【文章內(nèi)容簡介】 混凝土的彈性模量，又稱靜力受壓彈性模量?；炷恋目?jié)B性是指混凝土抵抗氣體、液體或離子等各種外部介質(zhì)入侵的能力。它是反映混凝土材料本身性質(zhì)的一個參數(shù)，與流經(jīng)混凝土的介質(zhì)無關(guān)。依據(jù)試驗原理的不同，混凝土的抗?jié)B性試驗方法可大致分為三類：滲透系數(shù)法、離子擴散系數(shù)法和電參數(shù)法。混凝土的抗凍性是指混凝土抵抗凍融破壞的能力。它可間接反映混凝土抵抗環(huán)境水侵入和抵抗凍晶壓力的能力?；炷恋目固蓟允侵富炷恋挚固蓟哪芰?。碳化是指大氣中的二氧化碳通過混凝土孔隙溶解于毛細管中的液相，并與水泥水化產(chǎn)生的堿性物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，生成中性的碳酸鈣，從而降低混凝土的堿度，使混凝土發(fā)生“中性化”的現(xiàn)象?；炷恋淖o筋性是指作為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的保護層，混凝土保護鋼筋免受腐蝕以保持其物理力學(xué)性能的能力，包括抗碳化性和抗氯離子侵入性等?；炷恋哪透g性是指混凝土抵抗外部有害離子侵入并與混凝土中的組分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而使混凝土發(fā)生劣化破壞的能力?；炷恋目箟A骨料反應(yīng)性是指混凝土抵抗堿骨料反應(yīng)破壞的能力。堿骨料反應(yīng)是指混凝土中來自水泥、摻和料、外加劑以及水中的可溶性堿溶于混凝土孔隙中，與骨料中的活性物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，生成可吸水腫脹的凝膠或體積膨脹的晶體，從而導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生體積膨脹、開裂甚至破壞的現(xiàn)象?；炷恋氖湛s性能是指在規(guī)定的溫、濕度條件下，混凝土不受外力作用產(chǎn)生的變形性能。混凝土的徐變性能是指在一定環(huán)境條件下，混凝土在長期恒定軸向壓力作用下的變形性能?；炷恋牟煌阅芫鶎炷两Y(jié)構(gòu)的耐久性產(chǎn)生一定影響。不過，影響混凝土結(jié)構(gòu)耐久性最重要的混凝土性能還是混凝土的耐久性。這是因為在一般情況下，任何可能對混凝土結(jié)構(gòu)耐久性造成影響的環(huán)境作用首先是與混凝土直接接觸的。大氣中的水、氣及溶于水汽中的其它有害物質(zhì)首先是經(jīng)過擴散、滲透或吸收等途徑通過結(jié)構(gòu)表面的混凝土傳入內(nèi)部的。顯然，混凝土本身的質(zhì)量好壞，尤其是混凝土本身的耐久性好壞決定著混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性。國內(nèi)外的大量研究表明，降低水膠比，提高密實度，混凝土抵抗水分、氣體（氧氣或二氧化碳）及氯離子、硫酸根離子、鎂離子等擴散的能力要比傳統(tǒng)混凝土高1～2個數(shù)量級，極大地延緩了碳化和氯離子、硫酸根離子的侵蝕過程，而且由于氧氣、水分供應(yīng)受阻，鋼筋銹蝕的速度亦得以阻滯?？梢姡炷恋拿軐嵍仁桥卸ɑ炷恋挚弓h(huán)境中各種有害離子侵入性能的重要指標(biāo)。傳統(tǒng)上，混凝土密實性是采用混凝土抗高壓水滲透的能力——抗?jié)B標(biāo)號來表示的。實踐證明，抗?jié)B標(biāo)號比較適合于判定低強度等級混凝土的密實性，但卻難以區(qū)分現(xiàn)代混凝土的密實性，因為強度等級超過C30的混凝土，抗?jié)B等級幾乎均能達到P20及以上的水平，單靠抗?jié)B標(biāo)號已難以區(qū)分混凝土抵抗外界水、氣及溶于水汽中的其它有害物質(zhì)侵入混凝土內(nèi)部的能力大小。實際工程中（除深水工程外）混凝土承受高水壓的情況較少。因此，參照《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計與施工指南》（CCES012004）的做法，《鐵路混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計暫行規(guī)定》沒有將抗?jié)B標(biāo)號納入混凝土的耐久性指標(biāo)，而是采用國內(nèi)外現(xiàn)在最常用的以美國ASTM C1202快速電通量測定方法為基礎(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)試驗方法，相對評價混凝土密實性或抗侵入性，從而間接評價混凝土的耐久性。國內(nèi)外大量的試驗研究數(shù)據(jù)和工程實例表明，摻加適量礦物摻和料且具有良好抗侵入性的C30以下混凝土的電通量值一般小于2000C，C45以下混凝土的電通量值一般小于1500C，C50混凝土的電通量值一般小于1000C。4．施工質(zhì)量施工質(zhì)量好壞是決定混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的最后一關(guān)。所有保證混凝土質(zhì)量的技術(shù)措施均需要通過正確施工得以實現(xiàn)。與普通混凝土相比，高性能混凝土施工雖然沒有什么特別之處，但特別強調(diào)精細、到位以及加強過程控制?；炷潦┕で埃瑧?yīng)根據(jù)設(shè)計和施工工藝要求提前開展混凝土配合比選擇試驗，并針對混凝土結(jié)構(gòu)的特點和施工環(huán)境、使用環(huán)境條件特點，制定施工全過程的質(zhì)量控制與質(zhì)量保證措施。重要混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)進行混凝土試澆筑，驗證并完善混凝土的施工工藝。（二）高性能混凝土的性能高性能混凝土具有如下性能：1．高性能混凝土具有一定的強度和高抗?jié)B能力，但不一定具有高強度，中、低強度亦可。2．高性能混凝土具有良好的工作性，混凝土拌和物應(yīng)具有較高的流動性，混凝土在成型過程中不分層、不離析，易充滿模型；泵送混凝土、自密實混凝土還具有良好的可泵性、自密實性能。 3．高性能混凝土的使用壽命要長，對于一些特殊工程的特殊部位，控制結(jié)構(gòu)設(shè)計的并不是混凝土的強度，而是其耐久性。能夠使混凝土結(jié)構(gòu)安全可靠地工作50～100年以上，是高性能混凝土應(yīng)用的主要目的。4．高性能混凝土具有較高的體積穩(wěn)定性，即混凝土在硬化早期應(yīng)具有較低的水化熱，硬化后期具有較小的收縮變形。概括起來說，高性能混凝土就是能更好地滿足結(jié)構(gòu)功能要求和施工工藝要求的混凝土，能最大限度地延長混凝土結(jié)構(gòu)使用年限，降低工程造價。（三）混凝土結(jié)構(gòu)耐久性與高性能混凝土的關(guān)系如前所述，盡管影響混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的因素較多，但其所采用的高性能混凝土的性能對結(jié)構(gòu)的耐久性起著至關(guān)重要的作用。高性能混凝土的相對高強度，可以使混凝土結(jié)構(gòu)的尺寸更小，從而使得結(jié)構(gòu)自重得以減輕，使用面積增加，材料用量減少。高性能混凝土的相對高彈性模量可以使混凝土結(jié)構(gòu)變形更小，剛度增大，穩(wěn)定性更好。高性能混凝土的高工作性可以使混凝土能更方便地充填于各種復(fù)雜的結(jié)構(gòu)體內(nèi)。高性能混凝土的高耐久性可以使混凝土結(jié)構(gòu)的維修和重建費用減少，使用壽命大幅度延長，這些優(yōu)點基本滿足混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的要求。三 高性能混凝土技術(shù)要求（一）原材料技術(shù)要求1．水泥水泥應(yīng)選用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥（簡稱“普硅水泥”），混合材宜為礦渣或粉煤灰。處于嚴重化學(xué)侵蝕環(huán)境時（硫酸鹽侵蝕環(huán)境作用等級為H3或H4）應(yīng)選用C3A含量不大于6%的硅酸鹽水泥或抗硫酸鹽硅酸鹽水泥（簡稱“抗硫水泥”）。水泥的質(zhì)量指標(biāo)應(yīng)符合表31的要求。表31 水泥的技術(shù)要求序號項目硅酸鹽水泥普硅水泥抗硫水泥1抗壓強度（MPa）3d≥≥≥≥≥28d≥≥≥≥≥2抗折強度（MPa）3d≥≥≥≥≥28d≥≥≥≥≥3凝結(jié)時間（min）初凝≥45≥45≥45終凝≤390≤600≤6004安定性合格合格合格5比表面積（m2/kg）300～350－≥280680181。m方孔篩篩余（%）－≤－7不溶物（%）≤ I型≤Ⅱ型－≤8燒失量（%）≤ I型≤Ⅱ型≤≤9熟料中的C3A（%）≤8%，氯鹽環(huán)境下≤10%≤ 中抗硫≤ 高抗硫10三氧化硫（%）≤≤11氧化鎂（%）≤12游離氧化鈣（%）≤13氯離子（%）≤（鋼筋混凝土）≤（預(yù)應(yīng)力混凝土）14堿含量（%）≤注：1 當(dāng)骨料具有堿—硅酸反應(yīng)活性時，%。2 %。2．粉煤灰粉煤灰應(yīng)選用質(zhì)量穩(wěn)定的產(chǎn)品。強度等級不大于C50的鋼筋混凝土可選用國標(biāo)I級或Ⅱ級粉煤灰，%；強度等級不小于C50的預(yù)應(yīng)力混凝土應(yīng)選用國標(biāo)I級粉煤灰，%。粉煤灰的質(zhì)量指標(biāo)應(yīng)符合表32的要求。表32 粉煤灰的技術(shù)要求序號名稱技術(shù)要求C50以下混凝土C50及以上混凝土1細度（%）≤20≤122需水量比（%）≤105≤1003燒失量（%）≤≤4氯離子含量（%）≤5含水量（%）≤（干排灰）6SO3含量（%）≤7CaO含量（%）≤10（對于硫酸鹽侵蝕環(huán)境）8游離CaO含量（%）F類粉煤灰：≤C類粉煤灰：≤9安定性（mm）（雷氏夾沸煮后增加距離）C類粉煤灰：≤注： F類粉煤灰——由無煙煤或煙煤煅燒收集的粉煤灰。C類粉煤灰——由褐煤或次煙煤煅燒收集的粉煤灰。3．礦渣粉礦渣粉應(yīng)采用水淬礦渣的粉磨產(chǎn)品。礦渣粉的質(zhì)量指標(biāo)應(yīng)符合表33的要求。表33 礦渣粉的技術(shù)要求序號名稱技術(shù)要求1MgO含量（%）≤142SO3含量（%）≤3燒失量（%）≤4氯離子含量（%）≤5比表面積（m2/kg）350～5006需水量比（%）≤1007含水率（%）≤8活性指數(shù)（%），28d≥954．細骨料細骨料應(yīng)選用處于級配區(qū)的中粗河砂（用于預(yù)制梁時，～）。當(dāng)河砂料源確有困難時，經(jīng)監(jiān)理和業(yè)主同意也可采用質(zhì)量符合要求的人工砂。細骨料的質(zhì)量指標(biāo)應(yīng)符合表34的要求。表34 細骨料的技術(shù)要求項目技術(shù)要求＜C30C30～C45≥C50人工砂石粉含量MB＜≤≤≤MB≥≤≤≤含泥量（%）≤≤≤泥塊含量（%）≤云母含量（%）≤輕物質(zhì)含量（%）≤氯離子含量（%）＜硫化物及硫酸鹽含量（折算成SO3）（%）≤有機物含量（用比色法試驗）顏色不應(yīng)深于標(biāo)準(zhǔn)色，如深于標(biāo)準(zhǔn)色，則應(yīng)按水泥膠砂強度試驗方法進行強度對比試驗。細度模數(shù)≥堅固性（質(zhì)量損失率）（%）≤8吸水率（%）≤2堿活性巖相法礦物組成和類型鑒定快速砂漿棒法%（%）人工砂壓碎指標(biāo)值＜25%5．粗骨料粗骨料應(yīng)選用二級或多級配的碎石，亦可采用分級破碎的碎卵石（預(yù)應(yīng)力混凝土除外）。粗骨料的質(zhì)量指標(biāo)應(yīng)符合表35和36的要求，且其表面目測不得有明顯的水銹現(xiàn)象。表35 粗骨料的壓碎指標(biāo)值（%）混凝土強度等級＜C30≥C30巖石種類沉積巖 （水成巖）變質(zhì)巖或深成的火成巖火成巖沉積巖 （水成巖）變質(zhì)巖或深成的火成巖火成巖碎石≤16≤20≤30≤10≤12≤13碎卵石≤16≤12注： 1 沉積巖（水成巖）包括石灰?guī)r、砂巖等；變質(zhì)巖包括片麻巖、石英巖等；深成的火成巖包括花崗巖、正長巖、閃長巖和橄欖巖等；火成巖包括玄武巖和輝綠巖等。2 對于壓碎指標(biāo)值不符合表45規(guī)定的粗骨料，可通過試驗，建立巖石抗壓強度與壓碎指標(biāo)值的對應(yīng)關(guān)系，方可使用。3 用于預(yù)制梁時，壓碎指標(biāo)不應(yīng)大于10%。表36 粗骨料的技術(shù)要求項目技術(shù)要求＜C30C30～C45≥C50含泥量（%）≤≤≤泥塊含量（%）≤針、片狀顆?？偤浚?）≤10≤10≤8≤5（預(yù)制梁）硫化物及硫酸鹽含量（折算成SO3）（%）≤氯離子含量（%）＜碎卵石中有機質(zhì)含量（用比色法試驗）顏色不應(yīng)深于標(biāo)準(zhǔn)色。當(dāng)深于標(biāo)準(zhǔn)色時，應(yīng)配制成混凝土進行強度對比試驗。緊密空隙率（%）≤40吸水率（%）＜2%（用于干濕交替或凍融循環(huán)下的混凝土應(yīng)小于1%）巖石抗壓強度（%）（巖石抗壓強度與混凝土強度等級之比）≥ ≥（預(yù)制梁）堅固性（質(zhì)量損失率）（%）≤8（混凝土結(jié)構(gòu)）≤5（預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)）堿活性巖相法礦物組成和類型鑒定快速砂漿棒法%（%）巖石柱法%注： 施工過程在中粗骨料強度可用壓碎指標(biāo)值進行控制且應(yīng)符合表46的要求。6．外加劑外加劑的品名應(yīng)符合《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》的要求?；炷林胁坏脫郊又T如防腐蝕劑、抗裂劑等無標(biāo)準(zhǔn)不規(guī)范的產(chǎn)品。摻入混凝土中的外加劑的質(zhì)量指標(biāo)應(yīng)符合表37的要求。表37 外加劑的技術(shù)要求序號項 目技術(shù)要求備注1水泥凈漿流動度（mm）≥2402硫酸鈉含量（%）≤3氯離子含量（%）≤4堿含量(Na2O+)（%）≤5減水率（%）≥206含氣量（%）≥用于配制非抗凍混凝土?xí)r≥用于配制抗凍混凝土?xí)r7坍落度保留值（mm）30min≥180用于泵送混凝土?xí)r60min≥150用于泵送混凝土?xí)r8常壓泌水率比（%）≤209壓力泌水率比（%）≤90用于泵送混凝土?xí)r10抗壓強度比（%）3d≥1307d≥12528d≥12011對鋼筋銹蝕作用無銹蝕12收縮率比（%）≤135 13相對耐久性指標(biāo)（%），200次≥807．拌合用水拌合用水可直接采用飲用水。當(dāng)采用其他來源的水時，應(yīng)進行檢測，保證水的質(zhì)量指標(biāo)符合表38的要求。表38 拌合用水的技術(shù)要求項目技術(shù)要求預(yù)應(yīng)力混凝土鋼筋混凝土素混凝土pH值＞＞＞不溶物（mg/L）＜2000＜2000＜5000可溶物（mg/L）＜2000＜5000＜10000氯化物（以Cl計）（mg/L）＜500＜1000＜3500硫酸鹽（以SO42計）（mg/L）＜600＜2000＜2700堿含量（以當(dāng)量Na2O計）（mg/L）＜1500＜1500＜1500凝結(jié)時間差（min）≤30抗壓強度比（%）≥90注：1 拌合用水不得采用海水。當(dāng)混凝土處于氯鹽環(huán)境時，拌合水氯離子含量應(yīng)不大于200mg/L。對于使用鋼絲或經(jīng)熱處理鋼筋的預(yù)應(yīng)力混凝土，拌合水氯離子含量不得超過350mg/L。2 養(yǎng)護用水除不溶物、可溶物可不作要求外，其他項目應(yīng)符合表4－8的規(guī)定。養(yǎng)護用水不得采用海水。（二）配合比技術(shù)要求1 為提高混凝土的耐久性，改善混凝土的施工性能和抗裂性能，混凝土中應(yīng)適量摻加優(yōu)質(zhì)的粉煤灰、磨細礦渣粉或硅灰等礦物摻和料。不同礦物摻和料的摻量應(yīng)根據(jù)混凝土的性能通過試驗確定。一般情況下，礦物摻和料摻量不宜小于