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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1-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2-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3-混凝土混凝土定定义义：是一种将具有胶：是一种将具有胶结结性性质质的材料和骨料的材料和骨料或集料（如石、砂）以及填料（粉或集料（如石、砂）以及填料（粉细颗细颗粒）粒）混合并混合并浇浇注成型后，注成型后，经经凝固硬化而粘凝固硬化而粘结结成成为为整体的一系列建筑材料。整体的一系列建筑材料。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4-With cement as cementitious materials and the most widely used materials in modern civil and architectural constructions以水泥以水泥为为胶胶结结材，在材，在现现代土木建筑工程中最代土木建筑工程中最为为广泛广泛应应用的一用的一类类建筑材料。建筑材料。水泥混凝土水泥混凝土混凝土混凝土Cement Concrete-Concrete5-20世世纪纪8080年代，美国国家材料委年代，美国国家材料委员员会提会提出：要出：要为为新世新世纪纪的基的基础设础设施建施建设设开开发发高性能高性能的建筑材料，包括的建筑材料，包括钢钢材、混凝土、塑料等。材、混凝土、塑料等。19901990年年5 5月，在美国月，在美国马马里里兰兰州州Gaithers-burg 城由城由 NIST 和和 ACI 主主办办了第一次关于了第一次关于HPC的国的国际际研研讨讨会，会会，会议议首次提出关于高性首次提出关于高性能混凝土的定能混凝土的定义义。6-定定义义 高性能混凝土高性能混凝土具有所要求的性能和匀具有所要求的性能和匀质质性的性的混凝土。例如易于混凝土。例如易于浇浇注和注和压实压实而不离析、高而不离析、高长长期力学期力学性能、高早性能、高早强强、高、高韧韧性、体性、体积稳积稳定、定、严严酷酷环环境中使用境中使用寿命寿命长长。采用采用传统传统的的组组分、普通的分、普通的搅搅拌、拌、浇浇注与养注与养护护操作，操作，是不可能日常生是不可能日常生产这产这种混凝土的。种混凝土的。高性能混凝土国高性能混凝土国际际研研讨讨会（会（1990）7-高性能混凝土的特性，是高性能混凝土的特性，是针对针对一定的一定的应应用用和和环环境所要求的。例如：境所要求的。例如：易于易于浇浇注注 早期早期强强度度 渗透性渗透性 水化水化热热 体体积稳积稳定性定性 可可捣实捣实、不离析、不离析长长期力学性期力学性质质密度密度 韧韧性性在在服服务务环环境境中中运运行行寿命寿命长长久久8-高性能混凝土的高性能混凝土的许许多特性是相互关多特性是相互关联联的，的，改改变变其中一个常其中一个常牵牵扯到一或多个其他特性扯到一或多个其他特性发发生生变变化。因此，如果化。因此，如果对对某一某一应应用提供的混凝土有若干用提供的混凝土有若干特性必特性必须须同同时满时满足，足，则则必必须须将其中每一将其中每一项项都在合都在合同同书书上上规规定清楚。定清楚。美国混凝土学会美国混凝土学会 19989-高性能混凝土高性能混凝土为为一种新型高技一种新型高技术术混凝土，混凝土，是在大幅度提高普通混凝土性能的基是在大幅度提高普通混凝土性能的基础础上采上采用用现现代混凝土技代混凝土技术术制作的混凝土，是以耐久制作的混凝土，是以耐久性作性作为设计为设计的主要指的主要指标标，针对针对不同用途的要不同用途的要求，求，对对下列性能有重点的加以保下列性能有重点的加以保证证：耐久性、：耐久性、施工性、适用性、施工性、适用性、强强度、体度、体积稳积稳定性和定性和经济经济性。性。吴中吴中伟伟 国内高性能混凝土的定国内高性能混凝土的定义义10-高性能混凝土高性能混凝土(high 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。混凝土混凝土结结构耐久性构耐久性设计设计与施工指南与施工指南（CECS2004-01）11-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、抗渗性能等耐久性指标尚有一些未体现的指标如绝热温升、徐变、收缩等12-19871987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年年，就就已已不不同同程程度度地地破破坏坏，且且每每年年还还将将新新增增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：1010万万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浇筑筑后后一一个个月月内内就就出出现现间间隔隔13米米的的贯贯穿穿性性裂裂缝缝。2、高性能混凝土的、高性能混凝土的发发展与展与应应用用现现状状13-不是不是强强度，而是混凝土的度，而是混凝土的坚坚固性（没有固性（没有裂裂缝缝）对对其运行条件下保其运行条件下保证证混凝土的水密性和混凝土的水密性和耐久性起关耐久性起关键键的作用。的作用。P.K.Mehta 耐久性耐久性影响未来的关影响未来的关键问题键问题14-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（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15-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16-一个不透水，但存在非一个不透水，但存在非连续连续微裂微裂缝缝，且多孔的，且多孔的钢钢筋混凝土筋混凝土结结构构环环境作用（第一境作用（第一阶阶段）段）（无可（无可见损伤见损伤）1.1.侵侵蚀蚀作用作用（冷（冷热热循循环环、干湿循、干湿循环环）2.2.荷荷载载作用作用（循（循环环荷荷载载、冲、冲击击荷荷载载）由于微裂由于微裂缝缝和孔隙和孔隙连连通起来，不透水性逐通起来，不透水性逐渐丧渐丧失失环环境作用（第二境作用（第二阶阶段）段）（损伤损伤的开始与的开始与扩扩展）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压增大、混凝土膨增大、混凝土膨胀胀：钢钢筋筋锈蚀锈蚀、碱、碱-骨料反骨料反应应、水、水结结冰、硫酸冰、硫酸盐盐侵侵蚀蚀B：混凝土：混凝土强强度与度与刚刚度降低度降低开裂、剥落与整体性开裂、剥落与整体性丧丧失失混凝土受混凝土受环环境作用境作用产产生劣化的生劣化的“整体性整体性”模型模型17-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。18-1 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19-2 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20-3 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，胶凝材料用量500kg/m3，其中水泥60，其余为矿渣及粉煤灰。现现现现代高性能混凝土的代高性能混凝土的代高性能混凝土的代高性能混凝土的应应应应用用用用实实实实例例例例21-4、长江三峡大坝现现现现代高性能混凝土的代高性能混凝土的代高性能混凝土的代高性能混凝土的应应应应用用用用实实实实例例例例22-长江三峡大坝（2002/11/17）23-东海大桥杭州湾大桥深港大桥（西部通道）珠港大桥24-3、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25-3.1混凝土如何高性能化（1）高性能混凝土的高性能混凝土的结结构特点构特点高性能混凝土是在与普通混凝土相高性能混凝土是在与普通混凝土相对对比的基比的基础础上提出的上提出的概念。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减少、减少、CSH和和AFt增多增多C、未水化、未水化颗颗粒多，未水化粒多，未水化颗颗粒和粒和矿矿物物细掺细掺料等各料等各级级中中心心质质增多，各中心增多，各中心质间质间距离距离缩缩短，有利的中心短，有利的中心质质效效应应增增多，中心多，中心质质网网络络骨架得到骨架得到强强化化D、界面、界面过过渡渡层层厚度小，并且孔隙率低、厚度小，并且孔隙率低、Ca(OH)2数量数量减少，取向程度下降减少，取向程度下降26-(2)混凝土高性能化的途径和方法混凝土高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时时混混凝凝土才具有可施工的流土才具有可施工的流动动性。性。方法：方法：掺掺入高效减水入高效减水剂剂 27-水灰比与水泥石水灰比与水泥石结结构构水水泥浆水泥石水泥凝胶水泥颗粒水28-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间的界面结构29-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。30-优质原材料31-3.2 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）水泥特性对对混凝土影响混凝土影响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。32-（2）骨料特性）骨料特性对对混凝土影响混凝土影响Aggregate influence on durability of concrete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33-（3）拌和物特性）拌和物特性对对混凝土耐久性的影响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34-（4）矿矿物物掺掺和料和料对对混凝土性能的影响混凝土性能的影响（5）外加）外加剂对剂对混凝土性能的影响混凝土性能的影响35-（6）浇浇筑特性筑特性对对混凝土耐久性影响混凝土耐久性影响 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36-（7）环环境境对对混凝土耐久性的影响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37-粉煤灰（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38-水泥、粉煤灰、矿渣的化学成分39-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、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。40-1、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41-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，因此采用大用大掺掺量粉煤灰混凝土，同量粉煤灰混凝土，同时时添加高效减水添加高效减水剂时剂时，可以大幅度降低水胶比，可以大幅度降低水胶比，获获得普通混得普通混凝土条件下无法达到的使用效果。凝土条件下无法达到的使用效果。42-扫扫描描电镜电镜下粉煤灰的形貌下粉煤灰的形貌43-粉煤灰粉煤灰对对混凝土性能的影响混凝土性能的影响1.新拌混凝土新拌混凝土 1）增加增加浆浆体含量、增大粘聚性、不易离析，改体含量、增大粘聚性、不易离析，改善可善可泵泵性，容易振性，容易振实实；2 2）延）延缓缓拌合物凝拌合物凝结时间结时间，减小坍落度，减小坍落度损损失；失；3 3）减小泌水速率，但凝）减小泌水速率，但凝结时间结时间延延长长(尤其低温尤其低温季季节节），需要及早覆盖养），需要及早覆盖养护护；4 4）降低水化）降低水化热热。44-45-粉煤灰粉煤灰对对混凝土性能的影响混凝土性能的影响2.硬化混凝土硬化混凝土 1 1）早期）早期强强度度发发展速率延展速率延缓缓（程度取决所用水泥），（程度取决所用水泥），但也随温度升高加快；但也随温度升高加快；2 2）早期）早期应应力松弛作用力松弛作用强强，抗裂性能好；，抗裂性能好；3 3）后期微）后期微结结构密构密实实、强强度增度增长长幅度大，耐久性良幅度大，耐久性良好；好；4 4）预预防防混混凝凝土土的的耐耐久久性性病病害害发发生生，如如碱碱骨骨料料反反应应。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。抗抗硫酸硫酸盐盐侵侵蚀蚀、抗、抗氯氯离子渗透等。离子渗透等。46-大大掺掺量粉煤灰混凝土量粉煤灰混凝土强强度度发发展展规规律律水泥水泥 150 kg/m3;粉煤灰粉煤灰200 kg/m3；水胶比水胶比 0.29混凝土抗混凝土抗压压强强度：度：3天天 22MPa （试试件）件）7天天 34MPa 28天天 52MPa 90天天 70MPa 365天天 100MPa47-目前目前，国内外国内外绝绝大多数有关粉煤灰混凝土的研究，都是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，在相同胶凝材料用量前提下，变变化水泥与粉煤灰化水泥与粉煤灰掺掺量，而量，而不不调调整混凝土水胶比；以等坍落度整混凝土水胶比；以等坍落度评评价拌合物的工作度；价拌合物的工作度；以以检测检测普通水泥混凝土的普通水泥混凝土的20养养护试护试件件进进行比行比较较研究，其研究，其结结果必然是随着粉煤灰果必然是随着粉煤灰掺掺量增大、水泥用量减少，混凝土量增大、水泥用量减少，混凝土的的强强度度发发展速率和抗碳化等耐久性能指展速率和抗碳化等耐久性能指标标下降。下降。实际实际上，在骨料、粉煤灰的上，在骨料、粉煤灰的质质量改善的前提下，量改善的前提下，变变化拌化拌合物的水胶比、适当合物的水胶比、适当调调整混凝土拌合物的坍落度，完全可整混凝土拌合物的坍落度，完全可以配制出粉煤灰以配制出粉煤灰掺掺量大、量大、强强度度发发展展满满足工程要求，且其他足工程要求，且其他性能性能优优异的高性能混凝土。异的高性能混凝土。48-磨磨细细高炉高炉矿矿渣渣1)需要干燥后粉磨，使用成本需要干燥后粉磨，使用成本较较高；高；2)2）密度、需水量与水泥接近，需水量随密度、需水量与水泥接近，需水量随粉磨粉磨细细度度变变化小；化小；3)3）随）随细细度增大，混凝土早期度增大，混凝土早期强强度度发发展加展加快，适用于蒸养制品；快，适用于蒸养制品；4)4）开始水化后呈加速，比水泥快，）开始水化后呈加速，比水泥快，掺掺量量在在70%以上，才能起明以上，才能起明显显降低温升效果降低温升效果。49-水泥水泥水泥水泥颗颗颗颗粒粒粒粒微微微微矿矿矿矿粉粉粉粉颗颗颗颗粒粒粒粒微微微微矿矿矿矿粉粉粉粉颗颗颗颗粒粒粒粒50-水化硅酸水化硅酸钙钙凝胶凝胶氢氢氧化氧化钙钙晶体晶体 无微无微矿矿粉混凝土的水化粉混凝土的水化产产物物51-掺掺掺掺加微加微加微加微矿矿矿矿粉混凝土的水化粉混凝土的水化粉混凝土的水化粉混凝土的水化产产产产物物物物致密的水化硅酸致密的水化硅酸致密的水化硅酸致密的水化硅酸钙钙钙钙凝胶凝胶凝胶凝胶52-3.4 减水剂53-品种品种性能性能第一代减水第一代减水剂剂第二代减水第二代减水剂剂第三代减水第三代减水剂剂木木钙钙、木、木钠钠、木、木镁镁等等萘萘系、密胺系、氨基磺酸系、系、密胺系、氨基磺酸系、脂肪系等脂肪系等聚聚羧羧酸系酸系减水率减水率一般一般掺掺量：量：5%8%饱饱和和掺掺量：量：12%左右左右一般一般掺掺量：量：15%20%饱饱和和掺掺量：量：30%左右左右一般一般掺掺量：量：25%30%饱饱和和掺掺量：大于量：大于45%对对混凝土拌合混凝土拌合物物综综合性能的合性能的影响影响超超掺时掺时，缓缓凝凝严严重，引气重，引气量大，量大，强强度下降度下降严严重，重，单单用用时时易引起混凝土易引起混凝土质质量事量事故故掺萘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损失失大、易泌水大、易泌水掺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动性和流性和流动动性保持性保持好，很少好，很少发发生泌水、分生泌水、分层层、缓缓凝等凝等现现象象强强度度发发展展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%以上以上对对混凝土体混凝土体积积稳稳定性的影响定性的影响对对混凝土的体混凝土的体积稳积稳定性影定性影响不大响不大萘萘系增加混凝土塑性收系增加混凝土塑性收缩缩，一般也增，一般也增加混凝土加混凝土28d的收的收缩缩率。密胺系可降率。密胺系可降低混凝土低混凝土28d的收的收缩缩率率与与萘萘系相比，系相比，对对混凝土塑性收混凝土塑性收缩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收收缩缩率。率。钾钠钾钠离子离子不大不大一般在一般在5%15%之之间间一般在一般在0.2%1.5%之之间间环环保性能及其保性能及其他有害物他有害物质质含含量量环环保性好，一般不含有害保性好，一般不含有害物物质质环环保性能差，生保性能差，生产过产过程使用大量甲程使用大量甲醛醛、萘萘、苯酚等有害物、苯酚等有害物质质，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质。生生产产和使用和使用过过程中均不含任何有害程中均不含任何有害物物质质，环环保性能保性能优优异。异。54-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不同外加剂剂的用量与减水率关系的用量与减水率关系 55-（2）坍落度）坍落度损损失小失小 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；56-高高强强混凝土坍落度的混凝土坍落度的经时变经时变化化 57-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，对减水性能及控制坍落度损失均有很大影响。58-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 59-减水剂控制坍落度损失机理 60-（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61-3.5 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，提高混凝土的耐久性与强度。62-4、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63-4、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200-350km/h的标准轨距客运专线铁路桥涵工程施工的质量验收。64-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。65-4.2 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，新增加了含气量、抗裂性、电通量、抗冻性、耐磨性、抗渗性等指标要求。66-(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能试验方法（GBJ82）67-(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HPC8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）68-4.3 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。69-4.4 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70-4.5 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）。71-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C301500CF300/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60102472-（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。73-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/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%。74-3、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。75-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M10.50，3000.55，280M20.45，3200.50，300M30.40，3400.45，32076-6 对于硫酸盐侵蚀环境中的混凝土结构，混凝土的胶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。77-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 78-谢 谢！79-