鐵路高性能混凝土培訓(xùn)(鐵科院）

1、客運(yùn)專線高性能混凝土知識培訓(xùn)第一部分：客運(yùn)專線高性能混凝土基本理論知識第二部分：客運(yùn)專線高性能混凝土相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)第三部分：客運(yùn)專線高性能混凝土配制技術(shù)第四部分：客運(yùn)專線高性能混凝土施工要點(diǎn)鐵道科學(xué)研究院鐵道建筑研究所2006年9月第一部分客運(yùn)專線高性能混凝土基本理論知識主要內(nèi)容 1、引言 2、高性能混凝土的發(fā)展與應(yīng)用現(xiàn)狀 3、高性能混凝土的組成與結(jié)構(gòu)1、引言鐵路發(fā)展迅猛。鐵路承重混凝土都要按照高性能混凝土進(jìn)行設(shè)計(jì)。結(jié)構(gòu)的耐久性對混凝土提出了高性能的要求。北京北京-上海客運(yùn)專上?？瓦\(yùn)專線線1300Km北京北京-沈陽沈陽-哈爾濱客運(yùn)專線哈爾濱客運(yùn)專線含含:京秦沈快速客運(yùn)通道京秦沈快速客運(yùn)通道700

2、Km 天津天津-秦皇島與秦皇島與哈爾濱哈爾濱-大連大連1160Km徐州徐州-鄭州鄭州-蘭州客蘭州客運(yùn)專線運(yùn)專線1400Km青島青島-石家莊石家莊-太原太原客運(yùn)專線客運(yùn)專線770Km南京南京-武漢武漢-重慶重慶-成都客成都客運(yùn)專線運(yùn)專線1900Km杭州杭州-南昌南昌-長沙客運(yùn)專線長沙客運(yùn)專線880Km杭州杭州-寧波寧波-深圳客運(yùn)專線深圳客運(yùn)專線1600Km北京北京-廣州廣州-深圳客運(yùn)專線深圳客運(yùn)專線2230Km京津，寧滬杭，廣京津，寧滬杭，廣深，廣珠等城際客深，廣珠等城際客運(yùn)系統(tǒng)運(yùn)系統(tǒng)2000Km中長期路網(wǎng)規(guī)劃 中長期鐵路發(fā)展規(guī)劃：規(guī)劃“四橫四縱”鐵路快速客運(yùn)通道以及三個城際快速客運(yùn)系統(tǒng)，建設(shè)客

3、運(yùn)專線1.2萬公里以上，客運(yùn)速度目標(biāo)值達(dá)到200km/h及以上?！八目v”:京滬，貫穿京津至長江三角洲東部沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)；北京-武漢-廣州-深圳，連接華北和華南地區(qū)；北京-沈陽-哈爾濱，連接?xùn)|北和關(guān)內(nèi)地區(qū)；杭-寧-福-深，連接長、珠江三角洲和東南沿海。“四橫”：徐州-鄭州-蘭州，連接西北和華東地區(qū)；杭州-南昌-長沙，連接華中和華東地區(qū)；青島-石家莊-太原，連接華北和華東地區(qū)；南京-武漢-重慶-成都，連接西南和華東地區(qū)；三個城際：環(huán)渤海地區(qū)、長江三角洲地區(qū)、珠江三角洲地區(qū)城際客運(yùn)系統(tǒng)，覆蓋區(qū)域內(nèi)主要城鎮(zhèn)。鐵路混凝土結(jié)構(gòu)：1、橋梁（樁基、承臺、墩身、托盤頂帽、墊石-支座、預(yù)制梁-橋面纖維混凝土、封

4、端混凝土、現(xiàn)澆梁）2、隧道（襯砌）3、軌道系統(tǒng)（無碴軌道、有碴軌道、軌道板、軌枕、瀝青混凝土防水層、低彈模低強(qiáng)度緩沖層）4、涵洞 混凝土耐久性是國際工程界關(guān)注的重大課題。全世界因混凝土喪失耐久性造成的經(jīng)濟(jì)和社會損失十分巨大，每年的修復(fù)和重建費(fèi)用高達(dá)百億甚至上千億美元。我國正處在高速發(fā)展時期，大規(guī)模的建設(shè)使每年的混凝土用量達(dá)數(shù)十億立方米。 高速鐵路和客運(yùn)專線的設(shè)計(jì)規(guī)定已明確要求“橋涵主要承重結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足100年使用年限設(shè)計(jì)”，這對延長結(jié)構(gòu)壽命，提高我國混凝土材料及結(jié)構(gòu)的技術(shù)水平將起到重要作用。 1997年江澤民簽發(fā)了“中華人民共和國建筑法”，于1998年開始實(shí)施。2000年1月31日國務(wù)院頒發(fā)

5、了“建設(shè)工程質(zhì)量管理?xiàng)l例”（中華人民共和國國務(wù)院第279號令），首次以政令形式規(guī)定了“設(shè)計(jì)文件應(yīng)符合國家規(guī)定的設(shè)計(jì)深度要求，注明合理使用年限”、“建設(shè)工程實(shí)行質(zhì)量保修制度，基礎(chǔ)設(shè)施工程最低保障期限為設(shè)計(jì)文件規(guī)定的該工程的合理時用年限?！被炷粱炷炼x：是一種將具有膠結(jié)性質(zhì)的材料和骨料或集定義：是一種將具有膠結(jié)性質(zhì)的材料和骨料或集料（如石、砂）以及填料（粉細(xì)顆粒）混合并澆料（如石、砂）以及填料（粉細(xì)顆粒）混合并澆注成型后，經(jīng)凝固硬化而粘結(jié)成為整體的一系列注成型后，經(jīng)凝固硬化而粘結(jié)成為整體的一系列建筑材料。建筑材料。水泥混凝土 Cement concrete 瀝青混凝土 Asphalt Conc

6、rete 聚合物混凝土 Polymer Concrete 硫磺混凝土With cement as cementitious materials and the most widely used materials in modern civil and architectural constructions以水泥為膠結(jié)材，在現(xiàn)代土木建筑工程中最為以水泥為膠結(jié)材，在現(xiàn)代土木建筑工程中最為廣泛應(yīng)用的一類建筑材料。廣泛應(yīng)用的一類建筑材料。水泥混凝土水泥混凝土混凝土混凝土Cement Concrete-Concrete 20世紀(jì)世紀(jì)8080年代，美國國家材料委員會提年代，美國國家材料委員會提出：要為新

7、世紀(jì)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)開發(fā)高性能出：要為新世紀(jì)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)開發(fā)高性能的建筑材料，包括鋼材、混凝土、塑料等。的建筑材料，包括鋼材、混凝土、塑料等。 19901990年年5 5月，在美國馬里蘭州月，在美國馬里蘭州Gaithers-burg 城由城由 NIST 和和 ACI 主辦了第一次關(guān)于主辦了第一次關(guān)于HPC的國際研討會，會議首次提出關(guān)于高性的國際研討會，會議首次提出關(guān)于高性能混凝土的定義。能混凝土的定義。定義定義 高性能混凝土高性能混凝土具有所要求的性能和勻質(zhì)性的具有所要求的性能和勻質(zhì)性的混凝土。例如易于澆注和壓實(shí)而不離析、高長期力學(xué)混凝土。例如易于澆注和壓實(shí)而不離析、高長期力學(xué)性能、高早強(qiáng)、高

8、韌性、體積穩(wěn)定、嚴(yán)酷環(huán)境中使用性能、高早強(qiáng)、高韌性、體積穩(wěn)定、嚴(yán)酷環(huán)境中使用壽命長。壽命長。 采用傳統(tǒng)的組分、普通的攪拌、澆注與養(yǎng)護(hù)操作，采用傳統(tǒng)的組分、普通的攪拌、澆注與養(yǎng)護(hù)操作，是不可能日常生產(chǎn)這種混凝土的。是不可能日常生產(chǎn)這種混凝土的。高性能混凝土國際研討會高性能混凝土國際研討會（1990） 高性能混凝土的特性，是針對一定的應(yīng)用高性能混凝土的特性，是針對一定的應(yīng)用和環(huán)境所要求的。例如：和環(huán)境所要求的。例如： 易于澆注易于澆注 早期強(qiáng)度早期強(qiáng)度 滲透性滲透性 水化熱水化熱 體積穩(wěn)定性體積穩(wěn)定性 可搗實(shí)、不離析可搗實(shí)、不離析 長期力學(xué)性質(zhì)長期力學(xué)性質(zhì) 密度密度 韌性韌性 在服務(wù)環(huán)境中運(yùn)行在服

9、務(wù)環(huán)境中運(yùn)行壽命長久壽命長久 高性能混凝土的許多特性是相互關(guān)聯(lián)的，高性能混凝土的許多特性是相互關(guān)聯(lián)的，改變其中一個常牽扯到一或多個其他特性發(fā)生變改變其中一個常牽扯到一或多個其他特性發(fā)生變化。因此，如果對某一應(yīng)用提供的混凝土有若干化。因此，如果對某一應(yīng)用提供的混凝土有若干特性必須同時滿足，則必須將其中每一項(xiàng)都在合特性必須同時滿足，則必須將其中每一項(xiàng)都在合同書上規(guī)定清楚。同書上規(guī)定清楚。 美國混凝土學(xué)會美國混凝土學(xué)會 1998 高性能混凝土為一種新型高技術(shù)混凝土，高性能混凝土為一種新型高技術(shù)混凝土，是在大幅度提高普通混凝土性能的基礎(chǔ)上采是在大幅度提高普通混凝土性能的基礎(chǔ)上采用現(xiàn)代混凝土技術(shù)制作的混

10、凝土，是以耐久用現(xiàn)代混凝土技術(shù)制作的混凝土，是以耐久性作為設(shè)計(jì)的主要指標(biāo)，針對不同用途的要性作為設(shè)計(jì)的主要指標(biāo)，針對不同用途的要求，對下列性能有重點(diǎn)的加以保證：耐久性、求，對下列性能有重點(diǎn)的加以保證：耐久性、施工性、適用性、強(qiáng)度、體積穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)施工性、適用性、強(qiáng)度、體積穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性。性。 吳中偉吳中偉 國內(nèi)高性能混凝土的定義國內(nèi)高性能混凝土的定義 高性能混凝土高性能混凝土 (high performance concrete) 以耐久性為基本要求并用常規(guī)材料和常規(guī)工藝制造的水泥基混凝土。 這種混凝土在配比上的特點(diǎn)是摻加合格的礦物摻和料和高效減水劑，取用較低的水膠比和較少的水泥用量，并在制作

11、上通過嚴(yán)格的質(zhì)量控制，使其達(dá)到良好的工作性、均勻性、密實(shí)性和體積穩(wěn)定性。 混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)與施工指南混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)與施工指南 （CCES2004-01）客運(yùn)專線高性能混凝土 1、較嚴(yán)格的原材料品質(zhì)要求 2、混凝土強(qiáng)度等級無具體要求 3、流動度根據(jù)施工要求確定 4、均有含氣量要求 5、電通量、抗裂性、抗堿骨料反應(yīng)作為基本耐久性指標(biāo) 6、根據(jù)環(huán)境作用等級和結(jié)構(gòu)部位要求抗腐蝕、抗凍、抗?jié)B性能等耐久性指標(biāo)尚有一些未體現(xiàn)的指標(biāo)如絕熱溫升、徐變、收縮等 高性能混凝土應(yīng)該是一個體系，涉及到原材料、配合比、耐久性能、力學(xué)性能、攪拌、澆注、振搗、養(yǎng)護(hù)、施工前中后的質(zhì)量控制等方方面面。這些系統(tǒng)可以分解成

12、多個技術(shù)，有些內(nèi)容也是沿用了普通混凝土的相關(guān)規(guī)定。 19871987年美國材料顧問委員會提交的一篇報(bào)告引起年美國材料顧問委員會提交的一篇報(bào)告引起了轟動：約了轟動：約25.325.3萬座橋梁的混凝土橋面板，其中部分萬座橋梁的混凝土橋面板，其中部分使用不到使用不到2020年，就已不同程度地破壞，且每年還將新年，就已不同程度地破壞，且每年還將新增增3.53.5萬座。萬座。 由于混凝土橋面板開裂普遍，因此轉(zhuǎn)向使用高強(qiáng)由于混凝土橋面板開裂普遍，因此轉(zhuǎn)向使用高強(qiáng)混凝土，但是看來這無濟(jì)于事。根據(jù)國家公路合作研混凝土，但是看來這無濟(jì)于事。根據(jù)國家公路合作研究計(jì)劃究計(jì)劃19951995年檢查的結(jié)果表明：年檢查的

13、結(jié)果表明：1010萬座混凝土橋面板萬座混凝土橋面板是在混凝土澆筑后一個月內(nèi)就出現(xiàn)間隔是在混凝土澆筑后一個月內(nèi)就出現(xiàn)間隔13米的貫穿性米的貫穿性裂縫。裂縫。2、高性能混凝土的發(fā)展與應(yīng)用現(xiàn)狀、高性能混凝土的發(fā)展與應(yīng)用現(xiàn)狀 不是強(qiáng)度，而是混凝土的堅(jiān)固性（沒有不是強(qiáng)度，而是混凝土的堅(jiān)固性（沒有裂縫）對其運(yùn)行條件下保證混凝土的水密性裂縫）對其運(yùn)行條件下保證混凝土的水密性和耐久性起關(guān)鍵的作用。和耐久性起關(guān)鍵的作用。 P.K.Mehta 耐久性耐久性影響未來的關(guān)鍵問題影響未來的關(guān)鍵問題混凝土結(jié)構(gòu)劣化破壞分類 1、磨蝕：機(jī)械磨耗、沖刷磨損、氣蝕 2、物理作用：干濕交替、水的滲透、凍融、鹽的結(jié)晶 3、化學(xué)作用：

14、化學(xué)介質(zhì)侵蝕（水解、軟水、置換、硫酸鹽）、AAR、CaO和MgO水化 4、鋼筋銹蝕：碳化引起、Cl-引起近代混凝土技術(shù)鐵路工程混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)暫規(guī)混凝土結(jié)構(gòu)所處環(huán)境類別分為5種環(huán)境類別、17種環(huán)境作用等級。(1)碳化環(huán)境(2)氯鹽環(huán)境(3)化學(xué)侵蝕環(huán)境(4)凍融破壞環(huán)境(5)磨蝕環(huán)境。 混凝土結(jié)構(gòu)劣化破壞原因分類一個不透水，但存在非一個不透水，但存在非連續(xù)微裂縫，且多孔的連續(xù)微裂縫，且多孔的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)環(huán)境作用（第一階段）環(huán)境作用（第一階段）（無可見損傷）（無可見損傷）1. 1. 侵蝕作用侵蝕作用（冷熱循環(huán)、干濕循環(huán)）（冷熱循環(huán)、干濕循環(huán)）2. 2. 荷載作用荷載作用（循環(huán)

15、荷載、沖擊荷載（循環(huán)荷載、沖擊荷載） 由于微裂縫和孔隙由于微裂縫和孔隙連通起來，不透水性逐連通起來，不透水性逐漸喪失漸喪失環(huán)境作用（第二階段）環(huán)境作用（第二階段）（損傷的開始與擴(kuò)展）（損傷的開始與擴(kuò)展）水的滲入水的滲入O O2 2、COCO2 2滲入滲入酸性離子（酸性離子（ClCl- , - , SOSO4 4- -) )滲入滲入A：以下原因使孔隙內(nèi)靜水：以下原因使孔隙內(nèi)靜水壓增大、混凝土膨脹：鋼筋壓增大、混凝土膨脹：鋼筋銹蝕、堿銹蝕、堿-骨料反應(yīng)、水結(jié)骨料反應(yīng)、水結(jié)冰、硫酸鹽侵蝕冰、硫酸鹽侵蝕B：混凝土強(qiáng)度與剛度降低：混凝土強(qiáng)度與剛度降低開裂、剝落與整體性喪失開裂、剝落與整體性喪失混凝土受環(huán)

16、境作用產(chǎn)生劣化的混凝土受環(huán)境作用產(chǎn)生劣化的“整體性整體性”模型模型 以耐久性為基本要求的高性能混凝土并不能避免環(huán)境對混凝土結(jié)構(gòu)的破壞作用。 但是，高性能混凝土可以延長混凝土結(jié)構(gòu)的使用壽命。 有關(guān)混凝土結(jié)構(gòu)使用壽命的設(shè)計(jì)理論也越來越被人們關(guān)注。1 香港青馬大橋 設(shè)計(jì)使用壽命120年，要求所用混凝土滿足如下要求：q Cl擴(kuò)散系數(shù)小于910-13m2/s(1300庫侖) q 混凝土28天立方體試件配比強(qiáng)度50MPaq 普通水泥/2535%粉煤灰/6575%礦渣q 水泥用量350550kg/m3q 水膠比0.4q 膠結(jié)料中最大氯離子含量0.06%q 堿含量（折合Na2O） 3kg/m3現(xiàn)代高性能混凝土

17、的應(yīng)用實(shí)例 2 英吉利利海峽隧道 設(shè)計(jì)使用壽命120年，要求混凝土滿足如下要求：q Cl擴(kuò)散系數(shù)小于K=1.410-13m/s (1300庫侖)q 水泥采用兩種當(dāng)?shù)睾９び玫乃啵珻3A含量為0.690.77%, 400kg/m3q 水灰比0.350.32，坍落度100mmq 砂：由石灰石碎石與石英石組成，01mm硅質(zhì)河砂、04mm和38mm兩級石灰石碎石q 粗骨料：粒徑512.5mm的石灰石碎石?，F(xiàn)代高性能混凝土的應(yīng)用實(shí)例 3 日本明石大橋 設(shè)計(jì)使用壽命120年，橋墩混凝土采用免振自密實(shí)混凝土，橋面及梁采用泵送高性能混凝土。要求混凝土滿 足如下要求：q Cl擴(kuò)散系數(shù)小于1000庫侖q W/B0

18、.35，膠凝材料用量500kg/m3，其中水泥60，其余為礦渣及粉煤灰。4、長江三峽大壩長江三峽大壩（2002/11/17）國內(nèi)明確了高性能混凝土全套技術(shù)措施的工程有：1、青藏鐵路2、杭州灣大橋3、客運(yùn)專線高性能混凝土 高性能混凝土比較經(jīng)典的著作有： 高性能混凝土 吳中偉 廉慧珍著 混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)指南 陳肇元3、高性能混凝土的組成與結(jié)構(gòu)3.1 混凝土如何高性能化3.2 影響混凝土性能的因素3.3 礦物摻合料3.4 減水劑3.5 小結(jié) 3.1混凝土如何高性能化 （1）高性能混凝土的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)高性能混凝土的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 高性能混凝土是在與普通混凝土相對比的基礎(chǔ)上提出的高性能混凝土是在與普通混凝土相

19、對比的基礎(chǔ)上提出的概念。概念。 相比而言：相比而言： A、孔隙率很低、孔隙率很低 B、水化物中、水化物中Ca(OH)2減少、減少、CSH和和AFt增多增多 C、未水化顆粒多，未水化顆粒和礦物細(xì)摻料等各級中、未水化顆粒多，未水化顆粒和礦物細(xì)摻料等各級中心質(zhì)增多，各中心質(zhì)間距離縮短，有利的中心質(zhì)效應(yīng)增心質(zhì)增多，各中心質(zhì)間距離縮短，有利的中心質(zhì)效應(yīng)增多，中心質(zhì)網(wǎng)絡(luò)骨架得到強(qiáng)化多，中心質(zhì)網(wǎng)絡(luò)骨架得到強(qiáng)化 D、界面過渡層厚度小，并且孔隙率低、界面過渡層厚度小，并且孔隙率低、 Ca(OH)2數(shù)量數(shù)量減少，取向程度下降減少，取向程度下降(2)混凝土高性能化的途徑和方法混凝土高性能化的途徑和方法A 降低水膠比

20、降低水膠比 可大量減少水泥石的孔隙?？纱罅繙p少水泥石的孔隙。 在無外加劑摻入的情況下，水灰比大于在無外加劑摻入的情況下，水灰比大于0.5時混時混凝土才具有可施工的流動性。凝土才具有可施工的流動性。方法：摻入高效減水劑方法：摻入高效減水劑 水灰比與水泥石結(jié)構(gòu)水灰比與水泥石結(jié)構(gòu)水水泥漿水泥石水泥凝膠水泥顆粒水 方法：摻入礦物質(zhì)摻合料 普通混凝土粗骨料與水泥石之間的界面上積滯著大量的Ca(OH)2； Ca(OH)2在界面上的結(jié)晶與定向排列，是混凝土強(qiáng)度與耐久性低下的主要原因。 改善砼中骨料與水泥石之間的界面結(jié)構(gòu)，是高性能砼必須解決的關(guān)鍵技術(shù)。B 改善砼中水泥石與粗骨料之間的界面結(jié)構(gòu)C 改善混凝土中水

21、泥石的孔結(jié)構(gòu) 引入封閉孔。在相同的孔隙率下，封閉孔的滲透系數(shù)最低。方法：摻入優(yōu)質(zhì)引氣劑。優(yōu)質(zhì)原材料3.2 影響混凝土性能的因素影響混凝土性能的因素（1）水泥特性對混凝土影響）水泥特性對混凝土影響Cement influence on durability of concrete高含堿量、高比表面積、高C3S、高C3A、高SO3 使水泥水化熱大、水化快、早期強(qiáng)度高、徐變小、使混凝土延伸性低。易使混凝土溫度收縮、自收縮和干燥收縮使混凝土開裂。（2）骨料特性對混凝土影響）骨料特性對混凝土影響Aggregate influence on durability of concrete集料特性對混凝土耐久

22、性的影響光滑的表面界面粘結(jié)性差堿活性ASR高空隙率不利于抗收縮和抗凍融低彈模增加體積收縮級配差增加水泥用量高含泥量粘結(jié)性差，增加干燥收縮很低的熱膨脹系數(shù)與漿體變形不一致（3）拌和物特性對混凝土耐久性的影響）拌和物特性對混凝土耐久性的影響拌和物特性對混凝土耐久性的影響高水泥用量提高溫度，增加收縮和易裂性低水泥用量增加滲透性高用水量增加體積收縮高細(xì)度摻和料增加自收縮和干燥收縮早強(qiáng)劑、防凍劑減小徐變、增加收縮（4）礦物摻和料對混凝土性能的影響）礦物摻和料對混凝土性能的影響（5）外加劑對混凝土性能的影響）外加劑對混凝土性能的影響（6）澆筑特性對混凝土耐久性影響）澆筑特性對混凝土耐久性影響 Cast i

23、nfluence on durability of concrete澆筑特性對混凝土耐久性影響材料溫度高澆筑后混凝土溫度高環(huán)境溫度高加速水化和干燥離析不均勻收縮表面水分蒸發(fā)快可造成塑性裂縫養(yǎng)護(hù)不足時早期干縮、長時間則凝膠多，后期干燥收縮大（7）環(huán)境對混凝土耐久性的影響）環(huán)境對混凝土耐久性的影響Environment influence on durability of concrete環(huán)境特性對混凝土耐久性的影響氣候干燥混凝土干燥開裂混凝土處于地面以上無水分補(bǔ)充嚴(yán)寒地區(qū)路橋除冰鹽影響凍融循環(huán)受凍融循環(huán)而開裂存在氯化物腐蝕鋼筋存在硫酸鹽等侵蝕性介質(zhì) 侵蝕混凝土 粉煤灰（FA）：發(fā)電廠煤粉燃燒后的

24、未燃盡無機(jī)殘?jiān)Ｄゼ?xì)礦渣粉（BFS）：主要成份為CaO2、Al2O3和SiO2等。來自于鐵礦石煉鐵高爐。 硅粉（SF）：硅和含硅合金時所產(chǎn)生的副產(chǎn)品。偏高嶺土粉（MK）：黏土經(jīng)煅燒生成的無定形鋁硅酸鹽。 天然沸石粉（NZ）。 礦物摻合料的功能不同，起著不同的作用。重點(diǎn)討論磨細(xì)礦渣粉和粉煤灰。3.3 礦物摻合料水泥、粉煤灰、礦渣的化學(xué)成分礦物摻合料一般具有如下作用： 1）填充骨料的間隙及形成潤滑膜； 2）消納氫氧化鈣，改善過渡區(qū)（火山灰反應(yīng)），同時生成膠凝性產(chǎn)物； 3）對水泥的分散作用，降低水膠比，改善水泥在低水膠比下的水化環(huán)境； 4）延緩初期水化速率，形成較低水膠比、較大水灰比的有利環(huán)境； 5

25、）降低溫升，改善徐變能力，減小早期形成熱裂縫的危險(xiǎn)。 1、填充效應(yīng) 2、流化效應(yīng) 3、耐久效應(yīng) 4、強(qiáng)度效應(yīng)礦物摻合料產(chǎn)生效應(yīng)粉煤灰粉煤灰 粉煤灰的密度只有水泥的粉煤灰的密度只有水泥的2/32/3，因此采，因此采用大摻量粉煤灰混凝土，同時添加高效減水用大摻量粉煤灰混凝土，同時添加高效減水劑時，可以大幅度降低水膠比，獲得普通混劑時，可以大幅度降低水膠比，獲得普通混凝土條件下無法達(dá)到的使用效果。凝土條件下無法達(dá)到的使用效果。掃描電鏡下粉煤灰的形貌掃描電鏡下粉煤灰的形貌粉煤灰對混凝土性能的影響粉煤灰對混凝土性能的影響1. 新拌混凝土新拌混凝土 1）增加漿體含量、增大粘聚性、不易離析，增加漿體含量、增

26、大粘聚性、不易離析，改善可泵性，容易振實(shí)；改善可泵性，容易振實(shí)； 2 2）延緩拌合物凝結(jié)時間，減小坍落度損失；）延緩拌合物凝結(jié)時間，減小坍落度損失； 3 3）減小泌水速率，但凝結(jié)時間延長）減小泌水速率，但凝結(jié)時間延長( (尤其低溫尤其低溫季節(jié)），需要及早覆蓋養(yǎng)護(hù)；季節(jié)），需要及早覆蓋養(yǎng)護(hù)； 4 4）降低水化熱。）降低水化熱。粉煤灰對混凝土性能的影響粉煤灰對混凝土性能的影響2. .硬化混凝土硬化混凝土 1 1）早期強(qiáng)度發(fā)展速率延緩（程度取決所用水泥），）早期強(qiáng)度發(fā)展速率延緩（程度取決所用水泥），但也隨溫度升高加快；但也隨溫度升高加快； 2 2）早期應(yīng)力松弛作用強(qiáng)，抗裂性能好；）早期應(yīng)力松弛作用強(qiáng)

27、，抗裂性能好； 3 3）后期微結(jié)構(gòu)密實(shí)、強(qiáng)度增長幅度大，耐久性良）后期微結(jié)構(gòu)密實(shí)、強(qiáng)度增長幅度大，耐久性良好；好； 4 4）預(yù)防混凝土的耐久性病害發(fā)生，如堿）預(yù)防混凝土的耐久性病害發(fā)生，如堿骨料反骨料反應(yīng)。應(yīng)。 5 5）提高混凝土抵抗環(huán)境因素劣化破壞的能力?？梗┨岣呋炷恋挚弓h(huán)境因素劣化破壞的能力?？沽蛩猁}侵蝕、抗氯離子滲透等。硫酸鹽侵蝕、抗氯離子滲透等。大摻量粉煤灰混凝土強(qiáng)度發(fā)展規(guī)律大摻量粉煤灰混凝土強(qiáng)度發(fā)展規(guī)律水泥水泥 150 kg/m3; 粉煤灰粉煤灰200 kg/m3；水膠比水膠比 0.29混凝土抗壓強(qiáng)度：混凝土抗壓強(qiáng)度： 3天天 22MPa （試件）（試件） 7天天 34MPa 28

28、天天 52MPa 90天天 70MPa 365天天 100MPa 目前目前，國內(nèi)外絕大多數(shù)有關(guān)粉煤灰混凝土的研究，都國內(nèi)外絕大多數(shù)有關(guān)粉煤灰混凝土的研究，都是在相同膠凝材料用量前提下，變化水泥與粉煤灰摻量，是在相同膠凝材料用量前提下，變化水泥與粉煤灰摻量，而不調(diào)整混凝土水膠比；以等坍落度評價(jià)拌合物的工作度；而不調(diào)整混凝土水膠比；以等坍落度評價(jià)拌合物的工作度；以檢測普通水泥混凝土的以檢測普通水泥混凝土的20養(yǎng)護(hù)試件養(yǎng)護(hù)試件進(jìn)行比較研究，其進(jìn)行比較研究，其結(jié)果必然是隨著粉煤灰摻量增大、水泥用量減少，混凝土結(jié)果必然是隨著粉煤灰摻量增大、水泥用量減少，混凝土的強(qiáng)度發(fā)展速率和抗碳化等耐久性能指標(biāo)下降。的

29、強(qiáng)度發(fā)展速率和抗碳化等耐久性能指標(biāo)下降。 實(shí)際上，在骨料、粉煤灰的質(zhì)量改善的前提下，變化實(shí)際上，在骨料、粉煤灰的質(zhì)量改善的前提下，變化拌合物的水膠比、適當(dāng)調(diào)整混凝土拌合物的坍落度，完全拌合物的水膠比、適當(dāng)調(diào)整混凝土拌合物的坍落度，完全可以配制出粉煤灰摻量大、強(qiáng)度發(fā)展?jié)M足工程要求，且其可以配制出粉煤灰摻量大、強(qiáng)度發(fā)展?jié)M足工程要求，且其他性能優(yōu)異的高性能混凝土。他性能優(yōu)異的高性能混凝土。磨細(xì)高爐礦渣磨細(xì)高爐礦渣1) 需要干燥后粉磨，使用成本較高；需要干燥后粉磨，使用成本較高；2）密度、需水量與水泥接近，需水量隨粉）密度、需水量與水泥接近，需水量隨粉磨細(xì)度變化小；磨細(xì)度變化小；3）隨細(xì)度增大，混凝土

30、早期強(qiáng)度發(fā)展加快，）隨細(xì)度增大，混凝土早期強(qiáng)度發(fā)展加快，適用于蒸養(yǎng)制品；適用于蒸養(yǎng)制品；4）開始水化后呈加速，比水泥快，摻量在）開始水化后呈加速，比水泥快，摻量在70%以上，才能起明顯降低溫升效果以上，才能起明顯降低溫升效果。 3.4 外加劑 高性能混凝土所用外加劑，建議由使用者選購合適的高效減水劑母液，根據(jù)使用要求和所用原材料自己進(jìn)行復(fù)配和試驗(yàn)，出售復(fù)配高效減水劑的廠家應(yīng)當(dāng)像出售藥品那樣，在說明書上注明主要成份，以便用戶根據(jù)需要選用，使用者也不要購買那些“不知道都加了什么”的產(chǎn)品。 用于高性能混凝土的外加劑有減水劑、緩凝劑、引氣劑等。其中高效減水劑（超塑化劑）是高性能混凝土必要的組分，正是因

31、為高效減水劑的出現(xiàn)，才使得混凝土的水膠比能降得很低卻仍可有很好的工作性，高性能混凝土的實(shí)現(xiàn)才成為可能。 3.4.1 高效減水劑 高效減水劑又稱為超塑化劑，其區(qū)別于普通減水劑之處，就在于減水率高。普通減水劑的減水率一般為5%10%，而高效減水劑的減水率可達(dá)15%30%；普通減水劑的摻量不能超過限制值（如木質(zhì)素磺酸鹽類減水劑的摻量不能超過0.3%)，而高效減水劑則可以較高比例摻入水泥，并對混凝土無不利影響。 品種品種性能性能第一代減水劑第一代減水劑第二代減水劑第二代減水劑第三代減水劑第三代減水劑木鈣、木鈉、木鎂等木鈣、木鈉、木鎂等萘系、密胺系、氨基磺酸系、萘系、密胺系、氨基磺酸系、脂肪系等脂肪系等

32、聚羧酸系聚羧酸系減水率減水率一般摻量：一般摻量：5%8%飽和摻量：飽和摻量：12%左右左右一般摻量：一般摻量：15%20%飽和摻量：飽和摻量：30%左右左右一般摻量：一般摻量：25%30%飽和摻量：大于飽和摻量：大于45%對混凝土拌合對混凝土拌合物綜合性能的物綜合性能的影響影響超摻時，緩凝嚴(yán)重，引氣超摻時，緩凝嚴(yán)重，引氣量大，強(qiáng)度下降嚴(yán)重，單量大，強(qiáng)度下降嚴(yán)重，單用時易引起混凝土質(zhì)量事用時易引起混凝土質(zhì)量事故故摻萘系混凝土拌合物的坍落度損失摻萘系混凝土拌合物的坍落度損失大、易泌水大、易泌水摻密胺系混凝土拌合物坍落度損失大摻密胺系混凝土拌合物坍落度損失大、粘度大、粘度大混凝土拌合物流動性和流動性

33、保持混凝土拌合物流動性和流動性保持好，很少發(fā)生泌水、分層、緩凝等好，很少發(fā)生泌水、分層、緩凝等現(xiàn)象現(xiàn)象強(qiáng)度發(fā)展強(qiáng)度發(fā)展28d強(qiáng)度比一般在強(qiáng)度比一般在115%左左右右28d強(qiáng)度比一般在強(qiáng)度比一般在120%135%左右左右28d強(qiáng)度比一般在強(qiáng)度比一般在140%以上以上對混凝土體積對混凝土體積穩(wěn)定性的影響穩(wěn)定性的影響對混凝土的體積穩(wěn)定性影對混凝土的體積穩(wěn)定性影響不大響不大萘系增加混凝土塑性收縮，一般也增萘系增加混凝土塑性收縮，一般也增加混凝土加混凝土28d的收縮率。密胺系可降的收縮率。密胺系可降低混凝土低混凝土28d的收縮率的收縮率與萘系相比，對混凝土塑性收縮的與萘系相比，對混凝土塑性收縮的影響大大

34、減少，一般不增加混凝土影響大大減少，一般不增加混凝土的的28d收縮率。收縮率。鉀鈉離子鉀鈉離子不大不大一般在一般在5%15%之間之間一般在一般在0.2%1.5%之間之間環(huán)保性能及其環(huán)保性能及其他有害物質(zhì)含他有害物質(zhì)含量量環(huán)保性好，一般不含有害環(huán)保性好，一般不含有害物質(zhì)物質(zhì)環(huán)保性能差，生產(chǎn)過程使用大量甲環(huán)保性能差，生產(chǎn)過程使用大量甲醛、萘、苯酚等有害物質(zhì)，成分中也醛、萘、苯酚等有害物質(zhì)，成分中也含有一定量的有害物質(zhì)。含有一定量的有害物質(zhì)。生產(chǎn)和使用過程中均不含任何有害生產(chǎn)和使用過程中均不含任何有害物質(zhì)，環(huán)保性能優(yōu)異。物質(zhì)，環(huán)保性能優(yōu)異。 聚羧酸系減水劑的特點(diǎn)：（1）高減水率）高減水率 水泥的分散

35、能力強(qiáng)，減水率高，可大幅度降低砼單方用水量不同外加劑的用量與減水率關(guān)系不同外加劑的用量與減水率關(guān)系 （2）坍落度損失?。┨涠葥p失小 混凝土拌合物的流動性大，且保持混凝土坍落度損失功能好；高強(qiáng)混凝土坍落度的經(jīng)時變化高強(qiáng)混凝土坍落度的經(jīng)時變化 萘磺酸鹽系高效減水劑是一種剛性鏈橫臥吸附，減水率相對低，控制坍落度損失功能差。 聚羧酸系減水劑是齒輪型、引線型吸附。在水泥顆粒表面，形成立體排斥力。減水率高，控制坍落度損失功能好。 水泥粒子對減水劑吸附形態(tài)，因減水劑的類型及結(jié)構(gòu)而不同，對減水性能及控制坍落度損失均有很大影響。萘系減水劑特種木質(zhì)素磺酸鹽聚羧酸鹽化學(xué)外加劑吸附模型 減水劑控制坍落度損失機(jī)理 （

36、3）不含Na2SO4,堿含量低，對混凝土耐久性有利。（4）收縮小，對防止混凝土開裂有利（5）分子結(jié)構(gòu)易于設(shè)計(jì)，容易接枝合成不同性能要求的產(chǎn)品 3.4.2 緩凝劑 夏季施工時，在高性能混凝土中復(fù)合使用緩凝劑可以延長凝結(jié)時間，減少坍落度的損失，同時，因緩凝劑可控制混凝土的硬化速度，并因延緩凝結(jié)而可消除冷縫，減少施工的困難，有些緩凝劑（如酒石酸）還具有一定的分散作用，與高效減水劑一起使用后，可提高減水率，增加混凝土的流動性。 不同混凝劑存在與高效減水劑的匹配和與水泥的相容性問題，使用前應(yīng)進(jìn)行試驗(yàn)。緩凝劑的摻量要嚴(yán)格控制，以免因過多而影響混凝土的早期強(qiáng)度或凝結(jié)時間過長。3.4.3 引氣劑 謹(jǐn)慎地在高性

37、能混凝土中使用一定量的引氣劑，在混凝土中形成一些細(xì)小的圓形封閉氣孔，可進(jìn)一步提高混凝土的流動性，減少拌合物的離析和泌水，提高混凝土的均勻性，改善混凝土的耐久性（抗?jié)B性、抗凍性能）。3.4.4 其他外加劑寒冷地區(qū)冬季施工用的防凍劑一般是針對普通混凝土而開發(fā)出產(chǎn)的，摻入后，強(qiáng)度會有較大的損失，而且還會影響混凝土的其他性能，故最好不用防凍劑，而采取其他措施。高性能混凝土由于其水膠比很低而又足夠的早期強(qiáng)度，除非要求很特殊，通常都不用早強(qiáng)劑。應(yīng)為早強(qiáng)劑雖然可以加速混凝土的強(qiáng)度發(fā)展，但對強(qiáng)度的長期發(fā)展不利。水泥和外加劑的適應(yīng)性問題 適應(yīng)性的問題成為困擾混凝土工作者的一個難題，影響外加劑的應(yīng)用效果和推廣應(yīng)用

38、。設(shè)計(jì)水泥化學(xué)、高分子材料學(xué)、表面物理化學(xué)和電化學(xué)等多方面的知識。 適應(yīng)性的概念 水泥與減水劑適應(yīng)時： 減水劑在常用摻量下能夠達(dá)到它自身的減水率；沒有離析和泌水現(xiàn)象；坍落度隨時間變化損失相應(yīng)較小；對混凝土的強(qiáng)度等性能無負(fù)面影響。 不適應(yīng)時：初始坍落度小、坍落度損失快、離析、泌水、外加劑用量增加。 水泥與高效減水劑適應(yīng)性包括三個方面： 初始流動性 高效減水劑是否有明確的飽和點(diǎn) 流動性損失情況水泥的物理化學(xué)性能對適應(yīng)性的影響 水泥的礦物組成和反應(yīng)能力 C3A活性（取決于其形態(tài)和熟料硫化程度） 吸附順序C3AC4AFC3SC2S，在高效減水劑摻量相同的情況，C3A和C4AF含量較高的水泥漿體中，減水

39、劑的分散效果較差。水泥的細(xì)度 水泥的比表面積越大，對減水劑的吸附量就越多，水泥磨細(xì)使減水劑的飽和摻量增大，并加大了水泥漿體的流動性損失?；旌喜钠贩N 高效減水劑： 對礦渣水泥和粉煤灰水泥的適應(yīng)性較好，礦渣和粉煤灰的摻入可使水泥漿體的流動度增大，流動度損失減?。?對火山灰、煤矸石及窯灰為混合材的水泥的適應(yīng)性較差，要達(dá)到預(yù)期的效果，需要適當(dāng)增加高效減水劑的摻量。提高水泥的顆粒形態(tài) 水泥顆粒級配和顆粒球形度的變化對減水劑的飽和摻量影響不大，但影響了水泥漿體的初始及1hr后的流動度。優(yōu)化混合材細(xì)度和摻量 混合材的輔助減水作用主要有三個作用 顆粒吸附作用 顆粒堆積作用 顆粒球形作用 提高混合材比表面積可提

40、高水泥強(qiáng)度、改善與減水劑的適應(yīng)性，使生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)水泥的可行性措施之一。 此外，水泥的合理的顆粒級配、陳化時間、堿含量（可溶性石膏摻量、石膏形態(tài)-半水石膏）。 高效減水劑和水泥之間的適應(yīng)性是一個十分錯綜復(fù)雜的問題，目前還不能完全從理論上來解釋這一現(xiàn)象。 工程現(xiàn)場遇到適應(yīng)性問題，首先遵照一般規(guī)則將不適合的水泥和高效減水劑排出，其次在多次試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，利用簡易試驗(yàn)測定料漿的粘度，將水泥和外加劑品種的選擇范圍縮小，最后還必須試拌混凝土來嘗試解決。3.5 小結(jié) 選用品質(zhì)良好的原材料，較低的水膠比和較少的水泥用量，合理的應(yīng)用礦物摻合料和高性能引氣減水劑是實(shí)現(xiàn)混凝土高性能化的主要技術(shù)途徑。 高效減水劑能降低砼的

41、水灰比、增大坍落度和控制坍落度損失，賦予混凝土高的密實(shí)度和優(yōu)異的施工性能。 礦物摻合料填充膠凝材料的空隙，參與膠凝材料的水化反應(yīng)，除了降低水化熱、提高混凝土的密實(shí)度外，還改善混凝土的界面結(jié)構(gòu)，提高混凝土的耐久性與強(qiáng)度。內(nèi)容之二客運(yùn)專線高性能混凝土相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 1、標(biāo)準(zhǔn)簡介 2、混凝土耐久性要求 3、混凝土的質(zhì)量要求 3.1 原材料的質(zhì)量要求與檢驗(yàn) 3.2 混凝土拌和物的要求與檢驗(yàn) 3.3 混凝土耐久性的檢驗(yàn)與要求1、關(guān)于標(biāo)準(zhǔn)的簡介 標(biāo)準(zhǔn)：對重復(fù)性事和概念所做的統(tǒng)一規(guī)定。 標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、規(guī)程、技術(shù)條件等都屬于標(biāo)準(zhǔn)。 標(biāo)準(zhǔn)分為四級：國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。 標(biāo)準(zhǔn)分為兩類：強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)、

42、推薦性標(biāo)準(zhǔn)。 標(biāo)準(zhǔn)還分為兩種：產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)、推薦性標(biāo)準(zhǔn)：強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)、推薦性標(biāo)準(zhǔn)：強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)是保障人體健康、人身、財(cái)產(chǎn)安全的標(biāo)準(zhǔn)和法律、行政法規(guī)規(guī)定強(qiáng)制執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)。其他標(biāo)準(zhǔn)是推薦性標(biāo)準(zhǔn)，這僅限于國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。從標(biāo)準(zhǔn)的代號就可以區(qū)分： 強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的代號是GB、TB； 推薦性標(biāo)準(zhǔn)推薦性標(biāo)準(zhǔn)的代號是GB/T、TB/T。推薦性標(biāo)準(zhǔn)一經(jīng)合同雙方確認(rèn)采用，其內(nèi)容也應(yīng)全部執(zhí)行。 兩種標(biāo)準(zhǔn)：產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。 產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)：如鋼材標(biāo)準(zhǔn)、水泥標(biāo)準(zhǔn)、道碴標(biāo)準(zhǔn)、軌道扣件標(biāo)準(zhǔn)、預(yù)制成品梁標(biāo)準(zhǔn)、電氣設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)等。產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的國家標(biāo)準(zhǔn)由國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局管理，鐵道行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)由鐵道部科

43、技司管理。 工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)：包括勘察設(shè)計(jì)規(guī)范、施工規(guī)范、質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)、施工安全規(guī)程等。工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的國家標(biāo)準(zhǔn)由國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局和建設(shè)部共同管理，鐵道行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)由鐵道部建設(shè)管理司管理。設(shè)計(jì)規(guī)范、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)、施工指南設(shè)計(jì)規(guī)范驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)施工指南 原施工規(guī)范 原驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)施工指南 驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn) 評優(yōu)標(biāo)準(zhǔn)（推薦性）（強(qiáng)制性）（推薦性）施工規(guī)范、驗(yàn)標(biāo)分離合并示意圖 客運(yùn)專線鐵路相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范京滬高速鐵路設(shè)計(jì)暫行規(guī)定（300350 km/h）新建時速300350 km客運(yùn)專線鐵路設(shè)計(jì)暫行規(guī)定新建時速200250 km客運(yùn)專線鐵路設(shè)計(jì)暫行規(guī)定客運(yùn)專線鐵路無碴軌道設(shè)計(jì)指南鐵路混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)暫行規(guī)定鐵路混凝土結(jié)構(gòu)耐

44、久性設(shè)計(jì)暫行規(guī)定客運(yùn)專線鐵路相關(guān)施工指南客運(yùn)專線鐵路軌道工程施工技術(shù)指南客運(yùn)專線鐵路路基工程施工技術(shù)指南客運(yùn)專線鐵路橋涵工程施工技術(shù)指南客運(yùn)專線鐵路隧道工程施工技術(shù)指南鐵路混凝土工程施工技術(shù)指南 鐵道部“鐵建設(shè) 2005160號文”發(fā)布的5項(xiàng)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)客運(yùn)專線鐵路路基工程施工質(zhì)量驗(yàn)收暫行標(biāo)準(zhǔn)客運(yùn)專線鐵路橋涵工程施工質(zhì)量驗(yàn)收暫行標(biāo)準(zhǔn)客運(yùn)專線鐵路隧道工程施工質(zhì)量驗(yàn)收暫行標(biāo)準(zhǔn)客運(yùn)專線鐵路軌道工程施工質(zhì)量驗(yàn)收暫行標(biāo)準(zhǔn)鐵路混凝土工程施工質(zhì)量驗(yàn)收補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)上述5項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，自2005年9月起施行。 客運(yùn)專線高性能混凝土相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 客運(yùn)專線高性能混凝土?xí)盒屑夹g(shù)條件客運(yùn)專線高性能混凝土?xí)盒屑夹g(shù)條件 鐵路

45、混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)暫行規(guī)定鐵路混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)暫行規(guī)定 鐵路混凝土工程施工質(zhì)量驗(yàn)收補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)鐵路混凝土工程施工質(zhì)量驗(yàn)收補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn) 客運(yùn)專線預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)制梁暫行技術(shù)條件客運(yùn)專線預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)制梁暫行技術(shù)條件 客運(yùn)專線有碴軌道預(yù)應(yīng)力混凝土軌枕暫行技術(shù)條件客運(yùn)專線有碴軌道預(yù)應(yīng)力混凝土軌枕暫行技術(shù)條件 客運(yùn)專線有碴軌道預(yù)應(yīng)力混凝土碴枕暫行技術(shù)條件客運(yùn)專線有碴軌道預(yù)應(yīng)力混凝土碴枕暫行技術(shù)條件各技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍設(shè)計(jì)暫規(guī): 鐵路混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)暫行規(guī)定（鐵建設(shè)2005157號）:適用于鐵路混凝土結(jié)構(gòu)在環(huán)境作用下的耐久性設(shè)計(jì)。驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)：鐵路混凝土工程施工質(zhì)量驗(yàn)收補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)：適用于客運(yùn)專線鐵路混凝土工程

46、施工質(zhì)量驗(yàn)收。（噴射混凝土和特種混凝土除外）客運(yùn)專線鐵路隧道工程施工質(zhì)量驗(yàn)收暫行標(biāo)準(zhǔn)：適用于旅客列車設(shè)計(jì)行車速度200-350km/h的標(biāo)準(zhǔn)軌距客運(yùn)專線鐵路隧道工程施工的質(zhì)量驗(yàn)收。客運(yùn)專線鐵路橋涵工程施工質(zhì)量驗(yàn)收暫行標(biāo)準(zhǔn)：適用于旅客列車設(shè)計(jì)行車速度200-350km/h的標(biāo)準(zhǔn)軌距客運(yùn)專線鐵路橋涵工程施工的質(zhì)量驗(yàn)收。技術(shù)條件： 客運(yùn)專線高性能混凝土技術(shù)條件：適用于客運(yùn)專線新建橋梁、隧道、涵洞、軌道、路基支擋等結(jié)構(gòu)用混凝土。 客運(yùn)專線預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)制梁暫行技術(shù)條件：適用于新建客運(yùn)專線單線、雙線及多線道碴橋面的先張法、后張法預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)制簡支梁及先簡支后連續(xù)的預(yù)制簡支結(jié)構(gòu)（以下統(tǒng)稱預(yù)制梁），無碴橋

47、面預(yù)制梁可參考應(yīng)用。 350km/h客運(yùn)專線有碴軌道預(yù)應(yīng)力混凝土軌枕本技術(shù)條件：適用于時速350km的高速鐵路有碴軌道用軌枕。耐久性是對鐵路混凝土的基本要求耐久性是對鐵路混凝土的基本要求2、混凝土耐久性的要求2.1耐久性的定義耐久性，主要是環(huán)境作用下的耐久性。 環(huán)境對混凝土結(jié)構(gòu)材料的作用因素，主要涉及溫度和濕度及其變化（干濕交替、凍融循環(huán)），以及環(huán)境中的水、氣、鹽、酸等物質(zhì)。 環(huán)境作用所造成的材料劣化則表現(xiàn)為鋼筋的銹蝕和混凝土的腐蝕與損傷。2.2 耐久性的基本規(guī)定 1、設(shè)計(jì)使用年限 一級（100年）、二級（60年）、三級（30年）2、環(huán)境類別及作用等級 依據(jù)結(jié)構(gòu)物所處環(huán)境條件分為：碳化環(huán)境、氯

48、鹽環(huán)境、化學(xué)侵蝕環(huán)境、凍融破壞環(huán)境和磨蝕環(huán)境5個環(huán)境類別，17個作用等級。3、混凝土耐久性指標(biāo) 依據(jù)結(jié)構(gòu)物所處環(huán)境條件和設(shè)計(jì)使用年限提出。碳化環(huán)境作用 空氣中的CO2從混凝土表面擴(kuò)散到混凝土內(nèi)部，與混凝土內(nèi)呈堿性的水泥水化產(chǎn)物Ca(OH)2起反應(yīng)，生成中性的CaCO3，降低混凝土的堿度，使鈍化膜不能繼續(xù)維持而破壞，并在水份和氧的參與下持續(xù)銹蝕。 碳化環(huán)境環(huán)境作用等級環(huán)境條件特征T1室內(nèi)年平均相對濕度60%長期在水下（不包括海水）或土中T2室內(nèi)年平均相對濕度60%室外環(huán)境T3水位變動區(qū)干濕交替注：當(dāng)混凝土薄型結(jié)構(gòu)的一側(cè)干燥而另一側(cè)濕潤或飽水，其干燥一側(cè)混凝土的碳化環(huán)境作用等級應(yīng)按T3級考慮。氯鹽

49、環(huán)境作用 氯離子從混凝土表面擴(kuò)散到鋼筋位置并積累到一定濃度（臨界濃度）后，也能使鈍化膜破壞。混凝土內(nèi)的鋼筋碳化銹蝕和氯鹽銹蝕都是電化學(xué)腐蝕過程，都必須有水份和氧的參與。 氯鹽不僅能破壞鋼筋表面鈍化膜而引起鋼筋銹蝕，而且能和混凝土中的Ca(OH)2發(fā)生離子互換反應(yīng)生成易溶的（如CaCl2）或疏松無膠凝性(如Mg(OH)2)的產(chǎn)物，破壞混凝土材料的微結(jié)構(gòu)。 在有冰凍情況下，鹽凍能使混凝土表面起皮剝落。除冰鹽（一般為氯鹽）不但能對鋼筋造成嚴(yán)重銹蝕，而且對表層混凝土有很大破壞作用。氯鹽環(huán)境環(huán)境作用等級環(huán)境條件特征L1長期在海水水下區(qū)離平均水位15m以上的海上大氣區(qū)離漲潮岸線100m300m的陸上近海區(qū)

50、L2離平均水位15m以內(nèi)的海上大氣區(qū)離漲潮岸線100m以內(nèi)的陸上近海區(qū)海水潮汐區(qū)或浪濺區(qū)（非炎熱地區(qū)）L3（嚴(yán)重腐蝕）海水潮汐區(qū)或浪濺區(qū)（南方炎熱地區(qū)）鹽漬土地區(qū)露出地表的毛細(xì)吸附區(qū)遭受氯鹽冷凍液和氯鹽化冰鹽侵蝕部位化學(xué)侵蝕環(huán)境作用 水、土中的硫酸鹽、鎂鹽、酸等化學(xué)介質(zhì)的作用。 硫酸鹽能與混凝土中的水化產(chǎn)物Ca(OH)2和水化鋁酸鈣發(fā)生化學(xué)作用生成石膏和鈣釩石，造成體積膨脹使混凝土開裂剝落；在干濕交替的條件下，潮濕時侵入混凝土孔隙中的鹽溶液當(dāng)環(huán)境轉(zhuǎn)為干燥后因過飽和而結(jié)晶，還會產(chǎn)生極大的結(jié)晶壓力使混凝土破壞； 酸能溶解混凝土中的Ca(OH)2等水化產(chǎn)物，破壞混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和密實(shí)性；空氣中的二氧

51、化硫及氮氧化物等空氣污染物與水結(jié)合形成酸雨，對混凝土也有很大侵蝕作用。 化學(xué)侵蝕環(huán)境化學(xué)侵蝕類型環(huán)境作用等級H1H2H3（嚴(yán)重）H4（嚴(yán)重）硫酸鹽侵蝕環(huán)境水中SO42-含量，mg/L200 6006003000300060006000強(qiáng)透水性環(huán)境土中SO42-含量，mg/kg20003000300012000120002400024000弱透水性環(huán)境土中SO42-含量，mg/kg300012000120002400024000鹽類結(jié)晶侵蝕環(huán)境土中SO42-含量，mg/kg2000300030001200012000酸性侵蝕環(huán)境水中pH值6.55.55.54.54.54.0二氧化碳侵蝕環(huán)境水中侵

52、蝕性CO2含量，mg/L154040100100鎂鹽侵蝕環(huán)境水中Mg2+含量，mg/L3001000100030003000注：1 對于鹽漬土地區(qū)的混凝土結(jié)構(gòu)，埋入土中的混凝土遭受化學(xué)侵蝕；當(dāng)環(huán)境多風(fēng)干燥時，露出地表的毛細(xì)吸附區(qū)內(nèi)的混凝土遭受鹽類結(jié)晶侵蝕。2 對于一面接觸含鹽環(huán)境水（或土）而另一面臨空且處于干燥或多風(fēng)環(huán)境中的薄壁混凝土，接觸含鹽環(huán)境水（或土）的混凝土遭受化學(xué)侵蝕，臨空面的混凝土遭受鹽類結(jié)晶侵蝕。3 當(dāng)環(huán)境中存在酸雨時，按酸性環(huán)境考慮，但相應(yīng)作用等級可降一級。 凍融破壞環(huán)境 混凝土內(nèi)的飽和孔隙水受凍膨脹產(chǎn)生壓力，反復(fù)凍融可使混凝土表層開裂、漿體剝落、骨料裸露甚至崩落。 凍融破壞環(huán)

53、境環(huán)境作用等級環(huán)境條件特征D1微凍地區(qū)+頻繁接觸水D2微凍地區(qū)+水位變動區(qū)嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)+頻繁接觸水微凍地區(qū)+氯鹽環(huán)境+頻繁接觸水D3（嚴(yán)重腐蝕）嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)+水位變動區(qū)微凍地區(qū)+氯鹽環(huán)境+水位變動區(qū)嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)+氯鹽環(huán)境+頻繁接觸水D4（嚴(yán)重腐蝕）嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)+氯鹽環(huán)境+水位變動區(qū)注：嚴(yán)寒地區(qū)、寒冷地區(qū)和微凍地區(qū)是根據(jù)其最冷月的平均氣溫劃分的。嚴(yán)寒地區(qū)和寒冷地區(qū)最冷月的平均氣溫t分別為：t -8oC, -8 oC t -3 oC微凍地區(qū)最冷月的平均氣溫t分別為： -3 oC t2.5 oC。 磨蝕環(huán)境環(huán)境作用等級環(huán)境條件特征M1風(fēng)蝕（有砂情況）風(fēng)力等級7級，且年累計(jì)刮風(fēng)時間大于90天M

54、2風(fēng)蝕（有砂情況）風(fēng)力等級9級，且年累計(jì)刮風(fēng)時間大于90天流冰沖刷被強(qiáng)烈流冰撞擊、磨損、沖刷（冰層水位下0.5m冰層水位上1.0m）M3風(fēng)蝕（有砂情況）風(fēng)力等級11級，且年累計(jì)刮風(fēng)時間大于90天泥砂沖刷被大量夾雜泥砂或物體磨損、沖刷設(shè)計(jì)使用年限級別一(100年)二(60年)、三（30年)電通量（56d），CC3020002500C30C4515002000C50100015002.3混凝土耐久性指標(biāo)1、電通量2、抗裂性3、混凝土保護(hù)層厚度 4、抗堿骨料反應(yīng)性能 5、氯鹽環(huán)境下混凝土的電通量設(shè)計(jì)使用年限級別一(100年)二(60年)、三（30年)環(huán)境作用等級L1L2、L3L1L2、L3電通量（5

55、6d），C1000800150010006、化學(xué)侵蝕環(huán)境下混凝土的電通量設(shè)計(jì)使用年限級別一(100年)二(60年)、三（30年)環(huán)境作用等級H1、H2H3、H4H1、H2H3、H4電通量（56d），C12001000150010007 7、凍融破壞環(huán)境下混凝土的抗凍性、凍融破壞環(huán)境下混凝土的抗凍性設(shè)計(jì)使用年限級別一(100年)二(60年)三(30年)環(huán)境作用等級D1、D2、D3、D4D1、D2、D3、D4D1、D2、D3、D4抗凍等級（56d）F300F250F2008、混凝土耐磨性對比試驗(yàn)、混凝土耐磨性對比試驗(yàn) 9、附加防腐蝕措施、附加防腐蝕措施 涂層鋼筋涂層鋼筋 表面涂層表面涂層 阻銹劑阻

56、銹劑小 結(jié) 電通量是高性能混凝土施工全過程中必做的耐久性指標(biāo) 抗堿-骨料反應(yīng)是基本的耐久性控制指標(biāo) 抗裂性是配合比選定過程中進(jìn)行的比對性試驗(yàn) 耐腐蝕性能是配合比選定過程中的必試項(xiàng)目 其它指標(biāo)依據(jù)實(shí)際環(huán)境條件開展3混凝土質(zhì)量檢驗(yàn)要求3.1原材料的要求與檢驗(yàn) 由于混凝土耐久性的需要，對原材料的品質(zhì)要求在現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上有所提高 。 原材料的驗(yàn)收分為：進(jìn)場檢查、復(fù)檢和日常檢驗(yàn)，應(yīng)按頻次以及規(guī)范中要求的檢驗(yàn)方法進(jìn)行檢驗(yàn)，并確保各項(xiàng)指標(biāo)滿足要求的原材用于鐵路混凝土施工。原材料的技術(shù)要求-水泥 硅酸鹽水泥或者普通硅酸鹽水泥，摻合材宜為礦渣或者粉煤灰，（提供摻合材的種類和摻量）。有耐硫酸鹽侵蝕要求的混凝

57、土也可選用中抗硫酸鹽硅酸鹽水泥或高抗硫酸鹽硅酸鹽水泥。不宜使用早強(qiáng)水泥。 水泥的技術(shù)要求除應(yīng)滿足國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定外，還應(yīng)滿足下表規(guī)定 。項(xiàng)目技術(shù)要求比表面積350m2/kg（硅酸鹽水泥、抗硫酸鹽硅酸鹽水泥）80m方孔篩篩余10.0%（普通硅酸鹽水泥）游離氧化鈣含量1.0%堿含量0.80%熟料中的C3A含量8%，氯鹽環(huán)境下10%，強(qiáng)腐蝕條件5%（梁體）氯離子含量不宜大于0.10%（鋼筋混凝土）0.06%（預(yù)應(yīng)力混凝土）注：1 堿硅酸反應(yīng)，水泥的堿含量不超過0.60%。 2 C40及以上混凝土用水泥的堿含量不宜超過0.60%。 原材料檢驗(yàn)要求-水泥檢驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)場檢查復(fù)檢日常檢驗(yàn)項(xiàng)目頻次項(xiàng)目頻次項(xiàng)目頻次

58、水泥燒失量更換料源或每批進(jìn)貨時核查供應(yīng)商提供的報(bào)告。下列任一情況為一批，每批檢驗(yàn)一次：任何新選貨源；同廠家、同編號、同品種、同出廠日期的水泥出廠日期達(dá)3個月。同廠家、同編號、同品種、同強(qiáng)度等級、同出廠日期的散裝水泥每500t（袋裝水泥每200t）檢驗(yàn)一次，當(dāng)不足500t或200t時，也需檢驗(yàn)一次。氧化鎂含量三氧化硫含量細(xì)度凝結(jié)時間安定性強(qiáng)度堿含量比表面積游離氧化鈣含量助磨劑名稱及摻量石膏名稱及摻量混合材名稱及摻量氯離子含量熟料C3A含量 原材料的技術(shù)要求-粉煤灰序號名稱技術(shù)要求C50以下混凝土C50及以上1細(xì)度，%20122氯離子含量，%不宜大于0.023需水量比，%1051004燒失量，%5

59、.0/8.03.0/5.05含水量，%1.0（干排灰）6SO3含量，%3.07CaO含量，%10（對于硫酸鹽侵蝕環(huán)境） 礦物摻合料宜為礦粉、磨細(xì)粉煤灰、粉煤灰和硅灰。梁體混凝土宜采用粉煤灰或磨細(xì)礦渣粉。 原材料檢驗(yàn)要求-粉煤灰粉煤灰細(xì)度更換料源或每批進(jìn)貨時核查供應(yīng)商提供的質(zhì)量檢驗(yàn)報(bào)告。下列任一情況為一批，每批檢驗(yàn)一次：任何新選貨源；使用同廠家、同編號、同品種、同出廠日期的產(chǎn)品達(dá)3個月者。同廠家、同編號、同品種、同出廠日期的產(chǎn)品每120t檢驗(yàn)一次，不足120t也需檢驗(yàn)一次。 燒失量含水率需水量比三氧化硫含量堿含量氯離子含量氧化鈣含量原材料的技術(shù)要求-礦渣粉序號名稱技術(shù)要求1MgO含量，%142S

60、O3含量，%4.03燒失量，%3.04氯離子含量，%0.025比表面積，m2/kg3505006需水量比，%1007含水率，%1.08活性指數(shù)，%，28d95檢驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)場檢查復(fù)檢日常檢驗(yàn)項(xiàng)目頻次項(xiàng)目頻次項(xiàng)目頻次比表面積更換料源或每批進(jìn)貨時核查供應(yīng)商提供的質(zhì)量檢驗(yàn)報(bào)告。下列任一情況為一批，每批檢驗(yàn)一次：任何新選貨源使用同廠家、同編號、同品種、同出廠日期的產(chǎn)品達(dá)3個月者。同廠家、同編號、同品種、同出廠日期的產(chǎn)品每120t檢驗(yàn)一次，不足120t也需檢驗(yàn)一次。燒失量氧化鎂含量三氧化硫含量氯離子含量含水率需水量比堿含量活性指數(shù)原材料檢驗(yàn)要求-礦渣粉原材料的技術(shù)要求-細(xì)骨料 細(xì)骨料應(yīng)選用級配合理、質(zhì)地均勻