客运专线高性能混凝土暂行技术条件.docx

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客运专线高性能混凝土暂行技术条件

二○○五年六月

前言

为统一客运专线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，制订本技术条件。

本技术条件主要依据京沪高速铁路高性能混凝土研究的最新成果以及《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》、《混凝土结构耐久性设计与施工指南》以及国内外其它有关标准和规范编制。

本技术条件的附录A～附录H是技术条件的附录。

本技术条件负责起草单位：

铁道科学研究院、中铁十二局集团有限公司

本技术条件主要起草人：

谢永江仲新华张勇杨富民朱长华李启棣汪加蔚贾耀东

黄直久

本技术条件由铁道部科学技术司负责解释。

1范围1

2规范性引用文件1

3术语2

4混凝土结构耐久性的基本规定3

4.1设计使用年限3

4.2环境类别及作用等级3

4.3混凝土耐久性设计强度5

4.4混凝土耐久性指标6

5混凝土原材料6

5.1水泥6

5.2矿物掺和料7

5.3细骨料8

5.4粗骨料9

5.5外加剂10

5.6水11

6试验方法12

7高性能混凝土的施工13

7.1施工前准备13

7.2原材料储存与管理14

7.3配合比的选定14

7.4搅拌21

7.5运输21

7.6浇筑22

7.7振捣23

7.8养护24

7.9拆模25

8高性能混凝土的质量检验26

8.1一般规定26

8.2施工前检验26

8.3施工过程检验27

8.4施工后检验27

附录A混凝土电通量快速测定方法28

附录B矿物掺合料及复合外加剂抑制碱—骨料反应有效性试验方法30

附录C混凝土抗裂性试验方法32

附录D混凝土原材料性能检验要求33

附录E混凝土拌和物性能抽检要求35

附录F混凝土力学性能抽检要求36

附录G混凝土耐久性能抽检要求37

附录H实体混凝土质量抽检要求38

编制说明39

1范围

1.0.1本技术条件规定了满足铁路客运专线工程结构耐久性要求的高性能混凝土技术要求、试验方法、施工控制要点和质量检验方法等。

1.0.2本技术条件适用于客运专线新建桥梁、隧道、涵洞、轨道、路基支挡等结构用混凝土。

1.0.3客运专线高性能混凝土除应满足本技术条件规定的要求外，尚应符合现行国家标准和部颁标准的其它有关规定。

2规范性引用文件

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。

GB175—1999硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥

GB748—1996抗硫酸盐硅酸盐水泥

GB/T176—1996水泥化学分析方法

JC/T420—1991水泥原料中氯的化学分析方法

GB1596—91用于水泥和混凝土中的粉煤灰

GB/T18046—2000用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉

GB/T18736—2002高强高性能混凝土用矿物外加剂

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

GB/T14684—2001建筑用砂

TB/T2922.1—1998铁路混凝土用骨料碱活性试验方法岩相法

TB/T2922.4—1998铁路混凝土用骨料碱活性试验方法岩石柱法

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

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

JGJ55－2000普通混凝土配合比设计规程

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

GB2420—81水泥抗硫酸盐侵蚀快速试验方法

JC/T421－91水泥胶砂耐磨性试验方法

JGJ/T10—95混凝土泵送施工技术规程

TB10426—2004铁路工程结构混凝土强度检测规程

DL/T5150－2001水工混凝土试验规程

3术语

3.0.1混凝土结构耐久性（Durabilityofconcretestructure）

在预定作用和预期的维护与使用条件下，结构及其部件能在预定的期限内维持其所需的最低性能要求的能力。

3.0.2设计使用年限（Designedservicelife）

设计人员用以作为结构耐久性设计依据并具有足够安全度或保证率的目标使用年限。

设计使用年限应由业主或用户与设计人员共同确定，并满足有关法规的要求。

3.0.3结构使用年限（Servicelifeofstructure）

结构建造完成后，在预定的使用与维护条件下，结构所有性能（如安全性、适用性）均能满足原定要求的实际使用年限。

3.0.4混凝土耐久性设计强度（Designedstrengthfordurabilityofconcrete）

满足混凝土结构耐久性要求的最低强度。

3.0.5胶凝材料（Cementitiousmaterial，orbinder）

用于配制混凝土的水泥与粉煤灰、磨细矿渣粉和硅灰等活性矿物掺和料的总称。

矿物掺和料掺量以其占胶凝材料总量的百分比计。

3.0.6水胶比（Watertobinderratio）

混凝土配合比中的用水量与胶凝材料总量之比。

3.0.7混凝土中氯离子迁移的电通量（chloridediffusionchargeofconcrete）

按照ASTMC1202检测时氯离子在60V直流电压作用下6h内迁移通过混凝土的电量，可作为快速评价混凝土密实性的一个参数。

3.0.8钢筋的混凝土保护层最小厚度（Minimumconcretecovertoreinforcement）

为防止钢筋锈蚀从混凝土表面到最外层钢筋最外缘所必需的混凝土最小厚度。

3.0.9腐蚀（Deterioration）

材料与周围的环境因素发生物理、化学或电化学反应而受到的渐进性损伤与破坏。

对钢材则称为锈蚀（Corrosion）。

3.0.10附加防腐蚀措施（Additionalprotectivemeasures）

在采取改善混凝土密实性和增加钢筋的混凝土保护层厚度等常规措施仍不足以保证结构的耐久性时所需要进一步采取的其他措施。

3.0.11养护（Maintenance）

为维持结构或其构件在使用年限内所需功能而采取的各种经常性和周期性技术和管理活动。

3.0.12维修（Repair,orrestore）

通过修补、更换或加固，使损伤的结构或其构件恢复到可接受的状态。

按维修的规模、费用及其对结构正常使用的影响程度，可分为大修、中修和小修。

大修时，修复活动需在一定期限内停止结构的正常使用，或需大面积置换结构构件中的受损混凝土，或需更换结构的主要构件。

4混凝土结构耐久性的基本规定

4.1设计使用年限

4.1.1铁路混凝土结构的设计使用年限可按表4.1.1进行分级。

表4.1.1混凝土结构的设计使用年限

级别

设计使用年限

一

100年

二

60年

三

30年

4.2环境类别及作用等级

4.2.1铁路混凝土结构所处环境类别分为碳化环境、氯盐环境、化学侵蚀环境、冻融破坏环境和磨蚀环境。

不同类别环境的条件特征及作用等级列于表4.2.1-1、4.2.1-2、4.2.1-3、4.2.1-4、4.2.1-5。

表4.2.1-1碳化环境条件特征

作用等级代号

环境条件特征

年平均相对湿度＜60%

长期在水下（不包括海水）或土中

年平均相对湿度≥60%

地上或地下水位变动区

干湿交替

注：

当钢筋混凝土薄型结构的一侧干燥而另一侧湿润或饱水时，其干燥一侧混凝土的碳化锈蚀作用等级应按T3级考虑。

表4.2.1-2氯盐环境条件特征

作用等级代号

环境条件特征

长期在海水水下区

离平均水位15m以上的海上大气区；离涨潮岸线100m～300m的陆上近海区

离平均水位15m以内的海上大气区；离涨潮岸线100m以内的陆上近海区

海水潮汐区或浪溅区（非炎热地区）

海水潮汐区或浪溅区（南方炎热地区）

盐渍土地区露出地表的毛细吸附区

遭受氯盐冷冻液和氯盐化冰盐侵蚀部位

表4.2.1-3化学侵蚀环境条件特征

化学侵蚀类型

作用等级代号

硫酸盐侵蚀

环境水中SO42-含量，mg/L

≥200≤600

＞600

≤3000

＞3000

≤6000

＞6000

强透水性环境土中SO42-含量，mg/kg

≥2000

≤3000

＞3000

≤12000

＞12000

≤24000

＞24000

弱透水性环境土中SO42-含量，mg/kg

≥3000

≤12000

＞12000

≤24000

＞24000

盐类结晶侵蚀*

环境土中SO42-含量，mg/kg

≥2000

≤3000

＞3000

≤12000

＞12000

酸性侵蚀

环境水中pH值

≤6.5

≥5.5

＜5.5

≥4.5

＜4.5

≥4.0

二氧化碳侵蚀

环境水中侵蚀性CO2含量，mg/L

≥15

≤40

＞40

≤100

＞100

镁盐侵蚀

环境水中Mg2+含量，mg/L

≥300

≤1000

＞1000

≤3000

＞3000

*注：

1对于盐渍土地区的混凝土，埋入土中的混凝土遭受化学侵蚀；当环境多风干燥时，露出地表的毛细吸附区内的混凝土遭受盐类结晶型侵蚀。

2对于一面接触含盐环境水（或土）而另一面临空且处于干燥或多风环境中的薄壁混凝土，接触含盐环境水（或土）的混凝土遭受化学侵蚀，临空面的混凝土遭受盐类结晶侵蚀。

3当环境中存在酸雨时，按酸性环境考虑，但相应作用等级可降一级。

表4.2.1-4冻融破坏环境条件特征

作用等级代号

环境条件特征

微冻地区+频繁接触水

微冻地区+水位变动区

严寒和寒冷地区+频繁接触水

微冻地区+氯盐环境+频繁接触水

严寒和寒冷地区+水位变动区

微冻地区+氯盐环境+水位变动区

严寒和寒冷地区+氯盐环境+频繁接触水

严寒和寒冷地区+氯盐环境+水位变动区

注：

严寒地区、寒冷地区和微冻地区是根据其最冷月的平均气温划分的。

严寒地区、寒冷地区和微冻地区最冷月的平均气温t分别为：

t≤-8oC,-8oC＜t＜-3oC和-3oC≤t≤2.5oC。

表4.2.1-5磨蚀环境条件特征

作用等级代号

环境条件特征

风蚀（有砂情况）

风力等级≥7级，且年累计刮风时间大于90天

风蚀（有砂情况）

风力等级≥9级，且年累计刮风时间大于90天

流冰冲刷

被强烈流冰撞击、磨损、冲刷（冰层水位下0.5m～冰层水位上1.0m）

风蚀（有砂情况）

风力等级≥11级，且年累计刮风时间大于90天

泥砂冲刷

被大量夹杂泥砂或物体磨损、冲刷

4.2.2环境作用等级为L3、H3、H4、D3、D4、M3级的环境为严重腐蚀环境。

4.3混凝土耐久性设计强度

4.3.1钢筋混凝土结构的混凝土的耐久性设计强度应不低于表4.3.1的规定。

表4.3.1混凝土耐久性设计强度

（一）

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

C30

C25

C35

C30

C40

C35

氯盐环境

C45

C40

C50

C45

C50

化学侵蚀环境

C35

C30

C40

C35

C45

C40

C45

C40

冻融破坏环境

C35

C30

C40

C35

C45

C40

C45

C40

磨蚀环境

C35

C30

C40

C35

C45

C40

4.3.2素混凝土结构的混凝土的耐久性设计强度应不低于表4.3.2的规定。

表4.3.2混凝土耐久性设计强度

（二）

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、T3

C25

C20

氯盐环境

L1、L2、L3

C25

C20

化学侵蚀环境

C35

C30

C35

冻融破坏环境

C35

C30

C35

磨蚀环境

C30

C25

C35

C30

C35

注：

*号表示在相应环境条件下不宜采用素混凝土结构。

4.4混凝土耐久性指标

4.4.1碳化环境下的钢筋混凝土结构，混凝土的电通量应满足表4.4.1的要求。

表4.4.1碳化环境下混凝土的电通量

使用年限级别

一（100年）

二（60年）

作用等级

电通量（56d），C

<2000

<1500

<1000

<2500

<2000

<1500

C30～C45

<1500

<1000

<2000

<1500

≥C50

<1000

<1500

4.4.2氯盐环境下的钢筋混凝土结构，混凝土的电通量应满足表4.4.2的要求。

表4.4.2氯盐环境下混凝土的电通量

使用年限级别

一（100年）

二（60年）

作用等级

电通量（56d），C

<1000

<800

<1500

<1000

<800

4.4.3化学侵蚀环境下的混凝土结构，混凝土胶凝材料的耐蚀系数按GB2420检验应不小于0.8（同流动度砂浆试件浸泡龄期为90d）。

4.4.4冻融破坏环境下的混凝土结构，混凝土的抗冻性应满足表4.4.4的要求。

表4.4.4冻融破坏环境下混凝土的抗冻性

设计使用年限

一（100年）

二（60年）

三（30年）

环境作用等级

抗冻等级

F300

F350

F400

F250

F300

F350

F200

F250

F300

4.4.5磨蚀环境下的混凝土结构，混凝土的耐磨性应满足表4.4.5的要求。

表4.4.5混凝土的耐磨性

作用等级

砂浆的磨耗率，kg/m2

≤3.6

≤1.8

≤1.0

5混凝土原材料

5.1水泥

5.1.1水泥应选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，混合材宜为矿渣或粉煤灰。

有耐硫酸盐侵蚀要求的混凝土也可选用中抗硫酸盐硅酸盐水泥或高抗硫酸盐硅酸盐水泥。

不宜使用早强水泥。

5.1.2水泥的技术要求除应满足国家标准GB175的规定外，还应满足表5.1.2的规定。

表5.1.2水泥的技术要求

序号

项目

技术要求

比表面积

≤350m2/kg（硅酸盐水泥、抗硫酸盐硅酸盐水泥）

80µm方孔筛筛余

≤10.0%（普通硅酸盐水泥）

游离氧化钙含量

≤1.0%

碱含量

≤0.80%，

熟料中的C3A含量

非氯盐环境下不应超过8%，氯盐环境下不应超过10%

氯离子含量

≤0.20%（钢筋混凝土）

≤0.06%（预应力混凝土）

注：

1、当骨料具有碱—硅酸反应活性时，水泥的碱含量不宜超过0.60%。

2、C40及以上混凝土用水泥的碱含量不宜超过0.60%。

5.2矿物掺和料

5.2.1矿物掺和料应选用品质稳定的产品。

矿物掺和料的品种宜为粉煤灰、磨细粉煤灰、磨细矿渣粉或硅灰。

5.2.2粉煤灰的技术要求应满足表5.2.2的规定。

5.2.3磨细矿渣粉的技术要求应满足表5.2.3的规定。

表5.2.2粉煤灰的技术要求

序号

名称

技术要求

C50以下混凝土

C50及以上混凝土

细度，%

≤20

≤12

Cl-含量，%

≤0.02

需水量比，%

≤105

≤100

烧失量，%

≤5.0

≤3.0

含水率，%

≤1.0

SO3含量，%

≤3

活性指数，%

≥65

≥70

28d

≥70

≥75

表5.2.3磨细矿渣粉的技术要求

序号

名称

技术要求

MgO含量，%

≤14

SO3含量，%

≤4

烧失量，%

≤1

Cl-含量，%

≤0.02

比表面积，m2/kg

350～500

需水量比，%

≤100

含水率，%

≤1.0

活性指数，%

≥75

28d

≥95

5.2.4硅灰的技术要求应满足表5.2.4的规定。

表5.2.4硅灰的技术要求

序号

名称

技术要求

烧失量，%

≤6

Cl-含量，%

≤0.02

SiO2含量，%

≥85

比表面积，m2/kg

≥18000

需水量比，%

≤125

含水率，%

≤3.0

28d活性指数，%

≥85

5.3细骨料

5.3.1细骨料应选用级配合理、质地均匀坚固、吸水率低、空隙率小的洁净天然中粗河砂，也可选用专门机组生产的人工砂。

不宜使用山砂。

不得使用海砂。

5.3.2细骨料的颗粒级配（累计筛余百分数）应满足表5.3.2的规定。

表5.3.2细骨料的累计筛余百分数（%）

级配区

筛孔尺寸，mm

Ⅰ区

Ⅱ区

Ⅲ区

10.0

5.00

10～0

2.50

35～5

25～0

15～0

1.25

65～35

50～10

25～0

0.63

85～71

70～41

40～16

0.315

95～80

92～70

85～55

0.160

100～90

除5.00mm和0.63mm筛档外，细骨料的实际颗粒级配与表5.3.2中所列的累计筛余百分率相比允许稍有超出分界线，但其总量不应大于5%。

5.3.3细骨料的粗细程度按细度模数分为粗、中、细3种规格，其细度模数分别为：

粗级3.7～3.1

中级3.0～2.3

细级2.2～1.6

配制混凝土时宜优先选用中级细骨料。

当采用粗级细骨料时，应提高砂率，并保持足够的水泥或胶凝材料用量，以满足混凝土的和易性；当采用细级细骨料时，宜适当降低砂率。

当所用细骨料的颗粒级配不符合表4.3.2的要求时，应采取经试验证明能确保工程质量的技术措施后，方允许使用。

5.3.4细骨料的坚固性用硫酸钠溶液循环浸泡法检验，试样经5次循环后其重量损失应不超过8%。

细骨料的吸水率应不大于2％。

5.3.5采用天然河砂配制混凝土时，砂中含泥量、泥块含量、云母、轻物质、有机物、硫化物及硫酸盐等有害物质的含量应符合表5.3.5的规定。

表5.3.5砂中有害物质限值

项目

质量指标

＜C30

C30～C45

≥C50

含泥量，%

≤3.0

≤2.5

≤2.0

泥块含量，%

≤0.5

云母含量，%

≤0.5

轻物质含量，%

≤0.5

硫化物及硫酸盐含量（折算成SO3），%

≤0.5

有机物含量（用比色法试验）

颜色不应深于标准色，如深于标准色，则应按水泥胶砂强度试验方法进行强度对比试验，抗压强度比不应低于0.95。

当砂中含有颗粒状的硫酸盐或硫化物杂质时，应进行专门检验，确认能满足混凝土耐久性要求时，方能采用。

5.3.6对于长期处于水中或土中、干湿交替区、水位变化区以及年平均相对湿度大于75%的潮湿环境中的混凝土结构，细骨料应采用砂浆棒法检验其碱活性，且砂浆棒的膨胀率应小于0.10%，否则应采取抑制碱—骨料反应的技术措施。

5.3.7当采用以专门机组生产的人工砂或混合砂配制混凝土时，人工砂及混合砂的压碎指标值应小于25%；经亚甲蓝试验判定后，石粉含量应符合表5.3.7的规定。

表5.3.7人工砂及混合砂中石粉含量限值

混凝土强度等级

＜C30

C30～C45

≥C50

石粉含量（%）

MB＜1.40

≤10.0

≤7.0

≤5.0

MB≥1.40

≤5.0

≤3.0

≤2.0

5.4粗骨料

5.4.1粗骨料应选用级配合理、粒形良好、质地均匀坚固、线胀系数小的洁净碎石，也可采用碎卵石或卵石，不宜采用砂岩碎石。

5.4.2粗骨料的最大公称粒径不宜超过钢筋的混凝土保护层厚度的2/3，且不得超过钢筋最小间距的3/4。

配制强度等级C50及以上预应力混凝土时，粗骨料最大公称粒径不应大于25mm。

5.4.3粗骨料应采用二级或多级级配，其松散堆积密度应大于1500kg/m3，紧密空隙率宜小于40%，吸水率应小于2%（用于干湿交替或冻融循环下的混凝土应小于1%）。

5.4.4当粗骨料为碎石时，碎石的强度用岩石抗压强度表示，且岩石抗压强度与混凝土强度等级之比不应小于1.5。

施工过程中碎石的强度可用压碎指标值进行控制，且应符合表5.4.5的规定。

若粗骨料为卵石，卵石的强度用压碎指标值表示，且应符合表5.4.4的规定。

表5.4.5粗骨料的压碎指标（%）

混凝土强度等级

＜C30

≥C30

岩石种类

水成岩

变质岩或深成的火成岩

火成岩

水成岩

变质岩或深成的火成岩

火成岩

碎石

≤16

≤20

≤30

≤10

≤12

≤13

卵石

≤16

≤12

注：

水成岩包括石灰岩、砂岩等；变质岩包括片麻岩、石英岩等；深成的火成岩包括花岗岩、正长岩、闪长岩和橄榄岩等；喷出的火成岩包括玄武岩和辉绿岩等。

5.4.5粗骨料

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