砼耐久性和高性能砼介紹目錄第一部分砼耐久性第二部分高性能砼一砼結構耐久性和使用壽命一高性能砼的概念二砼材料的耐久性二砼原材料

砼的凍融破壞砼的化學侵蝕三配合比設計砼物理結晶、砼中鋼筋銹蝕四施工質量控制

砼的堿-骨料反應三砼的防裂砼開裂原因、開裂變形分析大體積砼開裂、砼防裂措施第一部分砼耐久性一砼結構耐久性和使用壽命（一）砼結構耐久性取決于:

使用環境條件;

砼結構設計;

材料(砼和鋼筋);

施工質量和維護.(二)混凝土結構耐久性現狀a

結構類型實際使用狀況民用房屋(多為銹蝕)30-40年需大修工業廠房20-30年需大修海港碼頭(浪濺區嚴重)10-20年需大修公路市政橋梁(除冰鹽)10-20年需大修隧道鐵路隧道10%以上裂損,50%漏水(二)混凝土結構耐久性現狀b鐵路橋梁調查(2002年底-2003年秋):3345孔順筋開裂(占2.5%)3390孔大面積銹蝕5000多孔梁碳化深度大于20mm3000孔T梁橫隔板斷裂7352座橋梁失格,占18.15%膠濟、京滬、隴海等線有膨脹開裂梁近千孔,(三)耐久性不夠的原因

設計規范不重視環境條件對結構耐久性的影響,沒有結構設計使用年限和耐久性要求的明確規定;

片面追求施工進度和不適當降低成本,損害工程質量;

混凝土結構在使用中缺乏科學的觀測和合理的養護維修.（四）砼結構耐久性規范

1.歐盟標準EN206-1中砼結構設計EN19922.《混凝土結構耐久性設計規范》GB/Txxxx-20093.《鐵路砼結構耐久性設計暫行規定》鐵建設(2005)157《混凝土原材料標準局部修訂通知》鐵建設(2009)152

《鐵路混凝土結構耐久性設計規范》TB10005-20104.《鐵路混凝土工程施工質量驗收補規定鐵建設(2005)160號

《鐵路混凝土工程施工質量驗收標準》TB10424-20105.《鐵路混凝土工程施工技術指南》鐵建設(2010)-241《鐵路混凝土》TBxxxx-2010(五)砼結構設計使用年限

砼結構設計使用年限指砼結構在規定的工作環境和維護條件下，能保持設計使用性能的年限。砼結構設計使用年限〔壽命〕取決于砼結構耐久性、使用條件和環境、結構的及時維修。

鐵路混凝土結構設計使用年限

100年:橋梁、涵洞、隧道等主體結構，路基支擋及承載結構，無砟軌道道床板、底座板;60年:路基防護結構，200km/h及以上鐵路路基排水結構，接觸網支柱等;30年:其它鐵路路基排水結構，電纜溝槽、防護砌塊、欄桿等可更換小型構件;注:無砟軌道軌道板、支承層設計使用年限至少為60年基礎上，研究試驗再創新實現與橋梁結構等壽命期。工程質量與全壽命成本

砼結構使用年限〔壽命〕包括結構良好狀態,維護階段,修理階段。工程全壽命成本包括施工成本和以后的維護、修理成本.

對于質量差的砼結構,處于良好狀態的時間不長,經常要維修,維修費投資要增加許多倍.這就是所謂的五倍定律.

（六）環境類別及其作用等級

環境類別作用等級

（1）碳化環境*T1T2T3（2）氯鹽環境L1L2L3（3）化學侵蝕環境H1H2H3H4（4）凍融破壞環境D1D2D3D4(5)磨蝕環境M1M2M3(6)鹽結晶破壞環境Y1Y2Y3Y4環境作用等級環境條件特征T1室內年平均相對濕度＜60%;長期在水下（不包括海水）或土中;T2室外環境室內年平均相對濕度≧60%;T3水位變動區干濕交替區（1）碳化環境（2）氯鹽環境環境作用等級環境條件特征L1長期在海水、鹽湖水水下或土中;高于平均水位15m的海上大氣區;離漲潮岸線100m～300m的陸上近海區氯離子濃度：水中100~500mg/l,土中150~750mg/kg,并有干濕交替L2平均水位15m以內的海上大氣區;離漲潮岸線100m以內的陸上近海區;海水潮汐區或浪濺區（非炎熱地區）氯離子濃度：水中500~5000mg/l,土中750~7500mg/kg,并有干濕交替L3海水潮汐區或浪濺區（炎熱地區:年平均氣溫高于20oC

）鹽漬土地區露出地表的毛細吸附區；氯離子濃度：水中大于5000mg/l,土中大于7500mg/kg,并有干濕交替（3）化學侵蝕環境化學侵蝕類型環境作用等級H1H2H3H4硫酸鹽侵蝕環境水中SO42-含量，mg/L≥200≤1000＞1000≤4000＞4000≤10000＞10000強透水性環境土中SO42-含量(水溶值,mg/kg)≥300≤1500＞1500≤6000＞6000≤15000＞15000弱透水性環境土中SO42-含量(水溶值,mg/kg)≥1500≤6000＞6000≤15000＞15000酸性侵蝕環境水中pH值≤6.5≥5.5＜5.5≥4.5＜4.5≥4.0二氧化碳侵蝕環境水中侵蝕性CO2含量，mg/L≥15≤40＞40≤100＞100鎂鹽侵蝕環境水中Mg2+含量，mg/L≥300≤1000＞1000≤3000＞3000（4）凍融破壞環境環境作用等級環境條件特征D1微凍地區且頻繁接觸水D2微凍地區且水位變動區嚴寒和寒冷地區且頻繁接觸水微凍地區頻繁接觸氯鹽水體D3嚴寒和寒冷條件且水位變動區微凍條件且氯鹽水體的水位變動區嚴寒和寒冷條件且頻繁接觸氯鹽水體D4嚴寒和寒冷條件且氯鹽水體的水位變動區嚴寒：t≤-8oC，寒冷：-8oC

＜t＜-3oC

，微凍：-3oC≤t≤2.5oC

(5)鹽結晶破壞環境

作用等級水中SO42-（mg/L）土中SO42-(mg/kg)Y1≥200,≤500≥300,≤750Y2＞500,≤2000＞750,≤3000Y3＞2000,≤5000＞300,≤7500Y4＞5000＞7500(6)磨蝕環境M1

:

風力等級≥7級，且年累計刮風天數大于90d的風沙地區M2:

風力等級≥9級，且年累計刮風天數大于90d的風沙地區;強烈流冰撞擊的河道（冰層水位線下0.5m～冰層水位線上1.0m）;汛期含砂量為200kg/m3~1000kg/m3的河道M3:

風力等級≥11級，且年累計刮風天數大于90d的風沙地區;汛期含砂量＞1000kg/m3的河道;西北戈壁荒漠區洪水期間夾雜大量粗顆粒砂石的河道（七）不同環境砼配合比限值1.最大水膠比---水膠比小,其用水量也少,砼總孔隙率低,密實性強,抵抗水氣侵入能力提高各項耐久性好.2.最低強度等級---強度高,抵抗侵蝕破壞能力強.3.最小膠凝材料用量,最大另有限制---膠材過少,砼的強度和密實性受影響,工作性也不好.膠材過多,砼收縮徐變增大,抗裂性變差.4.不同環境類別,對水泥,外加劑,摻合料還另有要求環境類別環境作用等級使用年限級別一（100年）二（60年）三（30年）碳化環境T1C30,0.50，

280C25,0.55，

260C25,0.55，

260T2C35,0.45，

300C30,0.50，

280C25,0.50，

280T3C40,0.45，

320C35,0.45，

300C30,0.45，

300氯鹽環境L1C40,0.45，

320C35,0.50，

300C35,0.50，

300L2C45,0.40，

340C40,0.45，

320C40,0.45，

320L3C50,0.36，

360C45,0.40，

340C45,0.40，

340化學侵蝕環境(鹽類結晶)H1,Y1C35,0.45，

300C30,0.50，

280C30,0.55，

280H2,Y2C40,0.40，

320C35,0.45，

300C35,0.50，

300H3,Y3C45,0.36，

340C40,0.40，

320C40,0.45，

320H4,Y4C50,0.34，

360C45,0.36，

340C45,0.40，

340凍融破壞環境D1C35,0.45，

300C35,0.50，

280C30,0.55，

280D2C40,0.40，

320C35,0.45，

300C35,0.50，

300D3C45,0.36，

340C40,0.40，

320C40,0.45，

320D4C50,0.34，

360C45,0.36，

340C45,0.40，

340磨蝕環境M1C35,0.45，

300C30,0.45，

280C30,0.50，

260M2C40,0.40，

320C35,0.40，

300C30,0.45，

280M3C45,0.36，

340C40,0.36，

320C35,0.40，

300二砼材料的耐久性(一)砼侵蝕劣化的類型

(二)砼的孔與水氣遷移

(三)砼的凍融破壞

(四)砼的化學腐蝕

(五)砼內鋼筋銹蝕

(六)砼的堿-骨料反應破壞(一)砼劣化的主要類型砼的凍融循環破壞環境水對砼的化學腐蝕和鹽結晶破壞砼內鋼筋銹蝕(碳化或氯鹽引起)砼的堿-骨料反應破壞砼的磨蝕破壞砼的開裂(二)砼的孔與水氣遷移

砼是多孔〔連通毛細孔占20%以上〕的材料.使用中又要接觸水和空氣.氣體、水以及含在水氣中的有害物質在砼的孔隙和裂縫中的遷移、結合和變化是砼劣化的基本條件。1.連通孔隙率----指水泥石中互相連通,水氣可以遷移的孔隙所占的體積百分率,相當于最大可逆水含量,通常為20~30%.2.孔徑分布-----不同大小的孔和毛細管所占的比例.包括微孔、毛細孔和大孔.微孔主要是凝膠孔;毛細孔和引入的大孔對耐久性影響很大;毛細孔和大孔增加,耐久性一般要降低.砼越密實,耐久性越好

空氣和水中有害物質,通過擴散、滲透和毛細吸引等動力,隨著水氣進入砼的大小不等的孔隙中,、與砼材料發生物理的、化學的變化,這就是砼劣化的基本條件.

砼水膠比越小,孔隙率越低,砼越密實,強度越高,砼各類劣化速度都可以大大降低,耐久性越好.

砼孔中的水氣遷移

含在水氣中的有害物質在砼的孔隙和裂縫中遷移的動力是:

濃度差產生的擴散作用;

壓力差產生的滲透作用;

毛細管產生的吸引作用.

環境的影響

對砼結構耐久性影響

起決定性作用的是結構砼周圍(以厘米距離計)的微觀氣侯〔溫度、濕度及其變化〕和與砼接觸的空氣、環境水或環境土的狀況.

足夠的水份,水中有害物質和溫度是環境特征的三個主要因素.(三)砼的凍融破壞

（1）

破壞機理

1.結晶壓:水變冰體積增加9%,充滿水的孔結冰膨脹會引起水泥石開裂;首先是充水大孔結冰破壞.

由于孔表面能使孔中水的冰點下降,孔徑越小冰點越低,許多凝膠孔中水在很低的負溫下都不結冰;2.滲透壓:不完全充水的孔,溫度降低過程中,由于孔表面能,小孔中相對濕度提高更多,在水變冰過程中有相當數量水向大孔中擴散,產生滲透壓.（2）

臨界水飽和度

砼處于飽水狀態是凍融破壞的先決條件,臨界水飽和度約為90%.

砼結構不同部位的砼含水量不同,同樣的溫度環境,砼凍融破壞有很大區別,水位變化區是破壞最嚴重部位.（3）引氣作用引氣劑引入的封閉氣孔,即使在砼處于水飽和狀態也不會充水.孔中水凍結過程中,由于水向大孔擴散作用,封閉氣孔可以作為膨脹空間容納正在結冰的水,緩解了對水泥石的壓力.為了保證封閉孔系統充分發揮作用,孔的間距要足夠小.凍害越嚴重,這個臨界孔間距就應更小.一般含氣量越大(4~6%),孔間距越小（少于300微米),砼抗凍性越好.水凍結時向大孔擴散是不可逆過程,隨著凍融循環增加大孔充水程度不斷增加,如不能干燥,凍融循環進行到一定次數后,凍害仍會發生.（4）骨料對抗凍性影響

吸水嚴重的砂巖粗骨料在凍結過程中產生膨脹并破壞水泥石,典型現象是粗骨料處表面局部爆裂剝落.（5）提高砼抗凍性的措施1.降低水膠比可明顯提高抗凍性.在水膠比大于0.4時,礦物摻和料對抗凍性有不利的影響,要控制摻量.2.摻加引氣減水劑或引氣劑.砼拌和物的含氣量應根據抗凍等級的要求經試驗確定。抗凍等級F300以上,砼含氣量一般要大于4-6%,.氣泡間距系數宜<300微米.....3.齡期越長,強度和孔結構變得更有利于抗凍.(四)砼的化學侵蝕腐蝕類型離子交換型腐蝕:分鎂鹽,碳酸和一般酸性腐蝕結晶膨脹型腐蝕:分硫酸鹽腐蝕,鹽類物理結晶（1）硫酸鹽腐蝕

水化鋁酸鈣反應,生成硫鋁酸鈣(鈣礬石）和硫酸鈣(石膏)，產生內應力引起砼的破壞.

近年發現碳硫硅鈣石的破壞類型,是C-S-H凝膠中的硅,與碳酸鹽(石灰石骨料或粉)和環境水中的硫酸鹽反應,生成無強度的碳硫硅鈣石,雖不膨脹,但強度下降.

主要反應式①NaSO4·10H2O+Ca(OH)2=CaSO4·2H2O+2NaOH+8H2O石膏結晶

②4CaO·AI2O3·12H2O+3(CaSO4·2H2O)+14H2O=3CaO·AI2O3·3CaSO4·31H2O+Ca(OH)2鈣礬石結晶③環境水中SO4-2濃度(㎎/l)不同,結晶類型也不同.SO4-2250~15001500~50005000~10000

結晶鈣礬石鈣礬石和石膏石膏

抗硫酸鹽腐蝕措施

1)降低水泥熟料中鋁酸三鈣的含量(<5%)2)砼中摻加較多的礦渣或粉煤灰;3)摻加高效減水劑降低水膠比和用水量,提高砼密實性;4)嚴重腐蝕環境下,砼外應采取隔離腐蝕環境水的強化措施.

(2)酸侵蝕

侵蝕酸與氫氧化鈣、水化硅酸鈣、水化鋁酸鈣反應生成侵蝕酸的鈣鹽,侵蝕的程度決定于侵蝕酸的腐蝕性和生成的鈣鹽的溶解度.

流動溶解和高溫環境將加速侵蝕.

酸侵蝕使水泥石完全轉化,破壞了孔系統.(3)海水侵蝕

海水中硫酸根約2500~2700㎎/l,鎂離子約1300㎎/l,氯離子約19000㎎/l.

海水中硫酸鎂與砼中水化硅酸鈣反應產生石膏和沒有強度的氫氧化鎂,對砼有腐蝕作用.但由于大量氯離子存在,提高硫鋁酸鈣的溶解度,產生不結晶的氯鋁酸鈣,對硫酸鹽腐蝕的破壞程度大大減弱,所以海水的化學侵蝕程度要專門考慮.

海水對鋼筋的銹蝕作用和機械沖刷作用比硫酸鹽腐蝕危害更大.(4)鹽結晶破壞

砼結構一部分接觸含鹽環境水,另一部分為蒸發表面時,由于水遷移(壓力,擴散,毛細吸引,蒸發),蒸發面附近的砼孔隙中鹽溶液不斷

濃縮、

結晶、

積聚.反復干濕循環產生結晶和溫度變化引起晶型轉化,在孔隙中產生的結晶壓力導之砼破壞.除了這種鹽類物理結晶破壞外,由于孔中有害離子濃度提高,化學侵蝕的速度也加快.結晶水化物的晶變溫度及膨脹率(五)砼中的鋼筋銹蝕

（1）鋼筋鈍化和脫鈍鈍化作用---砼孔隙中水的堿度很高(PH>12.5),此時鋼筋表面形成一層很薄的鈍化膜,阻止鐵元素的溶解,即使提供足夠的氧和水,鋼筋也不會生銹.脫鈍原因---鈍化膜溶解:1.鋼筋保護層中性化(碳化),PH<9;2.氯化物的破壞;3.保護層砼質量差,由于水流沖刷堿大量流失（2）砼的碳化

碳化---空氣中二氧化碳通過孔隙進入砼內與氫氧化鈣反應生成碳酸鈣,使堿度從PH>12.5降到PH<9.

二氧化碳由表及里的擴散決定碳化的速度,碳化深度和時間的平方根相關.

（3）氯離子的危害

氯離子是通過砼孔隙的水由表及里的擴散,氯離子濃度隨深度而降低,擴散深度也與時間平方根相關.

砼表面的干濕交替使氯鹽不斷富集,氯離子侵入砼的深度與保護層滲透性即孔結構密切相關.（4）鋼筋的電化學銹蝕

在鋼筋的兩點間,都有可能產生電位差,組成電池.電化學過程:

陽極過程:鐵元素溶解,產生帶正電的鐵離子進入溶液,多余兩個電子;

陰極過程:多余電子在陰極與水和氧氣結合形成氫氧根離子;

經過若干電化學過程,鐵離子與氫氧根化合生成鐵銹(帶水氧化鐵),如果砼是干燥的(無水,電解過程被阻止)或水飽和狀態(缺少氧氣),即使鋼筋脫鈍也不會銹蝕.（5）鋼筋銹蝕的后果鋼筋截面積減小,承載能力成線性下降,延伸性能和疲勞強度急劇降低;鐵銹體積膨脹數倍,造成砼保護層剝落,進一步加速銹蝕過程;在有些情況下,銹蝕嚴重但沒有可見的預兆,出現突然性破壞,尤其是預應力鋼筋的氫脆和應力腐蝕斷裂,更具危害性.（6）預防砼中鋼筋銹蝕1.鋼筋砼中氯離子總含量（包括水泥、礦物摻合料、粗骨料、細骨料、水、外加劑等所含氯離子含量之和）不應超過膠凝材料總量的0.10%，預應力砼的氯離子總含量不應超過膠凝材料總量的0.06%.2.鋼筋保護層厚度不能少于下表限值:鋼筋保護層最小厚度(mm)結構類型碳化環境氯鹽環境凍融環境T1T2T3L1L2L3D1D2D3橋梁涵洞353545455060354550隧道襯砌353540404555354045路基支擋303040404555304045(六)砼的堿-骨料反應堿－骨料反應類型1.堿-硅酸反應:

含有微晶氧化硅的礦物有蛋白石,黑硅石,燧石,方石英,玉髓等.2.堿-硅酸鹽反應:

粘土質巖石及千板巖.3.堿-碳酸鹽反應:

白云石質石灰巖（1）堿-硅酸反應

砼孔隙中堿(NaOH,KOH)和骨料中活性二氧化硅在顆粒表面反應,形成堿硅膠.

堿硅膠吸引微孔中水產生體積膨脹,當膨脹壓超過砼抗拉強度時,引起開裂.

堿-硅酸反應的破壞程度與砼中堿濃度、骨料中活性二氧化硅的數量、

孔隙中含水量有關.砼中摻加礦渣和粉煤灰可減緩膨脹破壞.（2）堿-碳酸鹽反應

破壞原因一種假說是白云石質石灰石骨料脫白云石化引起體積膨脹,它不發生在骨料界面而在顆粒內部;還有一種硅膠化假說,認為堿溶液與活性骨料在界面生成硅酸鎂反應環,造成破壞.

堿-碳酸鹽反應比較少見,但沒有有效遏制辦法.（3）抗堿-骨料反應砼

（1）骨料的堿—硅酸反應砂漿棒膨脹率不得大于0.30%(預應力梁和軌道板不得大于0.20%).

（2）砼總堿含量應少于3-3.5Kg/M3(其中水泥中少于0.6%,外加劑中小于10%)；

(3)當骨料的砂漿棒膨脹率在0.20%～0.30%時，除了砼的總堿含量應滿足要求外，砼中還應摻加具有明顯抑制效能的礦物摻合料，并經試驗證明抑制有效。三砼的防裂無砟軌道砼開裂

橋墩砼網狀裂縫(一)砼開裂原因

1.砼受外部荷載過大或基礎不均勻沉降;2.砼由于鋼筋銹蝕、硫酸鹽腐蝕、堿骨料反應等引起的局部膨脹;3.砼由于各種收縮(干縮、自收縮、碳化收縮和溫降)引起的變形,當變形受約束時.不同裂縫的開裂時間(三)大體積砼的溫因和縮因裂縫

1.溫度原因裂縫---(3)上下環境溫差變形

砼路面和軌道砼白天,上熱下冷,砼上拱;夜間,上冷下熱,砼下彎.如果砼約束很大,當上下溫差足夠大時,表面開裂,開裂往往從肉眼不可見的微裂縫開始,逐漸擴展變大.(三)大體積砼的溫因和縮因裂縫

1.溫度原因裂縫---(4)表里溫差開裂a.大體積砼截面降溫時溫度分布;b.截面簿層自由冷縮示意圖;c.截面冷縮開裂示意圖;d.截面拉壓應力分布圖.(三)大體積砼的溫因和縮因裂縫

1.溫度原因裂縫---大體積砼水化熱(三)大體積砼的溫因和縮因裂縫

3.干縮與溫縮的疊加作用

橋墩砼的外層,在砼升溫階段處于拉應力,如果內外溫差不超過20℃,在拆模時砼表面狀況良好,外表不至于開裂,但有可能出現肉眼看不見的微細裂縫.當砼完全暴露在外時,馬上經受干燥收縮,隨著齡期增加干縮率逐漸增加,由于空氣干燥多風,干縮率增速提高.干縮率可超過350微應變(當量溫度35℃).

如果外層砼溫降20℃,兩者疊加的溫差大于55℃,將產生大于550微應變的拉應變.其拉應力估算如下:σ=k×ε×E/〔1+ф〕=0.5×550×10-6×3×104÷〔1+1.2〕=3.74Mpa(三)大體積砼的溫因和縮因裂縫

4.砼網狀表面裂縫的討論1)橋墩砼的表層,在干燥收縮和降溫收縮疊加作用下,由于內層砼的約束產生拉應變和拉應力,當拉應變超過砼的極限拉伸率或拉應力〔減去徐變松弛〕大于砼的抗拉強度時,砼就可能出現開裂.2)如砼的水化熱溫升過高〔△T＞25℃〕,砼外層降溫過大或遇急冷,都可能在砼表層產生網狀裂縫.3)降低砼入模溫度和減小溫升,使砼的最大內外溫差不大于20℃;加強保溫、養護、防風和延期拆模;避免急冷、迎風、日照對砼表層的溫降和干縮的沖擊.這些應對措施都是有效的.第二部分高性能砼(HPC)

一、高性能砼的概念（一）主要特點采用常規材料和生產工藝,能保證混凝土結構所要求的各項力學性能,并具有高耐久性、高工作性、高體積穩定性和良好外觀的混凝土.

高性能混凝土不一定是高強混凝土.

具有實用性、經濟性、技術先進性和鐵路適用性.（二）技術措施優質的水泥和砂石料摻加優質化學外加劑---減水劑,引氣劑摻加礦物摻合料---粉煤灰,礦渣粉,硅灰低水膠比(<0.40)限制膠凝材料總量和水泥用量;控制砼中堿含量,氯含量嚴格的施工過程技術管理力學性能、工作性能、耐久性的全面檢驗

（三）基本原理

全面提升砼微結構三部分的質量，增加砼的密實性，削除薄弱因素，提高砼整體耐久性和強度。減少水泥石的孔隙率---水化硅酸鈣凝膠,氫氧化鈣和鈣礬石晶體,未水化顆粒,其它小顆粒,毛細孔和各種孔隙.

粗細骨料的質量和級配更科學---骨料強度和表面狀態,級配及在砼中所占比例.

減少骨料界面層厚度，增加其密實性---富集氫氧化鈣和鈣礬石結晶,界面層的密實性和厚度很重要.（四）存在問題1.水膠比少于0.4時,自收縮率增大,早期彈模較高,應力松弛能力降低,增加了開裂趨勢.2.磨細礦渣(比表面大于4000),尤其是硅灰使砼早期收縮增加,彈模增大,應力松弛能力降低,增加了砼的開裂傾向.但粉煤灰使砼早期收縮減少,彈模也較低,可降低開裂的趨勢.3.高性能砼的水膠比較低,摻合料較多,因此對砼的溫度控制和濕養護要求更加嚴格,增加了施工難度和成本.二、砼原材料

（一）水泥宜用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥,不宜用C3A大于8%的水泥或其它早強型水泥.

硅酸鹽水泥的比表面積應300-350m2/Kg.

當骨料具有堿-硅酸反應活性或C40及以上砼時,水泥的堿含量不宜超過0.6%.

有抗硫酸鹽侵蝕要求的砼,水泥熟料中

C3A含量應不超過6%.水泥礦物成份及性能硅酸三鈣(C3S)水化較快,強度高硅酸二鈣(C2S)水化慢,發熱量少,后期強度高鋁酸三鈣(C3A)水化很快,發熱量大,強度低,

收縮大,耐硫酸鹽侵蝕性差鐵鋁酸四鈣(C4AF)耐硫酸鹽侵蝕性差

（二）砂石料細骨料應選用級配合理、質地堅固、含泥量少、空隙率小的中粗砂,不宜用山砂,不得用海砂.粗骨料應選用級配合理、粒形良好、質地堅固、空隙率小的潔凈碎石.粗細骨料的堿活性要經過檢驗,并符合有關技術要求.

（三）化學外加劑1.減水劑的作用減少砼用水量,降低水泥石孔隙率,改善孔結構;界面Ca(OH)2結晶無序化.界面過渡層減少,水化硫鋁酸鈣Aft結晶尺寸減少,界面強度提高.因此提高砼的各項力學性能.改善砼施工工作性能.由于提高砼的密實性和強度,改善砼的耐久性能.2.減水劑種類類型系列

減水率普通減水劑木質磺酸鈣5~12%高效減水劑萘系,密胺系,氨基磺酸系15~30%高性能減水劑聚羧酸系25~45%3.聚羧酸系減水劑優點

摻量少(0.15~0.3%),減水率高(25~45%).

砼工作性好,坍落度損失小.

砼收縮小.

堿含量很少.

早強、緩凝、引氣性可視需要復配調節.

無污染的環保產品但與水泥和摻和料的工作度敏感性很強4.引氣劑的作用明顯提高砼的抗凍性,緩減硫酸鹽腐蝕和堿骨料反應產生的膨脹應力.有輕微減水作用,減少表面泌水和骨料底部泌水.改善砼的勻質性和工作性能,尤其是明顯提高可泵性.

（四）礦物摻合料(粉煤灰,礦渣粉,硅灰)火山灰效應---低堿性CSH(C/S<1.5),晶須強度高,溶解度低,較穩定.二次反應---高堿性(CSH)轉化為低堿性(CSH),消耗Ca(HO)2,結晶變小,界面過渡層變小,富集和取向性減少,提高水泥石界面強度.顆粒填充作用---水泥.礦渣.硅灰末水化顆粒大小差別大,顆粒互相填充,減小水泥石孔隙率,改善次中心質和次介質的顆粒級配,強化了中心質網絡骨架.削減溫峰作用---水化速度慢,放熱總量小.提高耐久性---改善耐硫酸鹽侵蝕性,抑制堿骨料反應,增加密實性,提高抗滲性和氯離子滲透性.三、

砼配合比設計（一）配合比參數（二）砼拌合物性能（三）砼力學性能（四）砼的耐久性能（五）配合比設計步驟（一）配合比參數1.抗壓強度等級：根據砼結構的環境類別和作用等級以及設計使用年限，查限值表可知最低強度等級。2.水膠比：查限值表滿足最大水膠比限值要求。3.膠凝材料用量：查限值表滿足最小用量要求，同時要符合最大量的限值：C30及以下砼的膠凝材料總量不宜大于400kg/m3，C35～C40砼不宜大于450kg/m3，C50及以上砼不宜大于500kg/m3。4.鋼筋砼中氯離子總含量不應超過膠材總量的0.10%，預應力砼不應超過0.06%。5.不同環境下，混凝土的三氧化硫含量不應超過膠凝材料總量的4.0%。

（6.不同環境下礦物摻和料用量范圍（%）環境類別礦物摻和料水膠比≤0.40＞0.40碳化環境粉煤灰≤40≤30

磨細礦渣粉≤50≤40氯鹽環境粉煤灰30~5020~40

磨細礦渣粉40~6030-50化學侵蝕粉煤灰30~5020~40

磨細礦渣粉40~6030~50

鹽類結晶粉煤灰≤40≤30

磨細礦渣粉≤50≤40凍融破壞粉煤灰≤30≤20

磨細礦渣粉≤40≤30磨蝕環境粉煤灰≤30≤20

磨細礦渣粉≤40≤30注：1本表中的摻量是指單摻一種礦物摻和料時的適宜范圍。當采用雙摻時，其摻量參考本表并經過試驗確定。

2本表規定的礦物摻和料的用量范圍僅限于使用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥的混凝土。7.混凝土中總堿含量的規定.

骨料的砂漿棒膨脹率不得大于0.30%(預應力梁不得大于0.20%);當骨料砂漿棒膨脹率0.20-0.30%時,混凝土中應摻加適量具有抑制效能的礦物摻合料，并應通過試驗證明抑制有效。使用年限一（100年）二（60年）三（30年）條件干燥環境3.53.53.5潮濕環境3.03.03.0含堿環境*3.03.08.不同環境下含氣量最低限值

凍融破壞環境和鹽類結晶破壞環境下，砼中應加引氣劑或引氣減水劑:

凍融破壞環境作用等級D1、D2、D3、D4時,最低含氣量分別是

4.0%、5.0%、5.0%、6.0%;

鹽類結晶破壞環境作用等級Y1、Y2、Y3、Y4時,最低含氣量分別是

4.0%、5.0%、5.0%、6.0%;

其硬化混凝土氣泡間距系數應小于300μm.

其他環境條件下砼最低含氣量2.0%.

梁、軌道板混凝土的含氣量應為2.0%~4.0%。（三）砼力學性能1、立方體抗壓強度

28d或56d2、靜力彈性模量

28d或56d（四）砼耐久性試驗1、密實性(電通量、氯離子滲透系數、抗滲標號)

應根據設計要求或結構所處的環境條件確定2、抗凍性：快凍法（五）配合比設計1、根據相關標準進行原材料檢驗；2、根據環境條件和使用年限對砼強度等級和耐久性的設計要求，以及施土工藝對砼拌合物的要求，確定配合比基本參數：設計強度、水膠比、摻和料品種和摻加數量范圍、含氣量、坍落度等；3、計算各原材料單方用量，其中水膠比、膠凝材料用量、摻和