甬台温铁路Ⅰ标十三局管段
耐久性混凝土施工作业指导书
编制： 复核： 审批：
中铁十三局集团甬台温铁路项目经理部
2006年6月20日
耐久性混凝土的控制指标
混凝土的耐久性一般包挎混凝土的抗裂性、护筋性、耐久性、抗冻性、耐磨性及抗碱-骨料反应性等。耐久性混凝土操作过程中，重点控制以下指标。
1．混凝土电通量。对于碳化环境、氯盐环境、化学腐蚀环境而言，混凝土的耐久性与其密实度密切相关。密实度是判定混凝土抵抗环境中各种有害离子侵入性能的重要指标。传统上，人们采用混凝土抗高压水渗透的能力—抗渗标号来表示混凝土的密实性能。实践证明，抗渗标号比较适合于判定低强度等级混凝土的密实性，但却难以区分现代混凝土的密实性，因为强度等级超过C30的混凝土，抗渗等级几乎均能达到P20及以上的水平，单靠抗渗标号已难以区分混凝土抵抗外界水、气及溶于水汽中的其它有害物质侵入混凝土内部的能力大小。采用电通量指标，相对评价混凝土的密实性或抗侵入性，从而间接评价混凝土的耐久性。
2．混凝土抗冻性指标。采用抗冻等级作为评定混凝土抗冻性的指标。即快速冻融试验动弹模降到初始值的60%或质量损失到5％（两个条件中只要有一个先达到时）的循环次数作为混凝土抗冻等级。根据结构使用年限和冻融破坏环境作用等级，分别规定冻融循环次数大于300次、250次、200次。
3．钢筋的保护层厚度。混凝土保护层厚度越大，外界有害离子渗入混凝土内部就越困难，混凝土中钢筋被锈蚀的可能性就越小。根据不同结构的设计使用年限、环境类别和作用等级，分别对钢筋的最小保护层厚度作出了规定。
耐久性混凝土有六大组成部份：水泥、矿物掺和料、细骨料、粗骨料、外加剂、水，缺一不可。
水泥：C3A≤8%、Cl-≤0.10%（预应力砼≤0.06%）、碱含量≤0.80%、游离CaO≤1.0%。
外掺料——粉煤灰：Cl-≤0.02%、烧失量≤5.0%（C50以上砼≤3.0%）、需水量比≤105%（C50以上砼≤100%）
外加剂：减水率≥20%、常压泌水率≤20%、含气量≥3.0% 拌和水的Cl-＜1000mg/L＝、粗细骨料的Cl-≤0.02%
混凝土拌和物： Cl-≤0.1%、 含气量≥2.0%、总碱含量≤3.0%、入模温度5-30℃、胶凝材料＜400-500kg/m3、硬化砼电通量＜800-1200C。
水下砼坍落度：180-220mm （泵送砼：140-180mm）
质量控制措施
混凝土耐久性的保证依赖于过程控制，不局限于施工后的试件检查。应合理选用性能优良、质量稳定的原材料，认真选定混凝土配合比，精心组织施工，加强与混凝土耐久性有关的工艺措施控制。
1．原材料（水泥、粉煤灰、磨细矿渣粉、硅灰、粗骨料、细骨料、外加剂）品质要求在现行国家标准和行业标准基础上有所提高。
2．配合比选定时的试验检验项目更加具体，如下表所示：
混凝土配合比选定试验的检验项目
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 检验项目 坍落度 泌水率 含气量 抗裂性 抗压强度 电通量 弹性模量 抗冻性 耐磨性 抗渗性 试验方法 备注 《普通混凝土拌和物性能试验方法标准》（GB/T50080） 《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》附录C 《普通混凝土力学性能试验方法标准》（GB/T50081） 《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》附录H 《普通混凝土力学性能试验方法标准》（GB/T50081） 《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法》（GBJ82） 《水泥胶砂耐磨性试验方法》（JC/T421） 《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法》（GBJ82） 根据结构所处环境类别、设计要求等进行试验 3．控制混凝土的入模含气量。要求每拌制50 m3混凝土或每工作班测试含气量不应少于1次。含气量不合格的混凝土不得浇筑。提高含气量是保证混凝土抗冻性的关键措施，同时，也可以显著提高混凝土抗硫酸盐腐蚀的性能，减少由碱-骨料反应引起的膨胀，并还可改善混凝土的拌和物性能和施工性能，降低混
凝土的用水量和混凝土的热扩散性，减少泌水，从而提高混凝土的匀质性和稳定性。所以，当混凝土没有抗冻要求时，混凝土的含气量也规定不低于2%。
4．控制混凝土的入模温度。要求冬期施工时，混凝土的入模温度不应低于5℃；夏期施工时，混凝土的入模温度不宜高于气温且不宜超过30℃。每工作班至少测温3次。控制混凝土的入模温度主要是防止混凝土出现裂缝。
5．控制养护期间混凝土的内部温度、蒸汽养护的升降温速度、各部温差以及拆模时的各部温差，同样为了防止混凝土出现裂缝。混凝土一旦出现裂缝，其耐久性会受到严重影响。因此，在本项目桥梁工程中，承台、墩身、均为耐久性砼且同时满足大体积砼的要求，施工前需预埋内径2.0cm的PVC测温管，并自砼浇筑完成后每隔6小时测砼内部温度一次，做记录并绘制内部温度变化曲线。在砼内部温度开始降温后方可拆模。
6.砼拆模后，要及时进行塑料薄膜包裹养护，养护期不能小于28天。
需要注意的问题
1．配合比选定试验周期加长。与以往的做法不同，由于混凝土配合比选定时，要进行耐久性指标的检测，如电通量检测试件的龄期要求是56天，至少是在正式施工前两个月进行配合比选定。
2．混凝土强度不再全部以28d试件强度作为衡量指标。长期以来，混凝土的质量常以28d强度作为主要衡量指标，并在工程界逐渐形成了单纯追求强度的倾向，以为加大水泥用量和采用早强水泥有利于提高混凝土的质量，这些都对混凝土结构的耐久性带来极为不利的影响。实际上，混凝土的早期强度越高，混凝土早期开裂的可能性就越大，不利于混凝土的耐久性能。掺加矿物掺和料后，混凝土的早期强度增长速度有所放慢，对保证混凝土的耐久性能有利。所以，从评定混凝土强度指标是否合格角度，最好按56d龄期作为混凝土标准强度的验收龄期。但从现有混凝土的评定体系及施工管理方面看，全部按56d龄期要求还不现实。故规定预应力混凝土、喷射混凝土、蒸汽养护混凝土的抗压强度标准条件养护试件的试验龄期为28d，其他混凝土抗压强度标准条件养护试件的试验龄期为56d。这对混凝土结构的耐久性、施工单位组织施工都是有利的。
3．钢筋保护层厚度的实体核查。以往对于钢筋保护层厚度的检查，是在支模后量测钢筋到模板的距离，至于混凝土浇筑、震捣后，钢筋的实际保护层厚度并不确切掌握。鉴于钢筋发生锈蚀的严重后果，就要求钢筋的实际保护层厚度符合设计要求。验标规定，采用满足精度要求的钢筋保护层厚度检测仪现场测定保实际护层厚度，80%测点实测厚度不得小于设计值，最大偏差不得小于允许值的1.5倍，施工中要求全部检查。
4．施工过程的控制、检查至关重要。《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》中：如电通量、抗冻融循环次数这两个重要的混凝土耐久性指标，在配合比选定时试验合格后，并不要求必须进行施工试件的检测，而是要求按已经选定的原材料、配合比和确定的技术方案进行施工。如果在施工过程中随意操作、甚至弄虚作假，混凝土结构的耐久性则无从谈起。加强施工工程中的自控、监控是非常必要的。但是，当其他技术条件有要求时，耐久性指标必须按规定频次进行施工试件检查，并且作为判定质量是否合格的依据。如《客运专线预应力混凝土预
制梁暂行技术条件》规定：梁体混凝土的施工试件抗冻融循环次数达200次、抗渗等级达P20、电通量不大于1000C，并且规定每20000m3做一次检查。
1.混凝土应根据强度等级、耐久性等要求和原材料品质以及施工工艺等进行配合比设计。混凝土配合比应通过计算、试配、试件检测、调整后确定。配制成的混凝土应能满足设计强度等级、耐久性指标和施工工艺等要求。
混凝土配合比选定试验的检验项目应为坍落度、泌水率、含气量、抗裂性、抗压强度、电通量，根据结果所处环境类别和设计要求等确定的检验项目为抗冻性。
当设计对混凝土的耐久性指标无具体要求时，混凝土的电通量应满足下表要求，应符合下列规定：
混凝土的电通量 C30 电通量（56d），C C30~C45 ≥C50 ＜2000 ＜1500 ＜1000 注：本表是对所有耐久性要求的混凝土的基本要求。当混凝土处于氯盐环境、化学侵蚀环境或冻融破坏环境时，混凝土的耐久性指标还应分别满足下列各表的规定。
氯盐环境下的钢筋混凝土结构，混凝土的电通量应满足下表的要求。
氯盐环境下混凝土的电通量 环境作用等级 电通量（56d），C L1 ＜1000 化学侵蚀环境下混凝土的电通量
环境作用等级 电通量（56d），C H1 ＜1200 冻融破坏环境下混凝土的抗冻性 环境作用等级 抗冻等级（56d） 2.
混凝土中的碱含量应符合设计要求。设计无具体要求的，当骨料的碱—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下表的规定；当骨料的砂浆棒膨胀率在0.20%~0.30%时，除了混凝土的碱含量应满足下表的规定外，应在混凝土中掺加具有明显抑制效能的矿物掺合料合外
D1、D2、D3、D4、 ≥F300 H3、H4 ＜1000 L2、L3 ＜800 化学侵蚀环境下的混凝土结构，混凝土的电通量应满足下表的要求。
冻融破坏环境下的混凝土结构，混凝土的抗冻性应满足下表的要求。
加剂，并经试验证明抑制有效，试验方法可采用《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》（铁建设[2005]160号）附录J规定的方法一或方法二。
混凝土最大含碱量（Kg/m3）
干燥环境 环境条件 潮湿环境 含碱环境 注：带“*”号项目混凝土必须使用非碱活性骨料。 3. 钢筋混凝土中由水泥、矿物掺合料、骨料、外加剂和拌合用水等引入的氯离子总含量不应超过胶凝材料总量的0.10%。
4. 混凝土的最大水胶比合单方混凝土胶凝材料的最低用量应满足设计要求。当设计无具体要求时，应满足下表规定。
钢筋混凝土的最大水胶比合最小胶凝材料用量（Kg/m3） 环境类别 环境作用等级 T1 碳化环境 T2 T3 L1 氯盐环境 L2 L3 H1 化学侵蚀环境 H2 H3 H4 D1 冻融破坏环境 D2 D3 D4 M1 磨蚀环境 M2 M3 最大水胶比 0.55 0.50 0.45 0.45 0.40 0.36 0.50 0.45 0.40 0.36 0.50 0.45 0.40 0.36 0.50 0.45 0.40 最小胶凝材料用量 280 300 320 320 340 360 300 320 340 360 300 320 340 360 300 320 340 3.5 3.0 * 素混凝土的最大水胶比和最小胶凝材料用量（Kg/m3） 环境类别 碳化环境 氯盐环境 环境作用等级 T1，T2，T3 L1，L2，L3 H1 最大水胶比 0.60 0.60 0.50 * * * 0.50 * * * 0.55 0.50 * 最小胶凝材料用量 280 280 300 * * * 300 * * * 280 300 * 化学侵蚀环境 H2 H3 H4 D1 冻融破坏环境 D2 D3 D4 M1 磨蚀环境 M2 M3 注：“*”表示不宜采用素混凝土结构。
当化学侵蚀介质为硫酸盐，混凝土的胶凝材料还应满足下表的规定。胶凝材料的抗蚀系数按《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》（铁建设[2005]160号）附录K的方法试验不得小于0.8。
硫酸盐侵蚀环境下混凝土胶凝材料的要求 环境作用等级 H1 中抗硫酸盐硅酸盐水泥 普通硅酸盐水泥 H2 中抗硫酸盐硅酸盐水泥 高抗硫酸盐硅酸盐水泥 普通硅酸盐水泥 H3 H4 中抗硫酸盐硅酸盐水泥 高抗硫酸盐硅酸盐水泥 ≤5 ≤8 ≤5 ≤3 ≤6 ≤5 ≤3 － ≥25 ≥20 － ≥30 ≥25 ≥20 300 330 300 300 360 360 360 水泥品种 普通硅酸盐水泥 水泥熟料中的C3A含量 % ≤8 粉煤灰或磨细矿渣粉的掺量 % ≥20 最小胶凝材料用量 Kg/m3 300 外加剂的技术要求 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 项 目 水泥净浆流动度（mm） Na2SO4含量（%） Cl-含量（%） 总碱量（Na2O+0.658K2O）（%） 减水率（%） 含气量（%） 坍落度保留值（mm） 常压泌水率比（%） 压力泌水率比（%） 抗压强度比（%） 3d 7d 28d 对钢筋锈蚀作用 收缩率比（%） 相对耐久性指标（%，200次） 用于配置非抗冻混凝土时 用于配置抗冻混凝土时 30min 60min 指标 ≥240 ≤10.0 ≤0.2 ≤10.0 ≥20 ≥3.0 ≥4.5 ≥180 ≥150 ≤20 ≤90 ≥130 ≥125 ≥120 无锈蚀 ≤135 ≥80 备注 按《混凝土外加剂匀质性试验方法》（GB/T8077）检验 按《混凝土外加剂》（GB8076）检验 按《混凝土泵送剂》（JC473）检验 按《混凝土外加剂》（GB8076）检验 按《混凝土泵送剂》（JC473）检验 10 11 12 13 按《混凝土外加剂》（GB8076）检验
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