高性能混凝土施工作业指导书一、高性能混凝土的性能高性能混凝土是在大幅度提高普通混凝土性能的基础上采用现代混凝土技术制作的混凝土，它以耐久性作为设计的重要指标相对普通混凝土，高性能混凝土具有如下性能：1、高性能混凝土具有更高的强度，使得混凝土结构的尺寸可以更小，自重得以减轻，使用面积增长，材料用量减少2、高性能混凝土具有良好的工作性，混凝土拌和物具有较高的流动性，在成型过程中不分层、不离析，易充满模型；泵送混凝土、自密实混凝土还具有良好的可泵性、自密实性能3、高性能混凝土的耐久性、抗渗性能好，因而混凝土结构的维修和重建费用减少，使用寿命大幅度延长4、高性能掺混凝土具有更高的弹性模量，因而混凝土结构变形小、刚度大，稳定性更好，更能满足结构功能和施工工艺的规定二、影响混凝土结构耐久性的因素1、影响混凝土结构耐久性的因素重要有混凝土结构所处的环境条件、建造结构用的混凝土性能以及施工过程控制等三个因素，其中环境条件是影响结构耐久性能的重要因素2、高性能混凝土所处的环境类别及其条件特性见下表：环境类别作用等级代号环境条件特性碳化环境T1年平均相对湿度＜60%长期在水下(不涉及海水)或土中T2年平均相对湿度≥60%T3地上或地下水位变动区干湿交替磨蚀环境M1(有砂风蚀)风力等级≥7级，且年累刮风时间≥90天M2(有砂风蚀)风力等级≥9级，且年累刮风时间≥90天M2(流冰冲刷)被强烈流冰撞击、磨损、冲刷M3(有砂风蚀)风力等级≥11级，且年累刮风时间≥90天M3泥沙冲刷被大量夹杂泥砂或物体磨损、冲刷冻融破坏环境D1微冻地区+频繁接触水D2微冻地区+水位变动区严寒和寒冷地区+频繁接触水微冻地区+氯盐环境+频繁接触水D3严寒和寒冷地区+水位变动区微冻地区+氯盐环境+水位变动区严寒和寒冷地区+氯盐环境+频繁接触水D4严寒和寒冷地区+氯盐环境+水位变动区氯盐环境L1长期在海水水下区离平均水位15m以上的海上大气区离涨潮岸线100～300m的陆上近海区水中氯离子浓度≥100mg/L，≤500 mg/L土中氯离子浓度≥150mg/L，≤750 mg/LL2离平均水位15m以内的海上大气区离涨潮岸线100m的以内的陆上近海区海上潮汐区或浪溅区(非炎热区)水中氯离子浓度＞500mg/L，≤5000 mg/L土中氯离子浓度＞750mg/L，≤7500 mg/L氯盐环境L3海上潮汐区或浪溅区(南方炎热地区)盐渍土地区露出地表的毛细吸附区遭受的氯盐冷冻液和氯盐化冰盐侵蚀部位水中氯离子浓度＞5000mg/L，土中氯离子浓度＞75,0mg/L化学侵蚀类型环境作用等级H1H2H3H4硫酸盐侵蚀环境水中[SO42-]含量，mg/L≥200≤600＞600≤3000＞3000≤6000＞3000强透水性环境土中[SO42-]含量，mg/kg≥2023≤3000＞3000≤12023＞12023≤24000＞24000弱透水性环境土中[SO42-]含量，mg/kg≥3000≤12023＞12023≤24000＞24000盐类结晶侵蚀环境土中[SO42-]，mg/kg≥2023≤3000＞3000≤12023＞12023酸性侵蚀环境水中pH值≤6.5≥5.5＜5.5≥4.5＜4.5≥4.0二氧化碳侵蚀环境水中侵蚀性CO2含量，mg/L≥15≤40＞40≤100＞100镁盐侵蚀环境水中[Mg2+]含量，mg/L≥300≤1000＞1000≤3000＞3000三、基本规定1、在进行混凝土结构(涉及构件)设计时，应同时进行混凝土结构的耐久性设计（执行《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》、《混凝土结构耐久性设计与施工指南》）。
混凝土结构耐久性设计涉及如下重要内容：⑴ 结构的使用环境及其环境对结构腐蚀性的调查与说明⑵ 结构的整体设计使用年限和结构各个部件(如桥梁的基础、墩台、梁，隧道主体结构等)的使用年限明细表(见下表)：设计使用年限级别设计使用年 限合用范围示例一12023以上如桥梁的桩基、承台、墩台、梁以及隧道的主体结构等二60年以上如路基支挡结构、轨道结构等三30年以上如桥梁的人行道盖板等⑶ 混凝土施工质量控制与质量保证的有关规定与规定⑷ 结构在使用过程中进行正常维修和对某些部件进行更换的具体内容与规定⑸ 特殊或严重腐蚀性环境作用下对结构采用的外部辅助防护措施⑹ 在设计年限内对结构进行期检测、监测和评估的具体规定2、混凝土结构耐久性设计应遵循以下原则：⑴ 选用低水化热、低C3A含量、低碱含量的水泥以及低碱活性骨料、低碱外加剂等原材料，大体积混凝土宜采用C2S含量相对较高的水泥尽量选用球形粒形、级配优越、吸水率低、空隙率小的粗骨料适当减少混凝土的水胶比并在混凝土中掺入足量的掺和料或专用复合外加剂⑵ 增长钢筋的混凝土保护层厚度钢筋（主筋、箍筋和分布筋）的混凝土保护层厚度一般不应小于保护层设计最小厚度与保护层厚度施工负允差之和。
⑶ 采用必要的结构构造措施和防、排水措施:ａ、将暴露于大气和与水、土介质接触的混凝土结构物外形设计成简洁流畅、暴露表面积小和棱角较少、表面形状有助于排水和通风、将水平表面做成斜面，避免水汽在混凝土表面积聚ｂ、设立专门的排水管道排除结构表面积水，不得将水直接排在混凝土表面上ｃ、尽量将结构的施工缝和连接缝位置避开也许遭受最不利局部腐蚀性环境作用的部位⑷ 混凝土的设计强度等级不得低于C30，电通量应满足下表规定：混凝土的电通量设计使用年限级别一级（12023）二级（60年）三级（30年）56d电通量（C）＜C30＜2023＜2500C30～C45＜1500＜2023≥C50＜1000＜1500⑸ 对于氯盐环境下的钢筋混凝土结构，混凝土的耐久性应满足“混凝土的电通量的一般规定”外，还应满足下表规定：氯盐环境下混凝土的电通量设计使用年限级别一级（12023）二级（60年）三级（30年）环境作用等级L1L2、L3L1L2、L356d电通量（C）＜1000＜800＜1500＜1000⑹ 对于化学侵蚀环境下的混凝土结构，混凝土的耐久性除满足“混凝土的电通量的一般规定”外，还应满足下表规定：化学侵蚀环境下混凝土的电通量设计使用年限级别一级（12023）二级（60年）三级(30)环境作用等级H1、H2H3、H4H1、H2H3、H456d电通量（C）＜1200＜1000＜1500＜1000⑺ 设立用于检测、维修和构件替换的方便通道，并在结构表面预留用于临时安装检测、维修机具的必要空间或预留埋设件。
⑻ 充足考虑运营管理单位对结构采用补救措施的也许性3、桥涵结构用混凝土应尽量选用非碱活性骨料桥涵结构用混凝土除应满足本技术条件规定的规定外，还应符合现行国家标准和部颁标准的其它有关规定4、为满足隧道混凝土耐久性规定，模筑混凝土及钢筋混凝土应满足“抗渗等级不得低于P8”、钢筋混凝土中钢筋的混凝土净保护层厚度采用50mm（拱、墙、仰拱）及40mm（底板），混凝土最大水胶比和最小凝胶材料用量应符合《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》在侵蚀性环境及有害气体环境下，衬砌的材料选择、性能、指标应符合保证衬砌结构耐久性和运营安全的需要四、高性能混凝土原材料 1、水泥⑴ 强度等级不低于42.5级的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥⑵ 比表面积不宜超过350m2/kg⑶ 游离氧化钙含量不应超过1.0%⑷ 碱含量不应超过0.80%C40及以上混凝土水泥的碱含量不宜超过0.60%当骨料具有碱-硅酸反映活性时水泥的碱含量不宜超过0.60%⑸ 水泥熟料中C3A的含量不宜超过8%，氯盐环境下不宜超过8%⑹ 配筋混凝土所用水泥的CL-含量不宜超过水泥重的0.10%（钢筋混凝土）和0.06%（预应力混凝土）⑺ 80μm方孔筛筛余不应小于10%(普通硅酸盐水泥)。
2、细骨料的重要品质指标⑴ 细骨料按细度模数量分为粗、中、细三级，其细度模数分别为：粗级 3.7～3.1中级 3.0～2.3细级 2.2～1.6⑵ 细骨料应选用级配合理、质地均匀坚固、吸水率低、空隙率小的洁净天然中粗河砂，也可选用专门磨机机组生产的人工砂不宜使用含泥量高、风化严重的山砂不得使用含CL-有害物质、质量控制困难的海砂⑶ 由于人工砂颗粒尖利棱角多，表面粗糙不光滑，粉末含量较大配制混凝土时用水量应比天然砂配制混凝土的用水量、振捣时间、水泥用量需适当增长，增长量由实验拟定⑷ 人工砂配制混凝土时，当石粉含量较大时，宜配制低流动度混凝土，在配合比设计中，宜采用低砂率细度模数高的宜采用较高砂率⑸ 人工砂配制混凝土宜采用机械搅拌，搅拌时间应比天然砂配制混凝土的时间延长1min左右⑹ 人工砂混凝土要注意初期养护养护时间应比天然砂混凝土延长2～3d⑺ 对于长期处在潮湿环境的重要混凝土结构用砂，应采用砂浆棒(快速法)或砂浆长度法进行骨料的碱活性检查经上述检查判断为有潜在危险时，应控制混凝土中的碱含量不超过3Kg/ m3，或采用能克制碱—骨料反映的有效措施⑻ 细骨料的重要品质指标：细骨料的有害物质含量序号项目名称质量指标C30～C45≥C50＜C301含泥量（按质量计），%≤2.5≤2.0≤3.02泥块含量，%≤0.53云母含量，%≤0.54轻物质含量，%≤0.55氯离子含量，%＜0.026硫化物及硫酸盐含量(折算成SO3)，%≤0.57有机物含量(用比色法实验)颜色不应深于标准色。
当颜色深于标准色时应按水泥胶砂强度实验方法进行强度对比实验，抗压强度比不应低于0.95细骨料的累计筛余百分数(%)序号筛孔尺寸，mm级配区Ⅰ区Ⅱ区Ⅲ区110.0000025.0010～010～010～032.5035～525～015～041.2565～3550～1025～050.6385～7170～4140～1660.31595～8092～7085～5570.16100～90100～90100～90*除5.00 mm和0.63 mm筛档外，砂的实际颗粒级配与上表所列的累计筛余百分率相比允许稍有超过度界线，但其总量不应大于5%⑻ 砂的级配应处在表中的某一区内，当砂的实际颗粒级配不符合规定期，宜采用相应的技术措施，并经实验证明能保证混凝土质量后，方允许使用配制混凝土时宜优先选用Ⅱ区砂当采用Ⅰ区砂时应提高砂率，并保持足够的水泥用量，满足混凝土的和易性；当采用Ⅲ区砂时，宜适当减少砂率配制泵送混凝土，宜选用中砂⑼ 当采用以专门机组。