铁路高性能混凝土配合比用料定额的应用

铁路高性能混凝土配合比用料定额的应用

郭良玉

中铁工程设计咨询集团有限公司济南设计院山东济南250001

【摘要】介绍并分析了高性能混凝土的经济技术特性，通过案例总结了铁路高性能混凝土配合比用料定额选用方法及注意事项。

【关键词】铁路桥梁工程、高性能混凝土、配合比用料定额

引言

在现代铁路建设中，高性能混凝土得到广泛应用。为确保铁路工程高性能混凝土质量达到规定的耐久性要求，反映高性能混凝土施工消耗量水平，铁道部于2007年11月发布了铁建设函[2007]1212号文“关于印发《铁路工程高性能混凝土暂行配合比用料》等补充定额标准的通知”。2010年11月铁建设[2010]223号文发布的《混凝土、水泥砂浆配合比用料表》对高性能混凝土配合比用料表作了进一步修订完善。根据设计年限、环境类别及作用等级和混凝土用料最大粒径对定额编号重新进行了编排。其中设计年限分3级，环境类别分6类，每种环境作用等级分成3-4个级别；每种高性能砼，又分为泵送、非泵送、水下等，共计1千多条定额子目。在实际运用中，如何正确选用高性能混凝土配合比用料定额，合理确定工程造价，是一个值得深入探讨的问题。以桥梁为例，当桥梁的同一部位所处环境条件2种以上时，选用高性能混凝土配合比用料定额就需要比较分析后来确定。工经人员只有了解高性能混凝土特点，熟悉配合比用料定额，结合具体工程项目，掌握定额应用方法，才能合理确定工程造价，保证工程建设质

量。本文根据作者最近参加的几个工程项目，对高性能混凝土的特性和配合比用料定额的应用作了简单总结。

1.高性能混凝土简介

1.1高性能混凝土的定义

高性能混凝土是20世纪80年代末90年代初，一些发达国家基于混凝土结构耐久性设计提出的一种全新概念的混凝土。高性能混凝土的含义到目前为止国际上没有一个统一的解释，各个国家不同人群有不同的理解。中国在《高性能混凝土应用技术规程》（CECS207-2006）中对高性能混凝土定义为：采用常规材料和工艺生产，具有混凝土结构所要求各项力学性能，具有高耐久性、高工作性和高稳定性的混凝土。

因此，一般认为高性能混凝土是指用常规的硅酸盐或普通硅酸盐水泥、砂石等做原材料，使用常规制作工艺，主要依靠高效减水剂和活性矿物掺合料配制的能保证混凝土结构所要求的各项力学性能，具有高耐久性、高工作性、高强度和高体积稳定性等许多优良特性的混凝土。它以耐久性为首要设计指标，能为基础设施工程提供更长久的使用寿命，并区别于传统混凝土，被认为是目前全世界性能最为全面的混凝土。

1.2铁路混凝土结构耐久性设计规范基本规定

设计使用年限：一级（100年）、二级（60年）、三级（30年）。环境类别及作用等级：依据结构物所处环境条件分为碳化环境、氯盐环境、化学侵蚀环境、盐类结晶破坏环境、冻融破坏环境和磨蚀环

境6个环境类别，共21个环境作用等级。

2．铁路工程高性能混凝土配合比用料定额及其经济技术分析

2.1铁路工程高性能混凝土与普通混土配合比用料定额比较

标号相同的高性能混凝土与普通混凝土配合比用料定额比较，主要区别是高性能混凝土配合比用料定额中添加了胶凝材料粉煤灰、矿渣粉和外加剂，水泥消耗量较少。碎石、水、砂的消耗量稍有调整，变化不大。

2.2铁路工程高性能混凝土经济技术分析

依据铁建设[2006]129号文发布的《铁路工程建设材料基期价格》测算高性能混凝土配合比用料定额单价，高性能混凝土设计年限按100年设计，在L1、L2、H1、H2、M1、M2、T1、T2、T3、D1等环境情况下，相同标号的高性能混凝土比普通混凝土配合比用料定额由于水泥消耗量较少，高性能混凝土定额单价较低，因而能节约工程投资。在L3、H3、H4、M3、D2、D3等环境及作用等级情况下，高性能混凝土比普通混凝土造价稍高，随标号的增加差价也稍有增大。虽然高性能混凝土在某些情况下成本比普通混凝土要高一些，但由于减小了截面尺寸，节约了混凝土用量，减轻了结构自重，降低了钢筋用量，因而可以节约土地、煤、水、矿石、砂及钢材等能源和资源的消耗量，从而减少有害气体和废渣的排放。高性能混凝土在使用阶段还可大大减少养护维修费用。总之，高性能混凝土在工程安全使用期、经济合理性、环境条件的适应性、环保等方面都能产生可观的社会效益，被认为是今后混凝土技术的发展方向。

3．工程案例

3.1工程概况

某沿海铁路工程：正线全长175.24km，新建桥梁长度15.90km,占线路总长的9.1％。根据《铁路混凝土结构耐久性设计规范》铁建设［2010］225号文，全线铁路混凝土结构所处环境大部属L2～L3级氯盐环境和T2碳化环境；K366+000～K390+300段局部地段属L1～L2级氯盐环境。界河、潍河河水对混凝土具硫酸盐侵蚀性，环境作用等级分别为H2、H3。潍河地下水对混凝土具硫酸盐侵蚀性，环境作用等级为H1、H2。下面以桥梁为例探讨高性能混凝土配合比用料定额选用方法。

3.2处于1种环境作用下的定额选用步骤

环境作用等级---设计年限---是否水下---是否泵送---混凝土强度等级---碎石最大粒径---确定定额编号。

3.3同一部位同时处于多种环境作用下定额选用方法

以桥梁钻孔桩基础为例：环境类别及作用等级为L1和H2，设计年限为100年，高性能混凝土为水下混凝土，混凝土强度等级为C40，碎石最大粒径按40mm考虑。

环境类别及作用等级为L1时，应选用定额为HT-6998，定额单价为183/m3。环境类别及作用等级为H2时,应选用定额为HT-7142,定额单价为187/m3。

同一部位在2种环境作用等级下，通过定额HT-6998和HT-7142的定额单价比较，虽然采用HT-6998可以降低工程造价，但工程费用

不足，无法同时满足H2环境下设计质量要求，不能保证工程质量，因此最终应采用定额HT-7142。

3.4高性能混凝土粗骨料粒径选择

高性能混凝土配合比用料定额的粗骨料最大粒径应按设计要求选择，未注明要求时，在满足设计技术标准的情况下，作为工经专业，对混凝土中粗骨料最大粒径的选择可从以下几方面考虑。

3.4.1考虑对造价的影响。相同标号的高性能混凝土配合比用料定额，随着其使用粗骨料最大粒径的增大，胶凝材料用量稍有减少，相应的定额单价也有所降低。经过统计分析，标号为C35、C40、C45的高性能混凝土主要用在桥梁的墩身、承台、桩基础等部位，并且用量大，因而定额单价的高低对投资影响较大。为降低造价，应选用粗骨料最大粒径较大的高性能混凝土配合比用料定额。但考虑砼泵送时难易度，砼粗骨料最大粒径要适度，不可过大。

3.4.2考虑编制造价文件的方便和习惯。为了使用定额简便，相同和相近标号的高性能混凝土配合比用料定额的粗骨料最大粒径尽量统一。

综合考虑各方面因素，可按混凝土标号和桥梁部位选择高性能混凝土配合比用料定额粗骨料最大粒径。（1）用于顶帽、托盘、梁和墩台身的混凝土，标号为C35、C40、C45可选粗骨料最大粒径31.5mm 的高性能混凝土配合比用料定额；标号为C50、C55可选粗骨料最大粒径25mm的高性能混凝土配合比用料定额。（2）用于承台、桩基础的混凝土，标号为C35、C40、C45可选粗骨料最大粒径40mm的高性