高速铁路或有耐久性设计要求混凝土配合比设计与施工控制.doc
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1、高速铁路或有耐久性设计要求混凝土配合比设计与施工控制一、高速铁路混凝土配合比设计依据1、混凝土强度等级高速铁路混凝土配合比设计时,需采用设计规定的强度等级。2、混凝土耐久性设计参数掌握设计文件中有关对混凝土耐久性设计要求,并参照铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定选用。.基本规定 C30及以下的混凝土的胶凝材料总量不宜高于400kg/m3,C35C40混凝土不宜高于450kg/m3,C50及以上混凝土不宜高于500kg/m3。 为提高混凝土的耐久性,改善混凝土的施工性能和抗裂性能,一般情况下,混凝土中的矿物掺和料掺量不宜小于胶凝材料总量的20%。混凝土中粉煤灰掺量大于30%时,混凝土水胶比不宜大于
2、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%。 应选用质量稳定且能改善混凝土拌和物性能、提高混凝土耐久性能、并与水泥之间具有良好的相容性的外加剂。.最大水胶比和最小胶凝材料用量混凝土的最大水胶比和最小胶凝材料用量应符合表1表2规定。表1 钢筋混凝土及预应力钢筋混凝土的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设计使用年限级别一(100年)二(60年)三(30年)碳化环境T1C30,0.55,280C25,0.60,260C25,0.65,260T2C35,0.50,300C30,0.55,280C25,0.60,260T3C40,0.45,32
3、0C35,0.50,300C35,0.50,300氯盐环境L1C40,0.45,320C35,0.50,300C35,0.50,300L2C45,0.40,340C40,0.45,320C40,0.45,320L3C50,0.36,360C45,0.40,340C45,0.40,340化学侵蚀环境H1C35,0.50,300C30,0.55,280C30,0.60,260H2C40,0.45,320C35,0.50,300C35,0.50,300H3C45,0.40,340C40,0.45,320C40,0.45,320H4C50,0.36,360C45,0.40,340C45,0.40,34
4、0冻融破坏环境D1C35,0.50,300C35,0.55,280C30,0.60,260D2C40,0.45,320C35,0.50,300C35,0.50,300D3C45,0.40,340C40,0.45,320C40,0.45,320D4C50,0.36,360C45,0.40,340C45,0.40,340磨蚀环境M1C35,0.50,300C30,0.55,280C30,0.60,260M2C40,0.45,320C35,0.50,300C30,0.50,300M3C45,0.40,340C40,0.45,320C30,0.45,320表2 素混凝土的最大水胶比和最小胶凝材料用量(
5、kg/m3)环境类别环境作用等级设计使用年限级别一(100年)二(60年)三(30年)碳化环境T1、T2、T3C30,0.60,280C25,0.65,260C25,0.65,260氯盐环境L1、L2、L3C30,0.60,280C25,0.65,260C25,0.65,260化学侵蚀环境H1C35,0.50,300C30,0.55,280C30,0.60,260H2C35,0.50,300C35,0.50,300H3H4冻融破坏环境D1C35,0.50,300C30,0.55,280C30,0.60,260D2C35,0.50,300C35,0.50,300D3D4磨蚀环境M1C30,0.5
6、5,280C25,0.60,260C25,0.65,260M2C35,0.50,300C30,0.55,280C30,0.60,260M3C35,0.50,300C35,0.50,300注:“”表示不宜采用素混凝土结构。.硫酸盐侵蚀环境下混凝土胶凝材料的要求对于硫酸盐侵蚀环境中的混凝土结构,除了配合比参数应满足表1、表2的要求外,混凝土的胶凝材料组成还应满足表3的要求,胶凝材料的抗蚀系数应不小于0.80。表3 硫酸盐侵蚀环境下混凝土胶凝材料的要求环境作用等级水泥品种水泥熟料中的C3A含量(%)粉煤灰或磨细矿渣粉的掺量(%)最小胶凝材料用量(kg/m3)H1普通硅酸盐水泥820300中抗硫酸盐硅
7、酸盐水泥5300H2普通硅酸盐水泥825330中抗硫酸盐硅酸盐水泥520300高抗硫酸盐硅酸盐水泥3300H3、H4普通硅酸盐水泥630360中抗硫酸盐硅酸盐水泥525360高抗硫酸盐硅酸盐水泥320360.混凝土含气量混凝土拌和物的入模含气量应符合表4的规定。表4 混凝土含气量环境条件无抗冻要求混凝土有抗冻要求混凝土D1D2、D3D4含气量(%)2.04.05.05.5.混凝土的耐久性指标 电通量 (在60V直流恒电压作用下6小时内通过混凝土的电量)所有按设计使用年限设计的混凝土的电通量应符合表5的规定。表5 混凝土的电通量设计使用年限级别一(100年)二(60年)、三(30年)电通量(56
8、d),CC3020002500C30C4515002000C5010001500注:本表是对所有按设计使用年限设计的混凝土的基本要求。当混凝土处于氯盐环境、化学侵蚀环境或冻融破坏环境时,混凝土的耐久性指标还应分别满足表6、表7及表8的规定。 氯离子在混凝土中的扩散系数 (在外界电场作用下,混凝土孔隙水中氯离子从高浓度区向低浓度区扩散过程的参数)氯盐环境下的钢筋混凝土结构,除满足表5电通量要求外,混凝土的氯离子扩散系数还应符合表6的规定。表6 氯盐环境下混凝土的氯离子扩散系数设计使用年限级别一(100年)二(60年)三(30年)环境作用等级L1L2L3L1L2L3L1L2L356d龄期氯离子扩散
9、系数DRCM(10-12m2/s)74410661077 混凝土抗硫酸盐等级 (混凝土试件在规定的试验条件下所能够经受的干湿循环次数)化学侵蚀环境下的混凝土结构,除满足表5电通量要求外,混凝土的抗硫酸盐等级还应符合表7的规定。表7 化学侵蚀环境下混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能设计使用年限级别一(100年)二(60年)三(30年)H1KS90KS60KS60H2KS120KS90KS90H3KS120KS120KS90H4KS150KS150KS120 混凝土的抗冻性等级 (混凝土试件在快冻法试验条件下所能承受的冻融循环次数)冻融破坏环境下的混凝土结构,除满足表5电通量要求外,混凝土的抗冻性还应符合表
10、8的规定,混凝土的气泡间隔系数还应满足表9的规定。表8 冻融破坏环境下混凝土的抗冻性设计使用年限级别一(100年)二(60年)三(30年)环境作用等级D1、D2D3、D4D1、D2D3、D4D1、D2D3、D4抗冻等级(56d)F300F350F250F300F200F250表9 冻融破坏环境下混凝土的气泡间隔系数环境条件D1D2D3D4平均气泡间隔系数(m)300250250200.混凝土中的碱含量混凝土中的碱含量应符合设计要求。设计无具体要求的,当骨料的碱硅酸反应砂浆棒膨胀率在0.10%0.30%时,除混凝土中的碱含量应符合表10的规定外,还应在混凝土中掺加具有明显抑制效能的矿物掺和料和外
11、加剂,并经试验证明抑制有效。表10 混凝土最大碱含量(kg/m3)设计使用年限级别一(100年)二(60年)三(30年)环境条件干燥环境3.53.53.5潮湿环境3.03.03.5含碱环境3.0注: 带号项目混凝土必须换用非碱活性骨料。 混凝土的总碱含量包括水泥、矿物掺和料、外加剂及水的碱含量之和。其中,矿物掺和料的碱含量以其所含可溶性碱计算。粉煤灰的可溶性碱量取粉煤灰总碱量的1/6,矿渣的可溶性碱量取矿渣总碱量的1/2,硅灰的可溶性碱量取硅灰总碱量的1/2。 干燥环境是指不直接与水接触、空气平均相对湿度长期不大于75%的环境;潮湿环境是指直接与水接触、干湿交替变化的环境、水下或与潮湿土壤接触
12、以及空气平均相对湿度长期大于75%的环境;含碱环境是指直接与海水、含碱工业废水、钾(钠)盐等接触的环境;干燥环境或潮湿环境与含碱环境交替变化时,均按含碱环境对待。 处于含碱环境中的设计年限为60年、30年的混凝土工程,在限制混凝土碱含量的同时,应对混凝土表面作防水、防碱涂层处理,否则应换用非碱活性骨料。.钢筋混凝土中引入的氯离子总含量不应超过胶凝材料总量的0.1%,预应力混凝土中引入的氯离子总含量不应超过胶凝材料总量的0.06%。.混凝土中三氧化硫总含量不应超过胶凝材料总量的4%。3、原材料品质指标和检验批次控制要求.水泥宜选用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥,混合材宜为磨细矿渣粉或粉煤灰。有耐硫酸
13、盐侵蚀要求的混凝土也可选用抗硫酸盐硅酸盐水泥。不宜使用早强水泥。水泥的质量品质指标及检验批次控制应符合表11的要求和规定。43表11 水泥品质指标技术要求及检验批次控制规定序号检验项目技 术 要 求进场检查复检批量抽检项目频次项目频次项目频次1 比表面积300350m2/kg(对硅酸盐水泥、抗硫酸盐水泥和普通硅酸盐水泥)每厂家、每编号核查供应商提供的质量证明文件。施工单位、监理单位均全部检查。下列情况之一时,检验一次:任何新选货源;连续使用同厂家、同品种、同等级水泥达6个月。施工单位试验检验;监理单位见证取样检验。同厂家、同出厂编号、同出厂日期且连续进场的散装水泥每500t(袋装水泥每200t
14、)为一批,不足上述数量时也按一批计。施工单位每批抽样试验一次;监理单位按施工单位抽检次数的10%进行见证检验,但至少1次。使用同厂家、同出厂编号的水泥达3个月及出厂日期达3个月的水泥。施工单位试验检验;监理单位见证取样检验。2凝结时间初凝45min,终凝600min(硅酸盐水泥终凝390min)3安定性沸煮法合格4强度各龄期强度不得低于商品强度等级的规定值(详见GB175-2007表3)5烧失量5.0%(P.O);3.5%(P.);3.0%(P.)6游离氧化钙1.0%7 MgO含量5.0%8SO3含量3.5%9 氯离子含量0.06%10 碱含量0.8%11 助磨剂种类及掺量详见GB175-20
15、07的5.212石膏种类及掺量详见GB175-2007的5.213混合材种类及掺量详见GB175-2007的5.214熟料中的C3A含量非氯盐环境不应超过8%,氯盐环境下不应超过10%备注: 当骨料具有碱-硅酸反应活性时,水泥的碱含量不应超过0.6%。 C40及以上混凝土用水泥的碱含量不宜超过0.6%。 轨道板用水泥的比表面积可超过本表要求。.矿物掺和料矿物掺和料(粉煤灰、磨细矿渣粉、硅灰、复合掺和料)的质量品质指标及检验批次控制应符合表12的要求和规定。表12 矿物掺和料品质指标技术要求及检验批次控制规定类别序号检验项目技术要求进场检查复检批量抽检C50C50项目频次项目频次项目频次粉煤灰1
16、细度25.0%12.0%每厂家、每编号核查供应商提供的质量证明文件。施工单位、监理单位均全部检查。下列情况之一时,检验一次:任何新选货源;使用同厂家、同规格达6个月。施工单位试验检验;监理单位见证检验或平行检验。同厂家、同编号、同出厂日期的产品每200t为一批,不足200t时也按一批计。施工单位每批抽样试验一次;监理单位按施工单位抽检次数的10%分别进行平行检验和见证检验,均不少于1次。使用同厂家、同出厂编号达3个月及出厂日期达3个月的粉煤灰。施工单位试验检验;监理单位见证取样检验。2需水量比105%95%3烧失量8.0%5.0%4Cl-含量0.02%5含水量1.0%(对干排灰)6SO3含量3
17、.0%7CaO含量10%(对于硫酸盐侵蚀环境)8游离CaO含量1.0%(F类粉煤灰);4.0%(C类粉煤灰)9安定性5.0(雷氏夹沸煮后增加距离)表12 矿物掺和料品质指标技术要求及检验批次控制规定(续)类别序号检验项目技术要求进场检查复检批量抽检C50C50项目频次项目频次项目频次磨细矿渣粉1密度2.8g/cm3每厂家、每编号核查供应商提供的质量证明文件。施工单位、监理单位均全部检查。下列情况之一时,检验一次:任何新选货源;使用同厂家、同规格达6个月。施工单位试验检验;监理单位见证检验或平行检验。同厂家、同编号、同出厂日期的产品每200t为一批,不足200t时也按一批计。施工单位每批抽样试验
18、一次;监理单位按施工单位抽检次数的10%分别进行平行检验和见证检验,均不少于1次。使用同厂家、同出厂编号达3个月及出厂日期达3个月的粉煤灰。施工单位试验检验;监理单位见证取样检验。2比表面积350500/kg3流动度比95%4烧失量3.0%5MgO含量14.0%6SO3含量4.0%7Cl-含量0.06%8含水量1.0%97d活性指数75%28d活性指数95%表12 矿物掺和料品质指标技术要求及检验批次控制规定(续)类别序号检验项目技术要求进场检查复检批量抽检C50C50项目频次项目频次项目频次硅灰1烧失量6%每厂家、每编号核查供应商提供的质量证明文件。施工单位、监理单位均全部检查。下列情况之一
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