铁路客运专线高性能混凝土配合比设计优化

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1、铁道建筑RailwayEngineering文章编号：1003—1995(2012)07．0134．03铁路客运专线高性能混凝土配合比设计优化齐红军(陕西铁路工程职业技术学院，陕西渭南714000)摘要：高性能混凝土配合比设计的目标是要同时兼顾耐久性、强度、工作性、体积稳定性以及经济性的要求来确定各组分的合理用量，以保证在设计使用年限内的结构安全和正常使用功能。本文结合京沪高铁预制梁场的制梁工作，以混凝土的工作性能为约束条件，以强度与耐久性指标为优化目标，再结合砂率、用水量、外加剂等的调整，提供了一组高性能混凝土配合比。关键词：铁路客专高性能混凝土配合比设计优化中图分类号

2、：U214．18文献标识码：ADOI：10．3969／j．issn．1003—1995．2012．07—40高性能混凝土是基于混凝土结构的“耐久性”提比设计采用以下技术方案：出来的新型混凝土，代表了近期混凝土的技术发展方1)低水胶比，高流动度，选择工作性最优时的向。高性能混凝土是在传统混凝土中加入了超塑化剂砂率。和其它外加剂以及矿物细掺料(如粉煤灰、矿粉等)，2)不同混凝土强度等级、不同环境条件下混凝土并采用低水胶比。它具有良好的工作性、体积稳定性，的最大胶凝材料用量、最大水胶比应满足规范要求。较高的力学性能(如抗压、抗折、抗拉强度)和高耐久在满足设计强度的情况下，水泥用

3、量与胶凝材料浆体性(如高抗渗性、抗冻融循环、抗碳化和抗化学侵蚀体积应尽可能低。等)，可以满足一定的使用需求。近20年来，在世界3)采用粉煤灰和矿渣粉双掺，一般情况下矿物掺范围内掀起了以耐久性为基本要求的高性能混凝土研合料掺量不宜小于胶凝材料总量的20％。究的小高潮，并提出了“按服务年限或按耐久性设计4)选用减水效果好及保坍能力强的高效减水剂，混凝土”的理念。提高混凝土耐久性能。高性能混凝土配合比设计的目标是要同时兼顾耐5)混凝土的入模含气量应满足要求。久性、强度、工作性、体积稳定性以及经济性的要求来按照以上技术方案和C50设计要求，结合实际工确定各组分的合理用量，以保证在

4、设计使用年限内的程应用中的其它因素综合考虑，选择配合比设计试验结构安全和正常使用功能。随着混凝土中多种矿物掺参数，见表1。合料和外加剂的掺入，混凝土组分多样化，以及混凝土表1混凝土配合比主要控制参数的性能要求的提高，相应地混凝土配合比设计亦更为复杂化。影响混凝土配合比的因素与配合比各组成材料之间存在着非常复杂的非线性关系，基于经典的半经验半定量的配合比设计方法难以配制出组分复杂、具有高性能的混凝土。本文拟寻找新的途径，快速、可2原材料的试验与检验靠、准确地设计出满足上述要求的混凝土配合比。1)水泥。试验采用亚东水泥股份有限公司生产1客运专线高性能混凝土配合比设计技术的P．

5、O42．5水泥，物理性能如表2所示。P．O42．5方案水泥所有性能均符合GB175—1999及《客运专线预根据客运专线混凝土耐久性的要求，混凝土配合应力混凝土制梁暂行技术条件》和《客运专线高性能混凝土暂行技术条件》指标要求。收稿日期：2011．12-19；修回日期：2Ol2．O4．1O2)矿粉。试验所采用的矿粉来自武钢华新水泥基金项目：陕西铁路工程职业技术学院院级科研基金项目(2010．18)有限责任公司，其性能指标如表3。作者简介：齐红军(1975一)，男，陕西宝鸡人，副教授，硕士。3)粉煤灰。试验采用阳逻I级粉煤灰(干排)，经2012年第7期铁路客运专线高性能混凝土配

6、合比设计优化135表4粉煤灰的物理性质％表9高效减水剂(液态)的物理性能检测其物理性能(如表4)符合GB1596所规定的I级粉煤灰的要求。7)拌合水。采用洁净的自来水。4)细骨料。试验采用巴河河砂，颗粒级配满足要求，筛分试验结果如表5，细度模数为3．0，中砂；河砂3高性能混凝土配合比优化方案的其它性能如表6。在进行c5o高性能混凝土配合比优化时，主要通表5河砂的颗粒级配过调节各胶凝材料量之间的最优组合。在确保混凝土工作性、强度等级的前提下，尽可能地提高混凝土的耐久性指标，以实现设计使用年限1oo年的要求。具体体现在智能可视化数学模型上，就是以混凝土的工作检测项目含泥量蓍氯

7、化物轻物质云母碱活性性为约束条件，强度与耐久性指标为优化目标。配合比主要控制参数：胶凝材料总量、粉煤灰掺量和矿粉掺检测结果o．52o．35ooo14o．4o13o．25o．08量(砂率、水灰比根据试配的结果做略微的调整)。5)粗骨料。试验采用阳新碎石，粒级符合5．0～以表10的控制参数设计配合比。通过试配，确定26．5mm的连续级配，最大粒径为26．5mm，颗粒级配了基准配比为胶凝材料：砂：石：水：外加剂(每m混及主要物理性能分别见表7与表8。凝土材料用量，单位kg／m)=462：692：1178：146：表7碎石颗粒级配2．