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1、 郑西铁路客运专线高性能混凝土知识培训第一部分：客运专线高性能混凝土基本理论知识与配制技术第二部分：客运专线高性能混凝土相关技术标准第三部分：客运专线高性能混凝土施工和耐久性检验要点第四部分：讨论郑西铁路客运专线高性能混凝土知识培训内容之一客运专线高性能混凝土基本理论知识与配制技术铁道科学研究院铁道建筑研究所三门峡2006年5月20日主要内容1、引言2、高性能混凝土的发展与应用现状3、高性能混凝土的组成与结构4、客运专线高性能混凝土的配制技术混凝土混凝土定义：是一种将具有胶结性质的材料和骨料或定义：是一种将具有胶结性质的材料和骨料或集料（如石、砂）以及填料（粉细颗粒）混合集料（如石、砂）以及填
2、料（粉细颗粒）混合并浇注成型后，经凝固硬化而粘结成为整体的并浇注成型后，经凝固硬化而粘结成为整体的一系列建筑材料。一系列建筑材料。水泥混凝土 Cement concrete 沥青混凝土 Asphalt Concrete 聚合物混凝土 Polymer Concrete 硫磺混凝土1、引言With cement as cementitious materials and the most widely used materials in modern civil and architectural constructions以水泥为胶结材，在现代土木建筑工程中最为以水泥为胶结材，在现代土木建筑工程
3、中最为广泛应用的一类建筑材料。广泛应用的一类建筑材料。水泥混凝土水泥混凝土混凝土混凝土Cement Concrete-Concrete 20世纪世纪8080年代，美国国家材料委员会提出：年代，美国国家材料委员会提出：要为新世纪的基础设施建设开发高性能的建筑材要为新世纪的基础设施建设开发高性能的建筑材料，包括钢材、混凝土、塑料等。料，包括钢材、混凝土、塑料等。 19901990年年5 5月，在美国马里兰州月，在美国马里兰州Gaithers-burg 城由城由 NIST 和和 ACI 主办了第一次关于主办了第一次关于HPC的国的国际研讨会，会议首次提出关于高性能混凝土的际研讨会，会议首次提出关于高
4、性能混凝土的定义。定义。定义定义 高性能混凝土高性能混凝土具有所要求的性能和匀质性的混凝具有所要求的性能和匀质性的混凝土。例如易于浇注和压实而不离析、高长期力学性能、高土。例如易于浇注和压实而不离析、高长期力学性能、高早强、高韧性、体积稳定、严酷环境中使用寿命长。早强、高韧性、体积稳定、严酷环境中使用寿命长。 采用传统的组分、普通的搅拌、浇注与养护操作，是采用传统的组分、普通的搅拌、浇注与养护操作，是不可能日常生产这种混凝土的。不可能日常生产这种混凝土的。高性能混凝土国际研讨会高性能混凝土国际研讨会（1990） 高性能混凝土的特性，是针对一定的应用和高性能混凝土的特性，是针对一定的应用和环境所
5、要求的。例如：环境所要求的。例如： 易于浇注易于浇注 早期强度早期强度 渗透性渗透性 水化热水化热 体积稳定性体积稳定性 可捣实、不离析可捣实、不离析长期力学性质长期力学性质密度密度 韧性韧性在在服服务务环环境境中中运运行行寿寿命长久命长久 高性能混凝土的许多特性是相互关联的，改变高性能混凝土的许多特性是相互关联的，改变其中一个常牵扯到一或多个其他特性发生变化。因此，其中一个常牵扯到一或多个其他特性发生变化。因此，如果对某一应用提供的混凝土有若干特性必须同时满如果对某一应用提供的混凝土有若干特性必须同时满足，则必须将其中每一项都在合同书上规定清楚。足，则必须将其中每一项都在合同书上规定清楚。
6、美国混凝土学会美国混凝土学会 1998 高性能混凝土为一种新型高技术混凝土，是高性能混凝土为一种新型高技术混凝土，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，是以耐久性作为设计混凝土技术制作的混凝土，是以耐久性作为设计的主要指标，针对不同用途的要求，对下列性能的主要指标，针对不同用途的要求，对下列性能有重点的加以保证：耐久性、施工性、适用性、有重点的加以保证：耐久性、施工性、适用性、强度、体积稳定性和经济性。强度、体积稳定性和经济性。 吴中伟吴中伟 国内高性能混凝土的定义国内高性能混凝土的定义高性能混凝土高性能混凝土 (high
7、 performance concrete) 以耐久性为基本要求并用常规材料和常规工艺制造的水泥基混凝土。这种混凝土在配比上的特点是掺加合格的矿物掺和料和高效减水剂，取用较低的水胶比和较少的水泥用量，并在制作上通过严格的质量控制，使其达到良好的工作性、均匀性、密实性和体积稳定性。 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与施工指南 （CECS2004-01）客运专线高性能混凝土1、较严格的原材料品质要求2、混凝土强度等级无具体要求3、流动度根据施工要求确定4、均有含气量要求5、电通量、抗裂性、抗碱骨料反应作为基本耐久性指标6、根据环境作用等级和结构部位要求抗腐蚀、抗冻、抗渗性能等耐久
8、性指标尚有一些未体现的指标如绝热温升、徐变、收缩等 19871987年年美美国国材材料料顾顾问问委委员员会会提提交交的的一一篇篇报报告告引引起起了了轰轰动动：约约25.325.3万万座座桥桥梁梁的的混混凝凝土土桥桥面面板板，其其中中部部分分使使用用不不到到2020年，就已不同程度地破坏，且每年还将新增年，就已不同程度地破坏，且每年还将新增3.53.5万座。万座。 由由于于混混凝凝土土桥桥面面板板开开裂裂普普遍遍，因因此此转转向向使使用用高高强强混混凝凝土土，但但是是看看来来这这无无济济于于事事。根根据据国国家家公公路路合合作作研研究究计计划划19951995年年检检查查的的结结果果表表明明：1
9、010万万座座混混凝凝土土桥桥面面板板是是在在混混凝凝土土浇筑后一个月内就出现间隔浇筑后一个月内就出现间隔13米的贯穿性裂缝。米的贯穿性裂缝。2、高性能混凝土的发展与应用现状、高性能混凝土的发展与应用现状 不是强度，而是混凝土的坚固性（没有裂缝）不是强度，而是混凝土的坚固性（没有裂缝）对其运行条件下保证混凝土的水密性和耐久性起对其运行条件下保证混凝土的水密性和耐久性起关键的作用。关键的作用。 P.K.Mehta 耐久性耐久性影响未来的关键问题影响未来的关键问题混凝土结构劣化破坏分类 1、磨蚀：机械磨耗、冲刷磨损、气蚀 2、物理作用：干湿交替、水的渗透、冻融、盐的结晶 3、化学作用：化学介质侵蚀
10、（水解、软水、置换、硫酸盐）、AAR、CaO和MgO水化 4、钢筋锈蚀：碳化引起、Cl-引起近代混凝土技术铁路工程混凝土结构耐久性设计暂规混凝土结构所处环境类别分为5种环境类别、17种环境作用等级。(1)碳化环境(2)氯盐环境(3)化学侵蚀环境(4)冻融破坏环境(5)磨蚀环境。 混凝土结构劣化破坏原因分类一个不透水，但存在非一个不透水，但存在非连续微裂缝，且多孔的连续微裂缝，且多孔的钢筋混凝土结构钢筋混凝土结构环境作用（第一阶段）环境作用（第一阶段）（无可见损伤）（无可见损伤）1. 1. 侵蚀作用侵蚀作用（冷热循环、干湿循环）（冷热循环、干湿循环）2. 2. 荷载作用荷载作用（循环荷载、冲击荷
11、载（循环荷载、冲击荷载） 由于微裂缝和孔隙由于微裂缝和孔隙连通起来，不透水性逐连通起来，不透水性逐渐丧失渐丧失环境作用（第二阶段）环境作用（第二阶段）（损伤的开始与扩展）（损伤的开始与扩展）水的渗入水的渗入O O2 2、COCO2 2渗入渗入酸性离子（酸性离子（ClCl- , - , SOSO4 4- -) )渗入渗入A：以下原因使孔隙内静水以下原因使孔隙内静水压增大、混凝土膨胀：钢筋压增大、混凝土膨胀：钢筋锈蚀、碱锈蚀、碱-骨料反应、水结骨料反应、水结冰、硫酸盐侵蚀冰、硫酸盐侵蚀B：混凝土强度与刚度降低混凝土强度与刚度降低开裂、剥落与整体性丧失开裂、剥落与整体性丧失混凝土受环境作用产生劣化的
12、混凝土受环境作用产生劣化的“整体性整体性”模型模型 以耐久性为基本要求的高性能混凝土并不能避免环境对混凝土结构的破坏作用。 但是，高性能混凝土可以延长混凝土结构的使用寿命。 有关混凝土结构使用寿命的设计理论也越来越被人们关注。1 香港青马大桥 设计使用寿命120年，要求所用混凝土满足如下要求：q Cl扩散系数小于910-13m2/s(1300库仑) q 混凝土28天立方体试件配比强度50MPaq 普通水泥/2535%粉煤灰/6575%矿渣q 水泥用量350550kg/m3q 水胶比0.4q 胶结料中最大氯离子含量0.06%q 碱含量（折合Na2O） 3kg/m3现代高性能混凝土的应用实例 2
13、英吉利利海峡隧道 设计使用寿命120年，要求混凝土满足如下要求：q Cl扩散系数小于K=1.410-13m/s (1300库仑)q 水泥采用两种当地海工用的水泥，C3A含量为0.690.77%, 400kg/m3q 水灰比0.350.32，坍落度100mmq 砂：由石灰石碎石与石英石组成，01mm硅质河砂、04mm和38mm两级石灰石碎石q 粗骨料：粒径512.5mm的石灰石碎石。现代高性能混凝土的应用实例 3 日本明石大桥 设计使用寿命120年，桥墩混凝土采用免振自密实混凝土，桥面及梁采用泵送高性能混凝土。要求混凝土满 足如下要求：q Cl扩散系数小于1000库仑q W/B0.35，胶凝材料
14、用量500kg/m3，其中水泥60，其余为矿渣及粉煤灰。现代高性能混凝土的应用实例现代高性能混凝土的应用实例现代高性能混凝土的应用实例现代高性能混凝土的应用实例4、长江三峡大坝现代高性能混凝土的应用实例现代高性能混凝土的应用实例现代高性能混凝土的应用实例现代高性能混凝土的应用实例长江三峡大坝（2002/11/17）东海大桥杭州湾大桥深港大桥（西部通道）珠港大桥3、高性能混凝土的组成与结构3.1 混凝土如何高性能化3.2 影响混凝土性能的因素3.3 矿物掺合料3.4 减水剂3.5 小结3.1混凝土如何高性能化（1）高性能混凝土的结构特点高性能混凝土的结构特点高性能混凝土是在与普通混凝土相对比的基
15、础上提出的概念。高性能混凝土是在与普通混凝土相对比的基础上提出的概念。 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减少、减少、CSH和和AFt增多增多C、未水化颗粒多，未水化颗粒和矿物细掺料等各级中心质、未水化颗粒多，未水化颗粒和矿物细掺料等各级中心质增多，各中心质间距离缩短，有利的中心质效应增多，中心增多，各中心质间距离缩短，有利的中心质效应增多，中心质网络骨架得到强化质网络骨架得到强化D、界面过渡层厚度小，并且孔隙率低、界面过渡层厚度小，并且孔隙率低、 Ca(OH)2数量减少，数量减少，取向程度下降取向程度下降(2)混凝土高性能化的途径和方法混凝土高
16、性能化的途径和方法A 降低水胶比降低水胶比 可大量减少水泥石的孔隙。可大量减少水泥石的孔隙。 在在无无外外加加剂剂掺掺入入的的情情况况下下，水水灰灰比比大大于于0.5时时混混凝凝土土才才具有可施工的流动性。具有可施工的流动性。方法：掺入高效减水剂方法：掺入高效减水剂 水灰比与水泥石结构水灰比与水泥石结构水水泥浆水泥石水泥凝胶水泥颗粒水 方法：掺入矿物质掺合料 普通混凝土粗骨料与水泥石之间的界面上积滞着大量的Ca(OH)2； Ca(OH)2在界面上的结晶与定向排列，是混凝土强度与耐久性低下的主要原因。 改善砼中骨料与水泥石之间的界面结构，是高性能砼必须解决的关键技术。B 改善砼中水泥石与粗骨料之
17、间的界面结构C 改善混凝土中水泥石的孔结构 引入封闭孔。在相同的孔隙率下，封闭孔的渗透系数最低。方法：掺入优质引气剂。优质原材料3.2 影响混凝土性能的因素影响混凝土性能的因素（1）水泥特性对混凝土影响）水泥特性对混凝土影响Cement influence on durability of concrete高含碱量、高比表面积、高C3S、高C3A、高SO3 使水泥水化热大、水化快、早期强度高、徐变小、使混凝土延伸性低。易使混凝土温度收缩、自收缩和干燥收缩使混凝土开裂。（2）骨料特性对混凝土影响）骨料特性对混凝土影响Aggregate influence on durability of con
18、crete集料特性对混凝土耐久性的影响光滑的表面界面粘结性差碱活性ASR高空隙率不利于抗收缩和抗冻融低弹模增加体积收缩级配差增加水泥用量高含泥量粘结性差，增加干燥收缩很低的热膨胀系数与浆体变形不一致（3）拌和物特性对混凝土耐久性的影响）拌和物特性对混凝土耐久性的影响拌和物特性对混凝土耐久性的影响高水泥用量提高温度，增加收缩和易裂性低水泥用量增加渗透性高用水量增加体积收缩高细度掺和料增加自收缩和干燥收缩早强剂、防冻剂减小徐变、增加收缩（4）矿物掺和料对混凝土性能的影响）矿物掺和料对混凝土性能的影响（5）外加剂对混凝土性能的影响）外加剂对混凝土性能的影响（6）浇筑特性对混凝土耐久性影响）浇筑特性对
19、混凝土耐久性影响 Cast influence on durability of concrete浇筑特性对混凝土耐久性影响材料温度高浇筑后混凝土温度高环境温度高加速水化和干燥离析不均匀收缩表面水分蒸发快可造成塑性裂缝养护不足时早期干缩、长时间则凝胶多，后期干燥收缩大（7）环境对混凝土耐久性的影响）环境对混凝土耐久性的影响Environment influence on durability of concrete环境特性对混凝土耐久性的影响气候干燥混凝土干燥开裂混凝土处于地面以上无水分补充严寒地区路桥除冰盐影响冻融循环受冻融循环而开裂存在氯化物腐蚀钢筋存在硫酸盐等侵蚀性介质侵蚀混凝土 粉煤灰
20、（FA）：发电厂煤粉燃烧后的未燃尽无机残渣。磨细矿渣粉（BFS）：主要成份为CaO2、Al2O3和SiO2等。来自于铁矿石炼铁高炉。 硅粉（SF）：硅和含硅合金时所产生的副产品。偏高岭土粉（MK）：黏土经煅烧生成的无定形铝硅酸盐。 天然沸石粉（NZ）。 矿物掺合料的功能不同，起着不同的作用。重点讨论磨细矿渣粉和粉煤灰。3.3 矿物掺合料水泥、粉煤灰、矿渣的化学成分矿物掺合料一般具有如下作用： 1）填充骨料的间隙及形成润滑膜； 2）消纳氢氧化钙，改善过渡区（火山灰反应），同时生成胶凝性产物； 3）对水泥的分散作用，降低水胶比，改善水泥在低水胶比下的水化环境； 4）延缓初期水化速率，形成较低水胶比
21、、较大水灰比的有利环境； 5）降低温升，改善徐变能力，减小早期形成热裂缝的危险。 1、填充效应 2、流化效应 3、耐久效应 4、强度效应矿物掺合料产生效应粉煤灰粉煤灰 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，因此采用大，因此采用大掺量粉煤灰混凝土，同时添加高效减水剂时，可掺量粉煤灰混凝土，同时添加高效减水剂时，可以大幅度降低水胶比，获得普通混凝土条件下无以大幅度降低水胶比，获得普通混凝土条件下无法达到的使用效果。法达到的使用效果。扫描电镜下粉煤灰的形貌扫描电镜下粉煤灰的形貌粉煤灰对混凝土性能的影响粉煤灰对混凝土性能的影响1. 新拌混凝土新拌混凝土 1）增加浆体含量、增大粘聚性
22、、不易离析，改善增加浆体含量、增大粘聚性、不易离析，改善可泵性，容易振实；可泵性，容易振实； 2 2）延缓拌合物凝结时间，减小坍落度损失；）延缓拌合物凝结时间，减小坍落度损失； 3 3）减小泌水速率，但凝结时间延长）减小泌水速率，但凝结时间延长( (尤其低温季节）尤其低温季节），需要及早覆盖养护；，需要及早覆盖养护； 4 4）降低水化热。）降低水化热。粉煤灰对混凝土性能的影响粉煤灰对混凝土性能的影响2. .硬化混凝土硬化混凝土 1 1）早期强度发展速率延缓（程度取决所用水泥），但早期强度发展速率延缓（程度取决所用水泥），但也随温度升高加快；也随温度升高加快； 2 2）早期应力松弛作用强，抗裂性
23、能好；）早期应力松弛作用强，抗裂性能好； 3 3）后期微结构密实、强度增长幅度大，耐久性良好；）后期微结构密实、强度增长幅度大，耐久性良好； 4 4）预防混凝土的耐久性病害发生，如碱）预防混凝土的耐久性病害发生，如碱骨料反应。骨料反应。 5 5）提提高高混混凝凝土土抵抵抗抗环环境境因因素素劣劣化化破破坏坏的的能能力力。抗抗硫硫酸酸盐侵蚀、抗氯离子渗透等。盐侵蚀、抗氯离子渗透等。大掺量粉煤灰混凝土强度发展规律大掺量粉煤灰混凝土强度发展规律水泥水泥 150 kg/m3; 粉煤灰粉煤灰200 kg/m3；水胶比水胶比 0.29混凝土抗压强度：混凝土抗压强度： 3天天 22MPa （试件）试件） 7天
24、天 34MPa 28天天 52MPa 90天天 70MPa 365天天 100MPa 目前目前，国内外绝大多数有关粉煤灰混凝土的研究，都是在相国内外绝大多数有关粉煤灰混凝土的研究，都是在相同胶凝材料用量前提下，变化水泥与粉煤灰掺量，而不调整混同胶凝材料用量前提下，变化水泥与粉煤灰掺量，而不调整混凝土水胶比；以等坍落度评价拌合物的工作度；以检测普通水凝土水胶比；以等坍落度评价拌合物的工作度；以检测普通水泥混凝土的泥混凝土的20养护试件养护试件进行比较研究，其结果必然是随着粉进行比较研究，其结果必然是随着粉煤灰掺量增大、水泥用量减少，混凝土的强度发展速率和抗碳煤灰掺量增大、水泥用量减少，混凝土的强
25、度发展速率和抗碳化等耐久性能指标下降。化等耐久性能指标下降。 实际上，在骨料、粉煤灰的质量改善的前提下，变化拌合物实际上，在骨料、粉煤灰的质量改善的前提下，变化拌合物的水胶比、适当调整混凝土拌合物的坍落度，完全可以配制出的水胶比、适当调整混凝土拌合物的坍落度，完全可以配制出粉煤灰掺量大、强度发展满足工程要求，且其他性能优异的高粉煤灰掺量大、强度发展满足工程要求，且其他性能优异的高性能混凝土。性能混凝土。磨细高炉矿渣磨细高炉矿渣1) 需要干燥后粉磨，使用成本较高；需要干燥后粉磨，使用成本较高；2)2）密度、需水量与水泥接近，需水量随粉磨密度、需水量与水泥接近，需水量随粉磨细度变化小；细度变化小；
26、3)3）随细度增大，混凝土早期强度发展加快，）随细度增大，混凝土早期强度发展加快，适用于蒸养制品；适用于蒸养制品；4)4）开始水化后呈加速，比水泥快，掺量在）开始水化后呈加速，比水泥快，掺量在70%以上，才能起明显降低温升效果以上，才能起明显降低温升效果。 水泥颗粒水泥颗粒水泥颗粒水泥颗粒微微微微矿粉矿粉矿粉矿粉颗粒颗粒颗粒颗粒微微微微矿粉矿粉矿粉矿粉颗粒颗粒颗粒颗粒水化水化硅酸钙凝胶硅酸钙凝胶氢氧化钙晶体氢氧化钙晶体 无微无微矿粉矿粉混凝土的水化产物混凝土的水化产物掺加微掺加微掺加微掺加微矿粉矿粉矿粉矿粉混凝土的水化产物混凝土的水化产物混凝土的水化产物混凝土的水化产物致密致密致密致密的水化硅
27、酸钙凝胶的水化硅酸钙凝胶的水化硅酸钙凝胶的水化硅酸钙凝胶3.4 减水剂 品种品种性能性能第一代减水第一代减水剂第二代减水第二代减水剂第三代减水第三代减水剂木木钙、木、木钠、木、木镁等等萘系、密胺系、氨基磺酸系、脂肪系、密胺系、氨基磺酸系、脂肪系等系等聚聚羧酸系酸系减水率减水率一般一般掺量：量：5%8%饱和和掺量：量：12%左右左右一般一般掺量：量：15%20%饱和和掺量：量：30%左右左右一般一般掺量：量：25%30%饱和和掺量：大于量：大于45%对混凝土拌合混凝土拌合物物综合性能的合性能的影响影响超超掺时，缓凝凝严重，引气重，引气量大，量大，强强度下降度下降严重，重，单用用时易引起混凝土易引
28、起混凝土质量事故量事故掺萘系混凝土拌合物的坍落度系混凝土拌合物的坍落度损失失大、易泌水大、易泌水掺密胺系混凝土拌合物坍落度密胺系混凝土拌合物坍落度损失大失大、粘度大、粘度大混凝土拌合物流混凝土拌合物流动性和流性和流动性保持性保持好，很少好，很少发生泌水、分生泌水、分层、缓凝等凝等现象象强强度度发展展28d强强度比一般在度比一般在115%左左右右28d强强度比一般在度比一般在120%135%左右左右28d强强度比一般在度比一般在140%以上以上对混凝土体混凝土体积稳定性的影响定性的影响对混凝土的体混凝土的体积稳定性影定性影响不大响不大萘系增加混凝土塑性收系增加混凝土塑性收缩，一般也增，一般也增加
29、混凝土加混凝土28d的收的收缩率。密胺系可降率。密胺系可降低混凝土低混凝土28d的收的收缩率率与与萘系相比，系相比，对混凝土塑性收混凝土塑性收缩的的影响大大减少，一般不增加混凝土影响大大减少，一般不增加混凝土的的28d收收缩率。率。钾钠离子离子不大不大一般在一般在5%15%之之间一般在一般在0.2%1.5%之之间环保性能及其保性能及其他有害物他有害物质含含量量环保性好，一般不含有害保性好，一般不含有害物物质环保性能差，生保性能差，生产过程使用大量甲程使用大量甲醛、萘、苯酚等有害物、苯酚等有害物质，成分中也，成分中也含有一定量的有害物含有一定量的有害物质。生生产和使用和使用过程中均不含任何有害程
30、中均不含任何有害物物质，环保性能保性能优异。异。 聚羧酸系减水剂的特点：（1）高减水率）高减水率 水泥的分散能力强，减水率高，可大幅度降低砼单方用水量不同外加剂的用量与减水率关系不同外加剂的用量与减水率关系 （2）坍落度损失小）坍落度损失小 混凝土拌合物的流动性大，且保持混凝土坍落度损失功能好；高强混凝土坍落度的经时变化高强混凝土坍落度的经时变化 萘磺酸盐系高效减水剂是一种刚性链横卧吸附，减水率相对低，控制坍落度损失功能差。 聚羧酸系减水剂是齿轮型、引线型吸附。在水泥颗粒表面，形成立体排斥力。减水率高，控制坍落度损失功能好。 水泥粒子对减水剂吸附形态，因减水剂的类型及结构而不同，对减水性能及控
31、制坍落度损失均有很大影响。萘系减水剂特种木质素磺酸盐聚羧酸盐化学外加剂吸附模型 减水剂控制坍落度损失机理 （3）不含Na2SO4,碱含量低，对混凝土耐久性有利。（4）收缩小，对防止混凝土开裂有利（5）分子结构易于设计，容易接枝合成不同性能要求的产品3.5 小结 选用品质良好的原材料，较低的水胶比和较少的水泥用量，合理的应用矿物掺合料和高性能引气减水剂是实现混凝土高性能化的主要技术途径。 高效减水剂能降低砼的水灰比、增大坍落度和控制坍落度损失，赋予混凝土高的密实度和优异的施工性能。 矿物掺合料填充胶凝材料的空隙，参与胶凝材料的水化反应，除了降低水化热、提高混凝土的密实度外，还改善混凝土的界面结构
32、，提高混凝土的耐久性与强度。4、客运专线高性能混凝土的配制技术4.1 各技术标准的适用范围4.2 客运专线混凝土相关技术标准区别与联系4.3 关于水下混凝土的配制4.4 强度和耐久性评定龄期4.5 混凝土配合比的选定4、客运专线高性能混凝土的配制技术4.1各技术标准的适用范围验收标准：铁路混凝土工程施工质量验收补充标准：适用于客运专线铁路混凝土工程施工质量验收。（喷射混凝土和特种混凝土除外）客运专线铁路隧道工程施工质量验收暂行标准：适用于旅客列车设计行车速度200-350km/h的标准轨距客运专线铁路隧道工程施工的质量验收。客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准：适用于旅客列车设计行车速度2
33、00-350km/h的标准轨距客运专线铁路桥涵工程施工的质量验收。技术条件：客运专线高性能混凝土技术条件：适用于客运专线新建桥梁、隧道、涵洞、轨道、路基支挡等结构用混凝土。客运专线预应力混凝土预制梁暂行技术条件：适用于新建客运专线单线、双线及多线道碴桥面的先张法、后张法预应力混凝土预制简支梁及先简支后连续的预制简支结构（以下统称预制梁），无碴桥面预制梁可参考应用。350km/h客运专线有碴轨道预应力混凝土轨枕本技术条件：适用于时速350km的高速铁路有碴轨道用轨枕。 4.2 客运专线混凝土各相关标准区别与联系 混凝土的性能要求发生了变化： 除了以往意义上的坍落度、强度和弹性模量测试外， 新增加
34、了含气量、抗裂性、电通量、抗冻性、耐磨性、抗渗性等指标要求。(1)混凝土配合比选定试验的检验项目序号检验项目试验方法备注1坍落度普通混凝土拌和物性能试验方法标准（GB/T50080）2泌水率3含气量4抗裂性铁路混凝土工程施工质量验收补充标准附录C5抗压强度普通混凝土力学性能试验方法标准（GB/T50081）6电通量铁路混凝土工程施工质量验收补充标准附录H7弹性模量普通混凝土力学性能试验方法标准（GB/T50081）根据结构所处环境类别、设计要求等进行试验8抗冻性普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法（GBJ82）9耐磨性水泥胶砂耐磨性试验方法（JC/T421）10抗渗性普通混凝土长期性能和耐久性
35、能试验方法（GBJ82）(2)各技术标准中施工过程检验控制序号检验项目标准区别/联系砼验标补充规定HPC技术条件预制梁技术条件1坍落度50m3在浇筑地点每50m3混凝土取样检验一次。每班或每一结构部位至少2次。每批不大于50m32泌水率不要求每班至少一次不要求3含气量50m3在浇筑地点每50m3混凝土取样检验一次。每班或每一结构部位至少2次。每批不大于50m34抗裂性不要求不要求不要求5抗压强度按要求按不同规定同HPC6电通量不要求同标段、同施工工艺、同配合比混凝土至少进行一次抽检。每20000m3混凝土取样检验一次每批不大于20000m3梁体混凝土（1200C）7弹性模量按要求按不同规定同H
36、PC8抗冻性不要求需要时（同标段、同施工工艺、同配合比混凝土至少进行一次抽检。每20000m3混凝土取样检验一次。）每批不大于20000m3梁体混凝土(F200)9耐磨性不要求不要求不要求10抗渗性5000m3不要求每批不大于20000m3梁体混凝土(P20)备注还需护筋性试验（GB8076-97）4.3 关于水下混凝土的配制注意问题水下混凝土配合制强度应提高10-20%进行设计。 水下混凝土的质量应符合下列要求：标准养护试件强度应符合设计强度等级1.15 倍。钻芯取样试件的平均强度不应低于设计强度标准值。 4.4 强度和耐久性评定龄期序号混凝土种类强度耐久性1一般现浇钢筋混凝土56d56d2
37、预应力混凝土蒸养混凝土28dT+56d3自然养护混凝土28d56d4喷射混凝土28d无4.5 混凝土配合比的选定（1）主要技术参数的确定首先根据铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定和混凝土结构物所处的环境条件将混凝土的主要类别及性能要求确定要达到的技术指标。例如，见表1.（因具体设计图纸信息了解不十分详细，此分类参考了23局部分图纸资料，仅供参考）。例：郑西客专某项目高性能混凝土性能要求 表1结构类型强度等级耐久性要求坍落度（mm）含气量(%)电通量56d抗冻性56d抗渗性56d碱骨料反应抗裂性耐磨性护筋性水下灌注桩C301500C按规定对比试验2002024墩台身、隧道衬砌C301500CF30
38、0/或不要求P8按规定对比试验对比试验/或不要求18020/1302046.5/或24隧道仰拱C351500CF300按规定对比试验1302046.5梁体C501200CF200P20按规定对比试验不锈蚀1802024C55轨枕C601000CF300按规定对比试验601024（2）配合比选定 混凝土的配合比应根据原材料品质、设计强度等级、耐久性以及施工工艺对工作性的要求，通过计算、试配、调整等步骤选定。 配制的混凝土应满足施工要求，力学要求和耐久性等质量要求。 选定混凝土配合比基本规定：1、 C30及以下混凝土的胶凝材料总量不宜高于400 kg/m3，C35C40混凝土不宜高于450 kg/
39、m3，C50及以上混凝土不宜高于500 kg/m3。2、 掺加优质的粉煤灰、矿渣粉或硅灰等矿物掺合料。不同矿物掺合料的掺量应根据混凝土的性能通过试验确定。 混凝土中粉煤灰掺量大于30%时，混凝土的水胶比不得大于0.45。 预应力混凝土以及处于冻融环境的混凝土中粉煤灰的掺量不宜大于30%。3、 混凝土中应掺加适量符合本技术条件要求的混凝土外加剂。4 、 钢筋混凝土中氯离子总含量（包括水泥、矿物掺合料、粗骨料、细骨料、水、外加剂等所含氯离子含量之和）不应超过胶凝材料总量的0.10%，预应力混凝土的氯离子总含量不应超过胶凝材料总量的0.06。5、 混凝土的最大水胶比和最小胶凝材料用量应满足设计要求。
40、钢筋混凝土及预应力混凝土最大水胶比和最小胶凝材料用量（kg/m3)环境类别环境作用等级使用年限级别一（100年）二（60年）碳化环境T10.55， 2800.60， 260T20.50， 3000.55， 280T30.45， 3200.50， 300冻融破坏环境D10.50， 3000.55， 280D20.45， 3200.50， 300D30.40， 3400.45， 320D40.36， 3600.40， 340磨蚀环境M10.50， 3000.55， 280M20.45， 3200.50， 300M30.40， 3400.45， 3206 对于硫酸盐侵蚀环境中的混凝土结构，混凝土的胶
41、凝材料抗蚀系数应不小于0.80。7 碱骨料反应。注意： 当混凝土原材料、施工环境温度等发生较大变化时，应及时调整混凝土配合比。最好准备夏季施工和冬季施工两套技术方案。部分结构高性能混凝土参考配合比参数初选结构部位强度等级坍落度要求（mm）含气量要求(%)技术方案混凝土配合比胶材用量kg/m3水胶比粉煤灰%矿粉%水kg/m3水下灌注桩C30200202.04.0方案13760.4230/158墩台身、隧道衬砌C30180204.06.5方案13470.4230/146方案23470.422020146C35180204.06.5方案13650.4030/146方案23650.402020146C30130204.06.5方案13300.4230/138隧道仰拱C35130204.06.5方案13450.4030/138梁体C50180203.04.0方案14770.301530144 谢 谢！
