客运专线高性能混凝土暂行技术条件101号文.docx

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客运专线高性能混凝土暂行技术条件101号文

客运专线高性能混凝土

暂行技术条件

二○○五年七月

前言

为统一铁路客运专线混凝土质量标准，明确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、《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》（CCES01-2004）以及国内外其它有关标准和规范编制。

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、中铁十七局集团有限公司

本技术条件主要起草人：

谢永江仲新华黄直久张勇郑新国杨富民朱长华佟明华

李启棣汪加蔚刘世安贾耀东

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混凝土结构耐久性的基本规定2

3.1设计使用年限2

3.2环境类别及作用等级2

3.3混凝土耐久性指标4

4混凝土原材料5

4.1水泥5

4.2矿物掺合料5

4.3细骨料6

4.4粗骨料7

4.5外加剂8

4.6水9

5试验方法10

6混凝土的施工11

6.1施工前准备11

6.2原材料储存与管理12

6.3配合比的选定12

6.4搅拌15

6.5运输16

6.6浇筑17

6.7振捣18

6.8养护18

6.9拆模20

7混凝土的质量检验20

7.1一般规定20

7.2施工前检验20

7.3施工过程检验21

7.4施工后检验21

附录A混凝土的电通量快速测定方法22

附录B水泥或胶凝材料抗硫酸盐侵蚀性能快速试验方法24

附录C矿物掺合料及外加剂抑制碱—骨料反应有效性试验方法26

附录D混凝土抗裂性试验方法28

附录E混凝土原材料性能检验要求29

附录F混凝土拌合物性能抽检要求31

附录G混凝土力学性能抽检要求31

附录H混凝土施工试件耐久性能抽检要求32

附录J实体混凝土质量抽检要求32

编制说明33

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—2005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—2005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

GB/T14685—2001建筑用卵石、碎石

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

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混凝土结构耐久性的基本规定

3.1设计使用年限

3.1.1混凝土结构的设计使用年限级别可根据设计使用年限按表3.1.1进行划分。

表3.1.1混凝土结构的设计使用年限级别

设计使用年限级别

设计使用年限

一

100年

二

60年

三

30年

3.2环境类别及作用等级

3.2.1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。

不同类别环境的作用等级可按表3.2.1-1、3.2.1-2、3.2.1-3、3.2.1-4、3.2.1-5所列环境条件特征进行划分。

表3.2.1-1碳化环境

环境作用等级

环境条件特征

室内年平均相对湿度＜60%

长期在水下（不包括海水）或土中

室内年平均相对湿度≥60%

室外环境

水位变动区

干湿交替

注：

当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环境作用等级应按T3级考虑。

表3.2.1-2氯盐环境

环境作用等级

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3.2.1-3化学侵蚀环境

化学侵蚀类型

环境作用等级

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结构，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3.2.1-4冻融破坏环境

环境作用等级

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3.2.1-5磨蚀环境

环境作用等级

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

3.2.2环境作用等级为L3、H3、H4、D3、D4、M3级的环境为严重腐蚀环境。

3.3混凝土耐久性指标

3.3.1混凝土的耐久性指标一般是指混凝土的抗裂性、护筋性、耐蚀性、抗冻性、耐磨性及抗碱－骨料反应性等。

具体的混凝土耐久性指标应根据结构的设计使用年限、所处的环境类别及作用等级等确定。

3.3.2混凝土耐久性的一般要求：

1混凝土的电通量应满足表3.3.2的规定。

表3.3.2混凝土的电通量

设计使用年限级别

一（100年）

二（60年）、三（30年）

电通量（56d），C

<2000

<2500

C30～C45

<1500

<2000

≥C50

<1000

<1500

2混凝土应进行抗裂性对比试验。

3钢筋的混凝土保护层厚度应满足设计的规定。

4混凝土的抗碱—骨料反应性能应符合下列规定：

（1）骨料的碱—硅酸反应砂浆棒膨胀率或碱—碳酸盐反应岩石柱膨胀率应小于0.10%；

（2）当骨料的碱—硅酸反应砂浆棒膨胀率在0.10～0.20%时，混凝土的碱含量应满足表6.3.2-4的规定；当骨料的砂浆棒膨胀率在0.20～0.30%时，除了混凝土的碱含量应满足表6.3.2-4的规定外，还应在混凝土中掺加具有明显抑制效能的矿物掺合料和复合外加剂，并应按附录C方法试验证明抑制有效。

3.3.3氯盐环境下的钢筋混凝土及预应力混凝土结构，混凝土的耐久性除应满足3.3.2条的规定外，还应满足表3.3.3的规定。

表3.3.3氯盐环境下混凝土的电通量

设计使用年限级别

一（100年）

二（60年）、三（30年）

环境作用等级

L2、L3

电通量（56d），C

<1000

<800

<1500

<1000

3.3.4化学侵蚀环境下的混凝土结构，混凝土的耐久性除应满足3.3.2条的规定外，还应满足表3.3.4的规定。

表3.3.4化学侵蚀环境下混凝土的电通量

设计使用年限级别

一（100年）

二（60年）、三（30年）

环境作用等级

H1、H2

H3、H4

H1、H2

H3、H4

电通量（56d），C

<1200

<1000

<1500

<1000

3.3.5冻融破坏环境下的混凝土结构，混凝土的耐久性除应满足3.3.2条的规定外，还应满足表3.3.5的规定。

表3.3.5冻融破坏环境下混凝土的抗冻性

设计使用年限级别

一（100年）

二（60年）

三（30年）

环境作用等级

D1、D2、D3、D4

抗冻等级（56d）

≥F300

≥F250

≥F200

3.3.6磨蚀环境下的混凝土结构，混凝土的耐久性除应满足3.3.2条的规定外，还应进行混凝土耐磨性对比试验。

3.3.7处于严重腐蚀环境下的混凝土结构，尚应采取必要的附加防腐蚀措施。

4混凝土原材料

4.1水泥

4.1.1水泥宜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。

4.1.2水泥的技术要求除应满足国家标准的规定外，还应满足表4.1.2的规定。

表4.1.2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

≤8%，氯盐环境下≤10%

氯离子含量

不宜大于0.10%（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，水泥的碱含量不应超过0.60%。

2C40及以上混凝土用水泥的碱含量不宜超过0.60%。

4.2矿物掺合料

4.2.1矿物掺合料应选用品质稳定的产品。

矿物掺合料的品种宜为粉煤灰、磨细粉煤灰、矿渣粉或硅灰。

4.2.2粉煤灰的技术要求应满足表4.2.2的规定。

表4.2.2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

氯离子含量，%

不宜大于0.02

需水量比，%

≤105

≤100

烧失量，%

≤5.0

≤3.0

含水量，%

≤1.0（干排灰）

SO3含量，%

≤3.0

CaO含量，%

≤10（对于硫酸盐侵蚀环境）

4.2.3矿渣粉的技术要求应满足表4.2.3的规定。

表4.2.3矿渣粉的技术要求

序号

名称

技术要求

MgO含量，%

≤14

SO3含量，%

≤4.0

烧失量，%

≤3.0

氯离子含量，%

≤0.02

比表面积，m2/kg

350～500

需水量比，%

≤100

含水率，%

≤1.0

活性指数，%，28d

≥95

4.2.4硅灰的技术要求应满足表4.2.4的规定。

表4.2.4硅灰的技术要求

序号

名称

技术要求

烧失量，%

≤6

氯离子含量，%

不宜大于0.02

SiO2含量，%

≥85

比表面积，m2/kg

≥18000

需水量比，%

≤125

含水率，%

≤3.0

活性指数，%，28d

≥85

4.3细骨料

4.3.1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。

4.3.2细骨料的颗粒级配（累计筛余百分数）应满足表4.3.2的规定。

表4.3.2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，砂的实际颗粒级配与表4.3.2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%。

4.3.3细骨料的粗细程度按细度模数分为粗、中、细三级，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。

4.3.4细骨料的坚固性用硫酸钠溶液循环浸泡法检验，试样经5次循环后其质量损失应不超过8%。

细骨料的吸水率应不大于2％。

4.3.5采用天然河砂配制混凝土时，砂的有害物质含量应符合表4.3.5的规定。

表4.3.5砂中有害物质含量

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

氯离子含量，%

＜0.02

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。

4.3.6细骨料的碱活性应采用砂浆棒法进行检验，且细骨料的砂浆棒膨胀率应小于0.10%，否则应采取抑制碱—骨料反应的技术措施。

4.3.7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，人工砂及混合砂的石粉含量应符合表4.3.7的规定。

表4.3.7人工砂及混合砂中石粉含量

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

4.4粗骨料

4.4.1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，不宜采用砂岩碎石。

4.4.2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（在严重腐蚀环境条件下不宜超过钢筋的混凝土保护层厚度的1/2），且不得超过钢筋最小间距的3/4。

配制强度等级C50及以上混凝土时，粗骨料最大公称粒径不应大于25mm。

4.4.3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%）。

4.4.4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4.4.4的规定。

若粗骨料为碎卵石，碎卵石的强度用压碎指标值表示，且应符合表4.4.4的规定。

表4.4.4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。

4.4.5粗骨料的坚固性用硫酸钠溶液循环浸泡法进行检验，试样经5次循环后，其质量损失率应符合表4.4.5的规定。

表4.4.5粗骨料的坚固性指标

结构类型

混凝土结构

预应力混凝土结构

质量损失率，%

≤8

≤5

4.4.6粗骨料中的有害物质含量应符合表4.4.6的规定。

表4.4.6　粗骨料的有害物质含量（%）

项目强度等级

＜C30

C30～C45

≥C50

含泥量，%

≤1.0

≤0.5

泥块含量，%

≤0.25

针、片状颗粒总含量，%

≤10

≤8

硫化物及硫酸盐含量（折算成SO3），%

≤0.5

氯离子含量，%

＜0.02

碎卵石中有机质含量（用比色法试验）

颜色不应深于标准色。

当深于标准色时，应配制成混凝土进行强度对比试验，抗压强度比不应小于0.95。

4.4.7粗骨料的碱活性应首先采用岩相法检验。

若粗骨料含有碱—硅酸反应活性矿物，其砂浆棒膨胀率应小于0.10%，否则应采取抑制碱—骨料反应的技术措施。

不得使用具有碱—碳酸盐反应活性的骨料。

4.5外加剂

4.5.1外加剂应采用减水率高、坍落度损失小、适量引气、能明显提高混凝土耐久性且质量稳定的产品。

外加剂与水泥之间应有良好的相容性。

外加剂须经铁道部鉴定或评审，并经铁道部产品质量监督检验中心检验合格。

4.5.2外加剂的性能应满足表4.5.2的要求。

表4.5.2外加剂的性能

序号

项目

指标

备注

水泥净浆流动度，mm

≥240

硫酸钠含量，%

≤10.0

氯离子含量，%

≤0.2

碱含量（Na2O+0.658K2O）,%

≤10.0

减水率，%

≥20

含气量，%

≥3.0

用于配制非抗冻混凝土时

≥4.5

用于配制抗冻混凝土时

坍落度保留值，mm

30min

≥180

用于泵送混凝土时

60min

≥150

用于泵送混凝土时

常压泌水率比，%

≤20

压力泌水率比，%

≤90

用于泵送混凝土时

抗压强度比，%

≥130

≥125

28d

≥120

对钢筋锈蚀作用

无锈蚀

收缩率比，%

≤135

相对耐久性指标，%，200次

≥80

4.5.3外加剂的匀质性应满足国家标准《混凝土外加剂》GB8076的规定。

4.6水

4.6.1拌合用水可采用饮用水。

当采用其他来源的水时，水的品质应符合表4.6.1的要求。

表4.6.1拌合用水的品质指标

项目

预应力混凝土

钢筋混凝土

素混凝土

pH值

＞4.5

不溶物，mg/L

＜2000

＜5000

可溶物，mg/L

＜2000

＜5000

＜10000

氯化物（以Cl-计），mg/L

＜500

＜1000

＜3500

硫酸盐（以SO42-计），mg/L

＜600

＜2000

＜2700

碱含量（以当量Na2O计），mg/L

＜1500

4.6.2用拌合用水和蒸馏水（或符合国家标准的生活饮用水）进行水泥净浆试验所得的水泥初凝时间差及终凝时间差均不得大于30min，其初凝和终凝时间尚应符合水泥国家标准的规定。

4.6.3用拌合用水配制的水泥砂浆或混凝土的28d抗压强度不得低于用蒸馏水（或符合国家标准的生活饮用水）拌制的对应砂浆或混凝土抗压强度的90%。

4.6.4拌合用水不得采用海水。

当混凝土处于氯盐环境时，拌合水氯离子含量应不大于200mg/L。

对于使用钢丝或经热处理钢筋的预应力混凝土，拌合水氯离子含量不得超过350mg/L。

4.6.5养护用水除不溶物、可溶物可不作要求外，其他项目应符合表4.6.1的规定。

养护用水不得采用海水。

5试验方法

5.0.1水泥

烧失量和氧化镁、三氧化硫、氧化钙、氧化钠、氧化钾的含量按GB/T176—1996进行，氯离子含量试验按JC/T420进行，比表面积、细度、凝结时间、安定性、强度按相应水泥标准规定的方法进行。

5.0.2粉煤灰

细度、需水量比、烧

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