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摘要：在我国铁路建设的逐渐发展的今天，高性能混凝土作为一种新技术得到了宽广的使用。本文笔者根据多年铁路桥梁施工实践经验，总结了高性能混凝土的有关情况，对高性能混凝土选材时应注意的问题给出了相应的要求，以期有所帮助。
关键词：铁路高性能混凝土；原材料；选用
很多的发达国家在上个世纪80年代就给出了高性能混凝土的概念，也就是混凝土结构耐久性设计相关概念，高性能混凝土的主要性能设计是以耐久性为基础的，能够使基础结构工程的使用年限达到100多年。这是一个性能相对良好、体积稳定、力学性能优良等优点的新型技术混凝土。
1.概述
高性能混凝土（hpc）是在传统的普通混凝土构件中引入矿物混合物、高性能减水剂和空气夹杂物。生产单位与普通单位一样，具有水泥用量低、含气量高（有益气泡）、用水量低、水灰比低的特点。本文结合混凝土施工质量验收标准轨，根据作者的工程经验使用《铁路混凝土工程施工质量验收标准》（TB10424-2018）、《铁路混凝土》（TB/T3275-2018）、《聚羧酸系高性能减水剂》（JG/T223-2007）的技术参考指南。
根据笔者多年高性能混凝土的施工经验，对于聚羧酸这种高性能的减水剂，需要混凝土的工作性能和力学性能得到改善、高耐久性、高体积稳定性和高减水率和优化砂率为基础，然后再进一步的推广使用聚羧酸高性能减水剂和引气剂，因此很大程度上增强了局部粉煤灰和矿渣粉掺量。
2高性能混凝土原材料的选用
2.1水泥
对于水泥的选择，需要使用通用的硅酸盐水泥、低碱水泥，另外最好不要使用早强水泥；C30及以上混凝土应采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥；其性能指标符合《铁路混凝土》（TB/T 3275-2018）、《通用硅酸盐水泥》（GB175-2007）的规定。还应满足：比表面积（300-350）㎡/kg，C3A、碱含量等化学指标应定期进行型式检验。
2.2粉煤灰
粉煤灰采用C50及以上（F类I级）混凝土用粉煤灰。各项指标均符合《铁路混凝土》（TB/T3275-2018）、《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》（GB/T1596-2017）的有关规定。每批粉煤灰需要有质保书或检验报告。对于粉煤灰的运输和储存，需要对其有清晰的标记，防止出现其与水泥或者另外的粉料混合在一起。
2.3磨细矿渣粉
作为高性能混凝土的掺合料磨细矿渣粉，可增强混凝土的多种性能。混凝土的不断密室是随着矿渣颗粒的充填作用而生成的，混凝土的抗水渗透、抗氯离子渗透性能得到增强，同时对混凝土耐久性有所改善。
水泥混凝土对海水的耐蚀性有所增强，所以在抗海水工程中得到了广泛的使用；由于碱-骨料反应会在混凝土中发生，加入矿渣粉可以有效抑制碱-骨料反应，提高了反碱-骨料反应的性能，进一步提高了高性能混凝土的耐久性。
高性能混凝土使用的矿渣粉性能指标必须满足相关的标准，如氯离子含量、比表面积、活性指数、密度、烧失量、三氧化硫含量、氧化镁含量、含水量等。
2.4细骨枓
选用天然河砂为细骨料，需要保证中粗砂、低吸水、孔隙度在合理范围之内，质地坚固。
确保河砂等级分布为II区，标称颗粒尺寸（0-5）mm，筛上的累计筛余符合相关要求。河砂的选择应以含泥量和泥块含量为依据。在对河砂进行清洗后，必须保证标称直径0.315毫米筛孔颗粒含量比占总重量的15%以上。
河砂需要达到相关标准，如硫化物和硫酸盐含量、泥含量、泥含量、颗粒分级、轻物质含量、云母含量、氯离子含量、碱活性和有机物含量。细骨料应试验活性碱，在试验期间确定河砂的类型和矿物成分。快速砂浆的膨胀率应根据TB/T29221-1998《铁路混凝土用骨料碱活性试验方法岩相法》和《铁路混凝土骨料碱活性试验方法快速砂浆棒法》进一步进行试验。
关于机制砂的使用：在达到各項河砂指标标准的基础上，采用人工机制砂，需要控制石粉含量和粉碎指标值。
2.5粗骨枓
粗骨料的选材要求也必须符合相关的要求的，其骨料需要有合理的层次、形状好的晶粒、均匀坚固质地、线性膨胀系数小的才可以符合要求。粗集料级配符合单粒级或连续级配标准。粗骨料的各项技术要求符合《铁路混凝土》、《建设用卵石、碎石》的规定来进行选择。
高性能混凝土在选用碎石要满足有关要求，如氯离子含量、紧密空隙率、针片状颗粒含量、压碎指标值、岩石抗压强度、含泥量、颗粒级配、硫化物及硫酸盐含量、坚固性、碱活性、吸水率及岩石抗压强度等方面。
2.6聚羧酸高性能减水剂及引气剂
在制备高性能混凝土时，选用聚羧酸减水剂、引气剂作为添加剂。它已经在许多现代混凝土工程中得到了应用。
高性能减水剂市场中的多羧酸体系是以具有分散机制的水泥分子结构为基础，高度分散的。聚羧酸高性能减水剂具有许多优点，混凝土对坍落度损失较小、混凝土和易性良好，因为聚羧酸高性能减水剂的合成工艺，水泥适应宽分子结构对自由度的影响较大，混凝土收缩减小，降低了有害物质含量，混凝土耐久性好且减水率很高，降低了混凝土的水灰比，在保证强度满足的前提下，可以采用磨砂渣粉、粉煤灰等掺合料代替水泥，使混凝土的密实度得到提高，可对混凝土耐久性进行增强，新拌混凝土工作性能良好。掺外掺料时，辅以减水剂，可使混凝土结合力、保水性、工作性能更佳。
为了能够进一步的增强混凝土的流动性，通常情况下选用的引气剂向混凝土中引入稳定、均匀分布和闭合的微小气泡，进一步提高混凝土的流动性。在聚羧酸系高性能减水剂市场上，许多厂家未能对减水剂进行消泡和引气，造成向混凝土中引入有害气泡，影响产品质量。
铁路用混凝土外加剂一般采用聚羧酸系高性能减水剂，各项指标符合《铁路混凝土》（TB/T3275-2018）、《聚羧酸系高性能减水剂》（JG/T223-2007）、《混凝土外加剂》（GB8076-2008）等有关规定。
新进减水剂在使用前必须按《混凝土外加剂应用技术规范》（GB50119-2013）要求与水泥做相容性检验。在运输和储存过程中，减水剂不得与杂物混合。如存放时间过长，或会影响品质，应于使用前重新包装。使用前如需加入混合物，需使用循环泵搅拌均匀。
2.7拌和用水
混凝土拌和及养护用水均为地表水或饮用水，各项指标均符合相关的《铁路混凝土》和《混凝土用水标准》的各项要求。
需要使用符合国家标准的饮用水、地表水或者蒸馏水，对水质进行试验，与蒸馏水相较，水泥的初凝时间、终凝时间的时间差不得超过30分钟，而且从初凝、终凝时间需要满足国家对水泥标准的规定。
水泥胶砂试件或混凝土试件的28d抗压强度比不得低于相应胶砂试件或混凝土试件（或国家标准饮用水）抗压强度的90%。
对于混凝土拌合用水、养护用水，在其表面不可以有显而易见漂浮的油脂和泡沫，也不应有过于明显的颜色和气味。
3结束语
总之，基于外部环境、对工程结构特点设计的高性能混凝土具有良好的耐久性。在原材料选型时必须谨慎，在前期工作中要做好选型工作，保质保量、保证工程中使用的原材料符合铁路高性能混凝土要求，确保工程施工质量。
在施工过程中采用高性能混凝土可以提高构件强度，降低现场混凝土的施工难度，提高耐久性，进一步提高施工效率，节约后续维护成本。
参考文献
[1]《铁路混凝土》（TB/T3275-2018）
[2]《铁路混凝土》（TB/T3275-2018）
[3]《混凝土用水标准》（JGJ63-2006）
（作者单位：中交第三航务工程局有限公司交建工程分公司）
关键词：铁路高性能混凝土；原材料；选用
很多的发达国家在上个世纪80年代就给出了高性能混凝土的概念，也就是混凝土结构耐久性设计相关概念，高性能混凝土的主要性能设计是以耐久性为基础的，能够使基础结构工程的使用年限达到100多年。这是一个性能相对良好、体积稳定、力学性能优良等优点的新型技术混凝土。
1.概述
高性能混凝土（hpc）是在传统的普通混凝土构件中引入矿物混合物、高性能减水剂和空气夹杂物。生产单位与普通单位一样，具有水泥用量低、含气量高（有益气泡）、用水量低、水灰比低的特点。本文结合混凝土施工质量验收标准轨，根据作者的工程经验使用《铁路混凝土工程施工质量验收标准》（TB10424-2018）、《铁路混凝土》（TB/T3275-2018）、《聚羧酸系高性能减水剂》（JG/T223-2007）的技术参考指南。
根据笔者多年高性能混凝土的施工经验，对于聚羧酸这种高性能的减水剂，需要混凝土的工作性能和力学性能得到改善、高耐久性、高体积稳定性和高减水率和优化砂率为基础，然后再进一步的推广使用聚羧酸高性能减水剂和引气剂，因此很大程度上增强了局部粉煤灰和矿渣粉掺量。
2高性能混凝土原材料的选用
2.1水泥
对于水泥的选择，需要使用通用的硅酸盐水泥、低碱水泥，另外最好不要使用早强水泥；C30及以上混凝土应采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥；其性能指标符合《铁路混凝土》（TB/T 3275-2018）、《通用硅酸盐水泥》（GB175-2007）的规定。还应满足：比表面积（300-350）㎡/kg，C3A、碱含量等化学指标应定期进行型式检验。
2.2粉煤灰
粉煤灰采用C50及以上（F类I级）混凝土用粉煤灰。各项指标均符合《铁路混凝土》（TB/T3275-2018）、《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》（GB/T1596-2017）的有关规定。每批粉煤灰需要有质保书或检验报告。对于粉煤灰的运输和储存，需要对其有清晰的标记，防止出现其与水泥或者另外的粉料混合在一起。
2.3磨细矿渣粉
作为高性能混凝土的掺合料磨细矿渣粉，可增强混凝土的多种性能。混凝土的不断密室是随着矿渣颗粒的充填作用而生成的，混凝土的抗水渗透、抗氯离子渗透性能得到增强，同时对混凝土耐久性有所改善。
水泥混凝土对海水的耐蚀性有所增强，所以在抗海水工程中得到了广泛的使用；由于碱-骨料反应会在混凝土中发生，加入矿渣粉可以有效抑制碱-骨料反应，提高了反碱-骨料反应的性能，进一步提高了高性能混凝土的耐久性。
高性能混凝土使用的矿渣粉性能指标必须满足相关的标准，如氯离子含量、比表面积、活性指数、密度、烧失量、三氧化硫含量、氧化镁含量、含水量等。
2.4细骨枓
选用天然河砂为细骨料，需要保证中粗砂、低吸水、孔隙度在合理范围之内，质地坚固。
确保河砂等级分布为II区，标称颗粒尺寸（0-5）mm，筛上的累计筛余符合相关要求。河砂的选择应以含泥量和泥块含量为依据。在对河砂进行清洗后，必须保证标称直径0.315毫米筛孔颗粒含量比占总重量的15%以上。
河砂需要达到相关标准，如硫化物和硫酸盐含量、泥含量、泥含量、颗粒分级、轻物质含量、云母含量、氯离子含量、碱活性和有机物含量。细骨料应试验活性碱，在试验期间确定河砂的类型和矿物成分。快速砂浆的膨胀率应根据TB/T29221-1998《铁路混凝土用骨料碱活性试验方法岩相法》和《铁路混凝土骨料碱活性试验方法快速砂浆棒法》进一步进行试验。
关于机制砂的使用：在达到各項河砂指标标准的基础上，采用人工机制砂，需要控制石粉含量和粉碎指标值。
2.5粗骨枓
粗骨料的选材要求也必须符合相关的要求的，其骨料需要有合理的层次、形状好的晶粒、均匀坚固质地、线性膨胀系数小的才可以符合要求。粗集料级配符合单粒级或连续级配标准。粗骨料的各项技术要求符合《铁路混凝土》、《建设用卵石、碎石》的规定来进行选择。
高性能混凝土在选用碎石要满足有关要求，如氯离子含量、紧密空隙率、针片状颗粒含量、压碎指标值、岩石抗压强度、含泥量、颗粒级配、硫化物及硫酸盐含量、坚固性、碱活性、吸水率及岩石抗压强度等方面。
2.6聚羧酸高性能减水剂及引气剂
在制备高性能混凝土时，选用聚羧酸减水剂、引气剂作为添加剂。它已经在许多现代混凝土工程中得到了应用。
高性能减水剂市场中的多羧酸体系是以具有分散机制的水泥分子结构为基础，高度分散的。聚羧酸高性能减水剂具有许多优点，混凝土对坍落度损失较小、混凝土和易性良好，因为聚羧酸高性能减水剂的合成工艺，水泥适应宽分子结构对自由度的影响较大，混凝土收缩减小，降低了有害物质含量，混凝土耐久性好且减水率很高，降低了混凝土的水灰比，在保证强度满足的前提下，可以采用磨砂渣粉、粉煤灰等掺合料代替水泥，使混凝土的密实度得到提高，可对混凝土耐久性进行增强，新拌混凝土工作性能良好。掺外掺料时，辅以减水剂，可使混凝土结合力、保水性、工作性能更佳。
为了能够进一步的增强混凝土的流动性，通常情况下选用的引气剂向混凝土中引入稳定、均匀分布和闭合的微小气泡，进一步提高混凝土的流动性。在聚羧酸系高性能减水剂市场上，许多厂家未能对减水剂进行消泡和引气，造成向混凝土中引入有害气泡，影响产品质量。
铁路用混凝土外加剂一般采用聚羧酸系高性能减水剂，各项指标符合《铁路混凝土》（TB/T3275-2018）、《聚羧酸系高性能减水剂》（JG/T223-2007）、《混凝土外加剂》（GB8076-2008）等有关规定。
新进减水剂在使用前必须按《混凝土外加剂应用技术规范》（GB50119-2013）要求与水泥做相容性检验。在运输和储存过程中，减水剂不得与杂物混合。如存放时间过长，或会影响品质，应于使用前重新包装。使用前如需加入混合物，需使用循环泵搅拌均匀。
2.7拌和用水
混凝土拌和及养护用水均为地表水或饮用水，各项指标均符合相关的《铁路混凝土》和《混凝土用水标准》的各项要求。
需要使用符合国家标准的饮用水、地表水或者蒸馏水，对水质进行试验，与蒸馏水相较，水泥的初凝时间、终凝时间的时间差不得超过30分钟，而且从初凝、终凝时间需要满足国家对水泥标准的规定。
水泥胶砂试件或混凝土试件的28d抗压强度比不得低于相应胶砂试件或混凝土试件（或国家标准饮用水）抗压强度的90%。
对于混凝土拌合用水、养护用水，在其表面不可以有显而易见漂浮的油脂和泡沫，也不应有过于明显的颜色和气味。
3结束语
总之，基于外部环境、对工程结构特点设计的高性能混凝土具有良好的耐久性。在原材料选型时必须谨慎，在前期工作中要做好选型工作，保质保量、保证工程中使用的原材料符合铁路高性能混凝土要求，确保工程施工质量。
在施工过程中采用高性能混凝土可以提高构件强度，降低现场混凝土的施工难度，提高耐久性，进一步提高施工效率，节约后续维护成本。
参考文献
[1]《铁路混凝土》（TB/T3275-2018）
[2]《铁路混凝土》（TB/T3275-2018）
[3]《混凝土用水标准》（JGJ63-2006）
（作者单位：中交第三航务工程局有限公司交建工程分公司）