铁路轨枕用混凝土基本知识概述

混凝土基础知识完整教程

第一节 概述

第二节 普通混凝土的组成材料 第三节 普通混凝土的技术性质 第四节 混凝土外加剂 第五节 混凝土的质量检验和评定 第六节 普通混凝土的配合比设计 第七节 高强高性能混凝土

第八节 系列轨枕、岔枕产品相关标准及规范

《客运专线高性能混凝土暂行技术条件》（二00五年七月） 《预应力混凝土枕 Ⅰ型、Ⅱ型及Ⅲ型》（TB/T2190-2002） 《铁路混凝土与砌体工程施工规范》（ TB10210-2001）

18

第一节 概述

一、混凝土的分类

混凝土是指用胶凝材料将粗细骨料胶结成整体的复合固体材料的总称。混凝土的种类很多，分类方法也很多。

（一）按表观密度分类

1. 重混凝土：表观密度大于2600kg/m3的混凝土，常由重晶石和铁矿石配制而成。

2. 普通混凝土：表观密度为1950～2500kg/m3的水泥混凝土，主要以砂、石子和水泥配制而成，是土木工程中最常用的混凝土品种，我们轨枕用混凝土属于普通混凝土。

3. 轻混凝土：表观密度小于1950kg/m的混凝土，包括轻骨料混凝土、多孔混凝土和大孔混凝土等。 （二）按胶凝材料的品种分类

通常根据主要胶凝材料的品种，并以其名称命名，如水泥混凝土、石膏混凝土、水玻璃混凝土、硅酸盐混凝土、沥青混凝土、聚合物混凝土等等。有时也以加入的特种改性材料命名，如水泥混凝土中掺入钢纤维时，称为钢纤维混凝土；水泥混凝土中掺大量粉煤灰时则称为粉煤灰混凝土等等，轨枕用混凝土为水泥混凝土。

（三）按使用功能和特性分类

按使用部位、功能和特性通常可分为：结构混凝土、道路混凝土、水工混凝土、耐热混凝土、耐酸混凝土、防辐射混凝土、补偿收缩混凝土、防水混凝土、泵送混凝土、自密实混凝土、纤维混凝土、聚合物混凝土、高强混凝土、高性能混凝土等等，轨枕用混凝土设计强度等级为C60，为结构混凝土和高性能混凝土。

二、普通混凝土

普通混凝土是指以水泥为胶凝材料，砂子和石子为骨料，经加水搅拌、浇筑成型、凝结固化成具有一定强度的“人工石材”，即水泥混凝土，是目前工程上最大量使用的混凝土品种。“混凝土”一词通常可简作“砼”。

（一）普通混凝土的主要优点

1. 原材料来源丰富。混凝土中约70%以上的材料是砂石料，属地方性材料，可就地取材，避免远距离运输，因而价格低廉。

2. 施工方便。混凝土拌合物具有良好的流动性和可塑性，可根据工程需要浇筑成各种形状尺寸的构件及构筑物。既可现场浇筑成型，也可预制。

3. 性能可根据需要设计调整。通过调整各组成材料的品种和数量，特别是掺入不同外加剂和掺合料，

19

3

可获得不同施工和易性、强度、耐久性或具有特殊性能的混凝土，满足工程上的不同要求。

4. 抗压强度高。混凝土的抗压强度一般在7.5～60MPa之间。当掺入高效减水剂和掺合料时，强度可达100MPa以上。而且，混凝土与钢筋具有良好的匹配性，浇筑成钢筋混凝土后，可以有效地改善抗拉强度低的缺陷，使混凝土能够应用于各种结构部位。

5. 耐久性好。原材料选择正确、配比合理、施工养护良好的混凝土具有优异的抗渗性、抗冻性和耐腐蚀性能，且对钢筋有保护作用，可保持混凝土结构长期使用性能稳定。 （二）普通混凝土存在的主要缺点

1. 自重大。1m3混凝土重约2400kg，故结构物自重较大，导致地基处理费用增加。 2. 抗拉强度低，抗裂性差。混凝土的抗拉强度一般只有抗压强度的1/10～1/20，易开裂。

3. 收缩变形大。水泥水化凝结硬化引起的自身收缩和干燥收缩达500×10m/m以上，易产生混凝土收缩裂缝。

（三）普通混凝土的基本要求

1. 满足便于搅拌、运输和浇捣密实的施工和易性。 2. 满足设计要求的强度等级。

3. 满足工程所处环境条件所必需的耐久性。

4. 满足上述三项要求的前提下，最大限度地降低水泥用量，节约成本，即经济合理性。

为了满足上述四项基本要求，就必须研究原材料性能，研究影响混凝土和易性、强度、耐久性、变形性能的主要因素；研究配合比设计原理、混凝土质量波动规律以及相关的铁路检验评定标准等等。

第二节 普通混凝土的组成材料

－6

混凝土的性能在很大程度上取决于组成材料的性能。因此必须根据工程性质、设计要求和施工现场条件合理选择原料的品种、质量和用量。要做到合理选择原材料，则首先必须了解组成材料的性质、作用原理和质量要求。 一、水泥

（一）水泥品种的选择

水泥品种的选择主要根据工程结构特点、工程所处环境及施工条件确定。如高温车间结构混凝土有耐热要求，一般宜选用耐热性好的矿渣水泥等等。通用硅酸盐水泥可分为六种，即硅酸盐水泥（P.I和P.II）,普通硅酸盐水泥（P.O），矿渣硅酸盐水泥（P.S.A和P.S.B），火山灰质量硅酸盐水泥（P.P），粉煤灰硅酸盐水泥（P.F）和复合硅酸盐水泥（P.C） 。 （二）水泥强度等级的选择

20

水泥强度等级的选择原则为：混凝土设计强度等级越高，则水泥强度等级也宜越高；设计强度等级低，则水泥强度等级也相应低。例如：C40以下混凝土，一般选用强度等级32.5级；C45～C60混凝土一般选用42.5级；大于C60的高强混凝土，一般宜选用42.5级或更高强度等级的水泥；对于C15以下的混凝土，则宜选择强度等级为32.5级的水泥，并外掺粉煤灰等混合材料。目标是保证混凝土中有足够的水泥，既不过多，也不过少。因为水泥用量过多（低强水泥配制高强度混凝土），一方面成本增加。另一方面，混凝土收缩增大，对耐久性不利。水泥用量过少（高强水泥配制低强度混凝土），混凝土的粘聚性变差，不易获得均匀密实的混凝土，严重影响混凝土的耐久性。铁路轨枕用混凝土设计混凝土等级为C60，《预应力混凝土枕 Ⅰ型、Ⅱ型及Ⅲ型》（TB/T2190-2002）要求采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，其强度等级不低于42.5，客运专线高性能混凝土暂行技术条件 [二00五年七月]要求胶凝材料中混合一定比例的矿粉或粉煤灰，并符合下表技术要求。

序号 1 2 3 4 5 6 比表面积 80μm方孔筛筛余 游离氧化钙含量 碱含量 熟料中的C3A含量 氯离子含量 项目 ≤350m3/kg ≤10.0% ≤1.0% ≤0.80% ≤8%，氯盐环境下≤10% 不宜大于0.10%(钢筋混凝土) ≤0.06%(预应力混凝土) 技术要求 二、细骨料

公称粒径在0.15～5.0mm之间的骨料称为细骨料，亦即砂。常用的细骨料有河砂、海砂、山砂和机制砂（有时也称为人工砂、加工砂）等。通常根据公称直径630um筛孔的累计筛余量分为Ⅰ区、Ⅱ区和Ⅲ区。配制混凝土时优先选用II区砂，当采用I区砂时，应提高砂率，并保持足够的水泥用量，满足混凝土的和易性；当采用III区砂时，应适当降低砂率；当采用特细砂时，应符合相应的规定。 细骨料的主要质量指标有：

1. 有害杂质含量。细骨料中的有害杂质主要包括两方面：①粘土和云母。它们粘附于砂表面或夹杂

其中，严重降低水泥与砂的粘结强度，从而降低混凝土的强度、抗渗性和抗冻性，增大混凝土的收缩。②有机质、硫化物及硫酸盐。它们对水泥有腐蚀作用，从而影响混凝土的性能。因此对有害杂质含量必须加以限制。《普通混凝土用砂、石质量标准及检验方法》（JGJ52-2006）中对有害杂质含量也作了相应规定见下表。其中云母含量不得大于2%，轻物质含量和硫化物及硫酸盐含量分别不得大于1%，含泥量及泥块含量的限值为：当小于C25时分别不大于5%和2%，当大于等于C60时，分别不大于2%和0.5%，C55-C60时不大于3.0%和1.0%。

项 目

21

质量指标 云母含量（按质量计，%） 轻物质 硫化物与硫酸盐含量（按SO3质量计，%） ≤2.0 ≤1.0 ≤1.0 颜色不应深于标准色，当颜色深于标准色时有机物含量（用比色法试验） 应按水泥胶砂强度试验方法进行强度对比试验，抗压强度不应低于0.95。 而《铁路混凝土与砌体工程施工规范》 （TB10210-2001）中对天然砂中有害物质含量见下表。

项目 含泥量（按质量计，%） 块含量（按质重量计，%） 硫化物与硫酸盐含量（按SO3质量计，%） 云母含量（按质量计，%） 轻物质含量（比重小于2，如煤、贝壳等）（按重量计，%） 质量指标 C30 ≤5.0 ＜1.0 ＜1.0 ≤1.0 ≤1.0 C30-C50 ≤3.0 ＜0.5 ＜1.0 ≤1.0 ≤1.0 C55-C60 ＜2.0 ＜0.5 ＜0.5 ＜0.5 ≤1.0 颜色不应该深于标准色，当深于标准色时，有机物含量（比色法试验） 则应按水泥胶砂强度检验方法进行强度对比试验，抗压强度比不应低于0.95 客运专线高性能混凝土暂行技术条件 [二00五年七月]则对砂中的有害物质含量有更严格的规定，见下表

项目 含泥量（按质量计，%） 块含量（按质重量计，%） 硫化物与硫酸盐含量（按SO3质量计，%） 云母含量（按质量计，%） 氯离子含量（按质量计，%） 轻物质含量（按重量计，%） 质量指标 ＜C30 ≤3.0 ≤0.5 ≤0.5 ≤0.5 ＜0.02 ≤0.5 颜色不应该深于标准色，当深于标准色时，有机物含量（比色法试验） 则应按水泥胶砂强度检验方法进行强度对比试验，抗压强度比不应低于0.95 《预应力混凝土枕 Ⅰ型、Ⅱ型及Ⅲ型》（TB/T2190-2002）规定，轨枕生产采用硬质洁净的天然砂，除含泥量不应大于1.5%外，其它技术标准应符合《铁路混凝土与砌体工程施工规范》（ TB10210-2001）。 此外，由于氯离子对钢筋有严重的腐蚀作用，当采用海砂配制钢筋混凝土时，海砂中氯离子含量要求小于0.06%（以干砂重计）；砂中的氯离子必须符合下表规定：对于钢筋混凝土用砂，氯离子含量不得大于0.06%(以干砂的质量百分率计)，对于预应力混凝土用砂，其氯离子含量不得大于0.02%(以干砂的质量百分率计)。另外海砂中的贝壳含量也应该符合以下规定：混凝土强度等级大于C40时，贝壳含量（按质量计）不大于3%，C35-C30时不大于5%，C25-C15时不大于8%。《客运专线高性能混凝土暂行技术条件》（二00五年七月）规定不得使用海砂拌制混凝土。

2. 颗粒形状及表面特征。河砂和海砂经水流冲刷，颗粒多为近似球状，且表面少棱角、较光滑，配制

C30-C50 ≤2.5 C55-C60 ≤2.0 22

的混凝土流动性往往比山砂或机制砂好，但与水泥的粘结性能相对较差；山砂和机制砂表面较粗糙，多棱角，故混凝土拌合物流动性相对较差，但与水泥的粘结性能较好。水灰比相同时，山砂或机制砂配制的混凝土强度略高；而流动性相同时，因山砂和机制砂用水量较大，故混凝土强度相近。铁路轨枕一般要求采用天然河砂。

3. 坚固性。砂是由天然岩石经自然风化作用而成，机制砂也会含大量风化岩体，在冻融或干湿循环作用下有可能继续风化，因此对某些重要工程或特殊环境下工作的混凝土用砂，应做坚固性检验。如严寒地区室外工程，并处于湿潮或干湿交替状态下的混凝土，有腐蚀介质存在或处于水位升降区的混凝土等等。坚固性根据JGJ52-2006规定，采用硫酸钠溶液浸泡→烘干→浸泡循环试验法检验。测定5个循环后的重量损失率。指标应符合下表要求。

混凝土所处的环境条件及其性能要求 在严寒及寒冷地区室外使用并经常处于潮湿或干湿 交替状态下的混凝土，对于抗疲劳、耐磨、抗冲击要求的混凝土， 有腐蚀介质作用或经常处于水位变化区地下结构混凝土 其它条件下使用的混凝土 ≤10% ≤8% 5次循环后的质量损失 《客运专线高性能混凝土暂行技术条件》 [二00五年七月]则对砂的坚固性有特殊要求，试样经5次循环后质量损失不超过8%。

4. 粗细程度与颗粒级配。砂的粗细程度是指不同粒径的砂粒混合体平均粒径大小。通常用细度模数（Mx）表示，其值并不等于平均粒径，但能较准确反映砂的粗细程度。细度模数Mx越大，表示砂越粗，单位重量总表面积（或比表面积）越小；Mx越小，则砂比表面积越大。

砂的颗粒级配是指不同粒径的砂粒搭配比例。良好的级配指粗颗粒的空隙恰好由中颗粒填充，中颗粒的空隙恰好由细颗粒填充，如此逐级填充（如图4-1所示）使砂形成最密致的堆积状态，空隙率达到最小值，堆积密度达最大值。这样可达到节约水泥，提高混凝土综合性能的目标。因此，砂颗粒级配反映空隙率大小。

图4-1 砂颗粒级配示意图

（1）细度模数和颗粒级配的测定。砂的粗细程度和颗粒级配用方孔筛分析方法测定，用细度模数表示粗细，用级配区表示砂的级配。根据JGJ52-2006，筛分析是用一套连长为4.75，2.36，1.18，0.600，0.300，0.150，

23

0.075mm的标准筛，将500克干砂由粗到细依次过筛（详见试验），称量各筛上的筛余量（g），计算各筛

上的分计筛余率（%），再计算累计筛余率（%）。和的计算关系见表4-3。（JGJ52采用的筛孔尺寸

为5.00、2.50、1.25、0.630、0.315及0.160mm。其测试和计算方法均相同，目前混凝土行业普遍采用该标准。）

表4-3 累计筛余与分计筛余计算关系 筛孔尺寸（mm） 4.75 2.36 1.18 0.600 0.300 0.150 底盘 筛余量（g） M1 M2 M3 M4 m5 m6 m低 分计筛余（%） 累计筛余（%） 细度模数根据下式计算（精确至0.01）：

（4-1）

根据细度模数Mx大小将砂按下列分类：

Mx＞3.7 特粗砂；Mx=3.1～3.7粗砂；Mx=3.0～2.3中砂；Mx=2.2～1.6细砂；Mx=1.5～0.7特细砂。 砂的颗粒级配根据0.600mm筛孔对应的累计筛余百分率A4，分成Ⅰ区、Ⅱ区和Ⅲ区三个级配区，见表4-4。级配良好的粗砂应落在Ⅰ区；级配良好的中砂应落在Ⅱ区；细砂则在Ⅲ区。实际使用的砂颗粒级配可能不完全符合要求，除了公称直径5mm和0.630mm对应的累计筛余率外，其余各档允许有5%的超界，当某一筛档累计筛余率超界5%以上时，说明砂级配很差，视作不合格。

以累计筛余百分率为纵坐标，筛孔尺寸为横坐标，根据表4-4的级区可绘制Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级配区的筛分曲线，如图4-2所示。在筛分曲线上可以直观地分析砂的颗粒级配优劣。

表4-4 砂的颗粒级配区范围 累计筛余（％） 筛孔尺寸（mm） Ⅰ 区 5.0 2.50 1.25 0.63 10～0 35～5 65～35 85～71 Ⅱ 区 10～0 25～0 50～10 70～41 Ⅲ 区 10～0 15～0 25～0 40～16 24

0.315 0.160 95～80 100～90 92～70 100～90 85～55 100～90

图4-2 砂级配曲线图

（2）砂的掺配使用。

配制普通混凝土的砂宜为中砂（Mx=2.3～3.0），Ⅱ级区。但实际工程中往往出现砂偏细或偏粗的情况。通常有两种处理方法：

① 当只有一种砂源时，对偏细砂适当减少砂用量，即降低砂率；对偏粗砂则适当增加砂用量，即增加砂率。

② 当粗砂和细砂可同时提供时，宜将细砂和粗砂按一定比例掺配使用，这样既可调整Mx，也可改善砂的级配，有利于节约水泥，提高混凝土性能。掺配比例可根据砂资源状况，粗细砂各自的细度模数及级配情况，通过试验和计算确定。

《客运专线高性能混凝土暂行技术条件》（二00五年七月）规定，配件混凝土时宜优先选用细骨料，当采用粗级细骨料时，应适当的提高砂率，并保证足够的水泥或胶凝材料用量，以满足混凝土和和易性，当采用细级细骨料时，宜适当降低砂率。当所选用的细骨料级配不能符合级配区范围要求时，应采取经试验证明能确保工程质量的技术措施后，方允许使用。

5. 砂的含水状态。砂的含水状态有如下4种，如图4-4所示。

25

图4-4 骨料含水状态示意图

① 绝干状态：砂粒内外不含任何水，我们试验室内在105±5℃条件下烘干说是这种状态。

② 气干状态：砂粒表面干燥，内部孔隙中部分含水。指室内或室外（天晴）空气平衡的含水状态，其含水量的大小与空气相对湿度和温度密切相关。铁路轨枕工程上通常采用气干状态计量砂用量。

③ 饱和面干状态：砂粒表面干燥，内部孔隙全部吸水饱和。水利工程上通常采用饱和面干状态计量砂用量。 ④ 湿润状态：砂粒内部吸水饱和，表面还含有部分表面水。施工现场，特别是雨后常出现此种状况，搅拌混凝土中计量砂用量时，要扣除砂中的含水量；我们在每天在做的试验室烘料的主要用途就是测量砂粒的实际含水量，以便在计量用水用量时，扣除砂中带入的水量，在我们轨枕质量控制中，下雨天施工计量一般要进行多次测量含水量。 三、粗骨料

颗粒粒径大于5mm的骨料为粗骨料。混凝土工程中常用的有碎石和卵石两大类。碎石为岩石（有时采用大块卵石，称为碎卵石）经破碎、筛分而得；卵石多为自然形成的河卵石经筛分而得。 粗骨料的主要技术指标有：

1. 有害杂质。与细骨料中的有害杂质一样，主要有粘土、硫化物及硫酸盐、有机物等。根据JGJ52-2006，其含量应符合下表的要求。

表4-7 碎石或卵石中技术指标 指标 项 目 ≧C60 含泥量（按质量计），% 粘土块含量（按质重量计），% 硫化物与硫酸盐含量（以SO3重量计），% 针片状（按质量计），% 0.5 0.2 1.0 8 C55-C30 1.0 0.5 1.0 15 ≤C25 2.0 0.7 1.0 25 颜色应不深于标准色,当颜色深于 有机物含量（用比色法试验） 标准色时,配制成混凝土进行强度 进行对比试验,抗压强度比不低于 0.95 在严寒及寒冷地区室外使用,并经常 处于潮湿状态下的混凝土,有腐蚀性 介质作用或经常处于水位变化地区 坚固性 地下结构或有抗疲劳,耐磨抗冲击等 要求的混凝土. 其它条件下的混凝土 ≤8 ≤12 26

2. 颗粒形态及表面特征。粗骨料的颗粒形状以近立方体或近球状体为最佳，但在岩石破碎生产碎石的过程中往往产生一定量的针、片状，使骨料的空隙率增大，并降低混凝土的强度，特别是抗折强度。针状是指长度大于该颗粒所属粒级平均粒径的2.4倍的颗粒；片状是指厚度小于平均粒径0.4倍的颗粒。各别类粗骨料针片状含量要符合上表要求。

粗骨料的表面特征指表面粗糙程度。碎石表面比卵石粗糙，且多棱角，因此，拌制的混凝土拌合物流动性较差，但与水泥粘结强度较高，配合比相同时，混凝土强度相对较高。卵石表面较光滑，少棱角，因此拌合物的流动性较好，但粘结性能较差，强度相对较低。但若保持流动性相同，由于卵石可比碎石少用适量水，因此卵石混凝土强度并不一定低。

3. 粗骨料最大粒径。混凝土所用粗骨料的公称粒级上限称为最大粒径。骨料粒径越大，其表面积越小，通常空隙率也相应减小，因此所需的水泥浆或砂浆数量也可相应减少，有利于节约水泥、降低成本，并改善混凝土性能。所以在条件许可的情况下，应尽量选得较大粒径的骨料。但在实际工程上，骨料最大粒径受到多种条件的限制：①最大粒径不得大于构件最小截面尺寸的1/4，同时不得大于钢筋净距的3/4。《铁路混凝土与砌体工程施工规范》（ TB10210-2001）规定，铁路混凝土用的粗骨料最大粒径不得大于板厚的1/2或结构截面最小尺寸的1/4，也不得大于钢筋最小净距的3/4，且不大于100mm。②对于混凝土实心板，最大粒径不宜超过板厚的1/3，且不得大于40mm。③对于泵送混凝土，当泵送高度在50m以下时，最大粒径与输送管内径之比，碎石不宜大于1:3；卵石不宜大于1:2.5。④对大体积混凝土（如混凝土坝或围堤）或疏筋混凝土，往往受到搅拌设备和运输、成型设备条件的限制。有时为了节省水泥，降低收缩，可在大体积混凝土中抛入大块石（或称毛石），常称作抛石混凝土。⑤《预应力混凝土枕 Ⅰ型、Ⅱ型及Ⅲ型》（TB/T2190-2002）规定轨枕使用最大粒径为25mm的碎石或卵碎石。《客运专线高性能混凝土暂行技术条件》（二00五年七月）规定粗骨料最大公称粒径不宜超过混凝土保护层厚度的2/3（大严重腐蚀环境中不宜超过钢筋的混凝土保护层厚度的1/2），且不得超过钢筋最小间距的3/4，配制强度等C50及以上混凝土时，粗骨料的最大公称粒径不应大于25mm。另外，由于粗骨料粒径越大，其表面存在的裂纹缺陷的可能性加大，配制高性能混凝土时，一般对最大粒径作限制。

4. 粗骨料的颗粒级配。石子的粒级分为连续粒级和单位级两种。连续粒级指5mm以上至最大粒径Dmmax，各粒级均占一定比例，且在一定范围内。单粒级指从1/2最大粒径开始至Dmax。单粒级用于组成具有要求级配的连续粒级，也可与连续粒级混合使用，以改善级配或配成较大密实度的连续粒级。单粒级一般不宜单独用来配制混凝土，如必须单独使用，则应作技术经济分析，并通过试验证明不影响混凝土的质量。

石子的级配与砂的级配一样，通过一套标准筛筛分试验，计算累计筛余率确定。根椐JGJ52-2006标准，碎石和卵石级配均应符合下表要求。

27

表4-8 碎石或卵石的颗粒级配范围 公 称 累计筛余（％） 方孔筛筛孔尺寸（mm） 2.36 95～100 95～100 95～100 95～100 95～100 － 4.75 80～100 85～100 90～100 90～100 90～100 95～100 95～100 95～100 － 9.50 0～15 30～60 40～80 － 70～90 75～90 85～100 － 95～100 － 16.0 0 19.0 26.5 31.5 37.5 53.0 63.0 75.0 90 － － － － － － － － 级配粒 级 情况 （mm） 5～10 5～16 0～10 0 － － － － － － － 5～20 连续粒级 5～25 － 30～70 － 0～10 0 － － － － － － － 15～45 30～65 0～5 0 － － － － － 5～31.5 － 0～5 0 － － － － 5～40 － － － 0～5 0 － － － 10～20 16～31.5 单粒级 20～40 31.5～63 40～80 － － 85～100 － 95～100 － 0～15 0 － － － － － － － － 80～100 － 95～100 － 0～10 0 － － － － － － － 75～100 － 0～10 45～75 70～100 0 － 0～10 30～60 － － － － － － 0 0～10 － － － － － － 5. 粗骨料的强度。根据GB/T14685和JGJ52规定，碎石和卵石的强度可用岩石的抗压强度或压碎值指标两种方法表示。

岩石的抗压强度采用

50mm×50mm的圆柱体或边长为50mm的立方体试样测定。一般要求其抗压强度

大于配制混凝土强度的1.2倍，且不小于45MPa（饱水）。

根据GB/T14685，压碎值指标是将9.5～19mm的石子m克，装入专用试样筒中，施加200KN的荷载，卸载后用孔径2.36mm的筛子筛去被压碎的细粒，称量筛余，计作m1，则压碎值指标Q按下式计算：

（4-2）

压碎值越小，表示石子强度越高，反之亦然。各类别骨料的压碎值指标应符合表4－7的要求。

28

当混凝土的强度大于或等于C60时,应进行岩石抗压强度检验,岩石强度一般由生产单位提供,工程中可采用压碎值指标进行质量控制,碎石的压碎指标值宜符合下表的规定。

岩石品种 混凝土强度等级 C60-C40 沉积岩 ≤C35 C60-C40 变质岩或深成的火成岩 ≤C35 C60-C40 喷出的火成岩 ≤C35 ≤30 ≤20 ≤13 ≤16 ≤12 碎石压碎指标值% ≤10 沉积岩包括石灰岩、砂岩等，变质岩包括片麻岩、石英岩等，深成的火成岩包括花岗岩、正长岩、闪长岩和橄榄岩等，喷出的火成岩包括玄武岩和辉绿岩等。

卵石的强度可用压碎指标值表示，其压碎指标应符合下表的规定

混凝土强度等级 压碎指标值% C60-C40 ≤12 ≤C35 ≤16 6．粗骨料的坚固性。粗骨料的坚固性指标与砂相似，各类别骨料的质量损失应符合上述相关表的要求。

四、拌合用水

根据《混凝土拌合用水标准》（JGJ63—2006）的规定，凡符合国家标准的生活饮用水，均可拌制各种混凝土。混凝土拌合用水水质应符合下表要求。 项目 PH值 不溶物（mg/L） 可溶物（mg/L） CL-（mg/L） SO42-（mg/L） 碱含量（mg/L） 预应力混凝土 ≧5.0 ≤2000 ≤2000 ≤500 ≤600 ≤1500 钢筋混凝土 ≧4.5 ≤2000 ≤5000 ≤1000 ≤2000 ≤1500 素混凝土 ≧4.5 ≤5000 ≤10000 ≤3500 ≤2700 ≤1500

29

对于设计使用年限100年的混凝土结构，氯离子含量不得超过500 mg/L，对于使用钢丝或经热处理钢筋的预应力混凝土，氯离子含量不得超过350mg/L,。地表水、地下水、再生水的放射性应符合国家现行标准《生活饮用水标准》（GB5749）规定，被检验水样应与饮用水进行水泥凝结时间对比试验,对比试验的水泥初凝时间差及终凝时间差均不应大于30分钟；被检验用水应与饮用水进行水泥胶砂强度对比试验，被检验水样配制的水泥胶砂3天及28天强度不应低于饮用水配制水泥胶砂强度3天及28天强度的90%。

混凝土用水不应有漂浮明显的油脂及泡沫，不应有明显的颜色及异味；未经处理的海水严禁用于钢筋和预应力混凝土；混凝土的养护用水可不检验不溶物及可溶物，其它检验项目应符合上述表的规定。混凝土混凝土养护用水可不检验水泥凝结时间差和水泥胶砂强度。

第三节 普通混凝土的技术性质

一、新拌混凝土的性能 （一）混凝土的和易性 1．和易性的概念。

新拌混凝土的和易性，也称工作性，是指拌合物易于搅拌、运输、浇捣成型，并获得质量均匀密实的混凝土的一项综合技术性能。通常用流动性、粘聚性和保水性三项内容表示。流动性是指拌合物在自重或外力作用下产生流动的难易程度；粘聚性是指拌合物各组成材料之间不产生分层离析现象；保水性是指拌合物不产生严重的泌水现象。

通常情况下，混凝土拌合物的流动性越大，则保水性和粘聚性越差，反之亦然，相互之间存在一定矛盾。和易性良好的混凝土是指既具有满足施工要求的流动性，又具有良好的粘聚性和保水性。因此，不能简单地将流动性大的混凝土称之为和易性好，或者流动性减小说成和易性变差。良好的和易性既是施工的要求也是获得质量均匀密实混凝土的基本保证。 2．和易性的测试和评定。

混凝土拌合物和易性是一项极其复杂的综合指标，到目前为止全世界尚无能够全面反映混凝土和易性的测定方法，通常通过测定流动性，再辅以其他直观观察或经验综合评定混凝土和易性。流动性的测定方法有坍落度法、维勃稠度法、探针法、斜槽法、流出时间法和凯利球法等十多种，对普通混凝土而言，最常用的是坍落度法和维勃稠度法。轨枕用混凝土属于干硬性混凝土，通常使用跳桌增实法进行测试。 （1）坍落度法：将搅拌好的混凝土分三层装入坍落度筒中（见图4-5a），每层插捣25次，抹平后垂直提起坍落度筒，混凝土则在自重作用下坍落，以坍落高度（单位mm）代表混凝土的流动性。坍落度越大，则流动性越好。

粘聚性通过观察坍落度测试后混凝土所保持的形状，或侧面用捣棒敲击后的形状判定，如图4-5所示。当坍落度筒一提起即出现图中（c）或（d）形状，表示粘聚性不良；敲击后出现（b）状，则粘聚性好；敲击后出现（c）状，则粘聚性欠佳；敲击后出现（d）状，则粘聚性不良。

保水性是以水或稀浆从底部析出的量大小评定（见图4-5b）。析出量大，保水性差，严重时粗骨料表面稀浆流失而裸露。析出量小则保水性好。

30

图4-5 混凝土拌合物和易性测定

根据坍落度值大小将混凝土分为四类： ① 大流动性混凝土：坍落度≥160mm； ② 流动性混凝土：坍落度100～150mm； ③ 塑性混凝土：坍落度10～90mm； ④ 干硬性混凝土：坍落度<10mm 坍落度法测定混凝土和易性的适用条件为： a. 粗骨料最大粒径≤40mm； b. 坍落度≥10mm。

对坍落度小于10mm的干硬性混凝土，坍落度值已不能准确反映其流动性大小。如当两种混凝土坍落度均为零时，但在振捣器作用下的流动性可能完全不同。故一般采用维勃稠度法测定，轨枕用干硬性混凝土用跳桌增实法进行测试。

（2）维勃稠度法：坍落度法的测试原理是混凝土在自重作用下坍落，而维勃稠度法则是在坍落度筒提起后，施加一个振动外力，测试混凝土在外力作用下完全填满面板所需时间（单位：秒）代表混凝土流动性。时间越短，流动性越好；时间越长，流动性越差。见示意图4-6。

图4-6 维勃稠度试验仪

1. 容器；2. 坍落度筒；3. 圆盘；4. 滑棒；5. 套筒；6.13. 螺栓；7. 漏斗；

8. 支柱；9. 定位螺丝；10. 荷重；11. 元宝螺丝；12. 旋转架

（3）跳桌增实法：以绝对体积300ml的混凝土拌合物，经跳桌增实后的密度表征其稠度的方法。其增实因数指理想密实状态下的拌合物密度与拌合物经跳桌增实后的密度之比。其示意图如下：

31

普通混凝土拌合物按跳桌增实法测定的稠度分为四个等级，如下表。

等级 K0 K1 K2 K3 名称 干硬性混凝土 干稠混凝土 塑性混凝土 流态混凝土 JH（mm） 240-220 219-200 199-180 ＜180 JC 1.400-1.305 1.300-1.185 1.180-1.055 ≤1.050 （4）坍落度的选择原则：实际施工时采用的坍落度大小根据下列条件选择。

① 构件截面尺寸大小：截面尺寸大，易于振捣成型，坍落度适当选小些，反之亦然。 ② 钢筋疏密：钢筋较密，则坍落度选大些。反之亦然。

③ 捣实方式：人工捣实，则坍落度选大些。机械振捣则选小些。

④ 运输距离：从搅拌机出口至浇捣现场运输距离较远时，应考虑途中坍落度损失，坍落度宜适当选大些，特别是商品混凝土。

⑤ 气候条件：气温高、空气相对湿度小时，因水泥水化速度加快及水份挥发加速，坍落度损失大，坍落度宜选大些，反之亦然。

一般情况下，坍落度可按表4-11选用。

表4-11 混凝土浇筑时的坍落度（mm） 构件种类 基础或地面等的垫层、无配筋的大体积结构（挡土墙、基础等）或配筋稀疏的结构 板、梁和大型及中型截面的柱子等 配筋密列的结构（薄壁、斗仓、简仓、细柱等） 配筋特密的结构 坍落度 10～30 30～50 50～70 70～90 3．影响和易性的主要因素。 （1）单位用水量

单位用水量是混凝土流动性的决定因素。用水量增大，流动性随之增大。但用水量大带来的不利影响

32

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/w3bd.html