铁路客运专线高性能混凝土配合比试验研究

黄娟+张昕+田正华

摘 要：文章以郑焦客运专线灌注桩混凝土为研究对象，研究了适合客运专线基础工程用的高性能混凝土配合比，通过大量试验，分析了各配合比参数与混凝土性能之间的关系，并提出了配合比优化设计方法，确定出指导性配合比。

关键词：混凝土；配合比；研究

1 概述

客运专线所使用的高性能混凝土是以传统的工艺为基础，通过降低水胶比，采用双掺技术从而获得的一种高技术混凝土，耐久性是它的主要设计指标。文章以郑焦客运专线灌注桩所用的高性能混凝土为研究对象，通过采用高效减水剂和矿物细掺料，分析各配合比参数与混凝土性能的相关性，配制出高强度、高耐久性且体积稳定性好的高性能混凝土，并提出了配合比优化设计方案。

2 高性能混凝土原材料选取

按照《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》（铁建设[2005]160号）的要求，进行原材料各项性能指标试验，所选用的原材料均符合技术要求，具体检测结果见表1。

3 高性能混凝土配合比设计

3.1 配合比参数确定

灌注桩混凝土设计强度等级为C30，设计使用年限为100年，采用导管法施工。结构物所处环境类别为H1。根据《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55-2011）、《客运专线高性能混凝土暂行技术条件》及相关规范的规定，灌注桩配合比相关参数要求列于表2。

综合考虑上述要求并结合前期科研课题研究成果，得出H1环境条件下的配合比胶材用量为360kg/m3、370kg/m3、380kg/m3，水胶比控制在为0.42-0.43，外加剂掺量和砂率大小根据拌合物性能确定。

3.2 灌注桩高性能混凝土配合比

根据JGJ55-2000《普通混凝土配合比设计规程》，结合所确定的配合比参数，初步确定灌注桩混凝土配合比。通过调整外加剂掺量和砂率大小并保证混凝土拌合物性能满足要求，试验共选用了6个配合比，具体配合比见表3。

根据《普通混凝土力学性能试验方法标准》（GB/T50081-2002）测定试件3d、7d、28d、56d的抗压强度及28d、56d的电通量，测试结果见表4。

根据表中结果可以得出，混凝土56d抗压强度值在46.1MPa-56.1MPa之间，电通量值在702c-950c之间，外加剂用量在0.7%-1.2%之间，混凝土含气量在3.5%-4.3%之间，均符合相关技术要求。

4 高性能混凝土配合比优化

最佳的高性能混凝土配合比应该不仅能满足拌合物性能、强度和耐久性的要求，而且能够使其经济性最优。单方混凝土的价格主要取决于所用原材料的用量及单价。本试验中所用水泥为300元/吨，矿渣粉为200元/吨，粉煤灰为180元/吨，砂为45元/吨，石为50元/吨，外加剂为7800元/吨。根据材料单价即可计算出6种配合比下混凝土的单方价格，具体分析过程见表5。

5 结束语

文章结合郑焦客运专线项目，以试验为基础，对灌注桩混凝土的配合比进行了优化设计，最终确定配合比方案c为指导性配合比。结合试验数据及各因素对混凝土强度影响的分析，得出最优配比参数为：水胶比为0.43，胶凝材料用量370kg/m3。

参考文献

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作者简介：黄娟（1986-），女，教师，讲师，研究方向为材料工程的教学与科研。