铁路混凝土耐久性指标对照表

d o i :10.3963/j.i s s n .1674-6066.2018.02.009蒙内铁路混凝土耐久性设计要求及配合比严 敏1,陈 平1,夏京亮2,周永祥2(1.中国路桥工程有限责任公司,北京100011;2.中国建筑科学研究院,北京100013)摘 要: 肯尼亚蒙内铁路是一条完全采用中国标准设计㊁施工的铁路,对于混凝土质量,尤其是混凝土耐久性要求较高,环境作用等级要求包括了T 1㊁T 2㊁L 1㊁L 2㊁H 1㊁H 3㊁Y 1㊁Y 2㊁Y 4,混凝土耐久性服役环境较为严峻,混凝土强度等级包括C 30㊁C 35㊁C 40㊁C 45㊁C 50,范围较广㊂关键词: 蒙内铁路; 混凝土; 耐久性; 配合比D e s i g nR e q u i r e m e n t s o fC o n c r e t eD u r a b i l i t y an dM i x P r o p o r t i o n f o rM o m b a s aN a i r o b iR a i l w a yY A N M i n 1,C H E NP i n g 1,X I AJ i n g -l i a n g 2,Z H O UY o n g -x i a n g2(1.C h i n aR o a d &B r i d g eC o r p o r a t i o n ,B e i j i n g 100011,C h i n a ;2.C h i n aA c a d e m y o fB u i l d i n g R e s e a r c h ,B e i j i n g 100013,C h i n a )A b s t r a c t : T h eM o m b a s aN a i r o b i R a i l w a y i nK e n y aw a s d e s i g n e d a n d c o n s t r u c t e d f u l l y u n d e r C h i n a s r a i l w a y s t a n d -a r d .R e q u i r e m e n t f o r c o n c r e t e q u a l i t y ,e s p e c i a l l y d u r ab i l i t y o fc o n c r e t e ,i sh i g h .A s r e q u i r e m e n t s f o r e n v i r o n m e n t a l r a t -i n g i n c l u d e t h a t o fT 1,T 2,L 1,L 2,H 1,H 3,Y 1,Y 2,a n dY 4.T h e r e i sm o r e s e v e r e s e r v i c e e n v i r o n m e n t f o r c o n c r e t ed u -r a b i l i t y ,a n d c o n c r e t e s t r e n g t h g r a d e r a n ge sf r o m C 30,C 35,C 40,C 45t oC 50.K e y wo r d s : M o m b a s aN a i r o b i r a i l w a y ; c o n c r e t e ; d u r a b i l i t y ; m i x p r o p o r t i o n 收稿日期:2018-02-07.作者简介:严 敏(1984-),工程师.E -m a i l :18814094q q.c o m 当前,我国正在积极推进 一带一路 发展战略,肯尼亚是 一带一路 战略东非布局的首站,而蒙-内铁路是我国企业在肯尼亚承建的重要工程㊂蒙内铁路是连接东非最大港口城市蒙巴萨和首都内罗毕的标轨铁路,正线采用单线,为内燃机系统,设计客运时速120k m ㊁货运时速80k m ,设计运力2500万t ,采用中国国铁一级标准进行设计施工㊂远期规划,连接肯尼亚㊁坦桑尼亚㊁乌干达㊁卢旺达㊁布隆迪和南苏丹等东非6国㊂蒙内铁路是中国帮助肯尼亚修建的一条全线采用中国标准的标轨铁路,是肯尼亚独立以来的最大基础设施建设项目,也是肯尼亚实现2030年国家发展愿景的 旗舰工程 ,于2014年9月开工,2017年5月31日建成通车㊂蒙内铁路是中非从次区域合作起步,共同建设非洲高速铁路㊁高速公路和区域航空三大网络的重大项目㊂东非地区乃至非洲实现互联互通,将对非洲国家经济发展起到重要支撑作用㊂蒙内铁路的修筑对于肯尼亚㊁东非地区意义重大,同时也有力地推动了国家 一带一路 战略在非洲地区的开展㊂蒙内铁路对混凝土质量,尤其是混凝土耐久性要求较高㊂混凝土耐久性是指混凝土抵抗环境介质作用并长期保持其良好的使用性能和外观完整性的能力,包括抗冻性能㊁抗碳化性能㊁硫酸盐侵蚀㊁氯离子渗透等[1-5]㊂该文分析了蒙内铁路混凝土耐久性设计,及其相应的混凝土配合比,以期推动中国企业在东非地区进一步采用中国标准开展铁路工程建设㊂1 混凝土耐久性设计蒙内铁路部分混凝土耐久性设计要求见表1,该文选择了7个桥梁混凝土的耐久性设计进行分析,包括孔扎南大桥㊁拉斯特中桥㊁孔扎中桥㊁斯托尼阿西大桥㊁卡姆塞克大桥㊁卡姆塞克中桥和阿西河镇大桥,工程部33建材世界 2018年 第39卷 第2期位包括桥墩㊁桥台㊁承台和桩基㊂由表1可知,各个桥的桥墩设计均为T 2环境等级要求,混凝土强度等级均为C 35;孔扎南大桥㊁斯托尼阿西大桥和卡姆塞克中桥的桥台混凝土耐久性设计环境等级要求为T 2,强度等级为C 35,拉斯特中桥桥台混凝土耐久性设计环境等级要求为H 3㊁Y 4㊁L 1,强度等级为C 50,孔扎中桥桥台混凝土耐久性设计环境等级要求为H 3㊁L 2,强度等级为C 50,卡姆塞克大桥桥台混凝土耐久性设计环境等级要求为L 2㊁Y 1,强度等级为C 45,阿西河镇大桥桥台混凝土耐久性设计环境等级要求为H 1㊁Y 2㊁L 2,强度等级为C 40;孔扎南大桥㊁斯托尼阿西大桥承台混凝土耐久性设计环境等级要求为T 1,强度等级为C 30,拉斯特中桥承台混凝土耐久性设计环境等级要求为H 3㊁Y 4㊁L 1,强度等级为C 50,孔扎中桥承台台混凝土耐久性设计环境等级要求为H 3㊁L 2,强度等级为C 50,卡姆塞克大桥承台混凝土耐久性设计环境等级要求为L 2㊁Y 1,强度等级为C 45,阿西河镇大桥承台混凝土耐久性设计环境等级要求为H 1㊁Y 2㊁L 2,强度等级为C 45;孔扎南大桥㊁斯托尼阿西大桥和卡姆塞克中桥桩基混凝土耐久性设计环境等级要求为T 1,强度等级为C 30,拉斯特中桥桩基混凝土耐久性设计环境等级要求为H 3㊁Y 4㊁L 1,强度等级为C 50,孔扎中桥桩基混凝土耐久性设计环境等级要求为H 3㊁L 2,强度等级为C 50,卡姆塞克大桥桩基混凝土耐久性设计环境等级要求为L 2㊁Y 1,强度等级为C 45,阿西河镇大桥桩基混凝土耐久性设计环境等级要求为H 1㊁L 2,强度等级为C 40㊂总体来说,混凝土耐久性设计上,环境作用等级要求包括了T 1㊁T 2㊁L 1㊁L 2㊁H 1㊁H 3㊁Y 1㊁Y 2㊁Y 4,混凝土耐久性服役环境较为严峻,混凝土强度等级包括C 30㊁C 35㊁C 40㊁C 45㊁C 50,范围较广㊂表1 蒙内铁路部分混凝土耐久性设计要求序号工程名称桥墩环境等级强度等级桥台环境等级强度等级承台环境等级强度等级桩基环境等级强度等级1孔扎南大桥T 2C 35T 2C 35T 1C 30T 1C 302拉斯特中桥T 2C 35H 3,Y 4,L 1C 50H 3,Y 4,L 1C 50H 3,Y 4,L 1C 503孔扎中桥T 2C 35H 3,L 2C 50H 3,L 2C 45H 3,L 2C 454斯托尼阿西大桥T 2C 35T 2C 35T 1C 30T 1C 305卡姆塞克大桥T 2C 35L 2,Y 1C 45L 2,Y 1C 45L 2,Y 1C 456卡姆塞克中桥T 2C 35T 2C 35T 1C 307阿西河镇大桥T 2C 35H 1,Y 2,L 2C 40H 1,Y 2,L 2C 45H 1,L 2C 402 环境等级等混凝土配合比的要求根据标准‘铁路混凝土“T B /T3275 2011的要求,设计使用年限100年环境作用等级下混凝土配合比要求见表2㊂由表2可知,不同环境作用等级下,混凝土强度等级包括了C 30㊁C 35㊁C 40㊁C 45㊁C 50,最少胶凝材料用量包括了280k g /m 3㊁300k g /m 3㊁320k g /m 3㊁340k g /m 3㊁360k g/m 3,其中碳化环境T 1混凝土最少胶凝材料用量最低为280k g /m 3,盐类结晶破坏环境Y 4混凝土最少胶凝材料用量最高为360k g/m 3㊂表2 设计使用年限100年环境作用等级下混凝土配合比要求环境类别环境作用等级最低抗压强度等级钢筋或者预应力混凝土素混凝土最少胶凝材料用量/(k g㊃m -3)碳化环境T 1C 30C 30280T 2C 35C 30300氯盐环境L 1C 40C 35320L 2C 45C 35340化学侵蚀环境H 1C 35C 35300H 3C 45 340盐类结晶破坏环境Y 1C 35C 35320Y 2C 40 340Y 4C 503603 混凝土配合比蒙内铁路混凝土配合比见表3㊂由表3可知,混凝土配合比从C 30到C 50,水胶比普遍较低,最大水胶43建材世界 2018年 第39卷 第2期建材世界2018年第39卷第2期比为0.37,这主要是考虑,混凝土配合比中矿物掺合料粉煤灰掺量较大,均在30%以上,如果水胶比过高,混凝土强度不容易保证;水泥用量较低,C30普通混凝土水泥用量为296k g/m3,最高的水泥用量为C50混凝土,仅为348k g/m3;粉煤灰掺量普遍较高,掺量最低的是C30混凝土,也高达115k g/m3,掺量最高的为C50混凝土,达到149k g/m3;混凝土用水量控制较严格,都在150~160k g/m3之间,最低用水量为C30混凝土,为152k g/m3,最高用水量为C40水下混凝土,为157k g/m3;所有混凝土配合比均采用聚羧酸系高性能减水剂,减水剂掺量在5.3~6.5k g/m3之间,最低用水量为C30混凝土,为5.34k g/m3,最高用水量为C50水下混凝土,为6.46k g/m3㊂表3蒙内铁路部分混凝土配合比/(k g㊃m-3)强度等级工程部位水胶比水泥粉煤灰砂碎石水减水剂C30桥墩㊁承台㊁桥台0.372961158179601525.34C30桥梁桩基(水下)0.363021308069461565.62C35桥墩㊁承台㊁桥台0.363021328059451565.62C40桥墩㊁承台㊁桥台0.333211387959341525.97C40桥梁桩基(水下)0.333321427879231576.16C45桥墩㊁承台㊁桥台0.333261397929291546.05C45桥梁桩基(水下)0.323351447859221546.23C50桥墩㊁承台㊁桥台0.313481498279721546.464保证混凝土耐久性的经济性分析蒙内铁路为中国设计㊁施工及运营的铁路,工程竣工后,由中国企业运营管理㊂提高混凝土耐久性㊁保证铁路在长时间内安全运营,能够节约混凝土维护与修复费用,降低运营管理成本,其经济性不言而喻㊂5结论a.蒙内铁路在混凝土耐久性设计上,环境作用等级要求包括了T1㊁T2㊁L1㊁L2㊁H1㊁H3㊁Y1㊁Y2㊁Y4,混凝土耐久性服役环境较为严峻,混凝土强度等级包括C30㊁C35㊁C40㊁C45㊁C50,范围较广㊂b.蒙内铁路混凝土配合比从C30到C50,水胶比普遍较低,最大水胶比为0.37;混凝土配合比中矿物掺合料粉煤灰掺量较大,均在30%以上;水泥用量较低,C30普通混凝土水泥用量为296k g/m3,最高的水泥用量为C50混凝土,仅为348k g/m3;混凝土用水量控制较严格,都在150~160k g/m3之间,最低用水量为C30混凝土,为152k g/m3,最高用水量为C40水下混凝土,为157k g/m3㊂参考文献[1]卢木.混凝土耐久性研究现状和研究方向[J].工业建筑,1997,27(5):1-6.[2]肖佳,勾成福.混凝土碳化研究综述[J].混凝土,2010(1):40-44.[3]陈肇元,徐有邻,钱稼茹.土建结构工程的安全性与耐久性[J].建筑技术,2002,5(4):00057-00058.[4]杨少军.西北地区铁路桥梁混凝土耐久性研究[J].铁道标准设计,2007(5):45-47.[5]李化建,谢永江.我国铁路混凝土结构耐久性研究的进展及发展趋势[J].铁道建筑,2016(2):1-8.53。

TB10424-2010铁路混凝土工程施工质量验收标准主控项目钢筋进场按每批检查直径、每延米重量抽取试件做屈服、抗拉、伸长率、冷弯，应符合GB1499（钢筋混凝土用钢）检查数量：同牌号、同炉罐号、同规格每60t为一批，不足60t也按一批计。

施工单位每批抽检一次，监理单位按施工单位10%见证检验至少一次。

检验方法:施工单位全部检查质量证明文件，监理单位全部检查质量证明文件、试验报告并进行见证检验。

钢筋保护层垫块：垫块强度和耐久性应不低于结构本体砼的标准。

检验方法：垫块制作单位每半年提供一次第三方检测报告，施工和监理单位检查质量证明文件和检测报告。

钢筋机械连接用套筒及锁母的材料、品种、规格必须符合设计要求，设计无要求应符合型式试验确定采用的套筒技术要求。

外观质量和尺寸检查符合《铁路混凝土工程钢筋机械连接技术暂行规定》。

套筒及锁母的材料、品种、规格施工、监理全部检查。

同批、同材料、同型式、同规格的每2000个套筒或锁母为一批，施工检2%，且不少于20个，监理按施工20%见证，且不少于4个。

检验方法：观察和量规检查，全部检查质量证明文件，内螺纹尺寸及公差采用专用螺纹塞规检测。

钢筋连接：检验数量，钢筋接头外观质量施工、监理单位全部检查。

焊接接头的力学性能检验以同等级、同规格、同接头形式和同一焊工完成的每200个为一批，不足200也按一批计。

机械连接接头的力学性能检验以同一施工条件下同批材料、同等级、同规格、同型式的每500个为一批，不足500也按一批计。

监理单位按施工抽检次数的20%见证试验，但至少一次。

检验方法：外观观察和尺量。

对焊接接头和机械连接接头做拉伸，闪光对焊增做冷弯。

监理单位检查报告并见证。

混凝土：当混凝土原材料和施工工艺等发生变化时，必须重新选定配合比。

当施工工艺和环境条件未发生明显变化、原材料的品质在合格的基础上发生波动时，可对混凝土外加剂用量、粗骨料分级比例。

砂率进行适当调整，调整后的混凝土的拌合物性能应与原配合比一致。

中华人民共和国行业标准铁建设E2005]157号铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定2005-09-13 发布2005-10-01 实施中华人民共和国铁道部发布1 总则2 术语 (2)3 基本规定 (4)3．1 一般规定 (4)3．2 设计使用年限级别 (4)3．3 环境类另Ij及作用等级 (5)3．4 混凝土耐久性指标 (7)4 混凝土原材料......................................................... (10)4．1 水泥 (10)4．2 矿物掺和料 (11)4．3 细骨料...................................................... (12)4．4 粗骨料...................................................... (14)4．5 外加剂...................................................... (16)4. 6 水......................................................... .... (17)5 混凝土配合比 (19)5．1 一般规定 (19)5．2 参数限值 (20)6 构造措施 (23)7 施工 (26)8 附加防腐蚀措施................................................... (28)9 检测、养护、维修 (29)本暂行规定用词说明 (30)《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》条文说明 (31)1 总则1．0．1 为统一铁路混凝土结构耐久性设计要求，保证混凝土结构物的正常使用，制定本暂行规定。

1．0．2 本暂行规定适用于铁路混凝土结构在碳化环境、氯盐环境、化学侵蚀环境、冻融破坏环境和磨蚀环境作用下的耐久性设计。

《铁路混凝土结构耐久性设计规范》内容简介李化建;谢永江【摘要】根据铁道部《2009年铁路工程建设标准编制计划》(铁建设函[2009]34号)的要求编制了《铁路混凝土结构耐久性设计规范》(TB 10005-2010),并于2010年12月颁布实施.规范对设计使用年限、环境、材料、裂缝、构件措施、防腐蚀强化措施以及检查与维修等作出了具体的规定,涵盖了耐久性设计的全部过程.为了使从事设计、施工、监理等单位技术人员更好地理解和执行《铁路混凝土结构耐久性设计规范》,介绍了规范的定位、编制原则以及主要内容.%Specifications for the Durability Design of Railway Concrete Structures ( TB 10005-2010) was compiled according to Plan of Compiling Railway Engineering Construction Standards in 2009 of the Ministry of Railways, and publicated for execution in December 2010. The Specifications put forward concrete stipulations including years of execution, environment, materials, crack, element measures, anti-corrosion and strengthening measures, inspection, maintenance and repair, etc. , covering the whole process of durability design. The paper introduces the orientation, principles of compiling and main contents of the Specifications for the Durability Design of Railway Concrete Structures, to help technicians of design, construction, supervision etc. Sectors understand and execute the Specifications.【期刊名称】《铁道标准设计》【年(卷),期】2011(000)008【总页数】4页(P94-96,104)【关键词】铁路;混凝土结构;耐久性设计;主要内容【作者】李化建;谢永江【作者单位】中国铁道科学研究院铁道建筑研究所,北京 100081;高速铁路轨道技术国家重点实验室,北京100081;中国铁道科学研究院铁道建筑研究所,北京100081;高速铁路轨道技术国家重点实验室,北京100081【正文语种】中文【中图分类】U442.5+1混凝土结构是当今铁路工程应用最广泛的结构形式。

高速铁路或有耐久性设计要求混凝土配合比设计与施工控制一、高速铁路混凝土配合比设计依据1、混凝土强度等级高速铁路混凝土配合比设计时，需采用设计规定的强度等级。

2、混凝土耐久性设计参数掌握设计文件中有关对混凝土耐久性设计要求，并参照《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》选用。

⑴.基本规定① C30及以下的混凝土的胶凝材料总量不宜高于400kg/m3，C35～C40混凝土不宜高于450kg/m3，C50及以上混凝土不宜高于500kg/m3。

②为提高混凝土的耐久性，改善混凝土的施工性能和抗裂性能，一般情况下，混凝土中的矿物掺和料掺量不宜小于胶凝材料总量的20%。

混凝土中粉煤灰掺量大于30%时，混凝土水胶比不宜大于0.45。

预应力混凝土以及处于冻融环境的混凝土中粉煤灰的掺量不宜大于30%。

③应选用质量稳定且能改善混凝土拌和物性能、提高混凝土耐久性能、并与水泥之间具有良好的相容性的外加剂。

⑵.最大水胶比和最小胶凝材料用量混凝土的最大水胶比和最小胶凝材料用量应符合表1～表2规定。

表1 钢筋混凝土及预应力钢筋混凝土的最大水胶比和最小胶凝材料用量（kg/m3）3注：“※”表示不宜采用素混凝土结构。

⑶.硫酸盐侵蚀环境下混凝土胶凝材料的要求对于硫酸盐侵蚀环境中的混凝土结构，除了配合比参数应满足表1、表2的要求外，混凝土的胶凝材料组成还应满足表3的要求，胶凝材料的抗蚀系数应不小于0.80。

⑷.混凝土含气量混凝土拌和物的入模含气量应符合表4的规定。

⑸.混凝土的耐久性指标①电通量（在60V直流恒电压作用下6小时内通过混凝土的电量）所有按设计使用年限设计的混凝土的电通量应符合表5的规定。

注：本表是对所有按设计使用年限设计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表6、表7及表8的规定。

②氯离子在混凝土中的扩散系数（在外界电场作用下，混凝土孔隙水中氯离子从高浓度区向低浓度区扩散过程的参数）氯盐环境下的钢筋混凝土结构，除满足表5电通量要求外，混凝土的氯离子扩散系数还应符合表6的规定。