京沪高速高性能砼技术条件送审稿.docx

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京沪高速高性能砼技术条件送审稿

发放序号：

京沪高速铁路高性能混凝土技术条件

（送审稿）

二零零三年十二月

京沪高速铁路高性能混凝土技术条件

（送审稿）

组织单位：

铁道部京沪高速铁路建设办公室

铁道部建设管理司

主编单位：

铁道科学研究院

参编单位：

铁道第三勘察设计院

铁道第四勘察设计院

中南大学

中铁十二局集团有限公司

批准部门：

中华人民共和国铁道部

试行日期：

二零零四年四月

前言

为统一京沪高速铁路高性能混凝土质量标准，明确高性能混凝土施工控制要点，确保高性能混凝土的长期耐久性能，特制订本技术条件。

本技术条件的主要内容包括：

京沪高速铁路高性能混凝土原材料品质指标要求、高性能混凝土配合比技术要求、高性能混凝土拌合物性能技术要求、高性能混凝土耐久性技术要求、高性能混凝土施工控制技术要点以及高性能混凝土耐久性检验评定方法。

本技术条件还对京沪高速铁路高性能混凝土结构耐久性设计的构造措施提出建议。

本技术条件由铁道部京沪高速铁路建设办公室和铁道部建设管理司提出，由铁道部建设管理司负责解释。

主编单位：

铁道科学研究院

参编单位：

铁道第三勘察设计院

铁道第四勘察设计院

中南大学

中铁十二局集团有限公司

主要起草人：

目录

1范围…………………………………………………………………………1

2引用标准……………………………………………………………………1

3定义…………………………………………………………………………2

4基本规定……………………………………………………………………2

5技术要求……………………………………………………………………4

5．1混凝土原材料品质指标………………………………………………………………………4

5．2混凝土拌和物性能…………………………………………………………………………9

5．3混凝土耐久性能……………………………………………………………………………10

6试验方法……………………………………………………………………11

7检验规则……………………………………………………………………12

8施工控制要点………………………………………………………………14

8．1混凝土配合比…………………………………………………………………………………14

8．2混凝土原材料管理……………………………………………………………………………15

8．3混凝土拌制……………………………………………………………………………………15

8．4混凝土运输与浇筑……………………………………………………………………………16

8．5混凝土泵送施工………………………………………………………………………………17

8．6混凝土振捣……………………………………………………………………………………17

8．7混凝土养护……………………………………………………………………………………19

附录A混凝土原材料及性能检验表

附录B混凝土抗裂性试验方法

附录C混凝土拌合物性能检验表

附录D混凝土力学性能检验表

附录E实体混凝土耐久性能检验表

附录F分项工程施工前混凝土质量检验评定表

附录G分项工程施工过程混凝土质量检验评定表

附录H分项工程施工后混凝土质量检验评定表

附录I混凝土配合比参数限值表

1范围

本技术条件适用于京沪高速铁路预应力混凝土梁、桥面板、轨枕、轨枕板、无渣轨道板、接触网支柱、电杆、管桩等预制混凝土构件以及桥梁基础、墩台、隧道、涵洞、房屋建筑等现浇混凝土结构。

2引用标准

下列标准所包括的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。

本标准出版时，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。

（1）硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥（GB175—1999）

（2）普通混凝土用砂质量标准及检验方法（JGJ52—92）

（3）普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法（JGJ53—92）

（4）高强高性能混凝土用矿物外加剂（GB/T18736—2002）

（5）用于水泥和混凝土中的粉煤灰（GB1596—91）

（6）用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉（GB/T18046—2000）

（7）混凝土拌合用水（JGJ63—89）

（8）混凝土外加剂（GB8076—1997）

（9）混凝土泵送剂（JC473—2001）

（10）混凝土外加剂匀质性试验方法（GB/T8077—2000）

（11）普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法（GBJ82—85）

（12）普通混凝土拌合物性能试验方法标准（GB/T50080—2002）

（13）普通混凝土力学性能试验方法标准（GB/T50081—2002）

（14）水泥抗硫酸盐侵蚀快速试验方法（GB2420—81）

（15）混凝土抗氯离子渗透性能试验方法（ASTMC1202—97）

（16）铁路混凝土用骨料碱活性试验方法岩相法（TB/T2922.1—1998）

（17）铁路混凝土用骨料碱活性试验方法砂浆棒法（TB/T2922.3—1998）

（18）铁路混凝土用骨料碱活性试验方法岩石柱法（TB/T2922.4—1998）

（19）铁路混凝土用骨料碱活性试验方法快速砂浆棒法（TB/T2922.5—2002）

（20）铁路混凝土工程预防碱—骨料反应技术条件（TB/T3054—2002）

（21）钻芯法检测混凝土强度技术规程（CECS02：

88）

（22）回弹法检测混凝土抗压强度技术规程（JGJ/T23—2001）

（23）水工混凝土试验规程（DL/T5150—2001）

（24）混凝土泵送施工技术规程（JGJ/T10—95）

3定义

本标准采用如下定义。

⑴结构耐久性结构及其部件在各种可能引起材料性能劣化的因素作用下长期维持其应有功能的能力。

⑵腐蚀材料（结构）与所处环境发生作用（物理、化学、电化学等）的过程中，性能受到损伤与破坏。

⑶水胶比混凝土的用水量与胶凝材料总量之比。

⑷矿物掺合料在混凝土搅拌过程中加入的具有一定细度与活性用于改善新拌和硬化混凝土性能（特别是混凝土耐久性）的某些矿物类产品，如粉煤灰、磨细矿渣粉等，可以单一使用或复合使用。

⑸高性能混凝土用外加剂对水泥分散能力强、减水率高、坍落度损失小、能细化混凝土孔结构并能明显地改善和提高混凝土耐久性能的复合型外加剂。

⑹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有一定量的矿物掺合料和高性能混凝土用外加剂，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，从而满足要求的耐久性和强度、较高的耐久性和良好的工作性。

4基本规定

4.1采用高性能混凝土施工的混凝土结构首先应进行耐久性设计。

混凝土结构耐久性设计的主要内容为：

（1）结构的使用环境及其对结构腐蚀性的调查与说明；

（2）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）使用年限的明细表（标明结构使用期限内需要更换或修理的部件名称及预期更换或修理的期限）及其修理或更换的期限；

（3）向施工单位提出的混凝土施工质量控制与质量保证的有关规定与要求；

（4）向工程业主和运营管理单位提出的在使用过程中需要对结构进行正常维修和对某些部件进行更换的具体内容与要求；

（5）特殊或严重腐蚀性环境中的结构物在使用期内的定期检测要求。

4.2为提高混凝土结构的耐久性，应遵循如下一般原则：

（1）选用质量稳定并有利于改善混凝土抗裂性能的水泥、骨料和外加剂等原材料，特别应注意选用粒形、级配优越和空隙率小的骨料；

（2）适当降低混凝土的水胶比并在混凝土组分中掺入足量的掺合料和高性能混凝土用外加剂；

（3）增加钢筋的混凝土保护层厚度；

（4）保证混凝土振捣密实并迅速养护，适当延长混凝土养护时间并在养护过程中实行防裂温度控制；

（5）通过结构构造措施和防、排水措施，尽量避免混凝土表面在使用过程中经受干湿交替作用。

（6）混凝土的设计强度等级不低于C30。

4.3对于处于严重腐蚀性环境中的结构，结构设计时应预先考虑到定期检测的需要，必要时应在工程现场设置供检测取样用的专用构件。

4.4鉴于混凝土结构的耐久性会受到许多不确定因素的影响，结构设计时还应预先考虑到，如果使用阶段的检测结果不能满足所要求的剩余使用期限，工程业主和运营管理单位对结构采取补救措施的可能性，并为其预置必要的条件。

4.5结构使用年限或寿命的验算、评估以及使用阶段的检测应委托专业的研究、咨询机构完成并通过论证。

4.6为保证高性能混凝土结构的耐久性，必须强化混凝土结构耐久性的构造措施。

提高混凝土结构耐久性的必要构造措施包括：

1、暴露于大气和与水、土介质接触的混凝土结构构件外形应尽量简洁，力求减少暴露的表面积和棱角，处于严重腐蚀性环境下的构件截面棱角宜做成园角。

结构的形状和布置应有利于通风和避免水汽在混凝土表面积聚，以便施工时对混凝土的捣固和养护，减少荷载作用下或发生强制变形时的应力集中。

2、结构的构造应有利于减少结构因变形而引起的约束应力。

应仔细规划施工缝、控制缝、收缩缝的位置和构造。

结构的施工缝和连接缝位置应尽量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）。

对于可能遭受氯盐腐蚀的环境，还应对这些结构连接缝（如桥面结构的伸缩缝）处的混凝土采取特殊的防腐蚀措施（如混凝土表面浸涂等），并不宜采用钢止水带。

3、结构的混凝土表面形状应有利于排水，对于可能受雨淋或积水的水平表面应做成斜面。

排水应通过专门设置的管道，不得将结构构件的混凝土表面直接作为排水通道。

排水管的出口不得紧贴混凝土构件表面，出口应离开结构礅柱一定距离。

冻融地区、可能遭受盐或酸雨腐蚀地区的混凝土结构物必须设置滴水沟。

4、在混凝土构件（如梁体）表面与上覆盖物（层）之间应设置可靠的防水层。

设计时应预先规定这些防水层的最低使用年限。

对于可能遭受氯盐腐蚀的环境，还应对这些防水层和结构构件采取特殊的防腐蚀措施（如混凝土表面浸涂等）。

5、对于可能遭受高浓度氯盐腐蚀的钢筋混凝土结构表面和部位，宜采取特殊的防水和防腐蚀措施，如浸涂或覆盖防腐材料，在混凝土中加入阻锈剂，局部采用环氧涂膜钢筋等。

对于处于氯盐严重腐蚀环境下的特殊重要结构物，应考虑采用防止钢筋锈蚀发展的阴极保护措施，并在设计和施工中预先设置为将来实施阴极保护的必要条件。

6、对于可能处于高度水饱和状态并遭受冻融、碳酸或硫酸盐严重腐蚀的混凝土构件，应考虑暴露面上混凝土的可能剥蚀对构件特别是薄壁构件承载力的损害，设计时应适当增加面层厚度，或在混凝土表面采取浸涂或覆盖防腐材料等措施。

7、按照耐久性的要求，混凝土保护层厚度一般应从箍筋（或分布筋）外缘算起，对处于严重腐蚀性环境下的结构物必须从箍筋（或分布筋）外缘（而不是主筋外缘）算起。

8、为便于使用过程中的维修、检测和构件替换，设计时应为人员、设备进入的方便设置通道，并为临时安装所需的机具预留必要的空间和预留埋设件。

9、当构件处于钢筋可能遭受严重锈蚀的环境时，受力钢筋的最小直径应不小于16mm。

10、对于可能处于钢筋严重锈蚀环境下的构件，浇筑在混凝土中并部分暴露在外的吊环、紧固件、连接件等钢铁件应与混凝土中的钢筋隔离，并应采取相应的措施，以消除这类钢铁件的可能锈蚀对构件承载力的影响。

4.7高性能混凝土施工合同文件应根据本技术条件的要求明确向施工方提出确保原材料质量的具体措施和检测现场混凝土耐久性施工质量（如强度、抗冻性、抗渗性、抗氯离子渗透性等）的具体要求，并规定未能达到要求时的补偿办法。

4.8在进行高性能混凝土工程正式施工前，施工单位应完成原材料检验及配合比的选定工作。

高性能混凝土的配合比应通过混凝土工作性、抗裂性、强度和全部耐久性指标的试验加以确定。

桥梁和隧道施工前应进行混凝土试浇注，发现问题及时调整。

4.9在进行高性能混凝土工程正式施工前，施工单位应针对不同工程的特点和施工季节、环境与条件，会同设计、施工、监理及商品混凝土供料单位各方，共同制定施工全过程和各个施工环节的质量控制与保证措施。

高性能混凝土质量保证的重点为结构表层混凝土的性能及其均匀性、混凝土保护层的厚度以及施工阶段的裂缝控制。

4.10高性能混凝土结构的施工顺序应经仔细规划，以尽量减少新浇混凝土硬化收缩过程中的约束拉应力，如严格制定结构分段分块的间隔浇筑顺序和设置后浇带等。

对于施工缝等各种连接缝处的混凝土施工，应预先制定适当的操作工艺，使混凝土的捣固过程既能保证混凝土充分密实，又能防止含气量损失过大。

4.11高性能混凝土的配合比设计、施工及验收除应满足本技术条件规定的要求以外，还应符合现行国家标准和部颁标准的其它有关规定。

处于特殊腐蚀环境中的混凝土还应符合专门的规范或标准。

5技术要求

5.1混凝土原材料品质指标

5.1.1水泥

5.1.1.1高性能混凝土宜采用品质稳定、强度等级不低于32.5级的普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥，其品质指标应符合《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》（GB175—1999）的有关规定。

5.1.1.2水泥供应商应向用户提供水泥的熟料化学成分和矿物组成、掺合料种类和数量。

5.1.1.3不论骨料是否具有碱活性，水泥的含碱量（Na2O+0.658K2O）不应（宜）超过0.8%。

5.1.1.4水泥的比表面积不宜超过350m2/kg，游离氧化钙不超过1.5%。

5.1.1.5在中等及以下腐蚀环境作用下，水泥熟料中的C3A含量不应超过8%，在强腐蚀环境作用下，水泥熟料中的C3A含量不应超过5%。

5.1.1.6用于配制钢筋混凝土和预应力混凝土的水泥氯离子含量分别不得超过0.20%和0.10%。

5.1.2细骨料

5.1.2.1细骨料应选择连续级配、质地均匀坚固、吸水率低、空隙率小的天然中粗河砂，其细度模数宜在2.6～3.2。

严禁使用海砂。

5.1.2.2细骨料品质指标应满足表5.1.2.2的要求。

表5.1.2.2细骨料的品质指标

序号

项目

指标

C30～C45

≥C50

1

5mm筛的累计筛余量，%

0~5

2

0.63mm筛的累计筛余量，%

40~70

3

0.16mm筛的累计筛余量，%

95~100

4

含泥量（按质量计），%

≤2.0

≤1.5

5

吸水率（按质量计），%

≤2.0

6

泥块含量（按质量计），%

≤0.5

≤0.1

7

硫化物及硫酸盐含量（折算成SO3，按质量计），%

≤1.0

≤0.5

8

云母含量（按质量计），%

≤1.0

≤0.5

9

轻物质含量（按质量计），%

≤1.0

10

有机物含量

合格

11

坚固性，%

≤8

≤5

12

氯离子含量，%

≤0.06

≤0.02

13

碱活性*，%

≤0.10

*碱活性指标是指按《铁路混凝土用骨料碱活性试验方法砂浆棒法》（TB/T2922.3—1998）或《铁路混凝土用骨料碱活性试验方法快速砂浆棒法》（TB/T2922.5—2002）检验的骨料砂浆棒碱—硅酸反应活性膨胀率。

5.1.3粗骨料

5.1.3.1粗骨料应选择级配连续、线胀系数小、坚硬耐久的石灰岩、花岗岩、辉绿岩等碎石、碎卵石或卵石，不宜采用砂岩碎石或卵石。

粗骨料中不得混入风化颗粒。

5.1.3.2粗骨料的最大粒径应不大于31.5mm，配制预应力混凝土和C50（含C50）以上的高性能混凝土时，粗骨料最大粒径应不大于25mm，且不得超过保护层厚度的2/3、钢筋最小间距的3/4。

5.1.3.3当粗骨料最大粒径为31.5mm时，骨料中5~10mm粒级部分应占25±5%，其余占70%左右；当粗骨料最大粒径为25mm时，骨料中5~10mm粒级部分应占40±5%，其余占60%左右。

5.1.3.4粗骨料品质指标应满足表5.1.3.4的要求。

表5.1.3.4粗骨料品质指标

序号

项目

指标

C30～C45

≥C50

1

含泥量（按质量计），%

≤1.0

≤0.5

2

泥块含量（按质量计），%

≤0.25

≤0.10

3

吸水率（按质量计），%

≤2.0

4

空隙率，%

≤40

5

针片状颗粒含量（按质量计），%

≤8

≤5

6

硫化物及硫酸盐含量（折算成SO3，按质量计），%

≤0.50

7

氯化物（以NaCl计），%

≤0.03

8

卵石中的有机物含量

合格

9

坚固性，%

≤8

≤5

10

压碎指标，%

≤12

≤10

11

岩石抗压强度，MPa

深成岩

≥80

变质岩

≥60

沉积岩

≥45

12

岩石抗压强度与混凝土抗压强度比

≥1.5

13

碱活性*，%

≤0.10

*碱活性指标是指按《铁路混凝土用骨料碱活性试验方法砂浆棒法》（TB/T2922.3—1998）或《铁路混凝土用骨料碱活性试验方法快速砂浆棒法》（TB/T2922.5—2002）检验的骨料砂浆棒碱—硅酸反应活性膨胀率；或按《铁路混凝土用骨料碱活性试验方法岩石柱法》（TB/T2922.4—1998）检验的骨料岩石柱碱—碳酸盐反应活性膨胀率。

检验前应先按《铁路混凝土用骨料碱活性试验方法岩相法》（TB/T2922.1—1998）对骨料进行岩石种类、结构构造、矿物成分以及碱活性矿物类型进行定性评定。

5.1.4矿物掺合料

5.1.4.1粉煤灰

粉煤灰必须选用品质稳定均匀、来源固定的原状灰，也可采用磨细粉煤灰。

不同强度等级混凝土所选用粉煤灰品质指标应满足表5.1.4.1的要求。

表5.1.4.1粉煤灰品质指标

序号

混凝土

强度等级

细度（0.045mm方孔筛筛余），%

Cl-

%

需水量比

%

烧失量

%

含水率

%

SO3含量

%

活性指数，%

7d

28d

1

C30

≤12

≤0.02

≤100

≤3

≤1

≤3

≥60

≥75

2

＞C30

≤95

≥65

≥80

5.1.4.2磨细矿渣粉

磨细矿渣粉应选用品质稳定均匀、来源固定的产品，其品质指标应满足表5.1.4.2的要求。

表5.1.4.2磨细矿渣粉品质指标

序号

项目

Cl-

%

SO3

%

MgO

%

烧失量

%

比表面积

m2/kg

含水率

%

流动度比

%

活性指数，%

7d

28d

1

指标

≤0.02

≤4

≤14

≤1.0

400~430

≤1.0

≥100

≥75

≥95

5.1.5拌合水

5.1.5.1拌合水宜采用饮用水，不得采用海水。

5.1.5.2用拌合水和蒸馏水（或符合国家标准的生活饮用水）进行水泥净浆流动度试验所得的水泥初凝时间差及终凝时间差均不得大于30min，且初凝和终凝时间应符合水泥国家标准的规定。

5.1.5.3用拌合水配制的水泥砂浆或混凝土的28d抗压强度与用蒸馏水（或符合国家标准的生活饮用水）拌制的对应砂浆或混凝土28d抗压强度比应不小于95%。

5.1.5.4拌合水其它品质指标应满足表5.1.5.4的要求。

表5.1.5.4拌合水品质指标

序号

项目

预应力混凝土

钢筋混凝土

素混凝土

1

pH值

5~9

5~9

5~9

2

不溶物，mg/L

＜2000

＜2000

＜5000

3

可溶物，mg/L

＜2000

＜5000

＜10000

4

氯化物（以Cl-计），mg/L

＜500①

＜1200

＜3500

5

硫酸盐（以SO42-计），mg/L

＜600

＜2700

＜2700

6

硫化物（以S2-计），mg/L

＜100

—

—

1使用钢丝或经热处理钢筋的预应力混凝土，拌合水的氯化物含量不得超过350mg/L。

5.1.6高性能混凝土用外加剂

5.1.6.1高性能混凝土宜使用减水率高、坍落度损失小、适量引气、能细化混凝土孔结构以及能明显提高混凝土耐久性能的复合型外加剂。

产品必须经过铁道部鉴定或评审并经铁道部产品质量监督检验中心按本技术条件要求检验合格。

5.1.6.2高性能混凝土用外加剂对水泥要有良好的适应性（在相同掺量下，水泥净浆流动度大、不泌水、不板结，且净浆流动度经时损失小，则外加剂与该种水泥适应性好）。

5.1.6.3高性能混凝土用外加剂的匀质性指标应满足表5.1.6.3的要求。

表5.1.6.3高性能混凝土用外加剂匀质性指标

序号

项目

指标

检验方法标准

1

含水率，%

≤2.0

2

氯离子含量，%

≤0.10

3

细度，%

≤10

4

pH值

8.0±1.0

GB/T8077—2000

5

硫酸钠含量，%

≤5.0

（续表5.1.6.3）

6

水泥净浆流动度，mm

≥240

7

总碱量（Na2O+0.658K2O）,%

≤10

5.1.6.4用于桥梁基础、墩台、隧道、涵洞等结构物的高性能混凝土用外加剂应满足表5.1.6.4的要求。

表5.1.6.4高性能混凝土用外加剂混凝土的性能指标（桥梁基础等）

序号

项目

性能指标

检验方法标准

1

减水率，%

≥20

GB8076—1997

2

含气量，%

5.5±1.0

3

坍落度保留值，mm

30min

≥180

JC473—2001

60min

≥150

4

常压泌水率比，%

≤20

5

压力泌水率比，%

≤50

6

凝结时间差，min

初凝

-90～+120

GB8076—1997

终凝

-90～+120

7

抗压强度比，%

3d

≥130

7d

≥125

28d

≥120

8

对钢筋锈蚀作用

无锈蚀

9

耐

久

性

抗冻性（56d时耐快冻法冻融循环次数）

≥300

GBJ82—85

收缩率比（56d），%

≤110

GB8076—1997

抗氯离子渗透性（56d），C

≤2000

ASTMC1202—97

抑制碱—骨料反应效能

（砂浆棒膨胀率降低值），%

≥50

见6.10.5

5.1.6.5用于梁体的高性能混凝土用外加剂的性能指标应满足表5.1.6.5的要求。

表5.1.6.5掺高性能混凝土用外加剂混凝土的性能指标（梁体）

序号

项目

指标

检验方法标准

1

减水率，%

≥20

GB8076—1997

2

含气量，%

3.5±0.5

3

坍落度保留值，mm

30min

≥180

JC473—2001

60min

≥150

4

常压泌水率比，%

≤20

5

压力泌水率比，%

≤40

6

凝结时间差，min

初凝

-90~+120

GB8076—1997

终凝

-90~+120

7

抗压强度比，%

1d

≥140

3d

≥130

7d

≥125

28d

≥120

（续表5.1.6.5）

8

对钢筋的锈蚀作用