客运专线铁路高性能混凝土技术条件

客运专线铁路高性能混凝土技术条件前言为统一客运专线铁路高性能混凝土质量标准，明确高性能混凝土施工控制技术要点，确保混凝土结构的长期耐久性能，特制订本技术条件。本技术条件主要参考“京沪高速铁路高性能混凝土应用试验研究”等最新科研成果以及国内外有关标准和规范编制，采纳了《铁路混凝土与砌体工程施工规范》、《铁路混凝土与砌体工程施工质量验收规范》、《混凝土结构工程施工质量验收规范》和《铁路混凝土工程预防碱—骨料反应技术条件》中的部分内容。与普通混凝土相比，高性能混凝土的配制与施工要求具有如下特点：1、选用低水化热和低碱含量的水泥，尽可能避免使用早强水泥和高C3A含量的水泥；2、选用球形粒形、吸水率低、空隙率小的洁净骨料，严格控制骨料的针片状颗粒含量和空隙率，粗骨料宜采用二级配石；3、适量掺用规定品质的优质粉煤灰、磨细矿渣粉等矿物掺和料或复合矿物掺和料；4、采用具有高效减水、适量引气、能细化混凝土孔结构、能明显改善或提高混凝土耐久性能的专用复合外加剂，尽量降低拌合水用量；5、严格控制混凝土的最大水胶比、最小水泥用量和最大胶凝材料用量，尽可能减少混凝土胶凝材料中的水泥用量；6、严格控制混凝土拌合物的入模温度、入模含气量和泌水率，灌注桩混凝土的入模温度不大于30℃，其它混凝土的入模温度不大于25℃；7、严格控制混凝土的搅拌、运输、浇筑和振捣作业程序，强化混凝土的保湿保温养护过程；混凝土养护期间实行温度监控，最高养护温度不大于50℃，芯部最高温度不大于65℃，芯部与表层、表层与环境之间的温差不大于15℃（梁体）或20℃；8、通过施工前对原材料品质和配合比混凝土耐久性进行检验，施工过程对原材料品质和混凝土耐久性进行批量抽检，施工后对实体混凝土的表观质量进行检查，实现对混凝土施工全过程的质量监控，从而确保混凝土的长期耐久性能。本技术条件由铁道部科学技术司负责解释。主编单位：铁道科学研究院参编单位：中铁十二局集团有限公司主要起草人：谢永江仲新华张勇杨富民李启棣汪加蔚朱长华贾耀东黄直久目录1范围2引用标准3术语4基本规定5技术要求5.1高性能混凝土原材料品质指标5.2高性能混凝土拌合物性能5.3高性能混凝土力学性能5.4高性能混凝土耐久性能6试验方法7施工控制要点7.1高性能混凝土施工前准备7.2高性能混凝土原材料管理7.3高性能混凝土配合比目录7.4高性能混凝土搅拌7.5高性能混凝土运输7.6高性能混凝土浇筑7.7高性能混凝土振捣7.8高性能混凝土养护7.9高性能混凝土质量检验附录A高性能混凝土原材料及性能检验要求附录B高性能混凝土抗裂性测试及评价方法附录C高性能混凝土拌合物性能检验要求附录D高性能混凝土力学性能检验要求附录E高性能混凝土实体结构耐久性能检验要求条文说明1范围1.0.1本技术条件适用于京沪高速铁路预应力混凝土梁及桥梁基础、墩台、承台、涵洞等混凝土结构。1.0.2本技术条件适用于一般室外环境条件（一般地区的露天环境、水位变动环境、干湿交替环境、饱水环境）、一般冻融环境条件（寒冷和微冻地区的露天环境、水位变动环境、干湿交替环境、饱水环境）以及中等以下侵蚀程度的环境水条件。中等侵蚀程度环境水的侵蚀类别及其条件特征列于表1.0.2。表1.0.2环境条件特征环境类别地质条件水质pH值侵蚀程度硫酸盐侵蚀石膏地层7.0～8.0[SO42-]＝1001～2000mg/L含盐地层7.5～9.0[SO42-]＝2001～4000mg/L镁盐侵蚀含镁盐渍土、盐田、海水8.0～10.0[Mg2+]＝3001～7500mg/L盐类结晶侵蚀干旱地区盐渍土、碱土、滨海平原盐渍土8.0～12.0溶解盐类含量16～30g/L硫酸型酸性侵蚀煤系地层、黑色岩层、有色金属矿田、矿脉6.0～5.0[SO42-]＝251～1000mg/L溶出型侵蚀（含碳酸型侵蚀）富含有机质的淤泥和土壤，低矿化度河水和地下水6.0～5.0[HCO3-]＜0.7mmol/L注：寒冷地区和微冻地区是指其最冷月的平均气温t分别为-8℃t-3℃和-3℃≤t≤2.5℃。1.0.3当混凝土结构所处环境类别和条件特征不符合表1.0.2的规定，或当结构处于多种类型环境同时作用时，应参照有关标准另行设计。2引用标准下列标准所包括的条文，通过在本技术条件中引用而构成为本技术条件的条文。本技术条件出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本技术条件的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。GB/T176—1996水泥化学分析方法GB175—1999硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥JGJ52—92普通混凝土用砂质量标准及检验方法JGJ53—92普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法GB1596—91用于水泥和混凝土中的粉煤灰GB/T18736—2002高强高性能混凝土用矿物外加剂GB/T18046—2000用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉GB/T8077—2000混凝土外加剂匀质性试验方法GB8076—1997混凝土外加剂JC473—2001混凝土泵送剂JGJ63—89混凝土拌合用水标准GB/T50080—2002普通混凝土拌合物性能试验方法标准GB/T50081—2002普通混凝土力学性能试验方法标准GBJ82—85普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法ASTMC1202—97混凝土Cl-渗透电量快速测定方法GB2420—81水泥抗硫酸盐侵蚀快速试验方法GB/T2419－94水泥胶砂流动度测定方法TB/T2922.1—1998铁路混凝土用骨料碱活性试验方法岩相法TB/T2922.5—2002铁路混凝土用骨料碱活性试验方法快速砂浆棒法TB/T3054—2002铁路混凝土工程预防碱—骨料反应技术条件TB10426—2004铁路工程结构混凝土强度检测规程JGJ/T10—95混凝土泵送施工技术规程3术语3.0.1环境作用能引起结构材料性能劣化或腐蚀的环境因素（如温度、湿度及各种有害物质等）施加于结构上的作用。3.0.2腐蚀材料与环境因素发生物理、化学、电化学作用过程中的性能损伤与破坏。3.0.3结构耐久性结构及其部件在可能引起材料性能劣化的各种因素作用下长期维持其应有功能的能力。3.0.4水泥碱含量水泥中等当量氧化钠（氧化钠和0.658倍氧化钾的质量百分含量之和）的含量，以质量百分率表示。3.0.5胶凝材料用于配制混凝土的水泥、矿物掺和料以及专用复合外加剂的总称。矿物掺和料和专用复合外加剂在混凝土配比中的用量，通常以其占胶凝材料总量的百分比（重量比）表示。3.0.6水胶比混凝土的用水量与胶凝材料总量之比（重量比）。3.0.7矿物掺和料在混凝土搅拌过程中加入的用于改善新拌和硬化混凝土性能（特别是混凝土耐久性）、具有一定细度与活性的某些矿物类产品，如粉煤灰、磨细矿渣粉等，可单一使用或复合使用。3.0.8专用复合外加剂对水泥分散能力强、适应性好、减水率高、坍落度损失小、能明显改善和提高混凝土耐久性能、专用于高性能混凝土的复合型外加剂。3.0.9高性能混凝土以耐久性为基本要求，在采用常规材料和工艺制造的水泥基混凝土中掺入一定量的矿物掺和料和专用复合外加剂，取用较低的水胶比和较少的水泥用量，并在施工时采取严格的质量控制措施制备的满足要求的力学性能并具有较高的耐久性能和良好的工作性能的混凝土。3.0.10混凝土含气量混凝土中掺入专用复合外加剂后形成的大量微细气泡与混凝土的体积比。这些气泡相邻边缘之间的距离的平均值称为气泡间距系数。4基本规定4.0.1混凝土结构(包括构件,下同)设计应包括进行混凝土结构的耐久性设计。混凝土结构的耐久性设计应包括如下主要内容：1、结构的使用环境及其环境对结构腐蚀性的调查与说明；2、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、桥面板、桥面防水层、伸缩缝、栏杆、电缆槽等)的使用年限明细表；在结构的设计使用年限内需要更换或修理的结构部件名称及其预期的修补或更换期限；3、混凝土施工质量控制与质量保证的有关规定与要求；4、在使用过程中对结构进行正常维修的具体内容和对某些结构部件进行更换的具体要求；5、特殊或严重腐蚀性环境作用下对结构采取的外部辅助防护措施；6、在设计使用年限内对结构进行监测、定期检测和评估的具体要求。4.0.2混凝土结构耐久性设计应遵循以下原则：1、选用质量稳定并有利于改善混凝土抗裂性能的低水化热、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；适当降低混凝土的水胶比并在混凝土中掺入足量的掺和料和专用复合外加剂。2、增加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（钢筋外缘至混凝土表面的距离）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。3、采取必要的结构构造措施和防、排水措施，尽量避免混凝土在使用过程中经受干湿交替作用，且便于施工时对混凝土进行捣固和养护。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的形式；对于可能受雨淋或积水的结构，应将其表面形状设计成有利于排水和通风的形式；将水平表面做成斜面，避免水汽在混凝土表面积聚。设置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。排水管的出口不得紧贴混凝土结构表面，出口应离开结构墩柱一定距离。尽量将结构的施工缝和连接缝位置避开可能遭受最不利局部腐蚀性环境作用的部位（如桥礅中的浪溅区和水位变动区、干湿交替区）。4、混凝土的设计强度等级不得低于C30。5、设置用于检测、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。6、充分考虑工程业主和运营管理单位对结构采取补救措施的可能性。4.0.3应尽量选用非碱活性骨料配制混凝土。因条件所限不得不采用碱—硅酸反应活性骨料时，骨料的快速砂浆棒膨胀率不得超过0.20%，且混凝土的总碱含量应不大于3.0kg/m3。严禁使用碱—碳酸盐反应活性骨料。4.0.4除应满足本技术条件的要求外，高性能混凝土还应符合现行国家标准和部颁标准的其它有关规定。5技术要求5.1高性能混凝土原材料的品质5.1.1水泥水泥宜采用品质稳定、强度等级不低于42.5级的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，其品质应符合GB175—1999的有关规定。水泥的比表面积不宜超过350m2/kg，碱含量不应超过0.60%，游离氧化钙含量不应超过1.5%。水泥熟料中C3A的含量不宜超过8%。5.1.2细骨料细骨料应选择级配合理、质地均匀坚固的天然中粗河砂，细度模数宜为2.6～3.2。不宜使用机制砂和山砂，严禁使用海砂。细骨料的品质应满足表5.1.2的要求。表5.1.2细骨料的品质指标序号项目指标C30～C45≥C5015mm筛的累计筛余量，%0～520.63mm筛的累计筛余量，%40～7030.16mm筛的累计筛余量，%95～1004含泥量（按质量计），%≤2.0≤1.55吸水率（按质量计），%≤2.06泥块含量（按质量计），%≤0.5≤0.17硫化物及硫酸盐含量（折算成SO3，按质量计），%≤1.0≤0.58云母含量（按质量计），%≤1.0≤0.59轻物质含量（按质量计），%≤1.010有机物含量合格11坚固性，%≤8≤512氯离子含量，%≤0.06≤0.0213碱活性（碱—硅酸反应膨胀率），%＜0.10注：因条件所限不得不采用碱—硅酸反应砂浆棒膨胀率为0.10%～0.20%的活性骨料时，由各种原材料带入混凝土中的总碱量不应超过3.0kg/m3。5.1.3粗骨料粗骨料应采用级配合理、质地均匀坚固的碎石，也可采用碎卵石或卵石，不宜采用砂岩碎石。粗骨料宜采用二级配石。粗骨料的最大公称粒径不大于31.5mm，且不宜超过钢筋保护层厚度的2∕3，不得超过钢筋最小间距的3∕4。配制强度等级C50及以上预应力结构用混凝土时，粗骨料最大公称粒径应不大于25mm。粗骨料的品质应满足表5.1.3的要求。5.1.4矿物掺和料5.1.4.1粉煤灰表5.1.3粗骨料品质指标序号项目指标C30～C45≥C50