客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)鐵路高性能混凝土技術(shù)

客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)鐵路高性能混凝土技術(shù)高禮雄博士石家莊鐵道大學(xué)主要內(nèi)容

一、為什么要采用高性能混凝土二、如何實(shí)現(xiàn)混凝土的高性能化三、采用高性能混凝土的代價(jià)如何四、有關(guān)高性能混凝土的幾個(gè)問(wèn)題五、鐵路采用高性能混凝土應(yīng)重視的幾項(xiàng)工作六、工程應(yīng)用實(shí)例★

據(jù)統(tǒng)計(jì)：在正常工作條件下，混凝土結(jié)構(gòu)從建成到拆除重建的周期平均為40～50年?！镩_(kāi)裂的鐵路橋梁和涵洞石家莊百孔橋大橋—鹽的腐蝕青藏公路橋梁墩柱凍融剝蝕★混凝土結(jié)構(gòu)凍融剝蝕和硫酸鹽侵蝕破壞羅馬的萬(wàn)神殿古羅馬萬(wàn)神殿：公元128年Hadrin大帝時(shí)期建造的一座建筑物，它的圓形壁厚6.1m；穹頂?shù)闹睆?3.3m、高21.6m，使用了12000噸輕混凝土。

萬(wàn)神殿內(nèi)景

古羅馬圓形劇場(chǎng)古羅馬加爾輸水道（BC63-13年）●

英國(guó)南安普墩海港工程●

美國(guó)西雅圖海濱海上水泥船

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旅順、廈門(mén)的混凝土炮臺(tái)

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沿海、沿江商埠大量保存的混凝土建筑物歷時(shí)100多年的波特蘭水泥混凝土建筑物●采用符合耐久要求的膠凝材料●低水灰比●工作性好，易于施工●復(fù)合使用有機(jī)外加劑（動(dòng)物油脂、乳液、動(dòng)物血、糯米汁）●勻質(zhì)性好●具有合理的孔結(jié)構(gòu)和密實(shí)度●采用嚴(yán)格的施工工藝這些建筑物耐久的共同特點(diǎn)◆水泥質(zhì)量—過(guò)細(xì)、水化過(guò)快(C3A)◆水泥用量—過(guò)多◆水灰比—過(guò)大◆混凝土早期強(qiáng)度—過(guò)高◆外加劑—過(guò)亂◆施工質(zhì)量—較差為什么現(xiàn)代混凝土結(jié)構(gòu)不耐久？出路？

出路??主要內(nèi)容

一、為什么要采用高性能混凝土二、如何實(shí)現(xiàn)混凝土的高性能化三、采用高性能混凝土的代價(jià)如何四、有關(guān)高性能混凝土的幾個(gè)問(wèn)題五、鐵路采用高性能混凝土應(yīng)重視的幾項(xiàng)工作六、工程應(yīng)用實(shí)例如何實(shí)現(xiàn)混凝土的高性能化？按耐久性設(shè)計(jì)混凝土結(jié)構(gòu)出路？

出路??從強(qiáng)度等級(jí)設(shè)計(jì)混凝土結(jié)構(gòu)混凝土結(jié)構(gòu)耐久性：在預(yù)定作用和預(yù)期的維護(hù)與使用條件下，結(jié)構(gòu)及其部件能在預(yù)定的設(shè)計(jì)年限內(nèi)維持其所需的最低性能要求的能力。耐久性設(shè)計(jì)：現(xiàn)在根據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用年限級(jí)別和環(huán)境類(lèi)別及作用等級(jí)對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行的一種設(shè)計(jì)方法。強(qiáng)度等級(jí)設(shè)計(jì)：過(guò)去按照結(jié)構(gòu)強(qiáng)度等級(jí)對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行的一種設(shè)計(jì)方法。何謂混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計(jì)？何謂混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計(jì)？環(huán)境條件：碳化環(huán)境、氯鹽環(huán)境、化學(xué)侵蝕環(huán)境、凍融破壞環(huán)境、磨蝕環(huán)境使用年限

100年

60年

30年何謂混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計(jì)？級(jí)別設(shè)計(jì)使用年限名稱(chēng)示例一100年重要建筑物標(biāo)志性、紀(jì)念性建筑物，大型公共建筑物等重要土木基礎(chǔ)設(shè)施工程大型橋梁，隧道，高速鐵路上的橋涵等二60年一般建筑物和構(gòu)筑物一般民用建筑，大型工業(yè)建筑次要的土木設(shè)施、構(gòu)件軌道、接觸網(wǎng)支柱、電桿三30年不需較長(zhǎng)壽命的結(jié)構(gòu)物可替換的易損構(gòu)件一般工業(yè)廠房、水溝人行道板何謂混景凝土結(jié)退構(gòu)的耐余久性設(shè)禿計(jì)？環(huán)境類(lèi)別及作用等級(jí)環(huán)境條件特征碳化環(huán)境T1、T2、T3與水接觸頻率、干濕交替程度等氯鹽環(huán)境L1、L2、L3海洋環(huán)境中與水接觸程度、鹽漬地等化學(xué)侵蝕環(huán)境H1、H2、H3、H4環(huán)境水中有害離子含量?jī)鋈谄茐沫h(huán)境D1、D2、D3、D4環(huán)境溫度與水接觸頻率磨蝕環(huán)境M1、M2、M3風(fēng)蝕和泥砂沖蝕等何謂混能凝土結(jié)率構(gòu)的耐擠久性設(shè)招計(jì)？混凝亮土的謹(jǐn)耐久貌性包枯括：滴抗裂慣性、易護(hù)筋兆性、置耐蝕累性、指抗凍放性、簡(jiǎn)耐磨潛性及毀抗堿-骨料忠反應(yīng)描性等鎖?；炷练耗途眯载堉笜?biāo)包旁括：電協(xié)通量、占抗?jié)B等貞級(jí)、含微氣量椒、抗凍濫等級(jí)、燭耐蝕系載數(shù)及有村害離子柳含量等智。何謂粘混凝告土結(jié)裝構(gòu)的臨耐久糧性設(shè)福計(jì)？表1正常環(huán)熄境下混聰凝土的敢電通量設(shè)計(jì)使用年限級(jí)別一(100年)二(60年)、三(30年)56d電通量（C）<C30<2000<2500C30~C45<1500<2000≥C50<1000<1500混凝瓶土材緊料耐編久性岔指標(biāo)粒的一享般規(guī)億定：何謂辦混凝刺土結(jié)醬構(gòu)的坡耐久妻性設(shè)噴計(jì)？表2氯鹽僚環(huán)境疏下混去凝土宰的電象通量設(shè)計(jì)使用年限級(jí)別一(100年)二(60年)、三(30年)環(huán)境作用等級(jí)L1L2、L3L1L2、L356d電通量（C）<1000<800<1500<1000表3化學(xué)侵涌蝕環(huán)境血下混凝他土的電寒通量設(shè)計(jì)使用年限級(jí)別一(100年)二(60年)、三(30年)環(huán)境作用等級(jí)H1、H2H3、H4H1、H2H3、H456d電通量（C）<1200<1000<1500<1000何謂混捕凝土結(jié)吩構(gòu)的耐榴久性設(shè)品計(jì)？同時(shí)咳，對(duì)駕有害餐離子拾含量齊進(jìn)行爭(zhēng)規(guī)定旗（如蝦堿含綢量、Cl-含量親、C3A含量、SO3含量、桶泥塊含抱量、含穴泥量等牌）。（具素體內(nèi)齒容參歐見(jiàn)鐵描建設(shè)[20硬05]猛157號(hào)《鐵路敲混凝然土結(jié)竟構(gòu)耐社久性烈設(shè)計(jì)溝暫行委規(guī)定》和鐵事建設(shè)[20此05]姻160號(hào)《鐵路貸混凝腿土工貴程施貧工質(zhì)循量驗(yàn)返收補(bǔ)險(xiǎn)充標(biāo)喬準(zhǔn)》）設(shè)計(jì)使用年限級(jí)別一(100年)二(60年)三(30年)環(huán)境作用等級(jí)D1、D2、D3、D4抗凍等級(jí)(56d)≥F300≥F250≥F200表4凍融破早壞環(huán)境經(jīng)下混凝耐土的抗劣凍等級(jí)實(shí)現(xiàn)啊混凝畢土高途性能存化的江技術(shù)寒途徑一方面斜使混凝大土具有拍較好的彈抗裂性膨和一定苗的密實(shí)隸性，阻娛擋和延野緩?fù)獠縿Ω鞣N有撓害物質(zhì)群侵入混神凝土內(nèi)踩部；另一方六面使混峽凝土含炮有一定系的含氣若量，同銀時(shí)降低恩其自身鉤有害離翠子的引撥入量。1、嚴(yán)格這控制原舞材料品紅質(zhì)；2、認(rèn)真荒制定混估凝土配話(huà)合比；3、合指理控懶制拌茫和物投性能步；4、切掘?qū)嵶鲿x好施率工前暢準(zhǔn)備加操作感；5、強(qiáng)化德混凝土命施工；6、強(qiáng)化疏施工過(guò)餃程質(zhì)量良檢驗(yàn)這。具體獨(dú)措施高工鋪?zhàn)鞫雀邚?qiáng)度高耐久誼性—可泵送蠟的高強(qiáng)盟混凝土—摻有原礦物滿(mǎn)摻合輸料的柏混凝喜土對(duì)高艦性能碎混凝悔土的忘認(rèn)識(shí)獲誤區(qū)1）碾壓騎混凝立土拌合步物需課要足亭夠地怨干硬填以支板撐非恨常沉地重的廈振動(dòng)稍壓實(shí)加機(jī)械和不致帶下陷帳而正群常地敬行進(jìn)嫌和工榜作。2）低塑性伙混凝土拌合物濃需要具懸備適當(dāng)動(dòng)的坍落積度(30嫁~50鎮(zhèn)mm)，使攤舅鋪機(jī)正常毅地行病進(jìn)和毀工作際。3）自密實(shí)堡混凝土拌合金物的括流動(dòng)某性和積粘聚渡性良必好，楚在沒(méi)請(qǐng)有外禿加振順搗的鑄條件璃下能訂夠成極型密頑實(shí)。誤區(qū)井之1-偽-工作窯度Wo譯rk墓ab功il騰it粉y高強(qiáng)混宇凝土已砌被證明厚是對(duì)早逮期開(kāi)裂餅非常敏賴(lài)感的材吵料。這嚴(yán)不僅是嶄水化熱井的結(jié)果漫，由于盤(pán)自干燥丟作用產(chǎn)肌生的自曠收縮和喪硫酸鹽灘相的化注學(xué)反應(yīng)拾，可能能也是重辮要起因絡(luò)。結(jié)構(gòu)抬混凝土創(chuàng)或大體蠶積混凝布土意外夜地出現(xiàn)攻開(kāi)裂，梯不能總槐是歸因扛于現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)工程師復(fù)缺乏經(jīng)伍驗(yàn)，該遣領(lǐng)域里線(xiàn)許多問(wèn)米題尚缺繞乏了解戀，激發(fā)填全世界啞許多人犬去進(jìn)一乳步開(kāi)展齒研究。The濁rma尤lC堆rac墳kin站gi智nC械onc蠅ret慘ea甚tE伍arl成yA裝ges數(shù).E頭&醫(yī)FN盒S涌PO拾N菌19帽94夾.誤區(qū)之2-穴-高強(qiáng)混受凝土與獅開(kāi)裂根據(jù)混創(chuàng)凝土劣棄化的整法體模型魔，不是胖強(qiáng)度，勸而是混蘭凝土的潑堅(jiān)固性疼（沒(méi)有遍裂縫）關(guān)對(duì)其運(yùn)焰行條件項(xiàng)下保證臨混凝土梢的水密寺性和耐寄久性起朝關(guān)鍵的掙作用。P.付K.堂Meh茄ta.盈Du滔rab禍ili診ty-肚Cri披tic烏al腐Iss繞ues軟fo細(xì)rt蒼he祥Fut良ure轟.Co抹nc材re幟te塔I熱nt移er碗na王ti吩on硬al閉J晚ul妹y選19批97云.裂縫-耐久粒性關(guān)丸系一個(gè)不跳透水，梢但存在非連續(xù)制微裂縫艘，且多孔的鋼瞎筋混凝拖土結(jié)構(gòu)由于雀微裂牢縫和牧孔隙連通序并延患伸到聽(tīng)表面不透余水性疲逐漸污喪失A：以較下原帶因使懇孔隙聲內(nèi)靜惹水壓增笛大、令混凝搞土膨運(yùn)脹：樣鋼筋銹蝕、蝕堿-骨料反維應(yīng)、水猶結(jié)冰、嘗硫酸撿鹽侵鞭蝕B：混凝赴土強(qiáng)度師與剛度駁降低環(huán)境作紗用（第蛛一階段臘）（無(wú)可紛見(jiàn)損傷企）1.侵蝕作佳用（冷熱夏循環(huán)、鄰干濕循牧環(huán)）2.荷載甘作用（循環(huán)剖荷載、歐沖擊荷穗載環(huán)境作墳用（第征二階段假）（損定傷的篇開(kāi)始傾與擴(kuò)滾展）水的滲譯入、O2、CO2滲入酸性擊離子粥（Cl-,攏SO42-)滲入開(kāi)裂栽、剝距落與尸整體夠性喪混凝土糖劣化的濃“整體閱性”模鑼型工作性武能滿(mǎn)足昌施工工矩藝和澆烤注構(gòu)件能的需要強(qiáng)度發(fā)季展?jié)M足強(qiáng)強(qiáng)度設(shè)電計(jì)等級(jí)串和施工新需要不出妙現(xiàn)或材少出漂現(xiàn)可傍見(jiàn)裂咬縫，滿(mǎn)足環(huán)惱境條件液要求的李相關(guān)耐議久性能具有一近定的經(jīng)渾濟(jì)性高性炒能混眼凝土2550751000檢測(cè)功能倒塌（Collapse）警戒線(xiàn)目標(biāo)（Target）小修中修大修加固1.601.401.00計(jì)劃年份（Year）如何骨實(shí)現(xiàn)尋結(jié)構(gòu)拿的設(shè)河計(jì)使議用年償限?主要內(nèi)每容一、為想什么要郊采用高析性能混只凝土二、如脫何實(shí)現(xiàn)遺混凝土厚的高性轎能化三、采劍用高性吉能混凝陽(yáng)土的代順價(jià)如何四、槍有關(guān)科高性差能混象凝土井的幾顧個(gè)問(wèn)鴨題五、鐵設(shè)路采用紡高性能翁混凝土殘應(yīng)重視案的幾項(xiàng)向工作六、完工程廢應(yīng)用糕實(shí)例混凝土原材料原材料單價(jià)（元/噸）C30普通外加劑混凝土高性能混凝土原材料用量（kg/m3）分計(jì)成本（元/m3）原材料用量（kg/m3）分計(jì)成本（元/m3）普通硅酸鹽水泥360360129.625290.72砂507203672036石5011805911805925%粉煤灰1209010.8減水劑72002.719.44

高性能外加劑3000

1854合計(jì)

244.04

251.52差價(jià)7.48不同混續(xù)凝土材棍料成本不同混益凝土材酷料成本混凝土原材料原材料單價(jià)（元/噸）C30普通外加劑混凝土高性能混凝土原材料用量（kg/m3）分計(jì)成本（元/m3）原材料用量（kg/m3）分計(jì)成本（元/m3）普通硅酸鹽水泥360360129.625390.72砂507203672036石5011805911805930%礦渣粉20010821.6減水劑72002.7

19.44

高性能外加劑3000

1854合計(jì)

244.04

261.32差價(jià)17.28不同混誤凝土材佳料成本混凝土原材料原材料單價(jià)（元/噸）C30普通外加劑混凝土高性能混凝土原材料用量（kg/m3）分計(jì)成本（元/m3）原材料用量（kg/m3）分計(jì)成本（元/m3）普通硅酸鹽水泥360360129.619871.280砂507203672036石5011805911805920%粉煤灰120728.64

20%礦渣粉2007214.4減水劑72002.7

19.44

高性能外加劑3000

1854合計(jì)

244.04

243.32差價(jià)0.72不同漸混凝扶土材坑料成進(jìn)本混凝土原材料原材料單價(jià)（元/噸）C50普通外加劑混凝土高性能混凝土原材料用量（kg/m3）分計(jì)成本（元/m3）原材料用量（kg/m3）分計(jì)成本（元/m3）水泥360480172.8360129.60砂5067033.560030.00石50110055.0117058.5020%粉煤灰1209611.52減水劑72003.6025.92

高性能外加劑3500

2484.00合計(jì)

287.22

311.70差價(jià)24.48不同鹽混凝號(hào)土材消料成替本混凝土原材料原材料單價(jià)（元/噸）C50普通外加劑混凝土高性能混凝土原材料用量（kg/m3）分計(jì)成本（元/m3）原材料用量（kg/m3）分計(jì)成本（元/m3）水泥360480172.8336120.96砂5067033.560030.00石50110055.0117058.5025%磨細(xì)礦粉20012024.0減水劑72003.6025.92

高性能外加劑3500

2484.0合計(jì)

287.22

317.46差價(jià)30.24不同混段凝土材臨料成本混凝土原材料原材料單價(jià)（元/噸）C50普通外加劑混凝土高性能混凝土原材料用量（kg/m3）分計(jì)成本（元/m3）原材料用量（kg/m3）分計(jì)成本（元/m3）水泥360480172.8336120.96砂5067033.560030.00石50110055.0117058.512.5%礦粉+12.5%粉煤灰200/12060+6019.2減水劑72003.6025.92

高性能外加劑3500

2484合計(jì)

287.22

312.66差價(jià)25.44不同混園凝土材奏料成本漫差價(jià)比臭較高性能混凝土種類(lèi)砼材料成本差價(jià)（元/m3）C30摻25%粉煤灰7.48摻30%磨細(xì)礦粉17.28摻20%粉煤灰+20%磨細(xì)礦粉0.72C50摻20%粉煤灰24.48摻25%磨細(xì)礦粉30.24摻12.5%粉煤灰+12.5%磨細(xì)礦粉25.44主要卡內(nèi)容一、鑒為什振么要惜采用蓮高性廳能混乞凝土二、秩如何攝實(shí)現(xiàn)補(bǔ)混凝暴土的介高性鐘能化三、投采用陜高性壩能混寇凝土蜘的代劉價(jià)如窮何四、勢(shì)有關(guān)問(wèn)高性究能混辦凝土網(wǎng)的幾壁個(gè)問(wèn)干題五、鐵而路采用疲高性能伯混凝土恨應(yīng)重視云的幾項(xiàng)屆工作六、請(qǐng)工程槐應(yīng)用懷實(shí)例1、高性謹(jǐn)能混凝意土容易啞開(kāi)裂？2、高性線(xiàn)能混凝靠土的成鑰本必然閉增大？3、及灑時(shí)澆語(yǔ)水可予以預(yù)近防高肌性能間混凝基土開(kāi)畜裂？4、混贊凝土稀結(jié)構(gòu)汗早期泡開(kāi)裂參就是嫩因?yàn)橥叙B(yǎng)護(hù)什不好協(xié)？5、抗壓伯強(qiáng)度高欲的混凝陳土，其絞他性能中亦好？6、高強(qiáng)賞度混凝循土必須嗓采用高燦強(qiáng)度等黨級(jí)的水憤泥？7、摻互粉煤誼灰、斯礦渣催后混拳凝土嘴的pH值下降皇？8、標(biāo)肉準(zhǔn)和儲(chǔ)規(guī)范待具有竊法律孫效力驅(qū)嗎？目前對(duì)奸高性能值混凝土碗認(rèn)識(shí)所適存在的踐一些爭(zhēng)逆論主要內(nèi)建容一、為漿什么要勾采用高郊性能混敬凝土二、如普何實(shí)現(xiàn)畏混凝土葬的高性搞能化三、抽采用稿高性械能混憐凝土倦的代挨價(jià)如這何四、肯有關(guān)嚴(yán)高性灶能混熊凝土肌的幾鉆個(gè)問(wèn)鋤題五、鐵年路采用頑高性能蘭混凝土斗應(yīng)重視冬的幾項(xiàng)趟工作六、工領(lǐng)程應(yīng)用突實(shí)例1、根據(jù)旬線(xiàn)10質(zhì)0年設(shè)計(jì)喂使用年振限的總陜體要求木，對(duì)主擁體混凝啊土結(jié)構(gòu)機(jī)進(jìn)行耐壺久性設(shè)仍計(jì)。2、應(yīng)剩對(duì)主滋要建嫩筑材澇料的野產(chǎn)品旺品質(zhì)淡、質(zhì)聰量狀?lèi)簺r等轎進(jìn)行黃調(diào)研炭。3、及早俘開(kāi)展混溜凝土配啟合比試莫驗(yàn)和耐發(fā)久性檢開(kāi)驗(yàn)工作彼。4、采用君高性能倒混凝土燦施工前竊應(yīng)進(jìn)行鳴實(shí)體梁務(wù)的澆注全試驗(yàn)。5、制定峽高性能撥混凝土凈施工細(xì)去則以及逃質(zhì)量驗(yàn)西收標(biāo)準(zhǔn)戚。鐵路風(fēng)采用遷高性狠能混舒凝土聚應(yīng)重到視的震幾項(xiàng)健工作6、針對(duì)華不同層憑次人員連的特點(diǎn)猛，分期燒分批進(jìn)乘行高性蘋(píng)能混凝雀土基本誤知識(shí)和毫施工技嶄術(shù)培訓(xùn)想。7、高度淹重視防燙水層和準(zhǔn)封端的炭施作。8、嚴(yán)格明控制預(yù)貴應(yīng)力張霸拉的時(shí)拋間。9、高栗度重叼