耐久性混凝土

1、耐久性混凝土根據(jù)鐵路混凝土結構耐久性設計暫行規(guī)定客運專線鐵路混凝土工程施工質量驗收補充標準客運專線鐵路混凝土工程施工技術指南二00九年七月1前 言鐵路混凝土結構耐久性設計暫行規(guī)定頒布后，現(xiàn)行鐵路混凝土結構耐久性的要求低于本暫規(guī)的均以本暫規(guī)為準。鐵路混凝土工程施工質量驗收補充標準基本上取代鐵路混凝土與砌體工程施工質量驗收標準（TB10424），鐵路混凝土工程施工技術指南基本上取代鐵路混凝土與砌體工程施工規(guī)范，但均無砌體工程和水下混凝土的內容?，F(xiàn)規(guī)范突出了工程施工質量過程控制的原則。本講稿標準內容低于專業(yè)標準的以專業(yè)標準為準。本講稿內容以正式頒布文件為準。2混凝土結構耐久性 (Durability

2、 of concrete structure) 在預定作用和預期的維護與使用條件下，結構及其部件能在預定的期限內維持其所需的最低性能要求的能力。3一、鐵路混凝土的設計根據(jù) 1.1設計使用年限1.2.環(huán)境類別及作用等級41.1 混凝土結構的設計使用年限 級別設計使用年限一100年二60年三30年51.2環(huán)境類別及作用等級1.2.1 碳化銹蝕環(huán)境條件特征 1.2.2 氯鹽銹蝕環(huán)境條件特征 1.2.3 化學侵蝕環(huán)境條件特征 1.2.4 凍融破壞環(huán)境條件特征 1.2.5 磨蝕環(huán)境條件特征61.2.1碳化銹蝕環(huán)境條件特征作用等級代號環(huán)境條件特征T1年平均相對濕度50%；長期在水下（不包括海水）或土中T2

3、年平均相對濕度50%T3地上或地下水位變動區(qū)；干濕交替：注：當鋼筋混凝土薄型結構的一側干燥而另一側濕潤或飽水時， 其干燥一側混凝土的碳化銹蝕作用等級應按T3級考慮。71.2.2 氯鹽銹蝕環(huán)境條件特征作用等級代號環(huán)境條件特征L1長期在海水水下區(qū)離平均水位15m以上的海上大氣區(qū)；離漲潮岸線100m300m的陸上近海區(qū)L2離平均水位15m以內的海上大氣區(qū)；離漲潮岸線100m以內的陸上近海區(qū)海水潮汐區(qū)或浪濺區(qū)（非炎熱地區(qū)）L3海水潮汐區(qū)或浪濺區(qū)（南方炎熱地區(qū)）鹽漬土地區(qū)露出地表的毛細吸附區(qū)遭受氯鹽冷凍液和氯鹽化冰鹽侵蝕部位81.2.3 化學侵蝕環(huán)境條件特征191.2.3 化學侵蝕環(huán)境條件特征2101.

4、2.3 化學侵蝕環(huán)境條件特征3*注：1 對于鹽漬土地區(qū)的混凝土，埋入土中的混凝土遭受化學侵蝕；當環(huán)境多風干燥時，露出地表的毛細吸附區(qū)內的混凝土遭受鹽類結晶型侵蝕。2 對于一面接觸含鹽環(huán)境水（或土）而另一面臨空且處于干燥或多風環(huán)境中的薄壁混凝土，接觸含鹽環(huán)境水（或土）的混凝土遭受化學侵蝕，臨空面的混凝土遭受鹽類結晶侵蝕。3 當環(huán)境中存在酸雨時，按酸性環(huán)境考慮，但相應作用等級可降一級。111.2.4 凍融破壞環(huán)境條件特征作用等級代號環(huán)境條件特征D1微凍地區(qū)+頻繁接觸水D2微凍地區(qū)+水位變動區(qū)嚴寒和寒冷地區(qū)+頻繁接觸水微凍地區(qū)+氯鹽環(huán)境+頻繁接觸水D3嚴寒和寒冷地區(qū)+水位變動區(qū)微凍地區(qū)+氯鹽環(huán)境+水

5、位變動區(qū)嚴寒和寒冷地區(qū)+氯鹽環(huán)境+頻繁接觸水D4嚴寒地區(qū)+氯鹽環(huán)境+水位變動區(qū)12嚴寒地區(qū)、寒冷地區(qū)和是根據(jù)其最冷月的平均氣溫劃分的地 區(qū)地區(qū)最冷月的平均氣溫嚴寒地區(qū)t 8 寒冷地區(qū) 8 t 3微凍地區(qū)3 t 2.5131.2.5 磨蝕環(huán)境條件特征作用等級代號環(huán)境條件特征M1風蝕（有砂情況）風力等級7級，且年累計刮風時間大于90天M2風蝕（有砂情況）風力等級9級，且年累計刮風時間大于90天流冰沖刷被強烈流冰撞擊、磨損、沖刷（冰層水位下0.5m冰層水位上1.0m）M3風蝕（有砂情況）風力等級11級，且年累計刮風時間大于90天泥砂沖刷被大量夾雜泥砂等物體磨損、沖刷14二、鐵路混凝土的原材料2.1

6、水泥2.2 礦物摻和料 2.2.1粉煤灰 2.2.2磨細礦渣粉 2.2.3硅灰2.3 細骨料2.4 粗骨料2.5 外加劑2.6 水152.1水泥的技術要求1序號項目技術要求1比表面積350m2/kg（硅酸鹽水泥、抗硫酸鹽硅酸鹽水泥）280m方孔篩篩余10.0%（普通硅酸鹽水泥）3游離氧化鈣含量1.0%4堿含量 0.80%5熟料中的C3A含量非氯鹽環(huán)境下不應超過8%氯鹽環(huán)境下不應超過106氯離子含量0.20%（鋼筋混凝土）0.06%（預應力混凝土）162.1水泥的技術要求2注：1.當骨料具有堿硅酸反應活性時，水泥的堿含量不宜超過0.60%。2.C40及以上混凝土用水泥的堿含量不宜超過0.60%。

7、172.2.1 粉煤灰的技術要求序號名稱技 術 要 求C50以下混凝土C50及以上混凝土1細度，%20122Cl-含量，%不宜0.023需水量比，%1051004燒失量，%5.03.05含水率，%1.0（對干排灰而言） 6SO3含量，%37活性指數(shù)，%7d657028d7075注：當表中燒失量指標達不到要求時，在其他指標符合表中要求的情況下，經試驗證明滿足耐久性要求時，燒失量指標可適當放寬。但用于C50以下混凝土時，不得大于8%，用于C50及以上混凝土時，不得大于5%。182.2.2磨細礦渣粉的技術要求序號名稱技術要求1MgO含量，%142SO3含量，%43燒失量，%34Cl-含量，%不宜 0

8、.025比表面積，m2/kg3505006需水量比，%1007含水率，%1.08活性指數(shù)，%7d7528d95192.2.3硅灰的技術要求序號名稱技術要求1燒失量，%62Cl-含量，%不宜 0.023SiO2含量，%854比表面積，m2/kg180005需水量比，%1256含水率，%3.0728d活性指數(shù)，%85202.3細骨料的技術要求2.3.1 細骨料應選用級配合理、質地均勻堅固、吸水率低、空隙率小的潔凈天然中粗河砂，也可選用專門機組生產的人工砂。不宜使用山砂。不得使用海砂。212.3.2細骨料的顆粒級配（累計篩余百分數(shù)）應滿足下表的規(guī)定。 級配區(qū)篩孔尺寸，mm區(qū)區(qū)區(qū)10.00005.00

9、1001001002.503552501501.25653550102500.638571704140160.3159580927085550.160100901009010090除5.00mm和0.63mm篩檔外，砂的實際顆粒級配與表5.3.2中所列的累計篩余百分率相比允許稍有超出分界線，但其總量不應大于5%。222.3.3細骨料的粗細程度按細度模數(shù)分為粗、中、細3級，其細度模數(shù)分別為： 粗級 3.73.1中級 3.02.3細級 2.21.6配制混凝土時宜優(yōu)先選用中級細骨料。當采用粗級細骨料時，應提高砂率，并保持足夠的水泥或膠凝材料用量，以滿足混凝土的和易性；當采用細級細骨料時，宜適當降低砂

10、率。對于泵送混凝土、抗?jié)B混凝土用砂，宜選用中級細骨料。當所用細骨料的顆粒級配不符合表3.2的要求時，應采取經試驗證明能確保工程質量的技術措施后，方允許使用。232.3.4 細骨料的堅固性用硫酸鈉溶液檢驗，試樣經5次循環(huán)后其重量損失應不超過8%。細骨料的吸水率應不大于2。242.3.5采用天然河砂配制混凝土時，砂中含泥量、泥塊含量、云母、輕物質、有機物、硫化物及硫酸鹽等有害物質的含量應符合下表的規(guī)定。項目質量指標C30C30C45C50含泥量，%3.02.52.0泥塊含量，%0.5云母含量，%0.5輕物質含量，%0.5硫化物及硫酸鹽含量（折算成SO3），%0.5有機物含量（用比色法試驗）顏色不應

11、深于標準色，如深于標準色，則應按水泥膠砂強度試驗方法進行強度對比試驗，抗壓強度比不應低于0.95。當砂中含有顆粒狀的硫酸鹽或硫化物雜質時，應進行專門檢驗，確認能滿足混凝土耐久性要求時，方能采用。252.3.6 對于長期處于水中或土中、干濕交替區(qū)、水位變化區(qū)以及年平均相對濕度大于75%的潮濕環(huán)境中的混凝土結構，應采用砂漿棒法檢驗細骨料的堿活性，且砂漿棒的膨脹率應小于0.10%，否則，應采取抑制堿骨料反應的技術措施。262.3.7 當采用以專門機組生產的人工砂或混合砂配制混凝土時，人工砂或混合砂經亞甲藍試驗判定后，石粉含量應符合下表的規(guī)定，壓碎指標值應小于25%?；炷翉姸鹊燃塁30C30C45C

12、50石粉含量%MB1.4010.07.05.0MB1.405.03.02.0272.4粗骨料的技術要求2.4.1 粗骨料應選用級配合理、粒形良好、質地均勻堅固、線脹系數(shù)小的潔凈碎石，也可采用碎卵石或卵石，不宜采用砂巖碎石。2.4.2 粗骨料的最大公稱粒徑不宜超過鋼筋的混凝土保護層厚度的2/3，且不得超過鋼筋最小間距的3/4。配制強度等級C50及以上預應力混凝土時，粗骨料最大公稱粒徑（圓孔篩）不應大于25mm。282.4.3 粗骨料應采用二級或多級級配,其松散堆積密度應大于1500kg/m3，緊密空隙率宜小于40%，吸水率應小于2（用于干濕交替或凍融環(huán)境條件下的混凝土應小于1）2.4.4 當粗骨

13、料為碎石時，碎石的強度用巖石抗壓強度表示，且?guī)r石抗壓強度與混凝土強度等級之比不應小于1.5。施工過程中碎石的強度可用壓碎指標值進行控制，且應符合下表的規(guī)定。 若粗骨料為卵石，卵石的強度用壓碎指標值表示，且應符合下表的規(guī)定：29粗骨料的壓碎指標（%）混凝土強度等級C30C30巖石種類水成巖變質巖或深成的火成巖火成巖水成巖變質巖或深成的火成巖火成巖碎石162030101213卵石1612注：水成巖包括石灰?guī)r、砂巖等；變質巖包括片麻巖、石英巖等；深成的火成巖包括花崗巖、正長巖、閃長巖和橄欖巖等；噴出的火成巖包括玄武巖和輝綠巖等。302.4.5 粗骨料的堅固性用硫酸鈉溶液法進行檢驗，試樣經5次循環(huán)后的

14、重量損失率應符合下表的規(guī)定。粗骨料的堅固性指標結構類型混凝土結構預應力混凝土結構重量損失率%85312.4.6 粗骨料中的有害物質含量應符合下表的規(guī)定 項目 強度等級C30C30C45C50含泥量%1.01.00.5泥塊含量%0.25針、片狀顆?？偤?10108硫化物及硫酸鹽含量（折算成SO3）%0.5卵石中有機質含量（用比色法試驗）顏色不應深于標準色。當深于標準色時，應配制成混凝土進行強度對比試驗，抗壓強度比不應小于0.95。322.4.7 對于長期處于水中或土中、干濕交替區(qū)、水位變化區(qū)以及年平均相對濕度大于75%的潮濕環(huán)境中的混凝土結構，粗骨料應采用巖相法檢驗其礦物組成。若粗骨料含有堿硅

15、酸反應活性礦物，則其砂漿棒膨脹率應小于0.10%，否則應采取抑制堿骨料反應的技術措施。不得使用具有堿碳酸鹽反應活性的骨料。332.5 外加劑的技術要求1342.5外加劑的技術要求2序號項 目指 標8常壓泌水率比，%209壓力泌水率比，%9010抗壓強度比，%3d1307d12528d12011對鋼筋銹蝕作用無銹蝕12收縮率比，%13513相對耐久性指標，%，200次80352.6混凝土拌合用水的技術要求2.6.1 拌和用水可采用飲用水。當采用其它來源的水時，水的品質應符合下表的要求。 項目預應力混凝土鋼筋混凝土素混凝土pH值4.54.54.5不溶物，mg/L200020005000可溶物，mg

16、/L2000500010000氯化物（以Cl-計），mg/L50010003500硫酸鹽（以SO42-計）mg/L60020002700堿含量（以當量Na2O計）mg/L150015001500注：對于預應力混凝土，拌和水中Cl-含量不得超過350mg/L。362.6.2 用拌合用水和蒸餾水（或符合國家標準的生活飲用水）進行水泥凈漿試驗所得的水泥初凝時間差及終凝時間差均不得大于30min,其初凝和終凝時間尚應符合水泥國家標準的規(guī)定。2.6.3 用拌合用水配制的水泥砂漿或混凝土的28d抗壓強度不得低于用蒸餾水（或符合國家標準的生活飲用水）拌制的對應砂漿或混凝土抗壓強度的90%。372.6.4 拌

17、和用水不得采用海水。當混凝土處于氯鹽銹蝕環(huán)境時，拌和用水中Cl-含量應不大于200mg/L。2.6.5 養(yǎng)護用水除不溶物、可溶物可不作要求外，其他項目應符合2.6.1表的規(guī)定。養(yǎng)護用水不得采用海水。38三、鐵路混凝土原材料的檢驗要求39 3.3.1水泥的檢驗要求403.3.2粉煤灰的檢驗要求413.3.3磨細礦渣粉的檢驗要求423.3.4硅灰的檢驗要求433.3.5 細骨料的檢驗要求443.3.6 粗骨料的檢驗要求453.3.7 外加劑的檢驗要求 463.3.8 水的檢驗要求47四、混凝土的配合比設計 混凝土應根據(jù)強度等級、耐久性等要求和原材料品質以及施工工藝等進行配合比設計。混凝土配合比應通

18、過計算、試配、調整后確定。配制的混凝土拌合物應滿足施工要求，配制成的混凝土應滿足設計強度、耐久性等的質量要求。 484.1混凝土的耐久性指標4.1.1混凝土的電通量應滿足下表的要求使用年限級別一(100年)二（60年）三 (30年)電通量（56d），CC3020002500C30C4515002000C5010001500494.1.2 氯鹽環(huán)境下混凝土的電通量使用年限級別一(100年)二（60年）、三(30年)作用等級L1L2、L3L1L2、L3電通量（56d），C100080015001000504.1.3化學侵蝕環(huán)境下混凝土的電通量使用年限級別一(100年)二（60年）、三(30年)作用

19、等級H1、H2H3、H4H1、H2H3、H4電通量（56d），C1200100015001000514.1.4 凍融破壞環(huán)境下混凝土的抗凍性設計使用年限一(100年)二(60年)三(30年)作用等級D1、D2、D3、D4D1、D2、D3、D4D1、D2、D3、D4抗凍等級（56d）F300F250F200524.2 混凝土最大堿含量（kg/m3）設計使用年限級別100年60年30年環(huán)境條件干燥環(huán)境3.53.53.5潮濕環(huán)境3.03.03.0含堿環(huán)境必須非堿活性骨料3.02.1534.3混凝土氯離子總含量 鋼筋混凝土結構的混凝土氯離子總含量不應超過膠凝材料總量的0.10%，預應力混凝土結構的混凝

20、土氯離子總含量不應超過膠凝材料總量的0.06。 544.4 此外，混凝土的配合比設計對最大水膠比和最小膠凝材料用量， 硫酸鹽侵蝕環(huán)境下混凝土膠凝材料中的C3A含量，粉煤灰或磨細礦渣粉的摻量，最小膠凝材料的用量等均有嚴格的規(guī)定。C50及以上混凝土膠凝材料總量不宜高于500kg/m3。55混凝土拌合物的入模含氣量 環(huán)境條件混凝土無抗凍要求混凝土有抗凍要求D1D2 、D3D4含氣量%2.04.05.05.5入模含氣量應滿足設計要求。當設計無具體要求時，含氣量應按下表控制。56混凝土施工的溫度控制混凝土的入模溫度不應低于5；夏期施工時，混凝土的入模溫度不宜高于氣溫且不宜超過30。新澆筑與鄰接的己硬化混

21、凝土或巖土介質間的溫差不得大于20 （15 ，紅字為客運專線橋涵驗收標準規(guī)定，下同）。 蒸汽養(yǎng)護分靜停、升溫、恒溫、降溫四個階段。靜停期間應保持環(huán)境溫度不低于5，澆筑完46h且混凝土終凝后方可升溫。升溫、降溫速度不得大于10/h，混凝土養(yǎng)護恒溫期間混凝土內部溫度不宜超過60，最高不得大于65?；炷羶炔繙囟扰c表面溫度之差、表面溫度與環(huán)境溫度之差不宜大于20（15 ），養(yǎng)護用水溫度與混凝土表面溫度之差不得大于15。拆模時混凝土芯部與表層、表層與環(huán)境之間的溫差不得大于20 （15 ）， 結構內外側表面溫差不得大于15?；炷羶炔块_始降溫前不得拆模。57 混凝土的強度等級 必須符合設計要求。預應力混

22、凝土、噴射混凝土、蒸汽養(yǎng)護混凝土的抗壓強度標準條件養(yǎng)護試件的試驗齡期為28d，其他混凝土抗壓強度標準條件養(yǎng)護試件的試驗齡期為56d。 58五、混凝土質量檢驗5.1 混凝土拌和物性能檢驗要求 檢驗項目頻 次增實因素（僅對干硬性混凝土而言）攪拌站首盤混凝土。在澆筑地點每50m3混凝土取樣檢驗一次。每班或每一單元結構物至少2次。水膠比 坍落度含氣量入模溫度泌水率每班至少1次勻質性正式攪拌混凝土前595.2 混凝土力學性能檢驗要求（預應力梁為例）檢驗項目檢驗頻次預應力梁同條件養(yǎng)護試件脫?？箟簭姸让考A制梁至少各一組同條件養(yǎng)護試件初張拉時抗壓強度同條件養(yǎng)護混凝土終拉/放張時抗壓強度同條件養(yǎng)護試件28d抗

23、壓強度每件預制梁至少2組標準養(yǎng)護試件28d抗壓強度每件預制梁至少4組同條件養(yǎng)護試件初張拉時彈性模量每件預制梁至少各一組同條件養(yǎng)護試件終拉/放張時彈性模量標準養(yǎng)護試件28d彈性模量605.3試件耐久性試驗指標檢驗要求 序號檢驗項目頻 次1抗?jié)B性同標段、同施工工藝、同配合比混凝土至少進行一次抽檢。每20000m3混凝土取樣檢驗一次。2電通量3抗凍性615.4 實體混凝土質量檢驗要求檢驗項目檢驗頻次表面裂縫寬度每一構件不少于20個點。小于1m3的構件隨機抽取5%進行檢測，單個構件不少于5個點。混凝土保護層厚度電通量同標段、同施工工藝、同配合比混凝土至少進行一次抽檢。每20000m3混凝土抽檢一次。氣孔間距系數(shù)625.5 保護層厚度問題名 稱允許偏差鋼筋的混凝土保護層