京沪高速铁路高性能混凝土配合比设计探究和应用

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1、京沪高速铁路高性能混凝土配合比设计探究和应用　　摘要：通过采用降低水胶比、掺加矿物掺和料、并产生适当的含气量的方法能够降低混凝土内部缺陷，提高混凝土耐久性，对不同种类和不同掺量的矿物掺和料配合比室内拌和结果对比分析，得出粉煤灰、矿渣粉各掺加20%时混凝土耐久性能、力学性能及其他性能满足设计的要求。关键词：京沪高速铁路；高性能混凝土；配合比设计；研究与应用中图分类号：U238文献标识码：A文章编号：引言：高速铁路其主要工程特点是设计时速高、线长面广点多、地质复杂、工程结构类型繁多、设计施工技术难度高、建设周期长、管理跨度

2、大；对铁路工程建设管理工作提出了全新要求。工程试验工作承担着为整个工程建设提供基础数据支持和质量监控、验收评价依据的重任；是“以数据说话”精神的科学体现；作为建设工程精细化管理工作的重要组成部分，如何做好工程试验工作的管理是成为保证建设工程质量的一个前提。1.工程概述6新建京沪高速铁路土建工程JHTJ-3标段大汶河特大桥工程（起迄里程：DK475+117.45-DK496+265.27）位于泰安市岱岳区和宁阳县，全长21.142km，是全线工程中的控制性工程。工程规模大、工期紧、施工技术要求高。多次跨越既有线和公路，跨

3、越津浦铁路连续梁是大汶河特大桥工程的施工重点。工程范围包括桥梁下部和特殊结构连续梁的施工。2.工程地质特征大汶河特大桥线路经过地区为鲁中南低山丘陵及丘间平原，地表以剥蚀为主，部分地段基岩裸露。新生界地层有第四系洪、坡、残积以及冲积、湖积层，主要岩性为新黄土、黏土、粉质黏土、卵石土、碎石土、砂类土等，新黄土具湿陷性，一般湿陷系数为0.015～0.071；第三系始、渐新统，岩性为泥岩、砂岩、含砾砂岩。出露基岩为古生界寒武系、奥陶系、石炭系、二叠系，岩性为石灰岩、页岩、砂岩、泥岩、泥质砂岩等；太古界泰山群为花岗片麻岩；岩浆岩

4、主要为太古代早期斜长花岗岩和燕山期侵入辉长岩。奥陶系、寒武系石灰局部岩溶较发育，岩石表面沿裂隙发育有溶沟、溶槽，溶隙和溶洞绝大多数为全充填，桥梁基础类型及桥式类型的选择应结合岩石的完整性及溶洞的大小和顶板厚度确定。石炭系及二叠系中含有多层可采煤层。沿线部分地段存在地震液化层、水源地地面沉降以及软土、松软土等不良地质和特殊地质，需采取相应的工程措施。3.高性能混凝土的发展与现状620世纪80年代，美国国家材料委员会提出：要为新世纪的基础设施建设开发高性能的建筑材料，包括钢材、混凝土、塑料等。但直到1990年5月，才在第一

5、次关于HPC的国际研讨会上，首次启用了高性能混凝土的说法。而后各国专家和学者以及建设者们历经多年努力，使得高性能混凝土技术日新月异。自从20世纪90年代初清华大学向国内介绍高性能混凝土以来，高性能混凝土的研究与应用在我国得到了足够的重视。1993年国家自然科学基金会、建设部、铁道部和国家建材局联合资助了重点科研项目《高强与高性能混凝土材料的结构力学性态研究》，随后许多省、市科委和建委也资助了高强、高性能混凝土方面的研究课题。1999年中国土木工程学会高强与高性能混凝土委员会(HSCC)编写了《高强混凝土结构设计与施工技

6、术规程》(中国工程建设协会标准CECS104：99)。我国“九五”重点科技攻关项目《重点工程混凝土安全性研究》，由中国建筑材料科学研究院牵头，跨部门、跨行业地协作攻关，取得了许多重大成果。四航局主持制定的《海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范》(JTJ275—2000)中，规定用于海港工程的高性能混凝土，磨细矿渣的掺量可达到50％～80％，同时要求水胶比≤0．35，坍落度≥120mm，强度等级≥C45，这也是我国首个对高性能混凝土技术要求进行具体规定的规范。6目前高性能混凝土在我国的建筑领域以广泛应用，如海洋工程、大型水利

7、工程等，特别是伴随着我国高速铁路大面积的修建，高性能混凝土的应用得到了进一步的提升。在建的京沪高速铁路所用的高性能混凝土要求实际就是高工作度、高密实度、高耐久性、可泵送、有掺合料的强度不低于C30的混凝土。高性能混凝土配合比设计注意事项3.1原材料选择原材料的选择对高性能混凝土是十分重要的，要想提升混凝土的耐久性、可施工性、适用性等，使之达到高性能，就必须选择优质的原材料。3.2粗细骨料粗骨料宜选用级配合理，粒形好，针片状颗粒含量少，松散堆积密度大于1500kg/m3，表观密度不小于2650kg/m3的洁净碎石,最大粒

8、径不宜超过钢筋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，粗骨料最大粒径不应大于25㎜。3.3掺合料掺合料是高性能混凝土不可缺少的组成材料之一，掺用的目的是利用其物理效应、填充效应和火山灰效应来提高混凝土施工性，增强硬化混凝土耐久性，降低混凝土早期水化温升。常用的掺合料-粉煤灰