当前，我国正在积极推进“一带一路”发展战略，肯尼亚是“一带一路”战略东非布局的首站，而蒙-内铁路是我国企业在肯尼亚承建的重要工程。蒙内铁路是连接东非最大港口城市蒙巴萨和首都内罗毕的标轨铁路，正线采用单线，为内燃机系统，设计客运时速120 km、货运时速80 km，设计运力2 500万t，采用中国国铁一级标准进行设计施工。远期规划，连接肯尼亚、坦桑尼亚、乌干达、卢旺达、布隆迪和南苏丹等东非6国。蒙内铁路是中国帮助肯尼亚修建的一条全线采用中国标准的标轨铁路，是肯尼亚独立以来的最大基础设施建设项目，也是肯尼亚实现2030年国家发展愿景的“旗舰工程”，于2014年9月开工，2017年5月31日建成通车。蒙内铁路是中非从次区域合作起步，共同建设非洲高速铁路、高速公路和区域航空三大网络的重大项目。东非地区乃至非洲实现互联互通，将对非洲国家经济发展起到重要支撑作用。

蒙内铁路的修筑对于肯尼亚、东非地区意义重大，同时也有力地推动了国家“一带一路”战略在非洲地区的开展。蒙内铁路对混凝土质量，尤其是混凝土耐久性要求较高。混凝土耐久性是指混凝土抵抗环境介质作用并长期保持其良好的使用性能和外观完整性的能力，包括抗冻性能、抗碳化性能、硫酸盐侵蚀、氯离子渗透等[1-5]。该文分析了蒙内铁路混凝土耐久性设计，及其相应的混凝土配合比，以期推动中国企业在东非地区进一步采用中国标准开展铁路工程建设。

黄丝郁金挥发油成分复杂，选择恒定的温度无法使各成分很好的分离，而采用程序升温可以使样品各成分在相对较短的时间内充分分离。为了尽可能的使所有色谱峰都能分离以及准确的反映各色谱峰对应的成分信息，实验中先后考察了不同色谱柱（DB-WAX、DB-5MS、HP-5）、不同温度程序、不同溶剂（甲醇、正己烷、醋酸乙酯）等条件，最后确定了“2.1”项色谱条件，获得了分离度较好的升温程序。

采用泥页岩膨胀率和滚动回收率两种方法对环境友好型钻井液进行抑制性评价，实验结果见表4和表5。将20 g膨润土粉经3.5 MPa×15 min压制成约25.4 mm×5 mm的泥页岩饼，常温下分别浸泡于环境友好型钻井液和清水中，泥页岩饼经过24 h膨胀后，清水24 h的线性膨胀率为72%，而环境友好型钻井液仅为21.65%，其线性膨胀率降低率为69.9%。取不同区块泥岩岩心，开展滚动回收率评价实验，环境友好型钻井液对不同区块岩心的抑制性不同，清水滚动回收率为5.28%～31.86%，120℃环境友好型钻井液滚动回收率均在60%以上，表现出良好的抑制性能。

1 混凝土耐久性设计

蒙内铁路部分混凝土耐久性设计要求见表1，该文选择了7个桥梁混凝土的耐久性设计进行分析，包括孔扎南大桥、拉斯特中桥、孔扎中桥、斯托尼阿西大桥、卡姆塞克大桥、卡姆塞克中桥和阿西河镇大桥，工程部位包括桥墩、桥台、承台和桩基。

由于水泥砂浆需要凝固时间，因此有必要对渗透胶浆进行一定的养生[3]。当施工气温在30℃以下时，不需要特殊的养护方式，只需常温下养护2～3d即可；而当施工气温在30℃以上时，需要采用塑料薄膜进行覆盖养生。如在砂浆中使用的是早强水泥或掺加了早强剂，则可在养护数小时砂浆硬化后开放交通[2]。

根据标准《铁路混凝土》TB/T 3275—2011的要求，设计使用年限100年环境作用等级下混凝土配合比要求见表2。由表2可知，不同环境作用等级下，混凝土强度等级包括了C30、C35、C40、C45、C50，最少胶凝材料用量包括了280 kg/m3、300 kg/m3、320 kg/m3、340 kg/m3、360 kg/m3，其中碳化环境T1混凝土最少胶凝材料用量最低为280 kg/m3，盐类结晶破坏环境Y4混凝土最少胶凝材料用量最高为360 kg/m3。

 

表1 蒙内铁路部分混凝土耐久性设计要求

  

序号工程名称桥墩环境等级强度等级桥台环境等级强度等级承台环境等级强度等级桩基环境等级强度等级1孔扎南大桥T2C35T2C35T1C30T1C302拉斯特中桥T2C35H3，Y4，L1C50H3，Y4，L1C50H3，Y4，L1C503孔扎中桥T2C35H3，L2C50H3，L2C45H3，L2C454斯托尼阿西大桥T2C35T2C35T1C30T1C305卡姆塞克大桥T2C35L2，Y1C45L2，Y1C45L2，Y1C456卡姆塞克中桥T2C35T2C35——T1C307阿西河镇大桥T2C35H1，Y2，L2C40H1，Y2，L2C45H1，L2C40

2 环境等级等混凝土配合比的要求

总体来说，混凝土耐久性设计上，环境作用等级要求包括了T1、T2、L1、L2、H1、H3、Y1、Y2、Y4，混凝土耐久性服役环境较为严峻，混凝土强度等级包括C30、C35、C40、C45、C50，范围较广。

 

表2 设计使用年限100年环境作用等级下混凝土配合比要求

  

环境类别环境作用等级最低抗压强度等级钢筋或者预应力混凝土素混凝土最少胶凝材料用量/(kg·m-3)碳化环境T1C30C30280T2C35C30300氯盐环境L1C40C35320L2C45C35340化学侵蚀环境H1C35C35300H3C45—340盐类结晶破坏环境Y1C35C35320Y2C40—340Y4C50—360

3 混凝土配合比

蒙内铁路混凝土配合比见表3。由表3可知，混凝土配合比从C30到C50，水胶比普遍较低，最大水胶比为0.37，这主要是考虑，混凝土配合比中矿物掺合料粉煤灰掺量较大，均在30%以上，如果水胶比过高，混凝土强度不容易保证；水泥用量较低，C30普通混凝土水泥用量为296 kg/m3，最高的水泥用量为C50混凝土，仅为348 kg/m3；粉煤灰掺量普遍较高，掺量最低的是C30混凝土，也高达115 kg/m3，掺量最高的为C50混凝土，达到149 kg/m3；混凝土用水量控制较严格，都在150～160 kg/m3之间，最低用水量为C30混凝土，为152 kg/m3，最高用水量为C40水下混凝土，为157 kg/m3；所有混凝土配合比均采用聚羧酸系高性能减水剂，减水剂掺量在5.3～6.5 kg/m3之间，最低用水量为C30混凝土，为5.34 kg/m3，最高用水量为C50水下混凝土，为6.46 kg/m3。

由表1可知，各个桥的桥墩设计均为T2环境等级要求，混凝土强度等级均为C35；孔扎南大桥、斯托尼阿西大桥和卡姆塞克中桥的桥台混凝土耐久性设计环境等级要求为T2，强度等级为C35，拉斯特中桥桥台混凝土耐久性设计环境等级要求为H3、Y4、L1，强度等级为C50，孔扎中桥桥台混凝土耐久性设计环境等级要求为H3、L2，强度等级为C50，卡姆塞克大桥桥台混凝土耐久性设计环境等级要求为L2、Y1，强度等级为C45，阿西河镇大桥桥台混凝土耐久性设计环境等级要求为H1、Y2、L2，强度等级为C40；孔扎南大桥、斯托尼阿西大桥承台混凝土耐久性设计环境等级要求为T1，强度等级为C30，拉斯特中桥承台混凝土耐久性设计环境等级要求为H3、Y4、L1，强度等级为C50，孔扎中桥承台台混凝土耐久性设计环境等级要求为H3、L2，强度等级为C50，卡姆塞克大桥承台混凝土耐久性设计环境等级要求为L2、Y1，强度等级为C45，阿西河镇大桥承台混凝土耐久性设计环境等级要求为H1、Y2、L2，强度等级为C45；孔扎南大桥、斯托尼阿西大桥和卡姆塞克中桥桩基混凝土耐久性设计环境等级要求为T1，强度等级为C30，拉斯特中桥桩基混凝土耐久性设计环境等级要求为H3、Y4、L1，强度等级为C50，孔扎中桥桩基混凝土耐久性设计环境等级要求为H3、L2，强度等级为C50，卡姆塞克大桥桩基混凝土耐久性设计环境等级要求为L2、Y1，强度等级为C45，阿西河镇大桥桩基混凝土耐久性设计环境等级要求为H1、L2，强度等级为C40。

 

表3 蒙内铁路部分混凝土配合比 /(kg·m-3)

  

强度等级工程部位水胶比水泥粉煤灰砂碎石水减水剂C30桥墩、承台、桥台0．372961158179601525．34C30桥梁桩基(水下)0．363021308069461565．62C35桥墩、承台、桥台0．363021328059451565．62C40桥墩、承台、桥台0．333211387959341525．97C40桥梁桩基(水下)0．333321427879231576．16C45桥墩、承台、桥台0．333261397929291546．05C45桥梁桩基(水下)0．323351447859221546．23C50桥墩、承台、桥台0．313481498279721546．46

4 保证混凝土耐久性的经济性分析

蒙内铁路为中国设计、施工及运营的铁路，工程竣工后，由中国企业运营管理。提高混凝土耐久性、保证铁路在长时间内安全运营，能够节约混凝土维护与修复费用，降低运营管理成本，其经济性不言而喻。

5 结 论

a.蒙内铁路在混凝土耐久性设计上，环境作用等级要求包括了T1、T2、L1、L2、H1、H3、Y1、Y2、Y4，混凝土耐久性服役环境较为严峻，混凝土强度等级包括C30、C35、C40、C45、C50，范围较广。

b.蒙内铁路混凝土配合比从C30到C50，水胶比普遍较低，最大水胶比为0.37；混凝土配合比中矿物掺合料粉煤灰掺量较大，均在30%以上；水泥用量较低，C30普通混凝土水泥用量为296 kg/m3，最高的水泥用量为C50混凝土，仅为348 kg/m3；混凝土用水量控制较严格，都在150 ～160 kg/m3之间，最低用水量为C30混凝土，为152 kg/m3，最高用水量为C40水下混凝土，为157 kg/m3。

参考文献

[1] 卢 木.混凝土耐久性研究现状和研究方向[J].工业建筑,1997,27(5):1-6.

[2] 肖 佳,勾成福.混凝土碳化研究综述[J].混凝土,2010(1):40-44.

[3] 陈肇元,徐有邻,钱稼茹.土建结构工程的安全性与耐久性[J].建筑技术,2002,5(4):00057-00058.

[4] 杨少军.西北地区铁路桥梁混凝土耐久性研究[J].铁道标准设计,2007(5):45-47.

[5] 李化建,谢永江.我国铁路混凝土结构耐久性研究的进展及发展趋势[J].铁道建筑,2016(2):1-8.