布；渗透性；permit测试
(中图分类号】TU755．2；U214．03 [文献标识码】A [文章编号】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
混凝土的表层抗渗透性是决定混凝土耐久性的
重要指标，尽管导致混凝土耐久性能降低的因素很
多，但都与环境中液体、气体及有害离子等通过混凝
土表层向混凝土内部渗透有关，因此提高混凝土的
表层抗渗透性是提高混凝土耐久性的重要技术措
施。透水模板布是一种有效提高混凝土表层性能的
技术措施，透水模板布(controlled permeability
formwork liner，CPF liner)又称渗透可控混凝土模板
衬垫，是一种安装在混凝土模板内侧，以排出混凝土
表层多余水分和空气，并截留混凝土表层颗粒的纤
维结合体，透水模板布一般由过滤层和透水层复合
而成。日本和欧洲的丹麦、德国、英国等于20世纪
80年代中后期开始对透水模板布的研究和产品应
[收稿日期]2011-04-1I
[基金项目】铁道部科技研究开发计划(2008G031．N，2010G004一E，
2010G024)
[作者简介]易忠来，中国铁道科学研究院铁道建筑研究所助理研究
员，博上，北京市海淀区大柳树路2号10008l，电话：(010)
51874183．E．mail：yizhonglai@163．eom
用。国内关于透水模板布的研究和应用较少，但在
深圳盐田港、杭州湾大桥和苏通大桥等少数大型海
港工程中已开始应用透水模板布产品，应用效果良
好。铁路工程条状结构及露天服役环境决定了其混
凝土结构必然要经受外部气候和所接触土体和水体
的腐蚀作用，但透水模板布还较少应用于铁路工程
中，基于此，本文研究了透水模板布对铁路混凝土性
能的影响。
1试验材料与方法
1．1原材料
试验原材料：①水泥P·042．5水泥；②粉煤灰
I级粉煤灰，烧失量2％，细度7％；③矿粉$95
矿渣，比表面积421m2／kg；④细骨料河砂，细度模
数2．6；⑤粗骨料5～16mm，10～25mm两级配碎
石，连续级配；⑥外加剂AN4000聚羧酸系高效减
水剂，减水率27％；⑦水地下水。
1．2混凝土配合比及拌合物性能
设计混凝土强度等级为C35，试验所采用的配
万方数据
48 施工技术第40卷
合比(kr,／m3)为水泥：砂：碎石(5—16mm，10—
25mm)：粉煤灰：矿粉：外加剂：水=254：757：(436，
653)：78：58：3．9：144。混凝土坍落度170ram，扩展
度360ram，含气量3．8％。
1．3试验方法
1)施工方法
考虑到透水模板布的排水量与混凝土体积有
关，且实际工程中多为大体积混凝土，混凝土体积越
大，浇筑高度越高，排出水量越多，本文试验采用大
尺寸混凝土试验墩，尺寸为2m×1m×2m。共浇筑
4个大尺寸混凝土试件，其中丽个采用普通钢模板
刷油施工，另两个采用透水模板布钢模板施工。
2)混凝土表面回弹强度
参照《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》
JGJT23--2001进行。
3)混凝土吸水性
钻芯取样的试件参照《海港工程混凝土结构防
腐蚀技术规范》JTJ275--2000附录E．2．1进行
测试。
4)电通量
钻芯取样的试件，保留混凝土表层，参照《客运
专线高性能混凝土暂行技术条件》附录A的规定进
行测试。
5)混凝土表面氯离子渗透性能
采用permit氯离子渗透性测试仪测试。
2试验结果分析
2．1混凝土试件外观质量
可以看出，采用涂油钢模板的试验墩表面有大
量的孔洞存在，具有较多的缺陷。而采用透水模板
布的试验墩表面均匀致密。这是由于透水模板布是
由过滤层和排水层组成。过滤层允许水分子和空气
分子通过，但不允许水泥颗粒通过，这样就把富集在
其表面的水和空气排出，一方面减少了因为这部分
水和空气形成孑L洞的可能；另一方面，渗出的水同时
带动水泥颗粒向混凝土表面运动，这样浇筑的混凝
土表面均匀密实，几乎看不到孔洞。
2．2表面强度
表1为采用不同模板施工的试验墩的3d和
28d表面回弹强度。表中同条件养护试件尺寸为
150mm×150mm×150mm，不同施工方式浇筑试验
墩表面强度通过回弹法测得。
从表1可知，对于涂油钢模板施工的试验墩，其
3d和28d抗压强度与同条件养护试件相当，28d抗
压强度达到C35强度等级要求。采用透水模板布
施工的试验墩3d和28d抗压强度均大大高于涂油
钢模板施工的试验墩，3d和28d抗压强度比涂油钢
表1试验墩混凝土抗压强度
Table l Concrete compression strength of test piers
模板施工试验墩抗压强度分别高出76％和60％。
这是由于透水模板布能够将混凝土表面多余的水排
出，降低混凝土表面水灰比，从而使混凝土表面抗压
强度明显提高。
2．3钻芯试样吸水性测试
图1为不同模板施工试验墩28d钻芯试样的吸
水量测试啦线，试验方法参照《海港工程混凝土结
构防腐蚀技术规范)JTJ275--2000。由图i可知，采
用涂油钢模板浇筑的试验墩吸水量显著高于采用透
水模板布浇筑的试验墩，后者24h吸水量仅为前者
吸水量的1／2左右。由此可以看出，采用透水模板
布可明显增加混凝土表面的密实度，提高表面混凝
土的抗渗性。
25
2．0
∞1．5
嘲
簧
签1．o
0．5
o．O
o 400 800 l 200 l 600
时间／min
图1试验墩28d钻芯试样吸水量曲线
Fig．1 Water absorption curves of test pier
samples at 28d
2．4实体结构氯离子扩散测试
permit试验是由北爱尔兰女王大学的P．A．M．
Basheer教授等基于稳态电迁移试验的基本原理改
进而成。该方法具有试验设备简单便携、试验过程
时间短、易于操作、试验数据自动采集的优点。试验
设备已投入商业生产，是一种比较成熟的能够现场
测定混凝土保护层氯离子渗透性的试验方法，试验
结果与稳态电迁移试验结果具有很好的相关性。
图2为采用涂油钢模板和透水模板布浇筑试验
墩的permit测试结果。
从图2a可知，采用涂油钢模板浇筑试验墩的电
导率随着时问增长而快速增加，4h左右电导率即达
万方数据
、
易忠来等：透水模板布对铁路混凝土性能影响研究49
f量
U
●
们
3
将
曲
脚
8000
7000
6000
5 000
4 o()o
3 Ooo
2000
l 000
O
O 200 400 600
时问／min
a电导率一时间曲线
0 100 200 300 400 500 600
时间／min
b温升一时间曲线
0 200 400
时间／rain
c电流一时间曲线
0 200 400 600
时问／min
d电导率变化率一时间曲线
图2不同模板浇筑试验墩permit测试结果
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试验墩
电导率随时间增长而缓慢增加，测试lOh以后电导
率仍在7 000斗S／cm以内。permit测试过程中因电
流通过而产生的热量使被测混凝土的温度升高，
permit试验中外室溶液的温度近似混凝土的温度。
由图2b可知，采用涂油钢模板浇筑混凝土测试过程
中的温升显著高于透水模板布浇筑混凝土测试过程
中的温升。由图2c可知，采用涂油钢模板浇筑混凝
土测试过程中的电流显著高于透水模板布浇筑混凝
土测试过程中的电流，透水模板布浇筑混凝土的测
试电流几乎为一条水平直线，在测试过程中几乎没
有变化，在50mA以内，而采用涂油钢模板浇筑的混
凝土的测试电流最高在250mA以上。由图2d可
知，涂油钢模板浇筑混凝土的电导率变化率也大大
高于透水模板布浇筑混凝土的电导率变化率。通过
permit测试表明使用透水模板布可显著降低混凝土
表面的渗透性。
通过计算可知，采用涂油钢模板浇筑混凝土的
氯离子扩散系数为2．09 X 10’12m2／s；而采用透水模
板布浇筑混凝土的氯离子扩散系数仅为0．38×1042
m2／s。采用透水模板布可大大降低混凝土表面的渗
透性。
2．5 电通量
钻芯取样试件，保留试验墩表层混凝土，测试其
电通量，采用涂油钢模板施工混凝土电通量为
1 731C，而采用透水模板布施工的混凝土电通量仅
为303C，大大低于未采用透水模板布衬里施工的混
凝土，表明采用透水模板布施工能提高混凝土密实
性，进而提高混凝土耐久性。
3 结语
1)采用透水模板布施工能有效改善混凝土外
观质量，消除孔洞等表面缺陷。
2)透水模板布能够将混凝土表面多余的水分
排出，降低混凝土表面水灰比，从而使混凝土表面的
强度显著提高。
3)吸水率、permit测试、电通量等测试结果表
明，使用透水模板布施工的混凝土表面渗透性大大
降低，能够有效提高混凝土耐久性。
参考文献：
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