配制高原高寒地區軌枕用高性能混凝土配合比

青藏高原自然環境條件異常惡劣，存在晝夜溫差大、冬季氣溫低、氣候干燥、風沙大等自然現象，對沿線的各種混凝土結構產生多種不利的影響及破壞。因此，青藏線的各種混凝土結構均采用耐久性混凝土結構，以保證產品使用的長期性和安全性。

青藏鐵路要求需使用新Ⅲ型預應力混凝土橋枕。軌枕設計使用年限為100年。混凝土軌枕作為青藏線上使用的處于重要部位的混凝土預制構件，同樣必須具有良好的耐久性能，才能滿足設計使用壽命的要求。而軌枕所用混凝土為低水灰比、無坍落度的干硬性混凝土，與其它工程部位的混凝土截然不同。雖然于抗凍性之外的其他耐久性指標占有較大的先天優勢，但于抗凍性這一項，理論上能提高混凝土抗凍性的摻加引氣劑這一措施因軌枕的養護方式而不能用于軌枕生產。使得軌枕混凝土耐久性試件的抗凍性效果仍然不是很理想。

C60高性能混凝土配合比配制是確保新Ⅲ型橋枕質量的關鍵，是核心技術。高性能混凝土的耐久性要求為100年，高性能混凝土的配制與普通混凝土的配制有許多不同點，高性能混凝土軌枕的質量驗收標準、施工規范及技術條件等較老規范和老質量驗收標準有明顯的改變和提高。該文原載于中國社會科學院文獻信息中心主辦的《環球市場信息導報》雜志http：//www.ems86.com總第543期2014年第11期-----轉載須注名來源新Ⅲ型橋枕是軌枕系列產品中一種新型的軌枕，也是我們公司第一次進行生產，事關公司聲譽。

根據軌枕產品的特點和所處環境，吸取前期對高性能混凝土進行配合比試配制的經驗，高性能混凝土的配制必須滿足如下混凝土的耐久性指標：混凝土的抗裂性、護筋性、抗滲性、抗氯離子滲透性、抗堿-骨料反應性、抗凍融循環、混凝土強度、產品靜載性能等指標。針對高性能混凝土配合比配制出現的較突出的問題和影響新Ⅲ型軌枕混凝土質量的問題進行了統計分析，得出配制C60高性能混凝土配合比的必須考慮主要情況如下：

C60高性能混凝土配合比配制要求圖（1-1）

配制的混凝土要完全滿足高性能混凝土的耐久性指標：抗裂性、護筋性、抗滲性、抗氯離子滲透性、抗堿-骨料反應性、抗凍融循環等指標。

高性能混凝土配合比配制施工問題統計表（2-1）

序號問題發生次數頻率（%）累計頻率（%）

1

材料水泥2058.858.8

細骨料

粗骨料

混凝土外加劑

拌制和養護混凝土用水

2方法配合比配制方法38.867.6

3

人員執業資格

6

17.7

85.3

數量

業績、經驗等

4

機械混凝土配合比配制所需的儀器、儀表411.897.1

混凝土攪拌站

5環境混凝土配合比配制環境12.9100

合計 34100

混凝土的配合比應根據混凝土原材料品質、設計強度等級、耐久性以及施工工藝對工作性的要求，通過試配、調整等步驟選定。配制的混凝土拌和物應滿足施工要求，配制成的混凝土應滿足設計強度、耐久性等質量要求。混凝土的工作度宜根據施工工藝要求確定。在條件許可的條件下，應盡量選用低工作度的混凝土施工。

混凝土的配合比可按下列步驟計算（骨料以干燥狀態為基準；外加劑的摻量均以膠凝材料總量百分率計）、試配和調整：

核對供應商提供的水泥熟料的化學成分和礦物組成、混合材料種類和數量等資料，并根據設計要求，初步選定混凝土的水泥、骨料、外加劑、拌和水的品種以及水膠比、膠凝材料總用量、外加劑的摻量。

參照《普通混凝土配合比設計規程》（JGJ55）的規定計算單方混凝土中各原材料組分用量，并核算單方混凝土的總堿含量和氯離子含量是否滿足要求。否則應重新選擇原材料或調整計算的配合比，直至滿足要求為止。

采用工程中實際使用的原材料和攪拌方法，通過適當調整混凝土外加劑用量或砂率，調配出工作度、混凝土容重符合要求的混凝土配合比。試拌時，每盤混凝土的最小攪拌量應在15 L以上。該配合比作為基準配合比。

適當改變基準配合比的水膠比、膠凝材料用量、外加劑摻量或砂率等參數，調配出拌和物性能與要求值基本接近的配合比3～5個。

按要求對上述不同混凝土配合比制作力學性能和抗裂性能對比試件，按規定養護至規定齡期時進行試驗。其中，抗壓強度試件每種配合比宜制作4組，養護至規定時間時試壓，試件的邊長可選擇150mm；抗裂性對比試驗可參照相關規定的方法進行。

從上述配合比中優選出拌和物性能和抗裂性優良、抗壓強度適宜的一個或多個配合比各成型一組或多組耐久性試件，按規定養護至規定齡期時進行試驗。混凝土耐久性試件的制作及試驗按《混凝土長期性及耐久性能試驗方法》（GBJ82）進行（其中，抗凍性按快凍法），電通量試驗方法可參照相關規定的方法進行。

根據上述不同配合比對應混凝土拌和物的性能、抗壓強度、抗裂性以及耐久性能試驗結果，按照工作性能優良、強度和耐久性滿足要求、經濟合理的原則，從不同配合比中選擇一個最適合的配合比作為理論配合比。

采用工程實際使用的原材料拌和混凝土，測定混凝土的表觀密度。根據實測拌和物的表觀密度，求出校正系數，對理論配合比進行校正（即以理論配合比中每項材料用量乘以校正系數后獲得的配合比作為混凝土配合比）。校正系數按下式計算：

校正系數 = 實測拌和物表觀密度/理論配合比拌和物表觀密度

當混凝土的力學性能或耐久性能試驗結果不滿足設計或施工要求時，應重新根據規定要求選擇混凝土配合比參數，并按照上述步驟重新試拌和調整混凝土配合比，直至滿足要求為止。

當混凝土的原材料品質、施工環境氣溫發生較大變化時，應及時對混凝土的配合比進行調整。

最終選取每立方混凝土的理論配合比如下：

配料名稱水泥（kg）粉煤灰（kg）河砂（kg）5-25碎石（kg）減水劑（kg）水

（kg）體積

（m3）容重

kg/m3

基準數量440

40

58812493.4130 12453.4

說明：該配合比采用蒸汽養護，養護制度為2-2-8-1（靜停-升溫-恒溫-降溫），其中升溫過程控制為不大于20℃/h，恒溫溫度為60±2℃，降溫溫度控制為不大于20℃/h

在完善試驗室所需儀器設備，并組織人員學習試驗方法，配齊試驗人員。在混凝土標養室安裝蒸汽及多個水噴灑頭，確保標養室符合（20±2℃，相對濕度95%以上）要求。軌枕在灌注混凝土前，取樣進行溫度、工作度檢驗，同時隨機取樣制作混凝土試件。混凝土試件的制作要具有代表性，其中脫模檢查試件隨軌枕養護完畢后即進行強度試驗，28天檢查試件為標養試件。試件應隨軌枕在同條件下振動成型，施工試件隨軌枕同條件下養護，28d標準試件按標準養護。

試生產前對所選用水泥、砂、碎石、外加劑等原材料制作抗凍融循環、抗滲性、抗氯離子滲透性、抗裂性、抗鋼筋銹蝕和抗堿-骨料反應的耐久性試件各一組，并進行了耐久性試驗。

通過對原材料配比和試驗，將C60高性能混凝土配合比轉化為施工配合比，并運用于攪拌站實際生產。批量生產中，軌枕每1000m3混凝土抽取抗凍融循環、抗滲性、抗氯離子滲透性、堿骨料反應的耐久性試件各一組。進行耐久性試驗，符合各項規定指標。通過在實際生產過程，在對新Ⅲ型預應力混凝土橋枕產品的各項檢查和試驗，符合C60高性能混凝土和新Ⅲ型預應力混凝土橋枕各項指標要求，完全符合實際施工要求，對此C60高性能混凝土配合比完全取得了成功。

（作者單位：貴州中鐵路橋工程有限公司）