耐久性混凝土的原材料选择

基于抗裂、低水化热、高体积稳定性、低渗透性，并适应混凝土施工要求，通常实现耐久性混凝土的关键技术措施主要有：选用高性能优质水泥、优质骨料、优质掺合料和高性能减水剂，并利用高性能减水剂的大减水率大幅度降低混凝土的水胶比。为节约篇幅，本处只介绍原材料选择上与普通混凝土选材不一样的指标，具体而言：

基于控制水化热和收缩的抗裂性要求以及强度、耐久性要求，选择胶凝材料时应注意以下几个方面问题。

（1）水泥：不宜使用早强型水泥；C3A含量≤8%（氯盐环境≤10%）；比表面积≤350 m2/ kg（对硅酸盐水泥、抗硫酸盐水泥）；碱含量≤0.8%，C40级以上混凝土碱含量≤0.6%；氯离子含量≤0.06%。

（2）粉煤灰：铁路行业将其划分为C50以下混凝土用灰和C50以上混凝土用灰两个等级。铁路行业C50以上混凝土用灰某些技术要求要高于国家标准规定的Ⅰ级灰。具体而言，烧失量：C50以下混凝土≤5.0%，C50以上混凝土≤3.0%；细度：C50以下混凝土≤25.0%，C50以上混凝土≤12.0%；需水量比：C50以下混凝土≤105%，C50以上混凝土≤100%；对硫酸盐环境氧化钙含量≤10%；并增加了游离氧化钙含量和安定性两项指标。2009年8月26日，铁建设〔2009〕152号文对粉煤灰的质量要求又进行了局部修订，适当放松了烧失量指标要求，但对于C50 以上混凝土用灰的需水量比应≤95%。

（3）矿渣粉：其主要技术指标有烧失量≤4.0%；比表面积350～500 m2/kg；需水量比≤100%，活性指数（28 d）≥95%；铁建设〔2009〕152号文对烧失量规定修改为≤3.0%。

（4）硅灰：硅灰比表面积特别大，导致用水量增加，且掺加硅灰混凝土早期自收缩大，因此对于硅灰应该谨慎使用。其主要技术指标有：烧失量≤6.0%；比表面积≥18 000 m2/kg；需水量比≤125%，活性指数（28 d）≥85%。

基于强度和耐久性要求并考虑施工性能，选择骨料应注意以下问题。

（1）粗骨料：上述三本行业标准，以《客运专线铁路桥涵工程施工技术指南》（TZ 213—2005）规定最为严格。以使用于C50级及以上混凝土用粗集料为例，母岩强度应为混凝土设计强度的2倍；压碎指标值≤10%；针片状颗粒含量≤5%；宜为5～20 mm连续级配碎石，使用5～10 mm和10～20 mm两级配配料，其质量之比为（40±5）%∶（60±5）%；含泥量≤0.5%；吸水率≤2.0%；并要求为非活性骨料；其他指标参见《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》（铁建设〔2005〕157号）。大量工程实践表明粗集料应积极选择石灰岩、玄武岩和细粒花岗岩等岩种，以满足线膨胀系数（温控）和混凝土弹性模量的要求。

（2）细集料：C50级以上混凝土用细集料优先采用优质天然河砂，细度模数为2.6～3.0；含泥量≤1.5%；并要求为非活性骨料；其他指标参见《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》（铁建设〔2005〕157号）。

基于收缩、抗裂性、强度、耐久性要求以及施工性能，选择减水剂时应注意：

减水剂质量的好坏是实现耐久性混凝土的最关键材料，为此铁道部科情司与铁道科学研究院就我国当前能满足铁路客运专线工程的减水剂进行了系统的抽样检验，并公布了合格名录。因此在合格名录范围内应选择优先选择减水率大于25%的聚羧酸系，其他类减水剂的减水率也应大于20%，适应性良好，硫酸钠含量、碱含量、氯离子含量合格的产品，其他指标均满足《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》（铁建设〔2005〕157号）的优质减水剂。