武广客运专线箱梁高性能混凝土耐久性研究

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发布时间：2021-10-23

资料介绍

以武广客运专线箱梁高性能混凝土耐久性设计
为背景，对 3组高性能混凝土配合比及其耐久性进行研究。
结果表明，采用优质高效外加剂和矿物掺合料，能有效减少
水泥用量和用水量，同时能减少混凝土的碱含量、氯离子含
量，降低混凝土的电通量，提高了高性能混凝土的耐久性。
关键词：客运专线；箱形梁；高性能混凝土；配合比；耐
久性
1 前言
武广客运专线全长 995 km，设计车速高达 350
km／h，混凝土结构的使用年限为 100年，均采用高
性能混凝土。高性能混凝土是以耐久性作为设计的
主要指标，采用高性能混凝土可以显著延长铁路的
使用寿命，节省大量维修费用，保证线路的平顺，提
高旅客乘坐的舒适性。为了提高武广客运专线混凝
土的耐久性，从源头开始抓，首先控制混凝土原材料
的有害物质的含量，在配合比设计的优选方面，着重
提高混凝土的密实性，以阻挡外界有害物质进入危
害混凝土。通过这些措施使箱梁混凝土耐久性得以
保证。
2 客运专线高性能混凝土耐久性设计技术
指标
混凝土耐久性指标需根据结构的设计使用年
限、所处的环境类别以及作用等级确定。就衡阳段
而言，混凝土所处的环境为碳化环境 T2，因此主要
从混凝土的抗裂性、护筋性、抗碱骨料反应进行考虑
和优化。结合预应力箱梁的相关指标，箱梁用高性
能混凝土的耐久性设计技术指标如下：
(1)高性能混凝土的抗碱骨料反应性能指标和
最大碱含量。粗骨料的碱活性首先要用岩相法进行
检验_1]。若粗骨料含有碱一硅酸反应活性矿物，其
砂浆棒膨胀率应小于 0．10 l_1]。当骨料的碱一硅
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 1的规定；当骨料的碱一硅酸反
应砂浆棒膨胀率在 0．20 ～O．30 时，除了混凝土
的碱含量要满足表 1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外加剂，并进
行相应试验证明其抑制有效_】]。不得使用具有碱一
碳酸盐反应活性的骨料[1]。客运专线箱梁所用的骨
料经委外试验检验为非活性骨料。
表 1 混凝土最大碱含量／
(2)混凝土中氯离子总含量。预应力混凝土的
氯离子总含量不应超过胶凝材料总量的 0．06 l_2j。
(3)混凝土电通量应满足表 2[s 的规定。
表 2 混凝土的电通量
一 (100年 )
二 (60年 )
三 (30年 )
< 1 000
< 1 500
< 1 500
(4)水胶比不应大于 0．35，最小胶凝材料用量
不小于 300 kg／m3~。；C50以上混凝土的胶凝材料
不应超过 500 kg／m。[ 。
(5)无抗冻要求的混凝土含气量不应小于
2．0 ～ 4．0 [引。
3 原材料优选
所用原材料及主要规格指标见表 3，所用材料
均经过委外试验检验合格。各项指标均满足《客运
专线高性能混凝土暂行技术条件》和《客运专线预应
力混凝土预制梁暂行技术条件》的要求。
4 3组混凝土配合比的对比选择
3组配合比所用原材料采用不同的外加剂，其