鐵路結(jié)構(gòu)混凝土耐久性設(shè)計

第三篇鐵路結(jié)構(gòu)混凝土耐久性設(shè)計、施工及驗收

第一章鐵路混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計暫行規(guī)定第二章鐵路混凝土工程施工技術(shù)指南第三章鐵路混凝土工程施工質(zhì)量驗收補充標準第一章鐵路混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計暫行規(guī)定

前言

本暫行規(guī)定是根據(jù)鐵道部《關(guān)于印發(fā)〈2003年鐵路工程建設(shè)規(guī)范、定額、標準設(shè)計編制計劃〉的通知》（鐵建設(shè)函[2003]41號）進行編制的。本暫行規(guī)定編制過程中認真總結(jié)了我國鐵路混凝土工程建設(shè)的經(jīng)驗和教訓(xùn)，借鑒了國內(nèi)外有關(guān)標準的規(guī)定，在廣泛征求意見的基礎(chǔ)上，經(jīng)反復(fù)審查定稿。工程技術(shù)人員必須按照“以人為本、服務(wù)運輸、強本簡末、系統(tǒng)優(yōu)化、著眼發(fā)展”的鐵路建設(shè)理念，結(jié)合工程具體情況，因地制宜，充分發(fā)揮主觀能動性，積極采用安全、可靠、先進、成熟、經(jīng)濟、適用的新技術(shù)，不能生搬硬套標準?？辈煸O(shè)計單位執(zhí)行（或采用）單項或局部標準，并不免除設(shè)計單位及設(shè)計人員對整體工程和系統(tǒng)功能質(zhì)量問題應(yīng)承擔的法律責任。本暫行規(guī)定共分9章，主要內(nèi)容包括：總則，術(shù)語，基本規(guī)定，混凝土原材料，混凝土配合比，構(gòu)造措施，施工，附加防腐蝕措施和檢測、養(yǎng)護、維修等。1、總則1.0.1現(xiàn)行鐵路工程各專業(yè)設(shè)計規(guī)范對于混凝土結(jié)構(gòu)主要考慮結(jié)構(gòu)的承載能力，而較少考慮環(huán)境作用引起的材料性能劣化對結(jié)構(gòu)耐久性帶來的影響?；炷恋哪途眯圆蛔?，不僅會增加使用過程中的修理費用，影響工程的正常使用，而且會過早結(jié)束結(jié)構(gòu)的使用年限，造成嚴重的資源浪費。為使混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計能夠適應(yīng)鐵路工程建設(shè)的需要，并有利于可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略，明確鐵路混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計的具體內(nèi)容和方法，真正做到安全、適用、經(jīng)濟、合理，特編寫本暫行規(guī)定供鐵路混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計、施工人員使用。

1、總則1.0.2鐵路混凝土結(jié)構(gòu)侵蝕性環(huán)境的類別主要參考歐洲設(shè)計規(guī)范、《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計與施工指南》并結(jié)合我國鐵路工程的具體情況分類的。這種對環(huán)境類別的劃分方法，主要考慮到設(shè)計應(yīng)用的方便，并沒有嚴格按照劣化機理進行分類。對于每一類別的不同環(huán)境條件，按其侵蝕的嚴重程度，分別納入3～4個不同的環(huán)境作用等級。需要指出的是，環(huán)境作用下的混凝土劣化程度與混凝土的種類有關(guān)，本暫行規(guī)定第3.3節(jié)中確定的環(huán)境作用級別，是以不同環(huán)境類別下需要滿足特定組分要求的混凝土作為前提的，如凍融環(huán)境下是引氣混凝土，氯鹽環(huán)境下是礦物摻和料混凝土，這些在本暫行規(guī)定第5章作了規(guī)定。1、總則1.0.3合理的結(jié)構(gòu)構(gòu)造、優(yōu)質(zhì)的原材料、合理的混凝土配合比、可靠的施工過程質(zhì)量控制及定期養(yǎng)護、檢測與維修是確?；炷两Y(jié)構(gòu)耐久性的主要因素，是體現(xiàn)混凝土結(jié)構(gòu)按設(shè)計使用年限設(shè)計的基本內(nèi)容。

基本規(guī)定3.1.1混凝土結(jié)構(gòu)的強度設(shè)計，主要考慮荷載作用下的承載力要求，所依賴的是材料的強度。耐久性設(shè)計還要考慮結(jié)構(gòu)長期使用過程中由于環(huán)境作用引起材料性能劣化對結(jié)構(gòu)安全性與適用性的影響，所依賴的是結(jié)構(gòu)的設(shè)計使用年限、環(huán)境類別及其作用等級。3基本規(guī)定3.1.2

同一個結(jié)構(gòu)物的不同結(jié)構(gòu)部位（如橋梁結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)、承臺、預(yù)制梁等構(gòu)件）所處的環(huán)境類別和作用等級不同時，其耐久性要求也應(yīng)有所差別，甚至同一構(gòu)件的不同部位，如承臺的下部與水接觸部位和上部相對干燥部位，也會有不同的耐久性要求。設(shè)計時應(yīng)充分考慮到這種情況。3基本規(guī)定3.1.3混凝土結(jié)構(gòu)所處的侵蝕性環(huán)境往往不是單一的，提高混凝土抵抗各種典型侵蝕環(huán)境（如化學(xué)侵蝕、凍融）作用所采取的技術(shù)措施也是不相同的，進行耐久性設(shè)計時應(yīng)分別加以考慮。當結(jié)構(gòu)物處于硫酸鹽腐蝕和凍融破壞環(huán)境時，進行混凝土配合比設(shè)計時應(yīng)同時考慮采用抗硫酸鹽硅酸鹽水泥、摻加足量礦物摻和料和引氣劑等技術(shù)措施?；疽?guī)定3.2.1以往鐵路工程設(shè)計規(guī)范對混凝土結(jié)構(gòu)沒有明確的設(shè)計使用年限要求。我國最近修訂頒布的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范明確規(guī)定將建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計使用年限分成4類，即：臨時性結(jié)構(gòu)（1～5年），易于替換的結(jié)構(gòu)構(gòu)件（25年），普通房屋和構(gòu)筑物（50年），紀念性或特殊重要建筑物（100年及以上）。歐共體的規(guī)范還規(guī)定了橋梁等主要土木工程結(jié)構(gòu)物的設(shè)計使用年限為100年。美國規(guī)定橋梁的設(shè)計使用年限為不小于75～100年?！痘炷两Y(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計與施工指南》對結(jié)構(gòu)的設(shè)計使用年限分為三級：一級設(shè)計使用年限約100年，指重要土木基礎(chǔ)設(shè)施工程或重要建筑物；二級設(shè)計使用年限約50年，指次要的土木工程或一般建筑物；三級設(shè)計使用年限約30年，指可替換的易損構(gòu)件。

基本規(guī)定3.3.1參照混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的歐洲標準、《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計與施工指南》（CCES01-2004），結(jié)合我國鐵路混凝土結(jié)構(gòu)的具體情況，本暫行規(guī)定將環(huán)境類別分為:碳化環(huán)境、氯鹽環(huán)境、化學(xué)侵蝕環(huán)境、凍融破壞環(huán)境、磨蝕環(huán)境。每種環(huán)境的作用等級分別為3～4級。3基本規(guī)定碳化環(huán)境：碳化銹蝕為主的環(huán)境條件下，混凝土的碳化主要受制于CO2、H2O和O2的供給程度，因此濕度較大，特別是水位變動區(qū)和干濕交替部位是碳化銹蝕發(fā)生的重點部位，應(yīng)予重點關(guān)注。當相對濕度小于60%時，由于缺少水的參與，鋼筋的銹蝕較難發(fā)生。當結(jié)構(gòu)處于水下或土中時，由于缺少CO2的有效補給，混凝土的碳化速度將會很緩慢。3基本規(guī)定氯鹽環(huán)境：在氯鹽銹蝕為主的環(huán)境條件下，鋼筋銹蝕速度與混凝土表面氯離子的濃度、溫濕度的變化、空氣中O2供給的難易程度有關(guān)，在海水作用的潮汐區(qū)和浪濺區(qū)、鹽湖地區(qū)或海邊灘涂區(qū)露出地表的毛細吸附區(qū)，鋼筋銹蝕的發(fā)展速度最快，需要特別防護。長期處于海水下的混凝土，由于鋼筋脫鈍所需的氯離子濃度值在飽水條件下得到提高，同時缺乏O2的有效供給，所以相對來說鋼筋銹蝕的速度反而不大。

基本規(guī)定化學(xué)侵蝕環(huán)境：分硫酸鹽、鹽類結(jié)晶、酸性、二氧化碳、鎂鹽侵蝕五類。我國西北、西南和沿海地區(qū)的鐵路工程常常面臨化學(xué)侵蝕環(huán)境的作用，尤以硫酸鹽化學(xué)侵蝕環(huán)境比較多見。但是，就破壞的嚴重程度來看，鹽類結(jié)晶破壞更加突出，多發(fā)生在露出地表的毛細吸附區(qū)和隧道的襯砌部位，破壞很明顯，所以格外引人注意。關(guān)于海水環(huán)境對混凝土的影響，主要考慮其中氯離子對鋼筋銹蝕的促進作用。至于海水中硫酸根離子的化學(xué)作用，雖然硫酸根離子濃度已達到了中度侵蝕的2500mg/L左右，但由于同時存在氯離子對硫酸鹽侵蝕的緩減作用，有些規(guī)范將海水硫酸鹽侵蝕程度降為輕度硫酸鹽侵蝕。在挪威，天然海水中硫酸鹽被認為對混凝土沒有侵蝕性。3基本規(guī)定凍融破壞環(huán)境：其作用主要與環(huán)境的最低溫度、混凝土飽水度和反復(fù)凍融循環(huán)次數(shù)有關(guān)。在相同條件下，含鹽水的凍融破壞作用更大。因此，應(yīng)根據(jù)當?shù)刈罾湓路莸钠骄鶜鉁?、飽水狀況和水中是否含鹽來劃分作用等級。磨蝕環(huán)境：磨蝕破壞為主的環(huán)境條件下，混凝土結(jié)構(gòu)物遭受磨蝕的程度主要與風或水中夾雜物的數(shù)量以及風速、水流速度有關(guān)。夾雜物越多，速度越快，磨蝕就越嚴重?；疽?guī)定3.3.2受混凝土材料性能的限制，當結(jié)構(gòu)所處環(huán)境過于惡劣時，依靠混凝土的本體性能已經(jīng)不能滿足耐久性的要求，此時，應(yīng)采取附加防腐蝕措施。暫規(guī)把這類環(huán)境稱為嚴重腐蝕環(huán)境。3.4如何正確確定混凝土的耐久性指標是混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計的重要內(nèi)容。根據(jù)環(huán)境對混凝土的侵蝕作用機理的不同，現(xiàn)階段混凝土在不同環(huán)境條件下的耐久性仍然采用不同的耐久性評價指標表示，并采用相應(yīng)的快速試驗方法進行試驗評定。

基本規(guī)定3.4.1一般說來，混凝土的耐久性與混凝土的密實程度和混凝土表面與鋼筋之間的距離（即保護層厚度）有關(guān)?；炷帘Ｗo層厚度在本暫行規(guī)定第6.0.10條已有規(guī)定。國內(nèi)外的大量研究表明，降低水膠比，提高密實度，混凝土抵抗水分、氣體（氧氣或二氧化碳）及氯離子、硫酸根離子、鎂離子等擴散的能力要比傳統(tǒng)混凝土高1～2個數(shù)量級，極大地延緩了碳化和氯離子、硫酸根離子的侵蝕過程，而且由于氧氣、水分供應(yīng)受阻，鋼筋銹蝕的速度亦得以阻滯?？梢?，混凝土的密實度是判定混凝土抵抗環(huán)境中各種有害離子侵入性能的重要指標。傳統(tǒng)做法是采用混凝土抗高壓水滲透的能力——抗?jié)B標號來表示混凝土的密實性能。實踐證明，抗?jié)B標號比較適合于判定低強度等級混凝土的密實性，但卻難以區(qū)分現(xiàn)代混凝土的密實性，因為強度等級超過C30的混凝土，抗?jié)B等級幾乎均能達到P20及以上的水平，單靠抗?jié)B標號已難以區(qū)分混凝土抵抗外界水、氣及溶于水汽中的其它有害物質(zhì)侵入混凝土內(nèi)部的能力大小。實際工程中（除深水工程外）混凝土承受高水壓的情況較少。因此，參照《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計與施工指南》（CCES01-2004）的做法，本暫行規(guī)定沒有將抗?jié)B標號納入混凝土的耐久性指標。事實上，大氣中的水、氣及溶于水汽中的其它有害物質(zhì)侵入混凝土內(nèi)部的傳輸途徑不外乎是擴散、滲透或吸收等。CO2和O2等氣體介質(zhì)主要是通過擴散向混凝土內(nèi)部傳輸?shù)?，其?qū)動力是濃度差而不是壓力差。因此，從上世紀80年代開始，各國不斷地研究各種新方法以評價混凝土抵抗外界有害離子滲入的能力。其中發(fā)展最快的一種方法是電測法。根據(jù)測試指標不同，電測法又分為電通量法、電導(dǎo)率法、電遷移法、極限(或擊穿)電壓法；根據(jù)所加電信號不同，可分為直流電法和交流電法；根據(jù)測量狀態(tài)不同，可分為穩(wěn)態(tài)法和非穩(wěn)態(tài)法。不同測試方法的特點及適用范圍見說明表3.4.1-1。

基本規(guī)定說明表3.4.1-1各測試方法的特點

序號

測試方法

適用范圍（混凝土強度）

測量周期

適用場合或目的

1傳統(tǒng)滲水壓法

＜C307~14d防水要求＞P82電通量法C30~C60飽水后6hrs配合比篩選、質(zhì)量波動監(jiān)控及驗收（按設(shè)計指標要求）

3氯離子擴散系數(shù)法

C30~C60飽水后6~96hrs配合比篩選、質(zhì)量波動監(jiān)控及驗收（按設(shè)計指標要求）、簡單壽命預(yù)測

基本規(guī)定可以看出，電通量法主要用于配合比篩選、質(zhì)量波動監(jiān)控及驗收（按設(shè)計指標要求），氯離子擴散系數(shù)通常用于Fick第二律的算式內(nèi)，也可用于配合比篩選、質(zhì)量波動監(jiān)控及驗收（按設(shè)計指標要求）以及預(yù)測混凝土工程的實際使用壽命。對于僅用于混凝土配合比篩選、質(zhì)量波動監(jiān)控及驗收，電通量法和氯離子擴散系數(shù)法均是可行的?？紤]到本暫行規(guī)定提出混凝土耐久性指標的目的只是用于制定混凝土配合比時相對比較不同混凝土的抗侵入性，又考慮到電通量法在國外已廣泛使用多年，積累了不少數(shù)據(jù)，參照《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計與施工指南》（CCES01-2004）和《海港工程混凝土防腐蝕技術(shù)規(guī)范》（JTJ275-2000）的相關(guān)規(guī)定，本暫行規(guī)定采用國內(nèi)外現(xiàn)在最常用的以美國ASTMC1202快速電通量測定方法為基礎(chǔ)的標準試驗方法，相對評價混凝土密實性或抗侵入性，從而間接評價混凝土的耐久性。3基本規(guī)定說明表3.4.1-2列出了ASTMC1202規(guī)定的不同抗?jié)B性混凝土的電通量值范圍?？梢钥闯?，當混凝土水灰比較大時，電通量值就大；反之，電通量值相對就小?？梢?，電通量確實可以較好地用來相對比較混凝土的密實性和抗?jié)B性。基本規(guī)定說明表3.4.1-2氯離子在混凝土中滲透能力的等級劃分（ASTMC1202）

通過電量C（庫侖）

氯離子滲透能力

混凝土類型

>40002000~40001000~2000100~1000<100滲透能力強滲透能力中等滲透能力低滲透能力很低不滲透

W/C＞0.6的普通混凝土W/C為0.4～0.6的普通混凝土W/C＜0.4的普通混凝土改型乳液或硅灰混凝土聚合物浸漬混凝土

基本規(guī)定國內(nèi)外大量的試驗研究數(shù)據(jù)和工程實例表明，摻加適量礦物摻和料且具有良好抗侵入性的C30以下混凝土的電通量值一般小于2000C，C45以下混凝土的電通量值一般小于1500C，C50混凝土的電通量值一般小于1000C。3基本規(guī)定3.4.2當混凝土結(jié)構(gòu)處于含氯鹽的海水、巖土或空氣環(huán)境中時，氯離子也會從混凝土表面逐漸擴散到鋼筋表面并使鋼筋脫鈍。防止氯離子滲入混凝土內(nèi)部最為簡便和有效的途徑就是提高混凝土的抗侵入性和增加鋼筋的保護層厚度。因此，本暫行規(guī)定仍然采用電通量指標來評價混凝土抵抗氯離子侵入的能力。3基本規(guī)定3.4.3混凝土抵抗化學(xué)侵蝕的能力取決于兩個方面的因素，一方面，混凝土的膠凝材料本身應(yīng)能有效抵抗環(huán)境中有害離子的化學(xué)侵蝕。人們常用抗蝕系數(shù)來評價水泥或膠凝材料耐侵蝕的能力。至于膠凝材料在其他侵蝕環(huán)境下的耐蝕性能，目前還沒有一個成熟可靠的的方法。另一方面，混凝土抗化學(xué)侵蝕的能力還取決于混凝土本身的密實性?；炷劣軐?，環(huán)境中的有害離子愈難滲入其內(nèi)。因此，參照前面的做法，本暫行規(guī)定提出混凝土在不同化學(xué)侵蝕作用等級條件下的電通量值應(yīng)分別小于一定的限制值?；疽?guī)定3.4.4混凝土的抗凍性可用多種指標表示，如標準試驗條件下經(jīng)反復(fù)凍融后混凝土試件的動彈性模量損失、質(zhì)量損失、長度增加或體積膨脹等。國內(nèi)外多數(shù)標準都采用動彈模損失或同時考慮質(zhì)量損失來確定混凝土的抗凍級別，但所有這些指標都只能用來作為抗凍性能的相對比較，而不能與實際工程在某種環(huán)境條件下的使用年限預(yù)測相聯(lián)系?，F(xiàn)在國內(nèi)外比較通用的是以美國ASTMC666-86A標準試驗方法為基礎(chǔ)的快速凍融循環(huán)試驗結(jié)果來對混凝土的抗凍性進行評定。這一標準將混凝土試件經(jīng)300次快速凍融循環(huán)后的動彈模損失（即與初始動彈模的比值）作為混凝土抗凍耐久性指數(shù)DF。北美地區(qū)的抗凍混凝土標準規(guī)定，有抗凍要求的混凝土，其DF值需大于或等于60％。3基本規(guī)定我國現(xiàn)行規(guī)范用抗凍等級或抗凍標號作為混凝土抗凍性能指標。在水工、公路等規(guī)范中，定義快速凍融試驗動彈模降到初始值的60%或質(zhì)量損失到5％（兩個條件中只要有一個先達到時）的循環(huán)次數(shù)作為混凝土抗凍等級。我國港口和水工規(guī)范也用抗凍等級表示混凝土的抗凍性能。綜上所述，參考《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計與施工指南》（CCES01-2004）的規(guī)定，本暫行規(guī)定采用抗凍等級作為評定混凝土抗凍性的指標?；炷猎牧?.1.1～4.1.2水泥過細，水泥熟料中C3A含量過高，將導(dǎo)致水泥的水化速度過快，水化熱過于集中釋放，表現(xiàn)為混凝土的收縮增大、內(nèi)外溫差偏大、抗裂性下降，對混凝土耐久性不利。因此，應(yīng)對水泥比表面積及C3A含量加以限制。水泥中的堿含量過高不僅容易引發(fā)混凝土的堿—骨料反應(yīng)，而且增加混凝土的開裂傾向。一般情況下，不宜采用堿含量過高的水泥。4混凝土原材料4.2.1～4.2.2采用燒失量大的粉煤灰配制的混凝土工作性差（坍落度損失大、不易搗實），強度效應(yīng)差（波特蘭效應(yīng)降低），耐久性差（封孔固化和致密效應(yīng)降低）。因此，對粉煤灰的燒失量應(yīng)予重點控制。4.2.3礦渣越細，活性越高，收縮也隨礦渣細度的增加而增加。從減少混凝土收縮開裂的角度出發(fā)，磨細礦渣的比表面積以不超過500m2/kg為宜，最好不超過450m2/kg。4.2.4在水灰比不變的情況下，摻入硅灰可明顯提高混凝土的強度和抗化學(xué)腐蝕性，但由于硅灰活性高，不利于減少溫度變形，并且增大混凝土自收縮，因此，當有特殊需要需使用硅灰時，硅灰就宜與其他礦物摻和料聯(lián)合摻用?；炷猎牧?.3.1采用專門機組生產(chǎn)的人工砂，具有很好的粒形，且因在磨制前已被清洗，故其含泥量較低，可以用來配制高性能混凝土。山砂是由開挖山體淺層風化巖經(jīng)篩選而得，含泥量高、風化嚴重，故不提倡使用。海砂中的有害物氯離子雖然可用淡水沖洗除去，但目前沖洗成本高，質(zhì)量控制困難，因此暫時規(guī)定不得使用。4.3.4～4.3.5、4.4.5～4.4.6骨料的堅固性及有害物含量對混凝土的耐久性影響較大，本暫行規(guī)定提出的要求較《鐵路混凝土與砌體工程施工質(zhì)量驗收標準》（TB10424—2003）有所提高。4混凝土原材料4.3.6、4.4.7水、混凝土中的堿、活性骨料是發(fā)生堿—骨料反應(yīng)的三個必要條件，缺一不可。為預(yù)防混凝土發(fā)生堿—骨料反應(yīng)，處于潮濕環(huán)境中的混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量采用砂漿棒或巖石柱膨脹率小于0.10%的堿非活性骨料。4.3.7人工砂中的石粉不同于粘土、泥塊，少量石粉在混凝土中有調(diào)整和易性、提高混凝土韌性的有利作用。本暫行規(guī)定對人工砂和混合砂的石粉含量主要參考最新修訂的《普通混凝土用砂質(zhì)量標準及檢驗方法》制定的?；炷猎牧?.4.1砂巖的晶粒嵌固程度不好，堅固性差，不宜配制高性能混凝土。4.4.3粗骨料在運輸和裝卸過程中，其級配可能發(fā)生變化。為了確保骨料具有良好的級配，一個有效又可行的技術(shù)措施是采用多級配石，如采用二級配石或三級配石。使用過程中可通過對粗骨料實行分級采購、分級存貯、分級計量，配合比試配時再確定各級配石的具體用量，以使骨料具有盡可能小的空隙率，從而降低混凝土的膠凝材料用量。降低粗骨料空隙率的另一個有效措施是采用反擊式、錘式式破碎機生產(chǎn)骨料，可以獲取更多球形粒形的骨料產(chǎn)品。用這種骨料配制的混凝土，其工作性可以得到進一步的改善，因而也是骨料生產(chǎn)工藝改進的一個方向。4混凝土原材料4.5.1～4.5.3外加劑對混凝土具有良好的改性作用。摻用外加劑是制備高性能混凝土的關(guān)鍵技術(shù)之一。外加劑的性能品質(zhì)、勻質(zhì)性和與水泥的相容性是成功配制高性能混凝土的基本條件。由于目前外加劑品種繁多，產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，市場管理又比較混亂，選用時，一定要注意不同外加劑的使用功能、特點。表4.5.2所列的性能指標是鐵路混凝土常用外加劑的基本要求。工程上若需要采用其他具有特殊功能的外加劑，其性能還應(yīng)滿足現(xiàn)行國家標準《混凝土外加劑》（GB8076）和有關(guān)行業(yè)標準的相關(guān)規(guī)定。此外，外加劑必須通過權(quán)威部門的技術(shù)鑒定，從而確保外加劑的總體質(zhì)量和使用安全性。

混凝土原材料提高混凝土的耐久性，引氣劑起到十分重要的作用?；炷林袚饺肷倭恳龤鈩┖?，就能使每方混凝土中引入數(shù)千億個微小氣泡，使混凝土的抗凍融性能大大提高。日本學(xué)者的最新研究表明，混凝土中摻加引氣劑后，對混凝土的工作性和勻質(zhì)性有所提高。引氣劑不僅能減少混凝土的用水量，降低泌水率，更重要的是混凝土引氣后，水在拌和物中的懸浮狀態(tài)更加穩(wěn)定，因而可以改善骨料底部漿體泌水、沉陷等不良現(xiàn)象。因此適量引氣是配制高性能混凝土的重要手段之一。4混凝土原材料4.6國家標準《混凝土拌合用水標準》（JGJ63-89）對拌合水中有害物含量和拌合水對混凝土凝結(jié)時間和強度的影響要求作出了具體規(guī)定。拌合水的堿含量是新增要求，主要是為了控制混凝土的可溶性總堿含量，具體指標參考最新修訂的混凝土拌合用水標準制定。

5混凝土配合比5.1.1凝膠是硬化混凝土中的薄弱環(huán)節(jié)，混凝土的破壞常常是從水泥石凝膠的變形開始的。過高的膠凝材料用量，不僅可使混凝土開裂趨勢增大，而且可能造成混凝土的泛漿分層，對混凝土的耐久性反而不利。膠凝材料的數(shù)量主要是滿足工作性和膠結(jié)強度的需要，在此前提下，單方膠凝材料用量應(yīng)盡可能減少。5混凝土配合比5.1.2在水泥品質(zhì)得到保障的前提下，國外有使用大摻量礦物摻合料混凝土的成功經(jīng)驗，磨細礦渣用量達90%，素混凝土中粉煤灰用量達到70%。隨著礦物摻合料品質(zhì)的提高以及其在混凝土中作用的逐漸被認識，我國鐵路混凝土工程逐步開始采用摻合料配制混凝土，且隨混凝土配制技術(shù)的提高其摻量亦有逐步提高的趨勢。但礦物摻合料摻量增加也可能帶來負面影響（如硬化初期對溫、濕度的敏感性），應(yīng)充分考慮摻合料品質(zhì)、水膠比影響、外加劑的摻入效應(yīng)、養(yǎng)護技術(shù)等要求。在預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中，對粉煤灰的用量應(yīng)適當限值，一般不應(yīng)超過30%。

5混凝土配合比5.1.4采用活性骨料進行混凝土生產(chǎn)時，必須采取技術(shù)措施降低堿—骨料反應(yīng)發(fā)生的風險。措施之一是嚴格控制混凝土的總堿含量，措施之二是摻加礦物摻合料。對于活性不是很大（砂漿棒膨脹率在0.1～0.2%）的骨料，可通過控制混凝土總堿含量降低風險；對于活性較大（砂漿棒膨脹率在0.2～0.3%）的骨料，可通過控制混凝土總堿含量和摻加礦物摻合料兩種措施降低風險；對于活性很大（砂漿棒膨脹率在0.3以上）的骨料，原則上建議更換骨料。5混凝土配合比5.2.1～5.2.2配合比設(shè)計是確?；炷聊途眯宰铌P(guān)鍵的環(huán)節(jié)之一，提出混凝土最大水膠比、最小膠凝材料用量限值，就是有效而可行的措施。摻加礦物摻和料已被證明是改善混凝土施工性能、提高混凝土耐久性能的重要技術(shù)措施。所以，高性能混凝土必須摻加礦物摻和料和化學(xué)外加劑。5混凝土配合比在以往按強度設(shè)計混凝土配合比的設(shè)計方法中，首先按強度等級計算水灰比，如今按耐久性要求設(shè)計混凝土配合比時，首先是根據(jù)環(huán)境類別和作用等級，確定混凝土的水膠比和各種膠凝材料用量。在條件許可的情況下，盡量選用較低的水膠比，減少單方用水量和膠凝材料用量，有利于提高混凝土的密實性，降低混凝土的滲透性并減少收縮量，對提高混凝土的耐久性非常有利。另外，降低水膠比是發(fā)揮礦物摻合料對混凝土強度貢獻的重要條件。但過少的膠凝材料用量對混凝土的強度、耐久性和工作性能不利，因此膠凝材料用量應(yīng)有最小限值。

5混凝土配合比本暫行規(guī)定對混凝土最大水膠比和最低膠凝材料用量的要求基本上與國外的一些規(guī)范、混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計與施工指南的規(guī)定相同，唯一不同的是，將低強度等級為C25的混凝土最低膠凝材料用量由240kg/m3修改為260kg/m3。5混凝土配合比5.2.3提高混凝土耐硫酸鹽化學(xué)侵蝕的主要技術(shù)措施有三條：第一是選擇耐硫酸鹽性能良好的水泥，主要是水泥熟料礦物中C3A的含量盡量少，如高抗硫水泥C3A含量≤3%，中抗硫水泥C3A含量≤5%；對于不同抗硫酸鹽水泥也應(yīng)選擇C3A含量低的品種。第二是摻加礦物摻合料，一般摻量不得少于25%，摻量增加，耐蝕性能提高。第三是通過摻加減水劑，降低混凝土的單方用水量，提高混凝土抗?jié)B性和強度。構(gòu)造措施6.0.10從耐久性的角度看，最外層的箍筋或分布筋應(yīng)該最早受到侵蝕，箍筋的銹蝕可引起沿箍筋的環(huán)線開裂，在箍筋的密布區(qū)域，還會發(fā)生保護層的成片剝落，所以在確定鋼筋保護層的最小厚度時，應(yīng)該充分考慮到最外側(cè)的分布筋和箍筋的需要。設(shè)計人員在結(jié)構(gòu)的施工圖中應(yīng)明確混凝土保護層厚度所指的鋼筋對象（主筋、箍筋或分布筋）及保護層厚度的施工允差。由于影響鋼筋銹蝕的因素非常復(fù)雜和綜合，設(shè)計人員可以根據(jù)工程的實際情況（特別是通過專門的施工質(zhì)量控制和質(zhì)量保證措施）對表中的最小厚度值作出少量調(diào)整。鑒于主筋、箍筋和分布筋發(fā)生銹蝕的后果嚴重性有所不同，對于主筋的保護層最小厚度應(yīng)有足夠的保證。

6構(gòu)造措施

在目前的認識水平下，合理確定鋼筋的保護層厚度尚不能完全依靠材料劣化模型的計算結(jié)果，主要還得依靠經(jīng)驗和工程判斷。本暫行規(guī)定所設(shè)定的保護層最小厚度，主要參考了國內(nèi)外有關(guān)標準、規(guī)范中的規(guī)定和研究成果，并通過分析比照而定，其中也聯(lián)系了我國已建工程的耐久性現(xiàn)狀和國外新建大型工程的耐久性設(shè)計實例，同時還選用了適當?shù)牟牧狭踊Ｐ瓦M行了核算。工廠生產(chǎn)的預(yù)制構(gòu)件，因質(zhì)量較有保證，一般可不考慮保護層的施工負允差。

構(gòu)造措施6.0.11預(yù)應(yīng)力鋼筋的耐久性與不同的預(yù)應(yīng)力體系有關(guān)，并在很大程度上受施工質(zhì)量的影響，所以很難對預(yù)應(yīng)力鋼筋的混凝土保護層最小厚度提出統(tǒng)一的要求。在不良的環(huán)境條件下，預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)采取雙重或多道防護，除混凝土保護層外，還要有密封的護套或孔道管如高密度的塑料波紋孔道管或環(huán)氧涂層金屬孔道管。對于氯鹽環(huán)境且要求的使用年限又較長時，還可同時采用環(huán)氧涂層預(yù)應(yīng)力鋼筋并在灌漿材料中加入阻銹劑。金屬螺旋孔道管無密封功能，除干燥環(huán)境條件外不宜采用。無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋因防銹能力不甚確切，在嚴重的環(huán)境作用下很少采用。體外預(yù)應(yīng)力鋼筋便于檢查和更換，是不良環(huán)境條件下比較好的一種預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)形式。6構(gòu)造措施我國混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB50010－2002對預(yù)應(yīng)力筋保護層厚度的要求與普通鋼筋相同，美國AASHTO規(guī)范也是如此。歐洲規(guī)范則要求預(yù)應(yīng)力鋼筋的保護層最小厚度在各種環(huán)境作用下都要比普通鋼筋大10mm。預(yù)應(yīng)力筋的銹蝕后果比較嚴重，如果沒有護套或雙重保護，其保護層厚度應(yīng)該大于普通鋼筋。施工7.0.1按耐久性要求設(shè)計的混凝土應(yīng)滿足工作性、強度和長期耐久性的要求，其中混凝土耐久性能的試驗周期比較長，一般為2～3個月，混凝土配合比的耐久性試驗也不可能一次成功，所以混凝土的配合比試驗應(yīng)充分考慮這種情況，要預(yù)留足夠的時間。有耐久性要求的混凝土質(zhì)量的控制，關(guān)鍵在于保證原材料和拌和物質(zhì)量的穩(wěn)定。應(yīng)充分考慮施工過程中可能出現(xiàn)的各種情況，制定充分的預(yù)防措施，合理設(shè)置原材料和拌和物質(zhì)量是否穩(wěn)定的控制點，杜絕在施工過程中隨意更改既定施工方案的現(xiàn)象發(fā)生。7施工對于復(fù)雜結(jié)構(gòu)或涉及新工藝的施工方案，應(yīng)通過適當?shù)姆绞娇疾焓┕し桨傅目刹僮餍?，如選擇適當構(gòu)件進行試澆筑，通過各種手段測試混凝土性能（工作性、強度、耐久性、溫差控制等）是否能達到設(shè)計要求。7.0.2采用強制式攪拌機拌制的混凝土質(zhì)量比較均勻，攪拌機的功率大、效率高，混凝土拌和物的質(zhì)量也相對穩(wěn)定。采用電子計量系統(tǒng)也是為了保障拌和物的質(zhì)量穩(wěn)定。

施工7.0.3規(guī)定冬季攪拌混凝土應(yīng)具有一定的出機溫度，主要是擔心混凝土早期受凍。當施工現(xiàn)場存在機械運輸困難、運距較長等問題時，應(yīng)適當提高混凝土的出機溫度，以保證混凝土在運輸過程中不致被凍壞。，為使混凝土達到必要的出機溫度，通常需要對拌合水或骨料進行預(yù)熱，或兩者都加熱。加熱拌合水是最有效的辦法，不但容易做到，而且加熱水所消耗的能量僅是同質(zhì)量骨料的四分之一。但拌合水的加熱程度要適當，且應(yīng)保證每盤混凝土之間溫度相差不太懸殊。為避免發(fā)生速凝或假凝現(xiàn)象，太熱的水不要直接與水泥或外加劑接觸。為此，可采用加熱水與骨料先行拌合的攪拌工藝制度。7施工骨料加熱前可用帆布等物進行覆蓋，加熱時可采用蒸汽或熱水管等熱源，應(yīng)避免直接使用蒸汽進行噴射。骨料的溫度一定要相當均勻，否則直接影響拌和物的質(zhì)量穩(wěn)定。施工7.0.4在高溫下拌合、澆筑和養(yǎng)護會損害混凝土的質(zhì)量和耐久性，過熱會使坍落度損失過快，拌和物用水量增大。因此，炎熱天氣施工對混凝土的最高溫度和澆筑作業(yè)應(yīng)有限制。美國墾務(wù)局規(guī)范建議，在炎熱干旱氣候條件下，混凝土的入模溫度不宜大于27℃，一般條件下應(yīng)控制入模溫度不大于32℃，甚至規(guī)定在部分地區(qū)的酷熱季節(jié)禁止?jié)仓炷?。降低混凝土拌和物溫度的主要措施有：?）用冷水或冰水；（2）冷卻水泥溫度；（3）用冷卻水噴灑、浸泡或冷風降低骨料溫度；（4）對攪拌和運輸設(shè)備進行遮蔭、隔熱處理；（5）夜間澆筑。7施工7.0.5混凝土的收縮在澆筑早期最為明顯，且隨齡期的增長，混凝土的收縮率會逐漸減少。當新鮮混凝土澆筑于已硬化混凝土表面時，由于兩種混凝土的收縮不能同步，新澆混凝土往往由于收縮受到硬化混凝土的限制而產(chǎn)生開裂，這種現(xiàn)象在兩種混凝土溫差過大時更為明顯。施工7.0.6～7.0.7控制混凝土的各種溫度主要是為了防止溫差過大引起混凝土產(chǎn)生裂縫?；炷琉B(yǎng)護要注意濕度和溫度兩個方面。養(yǎng)護不僅是澆水保濕，還要注意控制混凝土的溫度變化。在濕養(yǎng)護的同時，應(yīng)該保證混凝土表面溫度與內(nèi)部溫度和所接觸的大氣溫度之間不出現(xiàn)過大的差異。采取保溫和散熱的綜合措施，可以防止溫降和溫差過大?；炷恋某睗耩B(yǎng)護通常采用噴水或保水方法，或用濕砂土、濕麻袋覆蓋。預(yù)制混凝土或寒冷天氣中澆筑的混凝土通常用密封罩內(nèi)送蒸汽的方法保持潮濕。在遮陽防曬條件下進行混凝土潮濕養(yǎng)護，往往比向混凝土外露面灑水養(yǎng)護還有效。密封薄膜養(yǎng)護（不透水塑料薄膜或養(yǎng)護劑形成的薄膜）在水源不足時是很好的保濕養(yǎng)護手段，但應(yīng)注意薄膜密封前混凝土表面必須處于飽水狀態(tài)。7施工拆除模板或撤除保溫防護后，如表面溫度驟降，混凝土就可能會產(chǎn)生龜裂。只有當混凝土任何部位的溫度都處于逐漸下降狀態(tài)時才能撤除保溫防護。大體積混凝土不能降溫過快，因為當混凝土內(nèi)外存在溫差時，表面驟冷的混凝土產(chǎn)生裂縫的可能性很大?；炷敛捎酶蔁岜貢r，必須補充足夠的水分?；炷翜囟瓤刂频脑瓌t是：1)升溫不要太早和太高；2)降溫不要太快；3)混凝土中心和表面之間、新老混凝土之間以及混凝土表面和大氣之間的溫差不要太大。溫度控制的方法和制度要根據(jù)氣溫（季節(jié)）、混凝土內(nèi)部溫度、構(gòu)件尺寸、約束情況、混凝土配合比等具體條件來確定。施工7.0.8混凝土硬化早期，由于水泥水化很不充分，混凝土的抗?jié)B性和抗剝落能力較差，因而應(yīng)盡可能避免混凝土過早與流動水或化學(xué)侵蝕介質(zhì)接觸。7.0.9混凝土摻加礦物摻和料后，早期的強度發(fā)展速度有所放慢，對溫度和濕度的敏感程度加強，應(yīng)特別注意早期的保溫和保濕養(yǎng)護。7施工7.0.10～7.0.12對預(yù)應(yīng)力筋進行注漿防護對保證預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的使用壽命具有重要意義。對一些預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件進行解體觀察后發(fā)現(xiàn)，預(yù)應(yīng)力構(gòu)件破壞多源于端部預(yù)應(yīng)力體系的銹蝕，而銹蝕與漿體的充盈和密實程度密切相關(guān)。7.0.13水泥漿體的水化速度與溫度有關(guān)。在負溫條件下，水泥漿體的水化速度變緩或停滯，若此時漿體中的自由水結(jié)冰膨脹，就會在漿體中產(chǎn)生過大的膨脹應(yīng)力，從而可能導(dǎo)致混凝土沿預(yù)應(yīng)力方向產(chǎn)生裂縫。

第二章

鐵路混凝土工程施工技術(shù)指南

前言

本指南在編制過程中，認真總結(jié)我國鐵路建設(shè)的經(jīng)驗和教訓(xùn)，學(xué)習(xí)和借鑒國際先進標準，以施工質(zhì)量驗收標準為依據(jù)，重點對施工過程中的工藝、方法、措施和質(zhì)量控制目標作出了規(guī)定，反映了工程施工的新技術(shù)、新材料、新工藝、新方法，突出了客運專線鐵路的技術(shù)特點。本指南是客運專線鐵路工程施工的指導(dǎo)性技術(shù)文件。根據(jù)鐵道部《鐵路工程建設(shè)標準管理辦法》（鐵建設(shè)［2004］143號）關(guān)于鐵路工程建設(shè)標準體系調(diào)整的要求，為鼓勵技術(shù)創(chuàng)新，促進技術(shù)進步，指導(dǎo)施工企業(yè)根據(jù)自身技術(shù)、裝備、管理水平和市場定位需要制訂技術(shù)要求更高、針對性更強、內(nèi)容更為具體的企業(yè)標準，編制了本指南，今后鐵道行業(yè)將不再發(fā)布新的施工規(guī)范。本指南嚴格按照標準編制程序組織編制，分別對編制大綱、征求意見稿、送審稿、報批稿組織路內(nèi)外專家進行了審查。

總則

1.0.1現(xiàn)行鐵路混凝土結(jié)構(gòu)施工規(guī)范主要考慮如何確保結(jié)構(gòu)承載力（強度）的安全性，較少顧及由于施工引起的材料性能劣化對結(jié)構(gòu)安全性與適用性的影響?；炷两Y(jié)構(gòu)耐久性不足，不僅會增加使用過程中的修理費用，影響工程的正常使用，而且會過早結(jié)束結(jié)構(gòu)的使用年限，嚴重浪費資源。為使混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計能夠適應(yīng)我國現(xiàn)代化建設(shè)的需要，有利于可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略需求，真正做到安全、適用、經(jīng)濟、合理，特編寫本指南供施工人員參考。1總則1.0.7由于工程所處環(huán)境條件的復(fù)雜性以及施工環(huán)境條件的多變性，混凝土工程的施工工藝參數(shù)不能一成不變。科學(xué)的施工方法應(yīng)是結(jié)合工程實際情況制訂相應(yīng)的施工細則，本指南提出的施工技術(shù)參數(shù)可供參考。在有確鑿實踐經(jīng)驗的前提下，施工單位可自行提出替代本指南的相關(guān)技術(shù)條款。

施工前準備

4.0.1混凝土施工是一項系統(tǒng)工程。為了確?；炷恋氖┕べ|(zhì)量及其耐久性，必須重視混凝土的施工前準備。在制定混凝土施工技術(shù)細則時，必須建立完善的施工質(zhì)量保證體系和健全的施工質(zhì)量檢驗制度，明確施工質(zhì)量檢驗方法。在混凝土施工組織設(shè)計中，應(yīng)重點提出保障混凝土耐久性等內(nèi)容的技術(shù)條款。4.0.2混凝土施工前的另一件重要準備工作就是制定混凝土配合比。由于在進行混凝土配合比調(diào)配試驗時，混凝土的耐久性試驗周期一般在2~3個月以上，因此，施工單位在進場并籌建完現(xiàn)場試驗室后，應(yīng)盡早開始混凝土配合比的調(diào)配試驗工作。4施工前準備4.0.4為了防止混凝土早期產(chǎn)生裂縫，施工過程中需要對混凝土的升溫過程以及混凝土與環(huán)境之間的溫差進行控制。因此，在正式澆筑混凝土前，施工單位應(yīng)選擇有代表性的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件進行試澆筑，測試并確定混凝土的內(nèi)部升溫曲線，為正確指導(dǎo)施工奠定基礎(chǔ)。4.0.5混凝土的施工質(zhì)量說到底還是由人來控制的。每一個關(guān)鍵工序操作人員的施工水平、試驗人員的操作等皆可對混凝土的施工質(zhì)量帶來一定影響。因此，施工前，有關(guān)單位應(yīng)開展不同層次的技術(shù)培訓(xùn)工作，要求相關(guān)人員持證上崗。

試驗室要求

5.1.1施工現(xiàn)場建設(shè)一個合格的試驗室，是確保施工質(zhì)量，加強施工質(zhì)量控制和驗收的重要保證。施工單位應(yīng)根據(jù)設(shè)計要求、工程規(guī)模以及施工管理要求，在施工現(xiàn)場建立試驗室。根據(jù)鐵路工程施工管理多年來的經(jīng)驗，建立并完善對施工現(xiàn)場新建試驗室的驗收制度對保證試驗室的建設(shè)水平是非常必要的。5試驗室要求5.1.2一般說來，現(xiàn)場試驗室應(yīng)具有對混凝土原材料、鋼筋和預(yù)應(yīng)力鋼筋（絲）、混凝土拌和物性能、混凝土力學(xué)性能、混凝土耐久性能、實體混凝土質(zhì)量進行檢驗的能力。因此，建設(shè)現(xiàn)場試驗室時，應(yīng)結(jié)合工程性質(zhì)以及施工單位自身條件等情況，有選擇地建立上述試驗條件，并配齊相關(guān)試驗設(shè)備。特殊試驗項目可以外委有資質(zhì)的單位檢驗。混凝土工程8.2.1長期以來，混凝土的質(zhì)量常以28天強度作為主要衡量指標，并在工程界逐漸形成了單純追求強度的傾向，以為加大水泥用量和采用早強水泥總能有利于質(zhì)量，并排斥使用粉煤灰等礦物摻和料和引氣劑，這些都對混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性帶來極為不利的影響。對于現(xiàn)代混凝土來說，提高強度比較容易，而耐久性則急待改善。為此，施工人員應(yīng)該深入了解耐久混凝土的特點，并在混凝土結(jié)構(gòu)施工過程中對混凝土原材料的選用與混凝土配比參數(shù)嚴加控制。

混凝土工程我國通用水泥按國家標準的規(guī)定有六個品種。1）硅酸鹽水泥，有兩個編號PI和PII，PI無任何摻加的礦物混合材料，PII允許有不超過5%的活性礦物混合材料；2）普通硅酸鹽水泥，允許以5%～15%的礦物混合材料等量取代硅酸鹽熟料；3）礦渣硅酸鹽水泥，在生產(chǎn)水泥時允許以20%～70%的?；郀t礦渣作為礦物混合材料等量取代硅酸鹽熟料，由于礦渣硬度比熟料大，共同磨細時，水泥中的礦渣顆粒太粗，礦渣的潛在活性不能充分發(fā)揮；8混凝土工程4）火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥，允許有20%～50%的火山灰質(zhì)材料作為礦物混合材料等量取代熟料；5）粉煤灰硅酸鹽水泥，允許有20%～40%的粉煤灰等量作為礦物混合材料取代熟料，粉煤灰也屬于火山灰質(zhì)材料，但因其需水量小、抗裂性好，不同于其他火山灰質(zhì)材料，故單列一個品種；6）復(fù)合硅酸鹽水泥，用兩種以上礦物混合材料以總量20%～40%取代硅酸鹽熟料。8混凝土工程當用戶使用加有上述礦物混合材料的混合水泥時，往往不清楚所加入的礦物混合材料質(zhì)量與摻和工藝，所以為了有效控制混凝土的質(zhì)量并發(fā)揮礦料的作用，在配制耐久混凝土?xí)r宜采用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，并將礦料以摻和料的形式作為配制混凝土?xí)r的單獨組分加入混凝土拌和料中。但當工程的水泥用量很大時，最好由生產(chǎn)水泥的廠家根據(jù)用戶的訂貨要求，直接供應(yīng)所需礦物料品種和摻量并滿足規(guī)定性能指標的水泥，以降低混凝土配制過程中的復(fù)雜程度。

混凝土工程硅酸鹽水泥由原材料燒制的熟料與適量石膏（硫酸鈣）磨細而成，熟料中的主要成分有硅酸三鈣（C3S），硅酸二鈣（C2S），鋁酸三鈣（C3A）和鐵鋁酸四鈣（C4AF）等。C3S是水泥早期強度的主要來源，水化速度較快，水化發(fā)熱量較大。C2S是水泥后期強度的主要來源，水化速度很慢，水化發(fā)熱量最小。C3A的水化最快，水化放熱量最大，水化物強度最低，干縮最大。8混凝土工程同一品種和強度等級（28天強度）的水泥，由于熟料中C3A和C3S含量、水泥細度、SO3含量、堿含量的不同，其與水發(fā)生作用后釋放的水化熱和流變性能，以及硬化后的早期強度、后期強度增長率、抗裂性以及抗化學(xué)腐蝕等性能都會有較大差別。不同廠家生產(chǎn)的水泥產(chǎn)品，甚至同一廠家的不同批產(chǎn)品，性能上可能有很大差異。例如，相同品種和強度等級的水泥，在相同配合比和相同試驗條件下，進行抗裂性試驗時得出的開裂時間和開裂寬度能相差一倍的并不少見?；炷凉こ踢x擇水泥時不能以強度作為唯一指標。不能認為強度高的水泥就一定好。發(fā)達國家的水泥標準中，對于水泥的強度要求，不僅規(guī)定了最低值，而且也規(guī)定了最高值的限制，強度超過規(guī)定的也不合格。而我國水泥標準中則沒有最高值的限制，客觀上起到了誤導(dǎo)廠家和用戶片面強調(diào)強度的作用，尤其受到經(jīng)濟利益和片面追求施工進度的驅(qū)使，過分追求早期強度而犧牲耐久性質(zhì)量。8混凝土工程在我國目前的生產(chǎn)工藝條件下，提高水泥強度（尤其是早期強度）的主要措施，實際上只是增加水泥中的C3A與C3S含量并提高水泥的比表面積，導(dǎo)致水化速率過快、水化熱大、混凝土收縮大、抗裂性下降、混凝土的微結(jié)構(gòu)不良、抗腐蝕性差。實踐經(jīng)驗也普遍表明，早期強度很高的混凝土在14d以后的強度幾乎就不再增長，長期強度甚至還有可能倒縮。水泥中C3A的3d水化熱量約為C3S的3.7倍、C2S的17.7倍，7d水化熱量則分別約為C3S的7倍和C2S的37倍；C3A的收縮率大約是C3S和C2S的3倍；而環(huán)境中的化學(xué)腐蝕介質(zhì)對混凝土的侵蝕對象主要就是C3A和硅酸鹽礦物水化物中的Ca(OH)2。

混凝土工程對水泥含堿量的控制，以往主要從控制堿-骨料反應(yīng)的角度提出要求。但工程實踐發(fā)現(xiàn)，不管是否有活性骨料存在，堿的影響首先表現(xiàn)在增加混凝土的開裂傾向。美國墾務(wù)局的R.Burrows對此做過大量的工程調(diào)查和試驗研究，并發(fā)現(xiàn)在有的露天混凝土開裂板中，盡管有活性骨料且水泥具有高含堿量，但開裂處卻沒有堿-骨料反應(yīng)產(chǎn)物，混凝土也并沒有膨脹，說明這種開裂首先是由于水泥的高含堿量所引起的收縮所致而不是堿-骨料反應(yīng)。其他國家也有類似的研究和工程報道。Burrows建議，為防止堿促進混凝土的開裂，水泥中的堿含量應(yīng)不超過0.6%Na2O當量。近年來，為限制水泥和外加劑中的含堿量，在工程實踐中又發(fā)現(xiàn)含堿量太低時會使大坍落度（如大于160mm）混凝土的泌水性增加。當使用較大摻量的礦物摻和料，或水泥中的C3A含量或同時C3S含量也低時，水泥中的含堿量上限可適當放寬。本指南建議上限可放寬到0.8%。8混凝土工程盡可能降低膠凝材料中硅酸鹽水泥用量的目的是提倡加大礦物摻和料的用量，減少水泥用量大所帶來的負面影響。強度和組分相同但配比不同的混凝土，其中性能最優(yōu)的一般應(yīng)是硅酸鹽水泥用量最少的一種?；炷猎缙趶姸仍礁?，對混凝土長期性能越不利，在早期也越易開裂，所以要慎用早強水泥。由于過分強調(diào)混凝土強度或為了保險而多用水泥，會對耐久性帶來不良后果。

混凝土工程為了便于控制混凝土中礦物摻和料的質(zhì)量與數(shù)量，宜選用純硅酸鹽水泥與自選的礦物摻和料混合作為膠凝材料。這是由于普通水泥中一般都已摻入了礦物混合料，而且摻量和品種不明。如果是礦渣水泥，因礦渣硬度比熟料的硬度大，水泥熟料與礦渣共同粉磨后，礦渣顯得過粗；例如比表面積為300m2/kg的礦渣水泥，其中礦渣的比表面積只有約250m2/kg，既不能發(fā)揮礦渣的潛在活性，又使礦渣水泥容易泌水，不利于混凝土的抗?jié)B和抗凍。如果能確知水泥中已摻入的礦物混合料品種和摻量，就有利于混凝土配合比的設(shè)計，可將水泥中已有的混合料一并計入混凝土摻和料的總量。8混凝土工程為改善混凝土的抗裂性，要控制硅酸鹽水泥中的C3A含量，而且C3S的含量也不宜過高。有文獻報道，C3A能與氯化物生成水化氯鋁酸鈣（C3A·CaCl2·10H2O），可消耗一部分引起鋼筋銹蝕的自由氯離子，故對氯鹽環(huán)境下的混凝土有利；但有SO4-2存在時，這種水化產(chǎn)物是不穩(wěn)定的，會轉(zhuǎn)化成膨脹性的水化硫鋁酸鈣，所以不能指望C3A會減緩氯離子對鋼筋的侵蝕。對于C3A含量高的水泥能否用于海水環(huán)境有不同見解，我國海港混凝土結(jié)構(gòu)防腐蝕規(guī)范規(guī)定，C3A含量為6~12％并對此有詳細說明，美國ACI規(guī)范規(guī)定海水中C3A應(yīng)小于10％。

混凝土工程8.2.2使用礦物摻和料首先是為了混凝土的耐久性需要，而不是單純地出于降低混凝土成本。認為強度高的混凝土需要減少其礦物摻和料的用量，這其實是一種誤解。例如美國加州大學(xué)曾在一幢6層樓的剪力墻和基礎(chǔ)的加固工程中，分別用160kg/m3水泥、195kg/m3粉煤灰（粉煤灰摻量67%）和195g/m3水泥、195kg/m3粉煤灰（粉煤灰摻量50%）配制混凝土，用水量只有118kg/m3，28天抗壓強度分別達到相當于我國立方體強度37.6MPa和45.9MPa。清華大學(xué)在深圳地鐵足尺模型試驗中，用45%粉煤灰、10%礦渣和45％硅酸鹽水泥配制的混凝土，膠凝材料總量400kg，各組試件28天強度均在54MPa以上。8混凝土工程低水膠比的礦物摻和料混凝土，其優(yōu)良性能往往受到現(xiàn)行標準試驗方法的掩蓋而不能體現(xiàn)。例如粉煤灰混凝土的強度發(fā)展較慢，對溫度和濕度比較敏感，對它采用與普通水泥混凝土相同的標準試驗方法成型、養(yǎng)護并檢測其強度、抗凍和抗鹽凍的性能往往會給出不符合實際的結(jié)果。在實際工程中，普通硅酸鹽水泥混凝土在養(yǎng)護時的溫度較高，其28天強度實際要低于室內(nèi)標準養(yǎng)護得出的強度，而摻粉煤灰的混凝土正好相反。大量工程現(xiàn)場調(diào)查都表明，粉煤灰混凝土的室內(nèi)標準試驗結(jié)果和現(xiàn)場條件下的實際表現(xiàn)缺乏一致性，比如室內(nèi)快速抗凍標準試驗結(jié)果認為不良的粉煤灰混凝土，在現(xiàn)場的嚴酷凍融環(huán)境條件下卻表現(xiàn)良好。但是大摻量礦物摻和料混凝土的水膠比必須要低。

混凝土工程國內(nèi)外大量研究表明，為有效改善混凝土抗化學(xué)侵蝕性能（如氯化物侵蝕、堿－骨料反應(yīng)、硫酸鹽侵蝕），粉煤灰最佳替代量一般應(yīng)在20％以上?，F(xiàn)行粉煤灰分級標準的缺點是同時用細度、需水量比和燒失量作為分級的主要標準，而將燒失量很小、需水量比稍小于100%而只是細度不符合一級標準的粉煤灰降到二級，這樣并不利于發(fā)揮粉煤灰的效用。粉煤灰的品質(zhì)，應(yīng)首先注重燒失量和需水量，而細度不必過于苛求。一般說來，粉煤灰的燒失量越大，含碳量越高，混凝土的需水量就大；用電收塵方法收取的灰越細，所含玻璃微珠越多，含碳量低，需水量也小，但產(chǎn)量很少。8混凝土工程實際工程選用粉煤灰時，因條件所限不得不采用燒失量較大的粉煤灰時，必須經(jīng)過混凝土拌和物性能和耐久性試驗證明可行，且C50級以下混凝土用粉煤灰的燒失量不得大于8%，C50級及以上混凝土用粉煤灰的燒失量不得大于5%。發(fā)電廠的三、四場灰的產(chǎn)量最大，但收取的灰因團聚顆粒和多孔玻璃體含量較多而比表面積較大，需水量較大。國內(nèi)中南大學(xué)等不少單位研究用磨細粉煤灰，打開團聚顆粒，在工程實踐中取得很好效果。粉煤灰的最大摻量可到50％或更多，以不超過膠凝材料總量60%為宜。用比表面積來表征粉煤灰的細度并不能完全反映粉煤灰的顆粒細度，后者還可用篩析法表示。

混凝土工程單獨粉磨礦渣用于配制混凝土，可使磨細礦渣的細度至少達到和熟料相同。礦渣越細，活性越高。對于高細度的磨細礦渣，在一定摻量范圍內(nèi)，混凝土的強度隨摻量的增大而提高，但是混凝土的溫升、化學(xué)收縮和自收縮也隨礦渣摻量的增加而增加；從減少混凝土收縮開裂的角度考慮，這時的磨細礦渣比表面積以不超過450m2/kg為宜。礦渣的活性和火山灰質(zhì)材料不同，具有自身水硬性，但需要水泥水化產(chǎn)物中Ca(OH)2和石膏的激發(fā)，在礦渣摻量增大到一定數(shù)量以后，由于混凝土中的水泥量減少，礦渣水化的速度因缺少足夠的激發(fā)物而降低，相應(yīng)的水化熱和自收縮就減小，所以當摻量超過約75%以后，可以采用高細度的礦渣。8混凝土工程在水灰比不變的情況下，摻入硅灰可明顯提高混凝土強度，但需水量隨硅灰摻量而增加。硅灰對提高混凝土抗化學(xué)腐蝕性有顯著效果。但其高活性不僅不會降低混凝土的溫升，反而使溫升提前，不利于減小溫度變形，并且增大混凝土自收縮。硅灰的價格也比較貴，最好和其它需水量小的礦物摻和料復(fù)合使用。

8混凝土工程還有其他一些礦物摻和料具有較高的活性，并能提高混凝土抗侵入和抗化學(xué)侵蝕的能力，如磨細天然沸石巖因其特殊的結(jié)構(gòu)作用，抗堿—骨料反應(yīng)和抗硫酸鹽侵蝕能力很強，但這些材料大多有較大的需水性，因此摻量有限。為了避免自收縮和溫度應(yīng)力，也不宜磨得過細。根據(jù)現(xiàn)行礦物摻和料的品質(zhì)水平情況，粉煤灰、磨細礦渣粉的氯離子含量均不應(yīng)大于0.02%?？紤]到混凝土的總氯離子含量還有限制（見8.4.2條），當工程上不得不采用氯離子含量大于0.02%的粉煤灰、磨細礦渣粉時，必須嚴格控制混凝土的總氯離子含量滿足要求。

混凝土工程8.2.3~8.2.4我國混凝土質(zhì)量不如歐美等發(fā)達國家的重要原因之一，在于對骨料粒形和級配的不夠重視和骨料的質(zhì)量較差。雖然我國也有關(guān)于骨料產(chǎn)品質(zhì)量的強制性標準，但是目前生產(chǎn)供應(yīng)的骨料很少有真正符合標準的。和水泥一樣，在骨料的質(zhì)量中，我國工程界比較看重的也只是與混凝土強度有關(guān)的骨料強度和含泥量等指標，而忽視骨料粒形和級配的重要性，以為后者不過是多費點水泥的問題，甚少從耐久性的角度去重視骨料的質(zhì)量。8混凝土工程一般天然骨料的強度，對于目前常用的混凝土強度等級（C70以下）來說其實是足夠的，而骨料的其他性能如吸水率、熱膨脹系數(shù)等對混凝土耐久性則有重要影響。吸水率大的骨料，配制的混凝土?xí)休^大的長期收縮，影響混凝土的抗裂性。砂巖骨料的吸水率可為石灰?guī)r和石英巖的20倍左右，配制的混凝土1年收縮率約為后者的4倍和3倍。與卵石相比，碎石混凝土的骨料與漿體的界面有較好的結(jié)合，抗裂性也好些。粗骨料的最大粒徑較小時，混凝土的抗?jié)B性提高。當耐久性作為主要因素考慮時，骨料的最大粒徑宜取小些。8混凝土工程粗骨料的級配和粒形不好，必然要加大混凝土的膠凝材料總量和用水量，不僅增加混凝土收縮，而且會增加混凝土的滲透性和有害介質(zhì)在混凝土中的擴散系數(shù)。為了提高耐久性，必然要同時采用低水膠比和低用水量。西方發(fā)達國家混凝土的用水量都較少，先進的混凝土技術(shù)可將用水量減少到130kg∕m3以下并依然有很好的泵送性，其中的一個關(guān)鍵就是骨料的級配和粒形好，不存在粗骨料的針、片狀顆粒問題。所以配制混凝土的骨料都要經(jīng)過粒形和級配的嚴格選擇。應(yīng)盡可能拒絕采用顎式破碎機生產(chǎn)的粗骨料?；炷凉こ檀止橇鲜蛹词乖诓墒瘓黾庸ず笥辛己玫募壟?，但在運輸過程中也會遭到破壞。西方國家多采用分級供應(yīng)石子，到攪拌站再進行級配。改變我國現(xiàn)有的骨料生產(chǎn)方式，首先要用戶提出需求。骨料的堆積密度和表觀密度是骨料級配的反映，堆積密度越大，則級配越好，空隙率越小。對粗骨料來說，40%左右的空隙率應(yīng)該是最低要求，這只是我國20年前骨料的一般水平。針、片狀顆粒含量反映粗骨料粒形的優(yōu)劣，現(xiàn)行鐵路行業(yè)標準容許針、片狀顆粒的含量最大可到10%，這一水準實在過低。實踐證明，針、片狀顆粒含量最好不大于5%?？紤]到目前要求粗骨料針、片狀顆粒含量不大于5%還有難度，本指南暫定為在大于10%。8混凝土工程為了保證混凝土澆筑的通暢，骨料的最大粒徑應(yīng)不超過鋼筋最小間距和保護層厚度的3/4，后者同時也是為了保證混凝土保護層抗?jié)B性的需要。目前在施工中，為了少用水泥，往往盡可能增大石子粒徑，一些商品預(yù)拌混凝土由于大批量生產(chǎn)也極少變換石子粒徑，而設(shè)計人員在施工圖的鋼筋凈間距上又常忽略施工的實際情況與需要，于是混凝土澆筑時的鋼筋通過性就很差，造成混凝土澆筑質(zhì)量不勻，鋼筋下方形成縫隙，并在保護層外表面沿水平鋼筋或箍筋的下方位置出現(xiàn)裂縫，這些均要予以充分重視。

混凝土工程8.2.5外加劑是混凝土的重要組成部分。在混凝土中合理摻加具有減水率高、坍落度損失小、適量引氣、能明顯改善或提高混凝土耐久性能的質(zhì)量穩(wěn)定產(chǎn)品十分必要。目前，由于外加劑品種繁多，產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，選用時，一定要注意不同外加劑的使用功能、特點。表8.2.5所列的性能指標是鐵路混凝土常用外加劑的基本要求。施工中若需要采用其他具有特殊功能的外加劑，其性能還應(yīng)滿足現(xiàn)行國家標準《混凝土外加劑》（GB8076）和有關(guān)行業(yè)標準的相關(guān)規(guī)定。8混凝土工程引氣劑在混凝土中產(chǎn)生大量的球形微孔（孔徑多小于200μm），這些均布的微小封閉氣孔可阻斷混凝土中連通的毛細孔通路，降低毛細水的滲透作用，并可吸收、緩沖因凍融或化學(xué)腐蝕等原因所造成的混凝土內(nèi)部膨脹壓力。這類氣孔不同于混凝土施工中因攪拌或震搗不當而裹入的不規(guī)則大孔氣泡或甚至開放的氣孔而成為混凝土中的缺陷。引氣劑在歐美、日本等國家的使用非常普遍。引氣的最主要作用是為了提高普通混凝土的抗凍性，當有除冰鹽時可減少鹽凍引起的表面剝落，此外可顯著提高混凝土抗硫酸鹽腐蝕的性能，減少由堿-骨料反應(yīng)引起的膨脹。摻用適量引氣劑還可改善混凝土的施工性能，減少泌水，降低需水量和混凝土的熱擴散性。含氣量每增加1個百分點，抗壓強度約降低4～5%，抗折強度降低2～3%。但引氣后可減少用水量，故有可能通過降低水膠比而保持混凝土的原有強度基本不變。

混凝土工程8.4.1~8.4.2混凝土配合比選定的好壞，直接關(guān)系到結(jié)構(gòu)物的壽命和整個工程的經(jīng)濟效益?；炷恋呐渲茝姸认蛋磋F道部現(xiàn)行標準《鐵路混凝土強度檢驗評定標準》（TB10425）的規(guī)定?；炷翉姸葮藴什顟?yīng)由強度等級相同，且混凝土配合比和施工工藝條件基本相同的混凝土標準試件經(jīng)統(tǒng)計求得?？紤]到目前混凝土生產(chǎn)單位的質(zhì)量管理水平，強度標準差取中等水平?；炷恋脑缙趶姸仍礁?，混凝土早期開裂的可能性越大。為了克服混凝土的這一不足，充分發(fā)揮礦物摻和料的后期火山灰效應(yīng)，最好按56d齡期作為混凝土標準強度的驗收齡期。8混凝土工程提出混凝土最大水膠比和最小膠凝材料用量的限值，是混凝土設(shè)計施工標準中為保證混凝土耐久性的常用做法。本指南用膠凝材料用量取代水泥用量，用水膠比取代水灰比作為控制混凝土耐久性質(zhì)量的一個主要指標。在以往按強度設(shè)計的混凝土配合比設(shè)計方法中，首先是按混凝土強度等級計算水灰比；而現(xiàn)在按耐久性要求的設(shè)計方法中，首先要根據(jù)環(huán)境作用等級選擇水膠比。如果滿足本指南表8.4.2-3的最大水膠比和最小膠凝材料總量的限制，混凝土的強度一般是足夠而且有余的。實際上，混凝土的強度等級與耐久性之間并不一定存在相關(guān)性，比如在硅酸鹽水泥中摻入粉煤灰并保持水膠比不變，則28天強度往往有所降低，而抗氯鹽侵入的能力卻能成倍增加；在混凝土中加入引氣劑后，強度也會受到影響，但抗凍融等多種耐久性能有極大改善。很高強度的混凝土，水灰（膠）比很低，如果硅酸鹽水泥用量又較大，不但傾向于開裂，而且工作性往往較差，反過來又會對混凝土的耐久性能帶來負面影響。

混凝土工程過大的水膠比特別不利于使用礦物摻和料混凝土的內(nèi)部微結(jié)構(gòu)發(fā)展，同時影響混凝土的耐久性與強度。與硅酸鹽水泥相比，粉煤灰和礦渣摻和料對混凝土強度的貢獻受水膠比的影響較大，尤其是粉煤灰對水膠比更為敏感。只有在低水膠比（如小于0.4或0.42）的前提下，粉煤灰的作用才得以充分發(fā)揮而不是相反。對于普通硅酸鹽混凝土，也要強調(diào)水膠比的限值。目前我國水泥的實際活性比20多年前高出約兩個等級，比如現(xiàn)在的42.5級水泥大體相當于水泥標準修訂前的525號水泥，又相當于1979年以前硬練標準的600號水泥。因此配制相同強度等級的混凝土，現(xiàn)在的水灰（膠）比就會加大而不利于混凝土的耐久性。由于水泥強度提高，要想配制出強度低于25或30MPa而同時又要水膠比不能高到影響耐久性的C20級混凝土實際上是不可能的。8混凝土工程減少單方混凝土中膠凝材料用量有利于降低混凝土的滲透性，減少收縮量，所以必須有最高用量的限制。我國對低水膠比混凝土的膠凝材料用量過去一直偏高，甚至有高到550kg/m3以上的，其主要原因就在于骨料不好。美國AASHTO規(guī)程規(guī)定膠凝材料用量不應(yīng)超過475kg/m3。

混凝土工程將拌和水的最大用量作為控制混凝土耐久性質(zhì)量要求的一種標志，要比用最大水膠比（或水灰比）更為適宜。依靠水膠比的控制尚不能解決混凝土中因漿體用量過大而引起收縮和水化熱增加的負面影響。在高性能混凝土中，減少漿體量，增加骨料所占的比例，又是提高混凝土抗?jié)B性或抗氯離子擴散性的重要手段。如果控制拌和水用量，則可同時控制漿體用量（漿骨比），就有可能從多個方面體現(xiàn)耐久性的需要。但是這方面的工程經(jīng)驗和研究積累還較少，尢其是國內(nèi)目前供應(yīng)的骨料級配與粒形普遍很差，不得不用過量的漿體填充，所以本指南仍以水膠比作為混凝土耐久性要求的最主要綜合指標。8混凝土工程但為了保證重要工程的耐久性質(zhì)量，應(yīng)該同時對棍凝土拌和水的用量作出限制，對于水膠比很低的混凝土一般不宜超過150kg/m3，這就需要從以下幾個方面采取措施：選用具有良好級配和粒形的粗骨料，盡可能降低骨料中的含泥量，采用優(yōu)質(zhì)外加劑和低需水量的礦物摻和料，降低混凝土拌和料的溫度。在日本的標準中，要求各種混凝土的每方用水量最多不超過175kg。8混凝土工程在混凝土中摻入一定量的礦物摻和料，可以有效改善和提高混凝土工作性和耐久性。如大體積混凝土中宜摻用大摻量粉煤灰等礦物摻和料。海洋和近海環(huán)境中受氯鹽侵蝕的配筋混凝土，亦應(yīng)采用較大摻量礦物摻和料的混凝土。粉煤灰抗氯鹽侵入的能力不亞于礦渣，如能同時加入少許硅灰效果更好。普通硅酸鹽水泥中雖然也允許摻入6～15%的礦物摻和料，但摻量很少，意義不大。單純用硅酸鹽水泥配制的混凝土，即使水灰比較低，其抗侵入的能力也比較差，只有加入較大摻量的粉煤灰、礦渣或一定量的硅灰以后，才能獲得根本的改善。8混凝土工程國外甚至有研究資料認為，對設(shè)計壽命為75年的海洋混凝土結(jié)構(gòu)，如果單純采用硅酸鹽水泥為膠凝材料，則需有C60級的混凝土和100mmcm厚度的保護層；若摻入60％礦渣或30％粉煤灰，則僅需50mm保護層厚度的C40級（摻礦渣）或C50級（摻粉煤灰）混凝土；若摻量分別增至70％或40％，所需強度等級還可進一步降低。但是粉煤灰的良好作用，必須有低水膠比作為前提?；炷凉こ坦杷猁}水泥混凝土抗硫酸鹽、酸等化學(xué)侵蝕的能力很差。硅酸鹽水泥水化產(chǎn)物中的Ca(OH)2不論在強度上還是在化學(xué)穩(wěn)定性上都很弱，在硫酸鹽腐蝕條件下容易分解，遇軟水還會溶解，是混凝土耐久性上的薄弱環(huán)節(jié)。在混凝土中加入適量的礦物摻和料對于提高混凝土抵抗鹽、酸等化學(xué)腐蝕介質(zhì)的能力有很大的作用。以往的觀點認為：“Ca(OH)2呈堿性，對防止鋼筋銹蝕有利?；炷林袚饺氲姆勖夯?、硅灰等火山灰材料可與Ca(OH)2發(fā)生火山灰反應(yīng)，會消耗Ca(OH)2并降低混凝土的堿度，因而不利于防銹，所以需對粉煤灰等礦物摻和料的摻量加以嚴格限制”。但是研究表明，火山灰反應(yīng)形成的致密水化產(chǎn)物改善了混凝土的微結(jié)構(gòu)，只要水膠比較低，通過火山灰反應(yīng)不但可提高混凝土抗水、酸和鹽類侵蝕的耐久性，而且在防止鋼筋銹蝕的能力上也有提高。8混凝土工程不同摻和料在不同腐蝕性介質(zhì)作用下的合適摻量和效果并不完全相同。礦渣的效果通常很好，加入少量的硅灰一般都能起到比較顯著的作用，粉煤灰和另外一些火山灰質(zhì)材料因其本身的Al2O3含量有波動，效果差別較大，并非都是摻量越大越好。因此，當單獨摻加粉煤灰等火山灰質(zhì)摻和料時，應(yīng)當通過實驗確定其最佳摻量。在西方，抗硫酸鹽水泥或高抗硫酸鹽水泥都是硅酸鹽類的水泥，只不過水泥中C3A和C3S含量不同程度地減少。當環(huán)境中的硫酸鹽含量非常高時，最好是采用不含硅酸鹽的水泥，如石膏礦渣水泥或礬土水泥。鐵道科學(xué)研究院的研究人員在青藏公路建設(shè)前，在該鐵路沿線（環(huán)境條件為高鹽漬、溫差大、干燥）埋設(shè)了大量的使用不同水泥和不同配合比的混凝土樁體試件，十年后取出觀察，除了低水灰比的礬土水泥之外，包括抗硫酸鹽水泥在內(nèi)的其他混凝土試件全部腐爛崩散。但是非硅酸鹽類水泥的使用條件和配合比以及養(yǎng)護等都有特殊要求，需通過試驗確定使用。

混凝土工程限制混凝土中的氯離子含量，在國內(nèi)外各種標準中都有規(guī)定，但在具體量值上多有差別。國外有的標準規(guī)定，普通鋼筋混凝土內(nèi)的氯離子限量為0.4％（占混凝土中膠凝材料總量的重量比），這對一般混凝土而言，已經(jīng)接近甚至超過干濕交替環(huán)境下引起鋼筋銹蝕的氯離子臨界濃度。美國ACI混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范規(guī)定，鋼筋混凝土的氯離子量應(yīng)不超過0.3％，但如環(huán)境干燥可到1％。如果混凝土將處在海水等氯鹽環(huán)境下工作，則應(yīng)不超過0.15％，對于預(yù)應(yīng)力混凝土均不許超過0.06%。由于鋼筋銹蝕的氯離子臨界濃度可在0.17~2.5%之間的很大范圍內(nèi)變化并與膠凝材料種類和數(shù)量以及水膠比和保護層厚度等因素有關(guān)，很難對混凝土定出一個統(tǒng)一的氯離子量限值。8混凝土工程對于不同質(zhì)量的混凝土氯離子含量應(yīng)該有所不同，設(shè)計時可結(jié)合工程特點靈活對待。當工程的使用環(huán)境有外界氯離子侵入時，必須從嚴控制混凝土生產(chǎn)時從原材料帶入的氯離子總量，本指南限定為膠凝材料重的0.1%。參考美國ACI319/318R-39的規(guī)定，這里所指的氯離子是混凝土成型后硬化混凝土中的水溶氯離子量，測試齡期為28d或4到6周之間。一般用酸溶氯離子表示的是混凝土中的氯離子總量，數(shù)值上略大于水溶值。我國沿海地區(qū)的混凝土用砂中往往帶有氯鹽，在混凝土質(zhì)量合格驗收中，還應(yīng)在竣工混凝土中取芯檢測氯離子量作為必須的內(nèi)容。混凝土工程非引氣混凝土的抗凍性能主要與水膠比（強度）有關(guān)，另外與漿體含量也有一定關(guān)系，但即使是C60級的高強混凝土，在嚴重的凍融條件下也難免凍蝕，只有水膠比非常低、強度高達C80那樣的超高強混凝土才是例外。所以，只有引氣才是提高混凝土抗凍能力的最有效手段。其次，礦物摻和料對混凝土抗凍性有一定影響，宜通過試驗確定。通常情況下，摻加硅粉有利于抗凍；在低水膠比前提下，適量摻加粉煤灰和礦渣對抗凍能力的影響也不大，但應(yīng)嚴格控制粉煤灰的品質(zhì)，特別要盡量降低粉煤灰的燒失量，后者對含氣量有很大影響?；炷恋暮瑲饬渴钦蓟炷馏w積的份額，但氣泡只存在于漿體中，骨料最大粒徑大時，漿體體積相對就小，如混凝土含氣量相同，漿體體積越小則漿體中氣泡含量越大，混凝土強度損失也越大，因此混凝土中含氣量應(yīng)隨骨料最大粒徑的增大而減小。8混凝土工程混凝土的引氣效果除與含氣量有關(guān)外，尚與氣泡直徑大小及其分布有關(guān)。所以除了提出含氣量要求（通常4～6％）外，還常提出其他的參數(shù)要求，包括氣泡間距系數(shù)，氣泡比表面積、單位長度的氣泡個數(shù)等。在北美，認為具有良好抗凍性能的引氣混凝土，其氣泡間距系數(shù)應(yīng)不大于200μm，氣泡的比表面積應(yīng)不小于24mm-1，每10mm長的氣泡數(shù)應(yīng)在0.59~0.79倍的含氣量百分數(shù)之間。在北歐，對引氣混凝土的質(zhì)量要求有的并不是用含氣量表示，而是規(guī)定漿體內(nèi)不同氣泡的體積與氣泡系的比表面積?；炷凉こ汤绲溇哂?00年設(shè)計壽命的GreatBeltLink跨海橋隧工程規(guī)定：1）漿體內(nèi)的粗氣泡（指混凝土澆筑振搗過程中裹入的氣泡）含量不超過7%，2）引氣發(fā)生的氣泡（定義為弦長小于0.35mm的氣泡）應(yīng)在漿體的8～20%之間，3）氣泡系的比表面積應(yīng)大于25mm-1。國外的多數(shù)標準一般規(guī)定含氣量，并附加提出氣泡間距系數(shù)的要求?；炷林袚饺胍龤鈩┖?，在混凝土內(nèi)形成大量封閉的、直徑在μm數(shù)量級的均布微細球形氣泡，可切斷連通的毛細孔，能緩沖混凝土中的水凍結(jié)或化學(xué)腐蝕而產(chǎn)生的膨脹壓力。氣泡間距系數(shù)是混凝土引氣后形成的各個氣泡邊緣之間的距離平均值，反映氣泡的數(shù)量。美國標準規(guī)定，抗凍混凝土的氣泡間距系數(shù)不得小于200μm，德國則為250μm。8混凝土工程現(xiàn)場混凝土的含氣量受混凝土輸送、振搗和施工環(huán)境條件等影響，國內(nèi)外的經(jīng)驗都表明：為了保證引氣質(zhì)量，必須要從現(xiàn)場混凝土取樣測試而不能單純依靠實驗室內(nèi)制作的試件。要同時有新拌混凝土的含氣量測試和硬化混凝土的含氣量、比表面積和氣泡間距系數(shù)等的測定。國外對新拌混凝土采取每車預(yù)拌混凝土到現(xiàn)場后就取一個試樣，然后等混凝土澆筑就位刮平后再立即從表層混凝土中取樣（每10車混凝土一個）；硬化混凝土從頂面取芯樣，如果連續(xù)測試滿足要求，可以免除繼續(xù)對硬化混凝土的測試?；炷凉こ?.4.3混凝土的抗裂性對于抵抗環(huán)境作用侵蝕甚為重要，我國現(xiàn)行標準中還沒有對水泥（膠凝材料）或混凝土抗裂性檢驗的規(guī)定。通過傳統(tǒng)的混凝土干燥收縮試驗所獲得的收縮數(shù)據(jù)，并不能全面評價混凝土的抗裂性能，因為后者還取決于混凝土的抗拉強度、彈性模量特別是徐變或約束狀態(tài)下的應(yīng)力松弛能力。采用收縮時受約束的環(huán)形試件和平板試件來評定混凝土的抗裂性可在一定程度上克服這些缺點，而且方法簡便，但不能用作定量分析，只能用于不同原材料和配比混凝土之間的相對比較。8.5.2采用強制式攪拌機拌制的混凝土質(zhì)量比較均勻，攪拌機的功率大、效率高，混凝土拌和物的質(zhì)量也相對穩(wěn)定。采用電子計量系統(tǒng)也是為了保障拌和物的質(zhì)量穩(wěn)定。8混凝土工程8.5.5表8.5.5系按國家標準《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗收規(guī)范》（GB50204—92）中表4.3.2中的規(guī)定，并結(jié)合實際，簡化了表內(nèi)數(shù)據(jù)，以攪拌機出料量取代了攪拌機容積。8.6.6國產(chǎn)混凝土攪拌運輸車的攪拌正常速度為6～12r/min，攪動轉(zhuǎn)速為2～4r/min。8混凝土工程8.6.7泵送混凝土盡管坍落度很大，但澆灌和震搗方式同樣對混凝土質(zhì)量有很大影響。目前我國施工現(xiàn)場由于管理水平和工人技術(shù)水平的限制，往往不重視泵送混凝土澆筑和震搗要求，比較常見的是施工操作人員從混凝土下料口周圍拖著震搗棒驅(qū)動混凝土拌和料移向遠處而不是及時移動下料口，這樣會嚴重影響混凝土的勻質(zhì)性，并造成不同部位混凝土在收縮等性能上的巨大差異。8.7.1用細石混凝土制作混凝土保護層墊塊的質(zhì)量難以檢測，尺寸和放置位置不易控制，因此應(yīng)盡量采用工程塑料定位夾或纖維特種砂漿制作的定型產(chǎn)品。不同位置的鋼筋可使用形狀各異的產(chǎn)品，定位準確，施工方便，價格也不貴，這在工業(yè)發(fā)達國家使用已非常普遍。混凝土工程8.7.2混凝土溫度控制的原則是：1）升溫不要太早和太高；2）

降溫不要太快；3）

混凝土中心和表面之間、新老混凝土之間以及混凝土表面和氣溫之間的溫差不要太大。溫度控制的方法和制度要根據(jù)氣溫（季節(jié)）、混凝土內(nèi)部溫度、構(gòu)件尺寸、約束情況、混凝土配合比等具體條件來確定，不能不管條件采取千篇一律的方式和方法。在氣溫很高的夏季，如果對混凝土的溫升不加控制，即使摻用了礦物摻和料，溫升也會很高，而且到達溫峰的時間很快，這時就不宜在澆筑后的升溫階段采取保溫措施來減小溫差，而應(yīng)該遏制溫度的上升，比如對模板進行預(yù)冷，并在澆筑過程中不間斷冷卻模板。8混凝土工程混凝土的入模溫度宜根據(jù)氣溫調(diào)整。降低入模溫度對控制混凝土的裂縫非常重要。同樣的混凝土，入模溫度高的其溫升值要比入模溫度低的大許多。在氣溫很高時，更應(yīng)采取措施設(shè)法降低混凝土的入模溫度。但是如果入模溫度降得太多，則接觸氣溫的表面比內(nèi)部硬化得快，等到內(nèi)部升溫而膨脹時，表面產(chǎn)生拉應(yīng)力容易開裂。因此冬天用熱混凝土比夏季用冷混凝土有利。夏季在降低入模溫度的同時，還要冷卻模板并注意使混凝土表面避免日曬。混凝土工程8.9.1

傳統(tǒng)的觀點認為，只有大壩那樣的水工結(jié)構(gòu)才是施工時需要控制內(nèi)部溫升的大體積混凝土，但實踐表明，由于現(xiàn)代水泥的強度和細度增加以及混凝土水膠比的降低，不僅高層建筑的基礎(chǔ)底板和大型設(shè)備基礎(chǔ)需要控制混凝土內(nèi)部溫度，而且一些墻、柱和梁也會因混凝土的溫升引起嚴重開裂。我國冶金建筑規(guī)定了截面最小尺寸在1m以上的構(gòu)件混凝土為大體積混凝土，混凝土裂縫專家王鐵夢提出應(yīng)當將1m改成0.8m，而歐洲一些資料則認為截面厚度300mm及以上的墻、板就應(yīng)專門考慮施工階段的溫度和裂縫控制。實際情況也說明以300mm作為大體積混凝土的界限是比較適宜的。8混凝土工程8.9.6～8.9.6混凝土養(yǎng)護包括濕度和溫度