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京沪高速铁路高性能混凝土配合比设计研究与应用摘要：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。
铁路C30混凝土配合比设计计算书混凝土配合比设计计算书混凝土标号：C30 使用部位：桥桩基础、承台一、原材料说明:按要求选用160-200mm坍落度，5-25mm碎石1、水泥：安徽白马山海螺PO42.52、细骨料：赣江砂3、粗骨料：宝华5～25mm4、粉煤灰：南京悦力5、外加剂：江苏博特PCA聚羧酸盐高性能减水剂二、计算步骤1.计算混凝土配制强度：fcu,k=1.15*fcu,o+1.645*σ=1.15*30+1.645*5=42.72.计算水灰比：w/c=αa*fce/( fcu,k+αa*αb* fce)=0.46*42.5/( 42.7+0.46*0.07*42.5) =0.44αa，αb为回归系数，中砂取αa为0.46，αb为0.07室内试验取w/c=0.463.计算水泥用量：查表取用水量W=240kg/m3考率外加剂减水率30%取用水量为共W1o= 240*（1-30%）=168kg/m3Co /′=Wo/( w/c)= 168/0.46=365 kg/m3Co= Co/*0.7 =365*0.7=256kg/m3考虑现场施工需要，粉煤灰超量取代法计算，系数为1.15Fo = 1.15*（Co /_ Co）=1.15*（365-256）=125 kg/m3胶凝材料总用量为=256+125=381 kg/m34.计算混凝土砂、石用量：Co+So+Go+Wo+Xo+Fo=CpSo/( So+ Go)*100%= Sp假定混凝土容重为2400 kg/m3 选取混凝土砂率为41%外加剂用量取胶凝材料的1.00%Xo=381*1.00%=3.81kg/m3Wo＝W1o－Xo＝164Co+So+Go+Wo+Xo+Fo=2400 ①So/( So+ Go)*100%=41% ②由①、②两式求得So=759，Go=10925.初步配合比为：水泥=256 Kg/m3 ，砂=759 Kg/ m3，碎石=1092Kg/ m3，水=164 Kg/ m3外加剂=3.81 Kg/ m3粉煤灰=125 Kg/ m3水泥：砂：碎石：水：外加剂：粉煤灰=256：759：1092：164：3.81：125=1: 2.965:4.266:0.641:0.0149:0.488 6、基准配合比设计实拌25L各材料用量：水泥：6.4Kg 砂:18.975Kg 碎石：27.3Kg（5～16mm：10.92Kg 16~25mm:16.38 kg）水：4.1kg 外加剂：95.25g 粉煤灰：3.125 Kg 将其拌和后，初始坍落度为200mm，半小时后坍落度为195mm,扩展度58cm，凝结时间初凝为10h20min,终凝时间12h05min；含气量3.4%,泌水率1.2％。
浅谈高速铁路 40m箱梁 C50混凝土配合比设计摘要：高速铁路40米预应力后张法简支箱梁要求C50混凝土使用年限为100年，设计具有高耐久性、高工作性、高力学性的混凝土是必不可少的。
本文混凝土配合比设计使用了将部分水泥按不同比例替换成粉煤灰，另外用实测减水剂的减水率测算实际用水量，再用形成胶砂试件，绘制强度曲线得出最佳掺量的方法，与求出砂石料的最小混合空隙率，呈现最佳堆积密度的方法，利用这两种方法得出基础参数，设计出更符合现场施工的混凝土配合比。
关键词：C50 混凝土配合比设计1 概况近年来40m梁开始在高速铁路项目大范围应用，本单位承担了昌景黄铁路江西段共计930孔40m箱梁的生产任务，设计共35万余方混凝土，本文从原材料的选用、配合比的设计思路、适配与调整几个方面重点阐述配合比设计全过程，从而达到优化掉矿粉及引气剂的目的，既保证混凝土工作性能，确保工程实体质量，又创造经济效益。
2 原材料选用目前全国环保的大环境下，混凝土原材料价格大幅度上涨，寻找质量可靠、产量稳定，运距合理的原材比较困难。
经多次考察、调研，最终确定了40米箱梁C50混凝土设计所使用原材料，其技术指标均满足GB/T 37439-2019和TB/T 3275-2018的要求。
2.1水泥水泥作为试配C50高性能混凝土的核心材料，要求其中混合材料仅限于掺入＞5%且≤20%的矿渣粉和粉煤灰，为了避免混凝土膨胀率，必须严格控制水泥熟料中铝酸三钙含量。
此外，由于目前市场上大部分水泥生产厂家考虑到自身成本，技术指标走国家标准的下限，富余系数较低，通常水泥进场比表面积偏大，虽然混凝土强度得到一定提高，但也容易导致混凝土收缩形成裂纹，故需严格控制水泥比表面积不应超过350m2/kg。
本次配合比设计使用的低碱普通硅酸盐水泥实测密度为3.08g/cm3、混合材料实测掺入15%的矿渣粉，其它技术参数均满足高速铁路简箱梁C50混凝土的相关要求。
2.2矿物掺合料水泥生产是典型的高能耗、重污染的行业，随着环境保护政策的收紧，再加上煤炭价格不断上涨，再有随着2019年9月交通强国建设正式开始启动，近两年内水泥从400多元涨至600多元钱。
黑龙江交通科技HEILONGJIANG JIAOTONG KEJI2428年第1期(总第323期)No. 1,242)( Sum No1323)高速铁路C56预应力混凝土配合比设计和质量控制黄国福(重庆渝浦交通工程质量检测有限公司，重庆444424)摘 要:论述了郑万高铁重庆段某标段的高速铁路C54预应力混凝土的配合比的设计实例和设计要点,试验室配合比确定的全过程，并对混凝土质量控制关键点进行了阐述，为今后的其他项目配合比设计提供借鉴和参考。
关键词：高速铁路;C54预应力混凝土;配合比设计;质量控制中图分类号:U442 文献标识码:A 文章编号：508 - 3383(2428)48 - 427 - 431引言2010年2月中共中央、国务院印发《交通强国建设纲要》，明确从2021年到本世纪中叶，我国将 分阶段推进交通强国建设。
到2035年，基本全面 建成人民满意、保证有力、世界前列的交通强国，形 成“三张交通网”、“两个交通圈”。
高速铁路城市群一体化交通网是交通强国建设的重要组成部分,五纵六横七连线的高速铁路网的建设任重而道远。
高速铁路桥梁施工作为高速铁路建设的重要 组成部分，配合比设计是施工前期准备的关键工作尤为重要,本文结合目高速铁路C50预应力混凝土 的配合比实例，详细的介绍了配合比设计的方法和 步骤，并对混凝土质量控制关键点进行了阐述。
2 C50配合比设计实例2.2 设计原理及思路根据《铁路混凝土》第7条配合比章节的规定, 采用最小浆骨体积比设计的原则，内掺法掺加5% 的粉煤灰，保证胶凝材料总量不变的情况下降低水泥用量，降低了混凝土早期水化热，改善混凝土的工作性，使混凝土易于泵送、浇筑成型，保证了早期强度的同时提高后期强度和耐久性，外掺法掺加12%的聚竣酸系高性能缓凝型减水剂，减少了用水量和胶凝材料的用量，降低了混凝土早期水化热，提高混凝土工作性的同时避免混凝土早期开裂。
22设计依据及技术要求(1)设计规范①《铁路混凝土》TB/T 3275 -2009；②《普通混 凝土配合比设计规程》JGJ55 -222；③《铁路混凝土工程施工质量验收标准》TB12424 -2210；④《铁路混凝土结构耐久性设计规范》TB10025 - 2210 ；⑤ 《高速铁路桥涵工程施工质量验收标准》TB12752 -2212；⑥《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB/T50281 -2210；⑦《普通混凝土拌合物性能试验方法》GB/T50280 - 2222 ；⑧《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法》GB/T 50082 -2009；⑨设计文件。
施工技术CONSTRUCTION TECHNOLOGY 2012年12月第41卷增刊山西中南部铁路通道T 梁C60高性能混凝土配合比设计与施工技术王同元（中国铁建十二局集团第三工程有限公司，山西太原030024）［摘要］结合山西中南部铁路通道梁场T 梁生产中C60高性能混凝土施工情况，对混凝土从配合比设计和施工两方面进行研究和总结。
［关键词］混凝土；高性能混凝土；T 梁；配合比［中图分类号］TU528［文献标识码］A［文章编号］1002-8498（2012）S1-0118-03Mix Proportion Design and Construction of C60High PerformanceConcrete for T Girder of Railway Passage in Central South of ShanxiWang Tongyuan（The 3th Engineering Co．，Ltd．of China Railway 12th Bureau Group Co．，Ltd．，Taiyuan ，Shanxi 030024，China ）Abstract ：Combined with construction situation of C60high performance concrete for T girder of railway passage in CentralSouth of Shanxi ，the author analyzes mix proportion design and construction of concrete．Key words ：concrete ；high performance concrete ；T girders ；mix proportion［收稿日期］2012-07-21［作者简介］王同元，助理工程师，E-mail ：284446359@qq．com 目前我国新建铁路的主体结构大部分都是按100年设计使用年限，由于高性能混凝土具有使用寿命长、高抗渗能力、良好的工作性、有较高的体积稳定性等优点，能更好地满足结构功能要求和施工工艺要求，且能最大限度地延长混凝土结构的使用年限，降低工程造价，因此，是铁路施工的首选材料。
C30高性能混凝土配合比设计报告工程地点：沪昆铁路客运专线(DK+DK)构建部位：桥、隧、洞、路基中铁一局沪昆铁路客运专线长昆湖南段项目经理部中心试验室月日C30高性能混凝土配合比报告一、设计说明C30高性能混凝土配合比，用于桥梁、隧道、箱涵、路基工程，塌落度要求160—200mm,电通量要求≤1200库伦。
二、依据规范标准《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55-2000）《铁路混凝土隧道工程施工质量验收暂行标准》铁建设【2005】160号《混凝土结构工程施工及验收规范》GB50240-92《路混凝土与砌体工程施工质量验收标准》TB10424-2003《普通混凝土力学性能试验方法不标准》GB/T50081-2002 《普通混凝土拌合物性能试验方法不标准》GB/T50080-2002 《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》铁建设【2005】157号三、原材料水泥：湖南金大地材料股份有限公司的金大地牌P.O42.5。
细骨料：怀化沅江河沙，Ⅱ区中砂，细度模数2.8。
粗骨料：怀化市中方县下萍乡钢湾里采石场的5-31.5mm碎石。
外加剂：江苏博特新材料有限公的JM-PCA（1）聚羧酸高效减水剂。
粉煤灰：长沙舜权建材贸易有限公司。
拌合水：饮用水。
四、设计步骤（1）确定配置强度根据《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55-2000）混凝土的配合比配置强度采用下式确定：ƒcu,o≥ƒcu,k＋1.645σ根据《混凝土结构工程施工及验收规范》(GB50240-92)规定，σ取值为5.0MPa，则ƒcu,o＝(50＋1.645×5.0)＝58.2MPa。
（2）初步配合比计算与试样根据《铁路混凝土隧道工程施工质量验收暂行标准》和设计要求，粉煤灰掺量30%，混凝土拌合物用水量为160Kg/m3,水泥用量为255Kg/m3，初选砂率为43%，外加剂掺合量为胶凝材料总量的1%，水胶比取0.44，按以上初步配合比在试验室进行试拌，在分别调整水灰比为0.46和0.41，等到相近的两个配合比进行试拌，见表1表1 C30高性能混凝土配合比（Kg/m3）五、C30高性能混凝土配合比及拌合物性能按表1的初步配合比进行试样，得到满足和易性要求的基准配合比的基准配合比如下，各配合比拌合物性能见表2表2 C30高性能拌合物性能试验结果六、C30高性能混凝土的力学性能按表1配合比成型力学性能试验（3d、7d、28d、56d抗压强度）试件，试验结果见表3：表3 C30高性能力学性能试验结果表七电通量按表1配合比成型电通量性能试件，28天、56天电通量试验结果见表4：八、理论配合比的确定根据上述试验结果，配合比2、配合比3的工作性能强度及电通量均可满足设计要求和施工要求，从经济性考虑，选定配合比2作为理论配合比。
铁路高性能混凝土配合比设计
发表时间：2016-11-11T10:17:37.247Z 来源：《基层建设》2015年12期作者：王帅
[导读] 摘要：高性能混凝土是一种新型高技术混凝土，是在大幅度提高普通混凝土性能的基础上采用现代混凝土技术制作的。
它的高性能主要体现在良好的耐久性上，是以耐久性为主要设计指标的。
中交三公局第一工程有限公司北京市
摘要：高性能混凝土是一种新型高技术混凝土，是在大幅度提高普通混凝土性能的基础上采用现代混凝土技术制作的。
它的高性能主要体现在良好的耐久性上，是以耐久性为主要设计指标的。
使用优质的原材料如水泥和集料，再掺加足够数量的矿物活性细掺料和高性能外加剂，从而获得混凝土的高性能。
在铁路工程上使用高性能混凝土，能够大幅度减少后期维护费用，符合当前世界可持续发展的战略方针。
关键词：铁路；高性能混凝土；配合比；设计
一、配合比设计要求
铁路混凝土配合比设计主要依据为建筑物的设计使用年限、环境类别及其作用等级和混凝土耐久性指标。
铁路高性能混凝上耐久性指标主要为护筋性、抗裂性、耐磨性、抗碱一骨料反应、抗冻性、耐蚀性、抗渗性等性能，而水工大坝混凝土主要控制指标则为混凝土极限抗拉强度、弹性模量、抗冻、抗渗、热学性能及变形性能指标。
由于设计理念和对高性能混凝土考察指标的差别，在混凝土配合比设计方法上，施工配合比的设计也有其不同之处。
1、设计控制指标要求
（1）混凝土结构的设计使用年限：一般为30年、60年、100年。
（2）混凝土结构所处环境类别及作用等级：碳化环境（Tl~T3）.氯盐环境（L1~L3）、化学侵蚀环境（H1~H4）、冻融破坏环境（Dl~D4）及磨蚀环境（M1~M3）。
（3）根据设计使用年限级别、混凝土结构所处环境类别及作用等级明确高性能混凝土配合比设计力学控制指标、耐久性指标，包括混凝土电通量、抗渗性、抗冻融、抗裂性、护筋性、抗碱一骨料等耐久性指标。
2、混凝土原材料要求
（1）水工骨料料场的选择由设计单位在工程前期勘察后确定，骨料母材的全性能指标检验已由设计单位完成。
施工单位进场后，可以根据设计提供的资料选定石料加工场，不需要施工单位对石料场进行碱活性、氯离子等试验。
而铁路工程施工单位需要派专业人员对标段沿线的石料场进行普查，对可能用的石料场（砂场）由监理工程师见证取样，送有资质并经监理工程师同意的检测机构进行骨料碱活性、氯离子等全性能指标检验，以判别该料场是否可用。
二、高性能混凝土配合比设计要点
1、胶材用量
胶材指用于配制混凝土的水泥、粉煤灰、磨细矿渣粉或硅粉等活性矿物掺合料的总称，统称为混凝土胶凝材料。
在配制高性能混凝土时应严格控制胶材用量，在能够满足混凝土强度需求的情况下，尽量减少胶材用量，而增加级配良好、形状规则、表面粗糙、线膨胀系数小、材质优良洁净的粗骨料，细骨料尽量采用级配良好、干净的中砂，这样会有效地减少混凝土内部空隙，可以降低胶材用量，减少混凝土自缩。
同时，因胶材用量的减少，可有效的抑制混凝土的水化反应，减少水化热和混凝土内部毛细孔，改善混凝土内部结构，增强结构密实性。
活性掺合料的掺量同样对混凝土的耐久性起到非常关键的作用，高性能混凝土与普通混凝土配合比区别所在无非有两个方面：一方面掺加高效减水剂，减少混凝土单方用水量，降低了水胶比；另一方面在混凝土中加人活性掺合料（如粉煤灰、硅粉等），可很好的改善混凝土性能，减少水泥用量，增强混凝土和易性和密实性，抑制混凝土过快的水化反应，减少因早期强度过高而造成混凝土内部产生的缺陷性裂缝。
所以在混凝土内掺入一定比例的活性矿物掺合料是提高混凝土耐久性的有效途径。
目前，现场普遍采用的掺合料主要是粉煤灰，因粉煤灰的细度比水泥细度小得多，有着较大的比表面积，可以很好的填充混凝土内部毛细孔和水路，增强混凝土密实性，而且粉煤灰的水化反应周期长，水化反应迟缓，可持续增长混凝土强度，对混凝土后期强度贡献较大，我们在同种条件下进行的对比实验表明，掺加粉煤灰后56d强度增长可达10%~20%，最高可达30%以上。
通过对比可见，掺加粉煤灰后，混凝土的前期强度上升迟缓，28d强度明显低于不掺加粉煤灰的情况，但后期强度上升空间较大，这就说明粉煤灰对控制混凝土早期水化反应，改善混凝土内部结构，提高混凝土密实性能够起到很好的作用。
那么在实际运用中粉煤灰的掺量是如何控制的，理论上粉煤灰在混凝土中以可替代水泥用量的20%~30%为最佳，但实际上在对混凝土早期强度要求不高的情况下，有时可达40%以上，我们在对长沙湾特大桥的配合比设计中，粉煤灰的掺量按25%等量替代水泥。
2、水胶比
水胶比不仅对混凝土强度、耐久性有影响，而且对混凝土的流动阻力也有很大影响。
过大的水胶比特别不利于混凝土内部微观结构的发展，将会在混凝土内部形成大量的开口和闭口空隙或气泡，以及因水分的移动形成的贯通水路，极大的影响到混凝土的强度和耐久性，所以在高性能混凝土的配合比设计时，水胶比是重点考虑和控制的参数，一般以控制在0.42以下为最佳。
3、砂率
混凝土要具有良好的工作性、泵送时不堵塞泵机和管道、浇筑成型时易振捣、好抹面，选择合理的砂率就尤为重要。
砂率过小，混凝土中砂浆量小，拌合物的流动性小，同时也容易产生石子离析；砂率过大，不仅会影响混凝土的工作性和强度，而且会增大收缩和产生裂缝。
高性能混凝土的砂率一般宜控制在35%~45%，但为了保证混凝土强度，砂率最好控制在40%以内。
4、坍落度
目前的高性能混凝土由于掺加了粉煤灰、外加剂，混凝土的和易性和工作性都得到了很大改善，保证满足施工工艺的坍落度相对比较容易，但因目前减水剂性能的不稳定性，以及施工现场自然环境、温度等因素的影响，坍落度常常会发生变化，尤其是减水剂的影响尤为重要，所以在进行配合比设计时应重点对坍落度损失值进行控制，一般情况下在配制混凝土时60min坍落度损失不应大于30mm。
5、混凝土含气量
在对高性能混凝土配合比设计时，含气量也是一个必须考虑的指标之一，混凝土含气量除对混凝土抗冻性能起到很好的作用外，对混凝土的和易性、流动性和耐久性等指标也有明显的影响，混凝土的含气量可在混凝土中产生大量的球形气泡，在不同介质界面之间起到很好的润滑作用，并在混凝土内形成均布的细小微孔，这些微孔可以有效的阻断内部贯通的毛细孔通路，降低毛细水的渗透，并可吸收和抵抗外界化学侵蚀，这些毛细孔是由混凝土中分布的均匀的气泡产生的闭口空隙，与因水胶比过大或水路贯通而产生的缺陷孔道有本质上的区别，二者不能混为一谈。
虽然混凝土的含气量对混凝土的耐久性和工作性有一定的好处，但含气量也不能过大，混凝土的含气量主要是由引气剂或有引气功能的减水剂引起的，如果含气量过大，一方面混凝土内部空间会充满大量气泡，造成混凝土拌合物表观密度降低，混凝土密实性不够，强度损失较大；另一方面流动的混凝土也会因时间的推移，内部的气泡不断发生破裂而减少，造成混凝土坍落度损失较大，在规定的时间内无法满足施工工艺的要求。
结语
综上所述，铁路高性能混凝土在配制上的特点为：采用低水胶比，尽量降低混凝土单位用水量；选用高性能减水剂，掺入较多的掺合料，以减少水泥用量；减小混凝土内部孔隙率，减小体积收缩，提高混凝土耐久性。
混凝土耐久性主要通过混凝土电通量、抗渗性、抗冻融、抗裂性、护筋性、抗碱骨料等耐久性指标来反映。
参考文献：
[1]刘和彪薛小伟：《京沪高速铁路混凝土栏杆预制与安装技术》，《水利水电施工》，2011年03期
[2]朱文华.浅谈铁路高性能混凝土配合比设计体会[J].混凝土，2011（8）：113-116.。
