铁路混凝土施工质量控制

• 不同环境下各种混凝土的配合比设计参数参阅相 关规范及规定。
• 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、原材料的品种在合格的基础上发生波 动时，可对混凝土外加剂用量、粗骨料比例、砂 率进行适当调整，调整后混凝土的拌合物性能应 与原配合比一致。
土密实性。 • 在严重侵蚀环境下, 在混凝土表面采取特殊防腐蚀
措施, 避免环境水直接接触混凝土。
盐类结晶侵蚀环下的防腐蚀处理（涮的防腐涂料）
盐类结晶侵蚀环下的防腐蚀处理（涮防水防腐涂料）
3、 混凝土中的钢筋锈蚀
• 钢筋锈蚀对钢筋混凝土结构的可靠性、使用寿命等 有很大的影响。
• 混凝土中的孔溶液呈碱性，其PH 值约为12～13，混 凝土在强碱环境中，钢筋表面形成一层致密的钝化 膜，从而使钢筋处于钝化状态不发生锈蚀。
• b、碱侵蚀分化学和结晶两方面。化学侵蚀是苛性 碱与水泥石中的水化硅酸钙、水化铝酸钙等水化 产物反应生成胶结性差、易于浸析的产物所致。 当混凝土与强碱溶液接触并处于干湿交替的环境 中，或者一侧接触苛性碱溶液，另一侧具有蒸发 面时，碱与空气中扩散进入混凝土的C02作用生成 碳盐晶体，体积成倍增长，产生结晶压力，对混 凝土产生破坏作用
• 防止混凝土碳化的有效措施是提高混凝土的密实度 和采用覆盖层隔离二氧化碳与混凝土表层接触。
4、碱-骨料反应破坏 • 碱—骨料反应是指混凝土中碱性物质与具有碱活性
的骨料间发生的化学反应。碱—骨料反应会引起混 凝土体积膨胀和开裂，改变混凝土的微结构，是影 响混凝土耐久性最主要原因之一。 • 分为碱—硅酸反应和碱—碳酸反应。 • 碱—硅酸反应：碱(NaOH, KOH)和活性二氧化硅发生 反应,生成碱硅胶会吸收微孔中的水分产生体积膨胀, 当膨胀压超过混凝土抗拉强度时, 会引起开裂。
混凝土的最大水胶比和最小胶凝材料用量（kg/m3）
不同环境下混凝土中矿物掺和料掺量范围(%)
混凝土最大碱含量（kg/m3）
第二章 原材料技术要求及检验
1、水泥 2、掺合料 3、外加剂 4、细骨料 5、粗骨料 6、拌合用水
水泥的技术要求、检验方法
水泥检验要求
2、粉煤灰的技术要求、检验方法
≥75% ≥95%
检验方法 按GB/T208检验 按GB/T208检验 按GB/T18046检验 按GB/T176检验 按GB/T176检验 按GB/T176检验 按GB/T176检验 按GB/T18046检验 按GB/T18046检验 按GB/T18046检验
磨细矿渣粉的检验要求
硅灰的技术要求、检验方法
• a、酸侵蚀：含高浓度C02的地下水、酸雨、工业废 水以及微生物代谢作用都可以形成混凝土酸侵蚀的 酸性水来源。当酸性水PH 值小于6.5时就会对混凝 土造成酸性侵蚀，酸与Ca（OH）2反应生成可溶性 钙盐并溶出，使混凝土的碱度和强度不断降低而逐 层破坏。另外，硫酸根离子还参与类似于硫酸盐侵 蚀的反应，氯离子还会引起钢筋锈蚀，因此，硫酸 盐的破坏作用更为严重。
• 混凝土在使用期间，由于环境水、气体及其中所含有害介质 的浸入，产生物理和化学反应而逐渐劣化，结构的设计使功 能受到影响。对高性能混凝土耐久性目前还没有一个确定的 评价指标，并仍沿用普通混凝土的试验和检测方法。常用抗 渗性来评价混凝土抵抗外部介质浸入的能力，用冻融循环评 介混凝土抵抗物理作用劣化的能力，用抗碳化来评价混凝土 抵抗钢筋锈蚀的能力等。
粉煤灰检验要求
磨细矿渣粉的技术要求、检验方法
ห้องสมุดไป่ตู้
序号 1 2 3 4 5 6 7 8
9
检验项目 密度
比表面积 流动度比
烧失量 MgO含量 SO3含量
CI含量 含量水率 7d活性指数 28d活性指数
技术要求 ≥2.8g/cm3 350～500m2/kg
≥95% ≤3.0% ≤14.0% ≤4.0% ≤0.06% ≤1.0%
第四章 铁路混凝土配合比设计的基本要求
胶凝材料总量：﹤C30 ≤ 360kg/m3，C30～C35≤400kg/m3 （ 自 密 性 550kg/m3 ） ， C40 ～ C45≤450kg/m3 （ 自 密 性 600kg/m3 ），C50≤480kg/m3，﹥ C50≤500kg/m3。
混凝土中宜适量掺加符合技术要求的粉煤灰、矿渣粉或硅灰 等矿物掺和料。不同矿物掺和料的掺量应根据混凝土的施工
硅灰的检验要求
轨道板和双块式轨枕混凝土用复合惨和料的技术要求、检验方法
轨道板和双块式轨枕混凝土用复合惨和料的检验要求
聚羧酸系减水剂的技术要求、检验方法
减水剂的技术要求、检验方法
减水剂的检验要求
引气剂的技术要求、检验方法
引气剂的检验要求
膨胀剂的技术要求、检验方法
膨胀剂的检验要求
拌和用水的技术要求、检验方法
• 碳化---空气中二氧化碳通过孔隙进入砼内与氢氧化 钙反应生成碳酸钙, 使碱度从PH>12.5降到PH<9，使 混凝土中性化。中性化过程称为碳化。
• 二氧化碳只能在孔隙内空气中扩散, 完全水饱和的 混凝土是不会碳化的。
• 碳化最大的危害是引起钢筋锈蚀，从而影响混凝土 的耐久性。
• 混凝土保持适当的高碱度，不仅保护钢筋，还保持 水泥水化产物的稳定性。保持一定碱度是水泥石中 各水化产物能稳定存在并保持良好的胶结能力的必 要条件。碳化过程中混凝土碱度降低，水泥水化产 物分解，最终会导致混凝土强度降低或丧失。
（1）溶出性侵蚀
• 低碱度软水环境中，渗透性较大的混凝土在一定 压力流动水的作用下，水化产物会不断溶出并流 失。Ca（OH）2是维持水化产物的重要条件， Ca （OH）2的溶出使水化硅酸钙与水化铝酸钙失去稳 定性而水解、溶出，这些水化物的流失使混凝土 强度不断降低。
（2）溶解性侵蚀
• 分为酸、碱侵蚀两种。
• 碱—碳酸盐反应：破坏原因归结为白云石质石灰 石骨料脱白云石化引起体积膨胀, 这种反应不同 于碱—硅酸反应在骨实颗粒与水泥浆的界面，而 是发生于骨料颗粒内部，不过这种反应比较少, 但目前还没有有效遏制办法.
• 碱-骨料反应的有效办法就是在混凝土中掺加磨细 矿渣和粉煤灰。
5、 物理磨损破坏(磨蚀)
环境条件特点、拌和物性能、力学性能以及耐久性要求通过
试验确定。一般情况下，矿物掺和料掺量不宜小于胶凝材料
总量的20%。当粉煤灰掺量大于30%时，混凝土水胶比不宜 大于0.45。预应力钢筋混凝土及处于冻融环境中的混凝土中粉 煤灰的掺量不宜大于30%。 （应考虑水泥中原有的掺合料品种及掺量）
• 混凝土中宜适量掺加能提高混凝土耐久性能的外加剂， 宜选用多功能复合外加剂。
• 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相应规定 外，还应在混凝土中掺加具有明显抑制效能的矿物掺和 料和外加剂，并经试验证明抑制有效。
• 钢筋混凝土结构的混凝土氯离子总含量不应超过胶凝材 料总量的0.10%，预应力钢筋混凝土结构的混凝土氯离子 总含量不应超过胶凝材料总量的0.06%。
• 由于水结冰后体积增加9%左右, 混凝土孔隙内充满 水结冰产生的膨胀压力就会使混凝土结破坏。
• 结晶水破坏与混凝土内部孔隙率和孔径大小有关， 孔径越小冰点越低, 许多凝胶孔中水在很低的负温 下都不结冰。
• 有利于混凝土抗冻的孔结构是：大孔较少小孔、 微孔较多，孔分布均匀。
• 改善混凝土抗冻性可掺引气剂。
铁路混凝土施工质量控制
主要内容
第一章 铁路混凝土设计的基本规定----3 第二章 原材料技术要求及检验----8 第三章 混凝土耐久性----32 第四章 混凝土配合比----52 第五章 混凝土工程过程质量控制----55 第六章 特殊环境下混凝土质量控制----72 第七章 混凝土实体质量核查----77 第八章 混凝土常见质量通病及预防和纠正措施---78
（3）膨胀性侵蚀
• 硫酸盐与水泥水化产物发生反应生成钙矾石、石 膏和钙硅石，体积增大，对混凝土产生膨胀破坏 作用。硫酸镁还能与水化硅酸钙发生反应，破坏 其胶凝性，产生更强的破坏作用。另外，在干湿 交替环境中，硫酸盐在混凝土孔隙中结晶膨胀， 也会使混凝土产生破坏。
抗化学腐蚀措施
• 降低水泥熟料中铝酸三钙的含量(<5%)。 • 混凝土中掺入一定量的矿渣或粉煤灰。 • 掺加高效减水剂降低水胶比和用水量, 以提高混凝
• 混凝土表面磨蚀有以下三种类：一是机械磨耗， 如路面、机场跑道等混凝土表面受到反复摩擦、 冲击造成的；二是冲磨，如桥墩、水工泄水结构 物受到高速水流中夹带的泥砂，砾石颗粒的冲刷、 撞击和摩擦造成的；三是空蚀，水式泄水结构物 受水流速度和方向改变形成的空穴冲击作用造成 的。
• 到目为止，混凝土磨损破坏还没有一个广泛接受 的试验的评价标准。
引气剂的作用（抗冻措施） • 引气剂引入细而小封闭球形孔隙切断了毛细孔渗
水的通路, 提高了混凝土的抗渗性、降低了混凝土 的饱水程度和冰点。这些球形孔可以成为冰、水 迁移的“蓄水池”，缓冲结冰引起的静水压和渗 透压，在幅度地提高了混凝土的抗冻融能力。
2、化学腐蚀
• 混凝土在侵蚀环境中会受到化学侵蚀而破坏。化 学侵蚀可分为三类：一是某些水化产物被水溶解、 流失的溶出性侵蚀，二是混凝土的某些水化产物 与侵蚀性介质发生化学反应的溶解性侵蚀，三是 混凝土某些水化产物与侵蚀性介质反应，生成膨 胀性产物的膨胀性侵蚀。
拌和用水的检验要求
细骨料的技术要求、检验方法
细骨料的检验要求
粗骨料的技术要求、检验方法
粗骨料的检验要求
第三章混凝土耐久性
混凝土的耐久性指标一般是指混凝土的抗裂性、护筋性、耐 蚀性、抗冻性、耐磨性及抗碱－骨料反应性等。混凝土耐久 性指标应根据结构的设计使用年限、所处的环境类别及作用 等级等确定。
• 当混凝土碱性降低，钢筋表面的钝化膜全部或局部 遭到破坏，钢筋表面的不同部位出现较大的电位差， 形成阳极和阴极，当有水分和氧气时，钢筋就会发 生电极反应而开始生锈。
• 对钢筋侵蚀危害最大的是CI-1，混凝土中的CI-1来源于内掺和 外掺，内掺主要来源于骨料、水和外加剂，外掺主要来源于环 境中的CI-1。CI-1腐蚀速快，短期危害相当明显。CI-1环境下钢 筋腐蚀过程分三个阶段：①腐蚀诱导阶段。是CI-1通过混凝土 保护层到达钢筋表面并积聚到临界浓度。临界浓度是指混凝土 中钢筋位置处引起钢筋抗腐蚀的CI-1最低水平。当CI-1浓度达 到临界值， CI-1就会局部渗进氧化铁层，引起氧化铁层溶解， 更进一步引起钢筋腐蚀。②腐蚀发展阶段。由于钢筋开始锈蚀 并引起体积膨胀、微裂缝产生、钢筋截面损失和黏结强度损失。 ③腐蚀破坏阶段。从混凝土保护层因钢筋锈蚀开裂到混凝土结 构失效所需要的时间。
• 碳化过程中释放出水化产物中的结晶水，使混凝土 产生了不可逆的收缩，碳化收缩若在条件约束下进 行，往往引起表面裂纹，由此又加剧了碳化过程。 碳化使混凝土变脆，构件延性变差。
• 碳化过程中释放出水化产物中的结晶水，使混凝土 产生了不可逆的收缩，碳化收缩若在条件约束下进 行，往往引起表面裂纹，由此又加剧了碳化过程。 碳化使混凝土变脆，构件延性变差。
第一章 铁路混凝土设计的基本规定
• 设计使用年限
级别 一 二 三
使用年限 100年 60年 30年
耐久性要求（电通量）
设计使用年限级别
一(100年) 二(60年)、三（30年)
<C30
56d电通 C30～C45 量（C）
≥C50
<1500 <1200 <1000
<2000 、<2500 <1500、 <2000 <1200 、<1500
（1）、冻融循环破坏 （2）、化学腐蚀 （3）、混凝土内钢筋锈蚀(碳化或氯盐引起) （4）、碱-骨料反应破坏 （5）、物理磨损破坏(磨蚀)
充足的水份、水中所含的有害物质、所处的环境气
温是影响混凝土耐久性能的主要因素。
1、冻融循环破坏
• 冻融破坏：混凝土在负温与正温交替循作用下发生 表层剥落、开裂、强度降低、结构疏至破坏现象的 产生。
混凝土所处环境对耐久性的要求
• 氯盐环境下：（≤1000C，800C） • 化学侵蚀环境下：（≤1200C，1000C） • 冻融破坏环境下：（≥F300） • 磨蚀环境下：除按化学侵蚀环境要求外，
增加耐磨性要求 • 处于严重腐蚀环境下：除上述要求外，还
应采取必要的防腐蚀措施
影响混凝土耐久性能因素