Febi 2016 3)水胶比 境温度差异大,从技术经济性考虑,铁路混凝土工程在 水胶比会显著影响混凝土的强度、抗渗性和收缩冻融破坏环境下和严重盐类结晶破坏环境下必须使用 性能,限制最大水胶比是确保混凝土的耐久性和体积引气混凝土,混凝土的最小含气量应满足表6的规定。 稳定性的关键。事实上,将混凝土最大用水量作为控 表6不同环境下混凝土的最小含气量 制混凝土耐久性的指标要比最低水胶比更为适宜,依 靠控制水胶比无法解决混凝土中因浆体用量过大而引 环境类别环境作用等级100年60年30年 起收缩和水化热增加的负面影响。为了保证重要工程 盐类 的耐久性,应该对混凝土最大用水量给出规定,对于水 波坏环境 胶比较低的混凝土,混凝土用水量不宜超过150kg/m3。 日本规定混凝土最大用水量不得大于175kg/m313 传统配合比设计方法是用水胶比来确定混凝土的强度 冻融破坏 等级。受传统配合比设计方法的影响,再加上混凝土环境 5.0 用水量控制的工程经验和试验研究较少,铁路对混凝 土的最大水胶比作出规定,见表5。 2.4混凝土结构的施工技术 表5不同环境下混凝土最大水胶比 1)混凝土内外温差 环境类别环境作用等级100年60年 年 为减少温差引起混凝土开裂以及避免混凝土构件 芯部温度过高,铁路混凝土的人模温度宜控制在5~ 碳化环境 0. 30℃,混凝土与模板、邻接的硬化混凝土或岩土介质 0.45 0.50 间的温差不得大于15℃。混凝土预制梁芯部温度不 宜超过60℃,轨道板和双块式轨枕芯部温度不宜超过 氯盐环境 0.400.450.45 55℃。 2)混凝土养护技术 0.55 0.55 混凝土施工期性能是影响混凝土开裂以及混凝土 化学侵蚀 环境 0.40 0.450.45 结构耐久性的关键,而影响混凝土施工期性能的关键 0.36 因素是施工过程温度、湿度和风速等。从保温、保湿和 0.55 0.55 防风等方面提出影响混凝土开裂的养护最短时间,结 盐类结晶 合我国西北地区铁路(如兰新铁路等)的气候环境条 破坏环境 件,提出了包括极端干燥环境下混凝土养护时间的要 0.36 求,见表7。 0.50 0.55 0.55 2.5混凝土耐久性快速评价技术 冻融破坏 0.50 混凝土质量变异性的影响因素包括混凝土材料的 环境 0.400.450.45变异性、施工的变异性和试验的变异性。材料的变异 0.36 0.40 性会引起混凝土拌合物性能的变异性,因此,在保证原 0.500.550.55材料质量的前提下,通过检测混凝土拌合物性能就可 磨蚀环境 0.500.50 以确保混凝土的耐久性。这样可以实现对混凝土耐久 性的快速检测与评价。 4)含气量 《青藏铁路高原冻土地区耐久性混凝土目标管理 含气量是引气混凝土的关键参数。混凝土中引气措施》中提出了在混凝土出机时及在浇筑现场对混凝 不仅能够提高混凝土的抗冻性和抗盐类结晶破坏性土的坍落度及其损失、含气量及其损失、泌水率 能,而且能够改善混凝土的工作性能。美国铁路规范(0.5h)3项性能指标进行检测。只要现场检测的这3 ( AREMA)规定海水、硫酸盐侵蚀、水下等环境中的项指标满足设计要求,混凝土的耐久性就合格,混凝土 混凝土必须引气。日本将不引气的混凝土视为特殊混可浇注。以京津城际铁路和客运专线为工程背景 凝土,日本犒高耐久性钢筋混凝土设计施工指南》中规选择混凝土拌合物为研究对象,研究结构耐久性与混 定混凝土的含气量必须在5%以上。我国幅员辽阔,环凝土拌合物之间的相关关系。利用混凝土单位体积质铁 道 建 筑 February，2016 3) 水胶比 水胶比会显著影响混凝土的强度、抗渗性和收缩 性能，限制最大水胶比是确保混凝土的耐久性和体积 稳定性的关键。事实上，将混凝土最大用水量作为控 制混凝土耐久性的指标要比最低水胶比更为适宜，依 靠控制水胶比无法解决混凝土中因浆体用量过大而引 起收缩和水化热增加的负面影响。为了保证重要工程 的耐久性，应该对混凝土最大用水量给出规定，对于水 胶比较低的混凝土，混凝土用水量不宜超过 150 kg /m3 。 日本规定混凝土最大用水量不得大于 175 kg /m3［15］。 传统配合比设计方法是用水胶比来确定混凝土的强度 等级。受传统配合比设计方法的影响，再加上混凝土 用水量控制的工程经验和试验研究较少，铁路对混凝 土的最大水胶比作出规定，见表 5。 表 5 不同环境下混凝土最大水胶比 环境类别 环境作用等级 100 年 60 年 30 年 T1 0. 55 0. 60 0. 60 碳化环境 T2 0. 50 0. 55 0. 55 T3 0. 45 0. 50 0. 50 L1 0. 45 0. 50 0. 50 氯盐环境 L2 0. 40 0. 45 0. 45 L3 0. 36 0. 40 0. 40 H1 0. 50 0. 55 0. 55 化学侵蚀 环境 H2 0. 45 0. 50 0. 50 H3 0. 40 0. 45 0. 45 H4 0. 36 0. 40 0. 40 Y1 0. 50 0. 55 0. 55 盐类结晶 破坏环境 Y2 0. 45 0. 50 0. 50 Y3 0. 40 0. 45 0. 45 Y4 0. 36 0. 40 0. 40 D1 0. 50 0. 55 0. 55 冻融破坏 环境 D2 0. 45 0. 50 0. 50 D3 0. 40 0. 45 0. 45 D4 0. 36 0. 40 0. 40 M1 0. 50 0. 55 0. 55 磨蚀环境 M2 0. 45 0. 50 0. 50 M3 0. 40 0. 45 0. 45 4) 含气量 含气量是引气混凝土的关键参数。混凝土中引气 不仅能够提高混凝土的抗冻性和抗盐类结晶破坏性 能，而且能够改善混凝土的工作性能。美国铁路规范 ( AREMA) ［17］规定海水、硫酸盐侵蚀、水下等环境中的 混凝土必须引气。日本将不引气的混凝土视为特殊混 凝土，日本《高耐久性钢筋混凝土设计施工指南》中规 定混凝土的含气量必须在 5% 以上。我国幅员辽阔，环 境温度差异大，从技术经济性考虑，铁路混凝土工程在 冻融破坏环境下和严重盐类结晶破坏环境下必须使用 引气混凝土，混凝土的最小含气量应满足表 6 的规定。 表 6 不同环境下混凝土的最小含气量 环境类别 环境作用等级 100 年 60 年 30 年 Y1 盐类结晶 破坏环境 Y2 Y3 Y4 4. 0 4. 0 4. 0 D1 4. 0 4. 0 4. 0 冻融破坏 环境 D2 5. 0 5. 0 5. 0 D3 5. 0 5. 0 5. 0 D4 6. 0 6. 0 6. 0 2. 4 混凝土结构的施工技术 1) 混凝土内外温差 为减少温差引起混凝土开裂以及避免混凝土构件 芯部温度过高，铁路混凝土的入模温度宜控制在 5 ～ 30 ℃ ，混凝土与模板、邻接的硬化混凝土或岩土介质 间的温差不得大于 15 ℃ 。混凝土预制梁芯部温度不 宜超过 60 ℃ ，轨道板和双块式轨枕芯部温度不宜超过 55 ℃ 。 2) 混凝土养护技术 混凝土施工期性能是影响混凝土开裂以及混凝土 结构耐久性的关键，而影响混凝土施工期性能的关键 因素是施工过程温度、湿度和风速等。从保温、保湿和 防风等方面提出影响混凝土开裂的养护最短时间，结 合我国西北地区铁路( 如兰新铁路等) 的气候环境条 件，提出了包括极端干燥环境下混凝土养护时间的要 求，见表 7。 2. 5 混凝土耐久性快速评价技术 混凝土质量变异性的影响因素包括混凝土材料的 变异性、施工的变异性和试验的变异性。材料的变异 性会引起混凝土拌合物性能的变异性，因此，在保证原 材料质量的前提下，通过检测混凝土拌合物性能就可 以确保混凝土的耐久性。这样可以实现对混凝土耐久 性的快速检测与评价。 《青藏铁路高原冻土地区耐久性混凝土目标管理 措施》中提出了在混凝土出机时及在浇筑现场对混凝 土的 坍 落 度 及 其 损 失、含 气 量 及 其 损 失、泌 水 率 ( 0. 5 h) 3 项性能指标进行检测。只要现场检测的这 3 项指标满足设计要求，混凝土的耐久性就合格，混凝土 可浇注［3］。以京津城际铁路和客运专线为工程背景， 选择混凝土拌合物为研究对象，研究结构耐久性与混 凝土拌合物之间的相关关系。利用混凝土单位体积质 4