京沪高速铁路预制梁高性能混凝土的前期研究

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1、京沪高速铁路预制梁高性能混凝土的前期研究李全堂（中铁十二局第一工程公司制梁公司山东胶州266309）摘要：本文介绍了目前铁路混凝土存在的有关问题以及采用高性能混凝土的意义，胶州制梁场与铁道科学研究院合作研究京沪高性能混凝土的前期准备工作，并对预制梁采用高性能混凝土新技术的工作性能、力学性能和长期耐久性能和对比实验方案进行了较详细描述。关健词：高性能混凝土耐久性前言京沪高速铁路设计时速300Km/h,耐久性要求高为主要特点，建筑物设计使用年限100年以上，京沪铁路高性能混凝土技术条件突破了原预应力混凝土技术条件禁止使用掺合料的禁忌，使铁路桥梁预制工程掀开了研究高性能

2、混凝土的新篇章。中铁十二局集团一公司胶州制梁场与铁道部科学研宄院合作共同开发验证铁路梁体高性能混凝土的试配、浇筑和养护等一系列施工工艺。铁道部于2003年底发布Y新验标《铁路混凝土与砌体工程施工质量验收标准》TB10424-2003,其中增加了以耐久性为重要指标的高性能混凝土技术部分。铁道部建设司2004年底即将颁发的《铁路混凝土耐久性设计规范》也将高性能混凝土作为最重要的一部分进行强调。I；前，国I々正在修建的杭州湾跨海大桥、东海大桥、三峡工程等都采用了高性能混凝土技术。即将修建的京沪高速铁路桥涵等结构部位也己明确采用高性能混凝土技术。因此，高性能混凝土将对铁路

3、混凝土工程施工起到极其重要的作用。1.釆用高性能混凝土的意义资料表明，许多环境条件下混凝土材料并不像当初设想的理想条件能够长期使用，大量应用于各类土建工程的混凝土材料在平均不到50年使用期就己经开始劣化，导致一些建筑物仅使用二、三十年甚至更短时间就出现不同程度混凝土结构的劣化。1998年美国土木工程学会的调査结果中，美国现冇50万座桥梁，平均每年冇150-200座部分或完全倒塌，20万座己有损坏，平均寿命不足20年，修复这些桥梁需900亿美元。这些桥梁之所以过早产生劣损破坏，除荷载增加，地震和船舶撞击外，主要原因就是混凝土的耐久性较差。此外，因水泥强度不断提高，工

4、程施工建设速度不断加快、环境条件不断恶化，乂都对混凝土耐久性带来众多不利影响。今天的低强度等级的普通硅酸盐水泥混凝土，其耐久性己远不如几十年前同样强度的混凝土。2003年铁路秋季基础设备人检查，其屮检查评定了失格桥梁7352座，失格率18.15%，其中3345孔混凝土梁发生碱骨料反应，3390座混凝土梁发生钢筋锈蚀；30孔混凝土梁发生断裂。大量建筑物正面临修复加阀和待维修阶段之中。可以预见，铁路混凝土材料设计若仍沿袭几十年来的传统设计模式，其使用寿命也仅有20-30年，也就是在30年后建筑物必将进入病害整治的非良性循环阶段。过去对混凝土结构耐久性认识上的不足，己给

5、世界各国包括我国造成巨大的社会、经济损失。据统计，世界各国结构的维修投资每年正在逐年增加，有的己达到甚至超过新建工程的投资。20世纪90年代初期美国用于建筑物维修加固的投资，己占建设投资总额的50%,在德国则高达80%。国内“七五”期间修建工程的维修、加固、更新、改造的费用已高达同期建设投资的54%。各W工程经验已证明，修复、加固劣化结构远大于新建结构物时适当提高有关技术要求所增加的费用。惨痛的经验教训使众多发达国家从上世纪80年代中期，就提出以耐久性为基本要求的高性能混凝土的发展研究，并将它列为土木工程领域中的头等大事，积极采取相应对策。法国、美国、挪威、日木和

6、瑞典等国均由政府机构出面组织混凝土耐久性研宄课题，加拿大还将高性能混凝土研究列为今后对国家发展最有影响的项目之一。这些国家通过制定冇关规范，规定在结构物修建之初就重视混凝土结构物耐久性设计，确保建筑物正常的使用寿命。1.高性能混凝土简述高性能混凝土是在大幅度提高常规混凝土性能的棊础上采用现代混凝土技术，选用优质原材料，除水泥、集料、水外，必须掺加足够数量的活性细掺和料和高性能外加剂的一种新型高技术混凝土。TB10424—2003《铁路砼与砌体工程施工质量验收标准》给铁路高性能混凝土下的定义：以耐久性作为设计指标，强度等级在C50及以上，具有高工作性、高抗渗性、高耐

7、久性和体积安定性的混凝土，砬按设计和高性能混凝土施工技术要求，制定专门的施工技术方案。实际上，高性能混凝土并不是一种新材料，早在1990年美国就提出了高性能混凝土的概念，此后各发达国家不断将其应用在混凝土工程上。应该说高性能混凝土技术是一种十分成熟的技术。现代混凝土科学表明，高性能混凝土所具有的耐久性，大大降低了混凝土受到各种有害介质的侵蚀而带来的破坏，从而使结构物使用寿命延长。但是，为什么高性能混凝土有如此多的优点铁路预应力混凝土桥梁还未采用呢？其一个重要原因是以前粉煤灰质量参差不齐，质量难以保证，从而严重制约铁路高性能混凝土的发展。现在，由于电厂粉煤灰收集工艺

8、的提高，粉